Badania nad mechanizmem hamowania cyjanku sodu w flotacji separacyjnej ołowiu i cynku

1. Wstęp

W dziedzinie przetwórstwa minerałów, separacja minerałów ołowiu i cynku ma ogromne znaczenie. Flotacja pianowa jest powszechnie stosowaną metodą separacji, a zastosowanie odpowiednich depresorów jest niezbędne do osiągnięcia efektywnej separacji. Cyjanek sodu jest od dawna szeroko stosowany jako depresor we flotacji separacyjnej ołowiu i cynku. Zrozumienie mechanizmu jego inhibicji jest kluczowe dla optymalizacji procesu flotacji, zwiększenia wydajności separacji i zmniejszenia zużycia odczynników. Niniejszy artykuł ma na celu przeprowadzenie systematycznych badań nad mechanizmem inhibicji cyjanku sodu we flotacji separacyjnej ołowiu i cynku.

2. Rola depresantów w procesie flotacji

W procesie flotacji pianowej depresanty to odczynniki, które mogą zapobiegać lub zmniejszać adsorpcję lub działanie kolektorów na powierzchni minerałów niebędących celem i tworzyć hydrofilową powłokę na tych powierzchniach minerałów. W przypadku flotacji separacyjnej ołowiu i cynku głównym celem jest oddzielenie minerałów ołowiu (takich jak galena) od minerałów cynku (takich jak sfaleryt). Bez skutecznych depresantów trudno jest osiągnąć separację o wysokiej czystości, ponieważ zarówno minerały ołowiu, jak i cynku mogą wykazywać podobne zachowania flotacyjne w obecności kolektorów.

3. Hydroliza cyjanku sodu i jej związek z pH

Cyjanek sodu hydrolizuje w wodzie, a produkty hydrolizy są ściśle związane z wartością pH masy celulozowej. Badania eksperymentalne wykazały, że przy pH masy celulozowej wynoszącym 7.0 prawie cały cyjanek sodu hydrolizuje , tworząc cyjanowodór. Przy pH masy celulozowej wynoszącym 12.0 cyjanek sodu prawie całkowicie dysocjuje na jony cyjankowe. Przy pH masy celulozowej wynoszącym 9.3 stosunek cyjanku wodoru do jonów cyjankowych wynosi 1:1. To zależne od pH zachowanie się cyjanku sodu w procesie hydrolizy znacząco wpływa na jego hamujący wpływ na minerały.

4. Mechanizmy hamowania cyjanku sodu na sfalerycie

4.1 Rozpuszczanie aktywowanej warstwy siarczku miedzi na powierzchni sfalerytu

Gdy sfaleryt jest aktywowany siarczanem miedzi, na jego powierzchni tworzy się warstwa siarczku miedzi, która zwiększa pływalność sfalerytu. Cyjanek sodu może rozpuścić tę warstwę siarczku miedzi na powierzchni sfalerytu. Po rozpuszczeniu warstwy siarczku miedzi odsłaniana jest oryginalna powierzchnia sfalerytu o słabej pływalności. W rezultacie kolektorowi trudniej jest adsorbować na powierzchni sfalerytu, co skutecznie hamuje pływalność sfalerytu.

4.2 Tworzenie się filmu hydrofilowego na powierzchni sfalerytu

Jony cyjankowe w cyjanku sodu mogą wymieniać się-adsorbować z anionami, takimi jak jony siarczanowe i te z kolektorów, takich jak ksantogeniany na powierzchni sfalerytu. Na przykład, reagując z jonami cynku na powierzchni sfalerytu, może utworzyć hydrofilową warstwę cyjanku cynku. Ta hydrofilowa warstwa utrudnia interakcję między powierzchnią sfalerytu a kolektorem, zmniejszając adsorpcję kolektora na powierzchni sfalerytu, osiągając w ten sposób cel zahamowania flotacji sfalerytu.

4.3 Rozpuszczanie - Kompleksowanie ksantogenianów metali

Cyjanek sodu ma silną zdolność rozpuszczania i tworzenia kompleksów z ksantogenianami metali, które są powszechnie stosowanymi kolektorami we flotacji minerałów siarczkowych. W przypadku minerałów pokrewnych cynkowi kompleksy ksantogenianowo-cynkowe utworzone na powierzchni sfalerytu mogą zostać rozłożone przez cyjanek sodu. Kompleksowanie cyjanku sodu z jonami metali w ksantogenianach osłabia wiązanie między kolektorem a powierzchnią minerału, powodując desorpcję ksantogenianów z powierzchni sfalerytu. W rezultacie zdolność sfalerytu do flotacji jest zahamowana.

5. Selektywność cyjanku sodu w stosunku do różnych minerałów

Na podstawie zdolności cyjanku sodu do tworzenia stabilnych kompleksów cyjankowych z różnymi metalami, powszechnie występujące metale i ich minerały można podzielić na trzy grupy:

1. Minerały ołowiu, talu, bizmutu, antymonu, arsenu, cyny i rodu : Minerały te nie mogą tworzyć stabilnych kompleksów cyjankowych z cyjankiem sodu. W związku z tym cyjanek sodu nie ma działania hamującego na te minerały. W przypadku flotacji separacyjnej ołowiu i cynku ta właściwość zapewnia, że ​​minerały ołowiu nie są hamowane przez cyjanek sodu i mogą być skutecznie flotowane.

2. Minerały platyny, RTĘCI , srebra, kadmu i miedzi : Minerały te mogą tworzyć stabilne kompleksy cyjankowe z cyjankiem sodu, ale do uzyskania efektu inhibicji wymagana jest stosunkowo wysoka dawka cyjanku sodu. W kontekście separacji ołowiu i cynku, jeśli w rudzie znajdują się zanieczyszczenia zawierające miedź, może być konieczna większa ilość cyjanku sodu, aby zahamować minerały miedziopochodne i zapobiec zakłóceniom w separacji ołowiu i cynku.

3. Minerały cynku, niklu, złota i żelaza : Minerały te mogą tworzyć bardzo stabilne kompleksy cyjankowe z cyjankiem sodu. Cyjanek sodu ma najsilniejsze działanie hamujące na te minerały, a niewielka ilość cyjanku sodu może prowadzić do znacznego zahamowania. W przypadku flotacji separacyjnej ołowiu i cynku, ta właściwość umożliwia skuteczne hamowanie minerałów zawierających żelazo (takich jak piryt) i cynk, co jest korzystne dla selektywnej flotacji minerałów ołowiu.

6. Praktyczne zastosowanie i rozważania

W rzeczywistych operacjach flotacji separacji ołowiu i cynku użycie cyjanku sodu wymaga starannej optymalizacji. Dawkowanie cyjanku sodu należy dostosować do konkretnego składu rudy, zawartości minerałów ołowiu i cynku oraz obecności innych zanieczyszczeń. Jeśli dawkowanie jest zbyt niskie, hamowanie minerałów cynku i powiązanych minerałów gangowych może być niewystarczające, co skutkuje koncentratami ołowiu o niskiej czystości. Z drugiej strony, jeśli dawkowanie jest zbyt wysokie, nie tylko zwiększa koszt odczynnika, ale również może powodować problemy środowiskowe z powodu toksyczności cyjanku.

Ponadto wartość pH pulpy, która wpływa na hydrolizę cyjanku sodu, musi być ściśle kontrolowana. Odpowiedni zakres pH dla flotacji separacyjnej ołowiu i cynku przy użyciu cyjanku sodu wynosi zazwyczaj około 9–11. W tym zakresie pH cyjanek sodu może występować w formie sprzyjającej hamowaniu minerałów cynku, jednocześnie minimalizując utratę minerałów ołowiu z powodu nadmiernego hamowania.

7. Wniosek

Cyjanek sodu odgrywa kluczową rolę w flotacji separacji ołowiu i cynku poprzez wiele mechanizmów inhibicji. Poprzez rozpuszczanie aktywowanej warstwy siarczku miedzi na powierzchni sfalerytu, tworzenie hydrofilowej warstwy na powierzchni sfalerytu i rozpuszczanie kompleksujących ksantogenianów metali, skutecznie hamuje flotację minerałów cynku. Jego selektywność w stosunku do różnych minerałów stanowi podstawę separacji minerałów ołowiu i cynku. Jednak w praktycznych zastosowaniach czynniki takie jak kontrola dawkowania i regulacja pH pulpy muszą być starannie rozważone, aby osiągnąć wydajną, ekonomiczną i przyjazną dla środowiska separację ołowiu i cynku. Dalsze badania w tej dziedzinie mogą skupić się na opracowaniu bardziej wydajnych i przyjaznych dla środowiska alternatyw dla cyjanku sodu przy jednoczesnym utrzymaniu lub poprawie wydajności separacji minerałów ołowiu i cynku.