Pesquisa sobre o mecanismo de inibição do cianeto de sódio na flotação de separação de chumbo-zinco

1. Introdução

No campo do processamento de minerais, a separação de minerais de chumbo e zinco é de grande importância. A flotação por espuma é um método comumente empregado para essa separação, e o uso de depressores adequados é essencial para alcançar uma separação eficiente. Sódio cianeto tem sido amplamente utilizado como depressor na flotação de separação de chumbo-zinco. Compreender seu mecanismo de inibição é vital para otimizar o processo de flotação, aumentar a eficiência da separação e reduzir o consumo de reagentes. Este artigo tem como objetivo realizar um estudo sistemático sobre o mecanismo de inibição de Cianeto de sódio na flotação de separação de chumbo-zinco.

2. Papel dos depressores na flutuação

No processo de flotação por espuma, depressores são reagentes que podem impedir ou reduzir a adsorção ou ação de coletores na superfície de minerais não alvo, formando uma película hidrofílica sobre essas superfícies minerais. Na flotação por separação de chumbo-zinco, o objetivo principal é separar minerais de chumbo (como galena) de minerais de zinco (como esfalerita). Sem depressores eficazes, é desafiador obter uma separação de alta pureza, pois tanto os minerais de chumbo quanto os de zinco podem apresentar comportamentos de flotação semelhantes na presença de coletores.

3. Hidrólise do cianeto de sódio e sua relação com o pH

O cianeto de sódio hidrolisa em água, e os produtos da hidrólise estão intimamente relacionados ao valor do pH da polpa. Estudos experimentais demonstraram que, quando o pH da polpa é 7.0, quase todos os Cianeto de sódio hidrolisa para formar gás cianeto de hidrogênio. Quando o pH da polpa é 12.0. cianeto de sódio dissocia-se quase completamente em íons cianeto. Quando o pH da polpa é 9.3, a proporção de cianeto de hidrogênio para íons cianeto é de 1:1. Esse comportamento de hidrólise do cianeto de sódio, dependente do pH, impacta significativamente seu efeito inibitório sobre os minerais.

4. Mecanismos de Inibição do Cianeto de Sódio na Esfalerita

4.1 Dissolução de filme de sulfeto de cobre ativado na superfície de esfalerita

Quando a esfalerita é ativada por sulfato de cobre, forma-se uma película de sulfeto de cobre em sua superfície, o que aumenta a flutuabilidade da esfalerita. O cianeto de sódio pode dissolver essa película de sulfeto de cobre na superfície da esfalerita. Uma vez dissolvida a película de sulfeto de cobre, a superfície original da esfalerita, com baixa flutuabilidade, fica exposta. Consequentemente, torna-se mais difícil para o coletor adsorver na superfície da esfalerita, inibindo efetivamente a flutuabilidade da esfalerita.

4.2 Formação de filme hidrofílico na superfície da esfalerita

Os íons cianeto no cianeto de sódio podem ser adsorvidos por troca com ânions como íons sulfato e aqueles de coletores como xantatos na superfície da esfalerita. Por exemplo, ao reagir com íons de zinco na superfície da esfalerita, pode formar uma película hidrofílica de cianeto de zinco. Essa película hidrofílica obstrui a interação entre a superfície da esfalerita e o coletor, reduzindo a adsorção do coletor na superfície da esfalerita, atingindo assim o objetivo de inibir a flotação da esfalerita.

4.3 Dissolução - Complexação de Xantatos Metálicos

O cianeto de sódio tem uma forte capacidade de se dissolver e complexar com xantatos metálicos, que são coletores comumente utilizados na flotação de minerais de sulfeto. Para minerais relacionados ao zinco, os complexos xantato-zinco formados na superfície da esfalerita podem ser decompostos pelo cianeto de sódio. A complexação do cianeto de sódio com íons metálicos nos xantatos enfraquece a ligação entre o coletor e a superfície do mineral, fazendo com que os xantatos sejam dessorvidos da superfície da esfalerita. Como resultado, a flutuabilidade da esfalerita é inibida.

5. Seletividade do cianeto de sódio para diferentes minerais

Com base na capacidade do cianeto de sódio de formar complexos de cianeto estáveis ​​com diferentes metais, os metais comuns e seus minerais podem ser categorizados em três grupos:

1. Minerais de chumbo, tálio, bismuto, antimônio, arsênio, estanho, ródio: Esses minerais não conseguem formar complexos de cianeto estáveis ​​com o cianeto de sódio. Portanto, o cianeto de sódio não tem efeito inibitório sobre esses minerais. Na flotação por separação de chumbo-zinco, essa propriedade garante que os minerais de chumbo não sejam inibidos pelo cianeto de sódio e possam ser flotados com eficiência.

2. Minerais de platina, MERCURY, prata, cádmio, cobre: Esses minerais podem formar complexos de cianeto estáveis ​​com cianeto de sódio, mas uma dosagem relativamente alta de cianeto de sódio é necessária para obter a inibição. No contexto da separação de chumbo-zinco, se houver impurezas contendo cobre no minério, uma quantidade maior de cianeto de sódio pode ser necessária para inibir os minerais relacionados ao cobre e evitar interferência na separação de chumbo e zinco.

3. Minerais de zinco, níquel, ouro, ferro: Esses minerais podem formar complexos de cianeto muito estáveis ​​com o cianeto de sódio. O cianeto de sódio tem o efeito inibitório mais potente sobre esses minerais, e uma pequena quantidade de cianeto de sódio pode levar a uma inibição significativa. Na flotação por separação de chumbo-zinco, essa característica permite a inibição eficaz de minerais contendo ferro (como a pirita) e zinco, o que é benéfico para a flotação seletiva de minerais de chumbo.

6. Aplicação prática e considerações

Em operações reais de flotação de separação de chumbo-zinco, o uso de cianeto de sódio requer otimização cuidadosa. A dosagem de cianeto de sódio deve ser ajustada de acordo com a composição específica do minério, o teor de minerais de chumbo e zinco e a presença de outras impurezas. Se a dosagem for muito baixa, a inibição de minerais de zinco e minerais de ganga associados pode ser insuficiente, resultando em concentrados de chumbo de baixa pureza. Por outro lado, se a dosagem for muito alta, não só aumenta o custo do reagente, como também pode causar problemas ambientais devido à toxicidade do cianeto.

Além disso, o valor do pH da polpa, que afeta a hidrólise do cianeto de sódio, deve ser rigorosamente controlado. A faixa de pH adequada para a flotação de separação de chumbo-zinco com cianeto de sódio é tipicamente entre 9 e 11. Dentro dessa faixa de pH, o cianeto de sódio pode existir em uma forma que favorece a inibição de minerais de zinco, minimizando a perda de minerais de chumbo devido à inibição excessiva.

7. Conclusão

O cianeto de sódio desempenha um papel crucial na flotação de separação de chumbo-zinco por meio de múltiplos mecanismos de inibição. Ao dissolver o filme de sulfeto de cobre ativado na superfície da esfalerita, formando um filme hidrofílico na superfície da esfalerita e dissolvendo-complexando xantatos metálicos, ele inibe efetivamente a flotação de minerais de zinco. Sua seletividade a diferentes minerais fornece a base para a separação de minerais de chumbo e zinco. No entanto, em aplicações práticas, fatores como controle de dosagem e ajuste de pH da polpa precisam ser cuidadosamente considerados para alcançar uma separação de chumbo-zinco eficiente, econômica e ecologicamente correta. Pesquisas futuras nessa área podem se concentrar no desenvolvimento de alternativas mais eficientes e ecologicamente corretas ao cianeto de sódio, mantendo ou melhorando a eficiência da separação de minerais de chumbo-zinco.