Natriumsulfids rolle i mineralforarbejdning

Introduktion

Inden for det komplekse og vitale felt mineralforarbejdning, forskellige kemiske reagenser spiller en nøglerolle i optimeringen af ​​separation og ekstraktion af værdifulde mineraler. Blandt disse, natriumsulfid (Na₂S) skiller sig ud som et alsidigt og udbredt kemikalie. Det har flere funktioner i forskellige typer mineralforarbejdningsprocesser, især i flotation processer, som er fundamentale for effektiv udvinding af mineraler fra malm.

Kemiske egenskaber af natriumsulfid

Natriumsulfid er et salt afledt af hydrogensulfid, en svag dibasisk syre. I vandige opløsninger ved stuetemperatur og et atmosfærisk tryk er kun seks termodynamisk stabile blandt de mere end 30 molekylære og ioniske svovlarter: HSO₄⁻, SO₄²⁻, H₂S, HS⁻ og S²⁻. pH-værdien i det vandige system er en afgørende kontrollerende variabel i oxidationen af ​​hydrogensulfid. Under pH 6 er "molekylær hydrogensulfid" den dominerende reducerede svovlart. Ved pH 7 er de reducerede svovlarter i opløsningen ligeligt fordelt mellem "opløst hydrogensulfid" og bisulfidarten (HS⁻), hvor HS⁻ er den primære art i pH-området 8-11.

Funktioner af natriumsulfid i mineralforarbejdning

Hæmmer af sulfidmineraler

Natriumsulfid er et effektivt inhibitor for de fleste sulfidmineraler, når de anvendes i store mængder. Rækkefølgen af ​​dens hæmmende effekt på sulfidmineraler aftager generelt som følger: galena, sphalerit, chalkopyrit, bornit, covellit, pyrit og chalcocit. Det er værd at bemærke, at natriumsulfid på grund af molybdenits fremragende naturlige flydeevne ikke kan hæmme den. Denne egenskab udnyttes i flotationen af ​​molybdenit, hvor Na₂S kan bruges til at undertrykke flotationen af ​​andre sulfidmineraler, hvilket muliggør selektiv separation af molybdenit.

Sulfideringsmiddel til ikke-jernholdige metaloxidmalme

Ikke-jernholdige metaloxidmalme kan ikke direkte opsamles af xanthatkollektorer. Når natriumsulfid tilsættes malmpulpen før xanthatflotation, reagerer det imidlertid med overfladen af ​​ikke-jernholdige metaloxidmineraler. Denne reaktion resulterer i dannelsen af ​​en tynd film af sulfidmineraler på overfladen af ​​oxidmineralerne. For eksempel, når hvid blymalm reagerer med natriumsulfid, ændres overfladefarven fra hvid til mørk; og når malakit reagerer med natriumsulfid, ændres overfladefarven fra grøn til mørkesort. Disse farveændringer indikerer den vellykkede dannelse af en sulfidfilm, der er forskellig fra det oprindelige mineral. Efter sulfidering kan xanthat effektivt opsamle disse mineraler og dermed forbedre flotationsudvindingen af ​​ikke-jernholdige metaloxidmalme.

Desorberingsmiddel til blandede sulfidmineralkoncentrater

Når der anvendes en stor mængde natriumsulfid, kan det desorbere xanthat-lignende samlere, der er adsorberet på overfladen af ​​mineraler. Ved separation af blandede bly-zink-koncentrater eller blandede kobber-bly-koncentrater kan malmpulpen først koncentreres. Derefter tilsættes en stor mængde natriumsulfid for at desorbere samlerne på mineraloverfladen. Derefter vaskes pulpen, og der tilsættes frisk vand for at justere pulpen til efterfølgende separationsflotation. Denne proces hjælper med at eliminere interferens fra de oprindelige samlere og muliggør en mere effektiv separation af forskellige mineraler i det blandede koncentrat.

Eliminering af skadelige ioner i malmmassen

Natriumsulfid kan reagere med mange metalioner og danne uopløselige sulfidbundfald. I malmpulpen er der ofte nogle metalioner, der kan have en negativ indvirkning på flotationen, såsom visse tungmetalioner. Ved at tilsætte natriumsulfid kan disse skadelige metalioner fjernes fra malmpulpen i form af sulfidbundfald, hvilket skaber et mere gunstigt kemisk miljø for flotation og forbedrer den samlede flotationseffektivitet.

Faktorer der påvirker brugen af ​​natriumsulfid i mineralforarbejdning

1. MalmmineralogiMangfoldigheden af ​​malmineralogi kan have en betydelig indflydelse. For eksempel kan sameksistensen af ​​forskellige mineraler som galena, sphalerit og cerussit i malmen komplicere reaktionsprocessen ved oxidmalmsulfidering. Tilsvarende påvirker tilstedeværelsen af ​​forskellige oxidmineraler som malakit, azurit, atacamit og chrysocolla også sulfideringseffekten.

2. Natriumsulfid - Forbrugende mineralerMineraler som pyrit, marcasit, talkum, cerussit, ler, slim, jordalkalimsalte, gips og klorider kan forbruge natriumsulfid. Dette forbrug kan føre til en utilstrækkelig mængde natriumsulfid tilgængelig til de ønskede reaktioner i flotationsprocessen, hvorved dens effektivitet reduceres.

3. pH-værdiVed høje doser natriumsulfid kan malmpulpens pH-værdi blive for høj. Denne ekstreme pH-tilstand kan ikke kun påvirke natriumsulfids kemiske reaktioner med mineraler, men også påvirke ydeevnen af ​​andre reagenser i flotationssystemet, hvilket i sidste ende påvirker separationen og genvindingen af ​​mineraler.

4. Placering og antal af natriumsulfidtilsætningstrinTidspunktet og antallet af gange natriumsulfid tilsættes under flotationsprocessen er også afgørende. Forkerte tilsætningssteder eller et forkert antal tilsætningstrin kan resultere i ujævn fordeling af natriumsulfid i malmpulpen eller utidige reaktioner, som begge kan reducere effektiviteten af ​​dens funktioner.

5. Vandets sammensætningSammensætningen af ​​det vand, der anvendes i flotationsprocessen, især indholdet af calcium- og magnesiumioner samt vandets hårdhed, kan interagere med natriumsulfid og mineraler. Disse interaktioner kan enten fremme eller hæmme reaktionerne af natriumsulfid og dermed påvirke dets rolle i mineralforarbejdning.

Konklusion

Natriumsulfid spiller en mangesidet og uundværlig rolle i mineralforarbejdning, især i flotation. Det fungerer som en inhibitor, sulfidiseringsmiddel, desorberende middel og dets evne til at eliminere skadelige ioner bidrager væsentligt til effektiv separation og genvinding af værdifulde mineraler fra forskellige typer malme. For fuldt ud at udnytte natriumsulfids potentiale er det dog nødvendigt nøje at overveje og kontrollere forskellige faktorer, der kan påvirke dets ydeevne i det komplekse miljø for mineralforarbejdning. Ved at gøre dette kan mineralforarbejdningsindustrien opnå højere ressourceudvindingsrater, lavere produktionsomkostninger og mere bæredygtig udvikling.