Istraživanje mehanizma inhibicije natrijevog cijanida u flotaciji za odvajanje olova i cinka

1. Uvod

U području prerade minerala, odvajanje minerala olova i cinka ima veliko značenje. Pjenasta flotacija je često korištena metoda za ovo odvajanje, a upotreba prikladnih depresora je ključna za postizanje učinkovitog odvajanja. Natrijev cijanid se dugo široko koristi kao depresor u flotaciji za odvajanje olova i cinka. Razumijevanje njegovog mehanizma inhibicije ključno je za optimizaciju procesa flotacije, povećanje učinkovitosti odvajanja i smanjenje potrošnje reagensa. Ovaj članak ima za cilj provesti sustavnu studiju mehanizma inhibicije natrijevog cijanida u flotaciji za odvajanje olova i cinka.

2. Uloga depresora u flotaciji

U procesu flotacije pjenom, depresori su reagensi koji mogu spriječiti ili smanjiti adsorpciju ili djelovanje kolektora na površini neciljanih minerala i formirati hidrofilni film na tim mineralnim površinama. U flotaciji za odvajanje olova i cinka, primarni cilj je odvojiti minerale olova (poput galenita) od minerala cinka (poput sfalerita). Bez učinkovitih depresora, teško je postići odvajanje visoke čistoće jer i minerali olova i cinka mogu pokazivati ​​slično ponašanje flotacije u prisutnosti kolektora.

3. Hidroliza natrijevog cijanida i njezin odnos s pH

Natrijev cijanid hidrolizira u vodi, a produkti hidrolize usko su povezani s pH vrijednošću pulpe. Eksperimentalne studije su pokazale da kada je pH pulpe 7.0, gotovo sav natrijev cijanid hidrolizira i tvori plinoviti vodikov cijanid. Kada je pH pulpe 12.0, natrijev cijanid gotovo se potpuno disocira na cijanidne ione. Kada je pH pulpe 9.3, omjer vodikovog cijanida i cijanidnih iona je 1:1. Ovo pH-ovisno hidrolizno ponašanje natrijevog cijanida značajno utječe na njegov inhibitorni učinak na minerale.

4. Mehanizmi inhibicije natrijevog cijanida na sfaleritu

4.1 Otapanje aktiviranog filma bakrenog sulfida na površini sfalerita

Kada se sfalerit aktivira bakrenim sulfatom, na njegovoj površini se formira film bakrenog sulfida, što povećava plutavost sfalerita. Natrijev cijanid može otopiti ovaj film bakrenog sulfida na površini sfalerita. Nakon što se film bakrenog sulfida otopi, otkriva se izvorna površina sfalerita sa slabom plutavošću. Posljedično, kolektoru postaje teže adsorbirati se na površinu sfalerita, što učinkovito inhibira plutavost sfalerita.

4.2 Stvaranje hidrofilnog filma na površini sfalerita

Cijanidni ioni u natrijevom cijanidu mogu se izmjenjivati ​​i adsorbirati s anionima poput sulfatnih iona i onima iz kolektora poput ksantata na površini sfalerita. Na primjer, prilikom reakcije s cinkovim ionima na površini sfalerita može se stvoriti hidrofilni film cinkovog cijanida. Ovaj hidrofilni film ometa interakciju između površine sfalerita i kolektora, smanjujući adsorpciju kolektora na površini sfalerita, čime se postiže cilj inhibicije flotacije sfalerita.

4.3 Otapanje - Kompleksiranje metalnih ksantata

Natrijev cijanid ima snažnu sposobnost otapanja i kompleksiranja s metalnim ksantatima, koji se često koriste kao kolektori u flotaciji sulfidnih minerala. Kod minerala povezanih s cinkom, ksantatno-cinkovi kompleksi nastali na površini sfalerita mogu se razgraditi natrijevim cijanidom. Kompleksiranje natrijevog cijanida s metalnim ionima u ksantatima slabi vezu između kolektora i površine minerala, uzrokujući desorbciju ksantata s površine sfalerita. Kao rezultat toga, inhibira se flotacija sfalerita.

5. Selektivnost natrijevog cijanida prema različitim mineralima

Na temelju sposobnosti natrijevog cijanida da formira stabilne cijanidne komplekse s različitim metalima, uobičajeni metali i njihovi minerali mogu se podijeliti u tri skupine:

1. Minerali olova, talija, bizmuta, antimona, arsena, kositra, rodija : Ovi minerali ne mogu formirati stabilne cijanidne komplekse s natrijevim cijanidom. Stoga natrijev cijanid nema inhibitorni učinak na ove minerale. Kod flotacije odvajanjem olova i cinka, ovo svojstvo osigurava da minerali olova nisu inhibirani natrijevim cijanidom i da se mogu učinkovito flotirati.

2. Minerali platine, ŽIVE , srebra, kadmija, bakra : Ovi minerali mogu tvoriti stabilne cijanidne komplekse s natrijevim cijanidom, ali je za postizanje inhibicije potrebna relativno visoka doza natrijevog cijanida. U kontekstu odvajanja olova i cinka, ako u rudi postoje nečistoće koje sadrže bakar, može biti potrebna veća količina natrijevog cijanida kako bi se inhibirali minerali povezani s bakrom i spriječilo ometanje odvajanja olova i cinka.

3. Minerali cinka, nikla, zlata, željeza : Ovi minerali mogu formirati vrlo stabilne cijanidne komplekse s natrijevim cijanidom. Natrijev cijanid ima najsnažniji inhibitorni učinak na ove minerale, a mala količina natrijevog cijanida može dovesti do značajne inhibicije. U flotaciji odvajanjem olova i cinka, ova karakteristika omogućuje učinkovitu inhibiciju minerala koji sadrže željezo (kao što je pirit) i minerala koji sadrže cink, što je korisno za selektivnu flotaciju minerala olova.

6. Praktična primjena i razmatranja

U stvarnim operacijama flotacije za odvajanje olova i cinka, upotreba natrijevog cijanida zahtijeva pažljivu optimizaciju. Doziranje natrijevog cijanida treba prilagoditi prema specifičnom sastavu rude, sadržaju minerala olova i cinka te prisutnosti drugih nečistoća. Ako je doziranje prenisko, inhibicija minerala cinka i povezanih minerala jalovine može biti nedovoljna, što rezultira koncentratima olova niske čistoće. Suprotno tome, ako je doziranje previsoko, to ne samo da povećava troškove reagensa, već može uzrokovati i ekološke probleme zbog toksičnosti cijanida.

Štoviše, pH vrijednost pulpe, koja utječe na hidrolizu natrijevog cijanida, mora se strogo kontrolirati. Prikladan raspon pH vrijednosti za flotaciju za odvajanje olova i cinka pomoću natrijevog cijanida obično je oko 9 - 11. Unutar ovog raspona pH vrijednosti, natrijev cijanid može postojati u obliku koji pogoduje inhibiciji minerala cinka, a istovremeno minimizira gubitak minerala olova zbog prekomjerne inhibicije.

7. Zaključak

Natrijev cijanid igra ključnu ulogu u flotaciji za odvajanje olova i cinka putem višestrukih mehanizama inhibicije. Otapanjem aktiviranog filma bakrovog sulfida na površini sfalerita, stvaranjem hidrofilnog filma na površini sfalerita i otapanjem i kompleksiranjem metalnih ksantata, učinkovito inhibira flotaciju cinkovih minerala. Njegova selektivnost prema različitim mineralima pruža osnovu za odvajanje minerala olova i cinka. Međutim, u praktičnoj primjeni, čimbenici poput kontrole doze i podešavanja pH vrijednosti pulpe moraju se pažljivo razmotriti kako bi se postiglo učinkovito, ekonomično i ekološki prihvatljivo odvajanje olova i cinka. Daljnja istraživanja u ovom području mogu se usredotočiti na razvoj učinkovitijih i ekološki prihvatljivijih alternativa natrijevom cijanidu uz održavanje ili poboljšanje učinkovitosti odvajanja minerala olova i cinka.