Natrio cianido slopinimo mechanizmo švino ir cinko atskyrimo flotacijos metu tyrimas

1. Įvadas

Mineralų perdirbimo srityje švino ir cinko mineralų atskyrimas yra labai svarbus. Šiam atskyrimui dažniausiai naudojamas flotacijos metodas, o tinkamų slopintuvų naudojimas yra būtinas norint efektyviai atskirti. Natris Cianidas jau seniai plačiai naudojamas kaip slopinamoji medžiaga švino ir cinko atskyrimo flotacijoje. Jo slopinimo mechanizmo supratimas yra labai svarbus norint optimizuoti flotacijos procesą, padidinti atskyrimo efektyvumą ir sumažinti reagentų sunaudojimą. Šio straipsnio tikslas – atlikti sistemingą slopinimo mechanizmo tyrimą. Natrio cianidas švino ir cinko atskyrimo flotacijos metu.

2. Depresantų vaidmuo flotacijoje

Putų flotacijos procese slopintojai yra reagentai, kurie gali užkirsti kelią arba sumažinti kolektorių adsorbciją ar poveikį netikslinių mineralų paviršiuje ir sudaryti hidrofilinę plėvelę ant šių mineralų paviršių. Švino ir cinko atskyrimo flotacijos metu pagrindinis tikslas yra atskirti švino mineralus (pvz., galenitą) nuo cinko mineralų (pvz., sfalerito). Neturint veiksmingų slopintojų, sunku pasiekti didelio grynumo atskyrimą, nes tiek švino, tiek cinko mineralai, esant kolektoriams, gali pasižymėti panašiomis flotacijos savybėmis.

3. Natrio cianido hidrolizė ir jos ryšys su pH

Natrio cianidas hidrolizuojasi vandenyje, o hidrolizės produktai yra glaudžiai susiję su celiuliozės pH verte. Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad kai celiuliozės pH yra 7.0, beveik visi Natrio cianidas hidrolizuojasi ir susidaro vandenilio cianido dujos. Kai celiuliozės pH yra 12.0. natrio cianidas beveik visiškai disocijuojasi į cianido jonus. Kai celiuliozės pH yra 9.3, vandenilio cianido ir cianido jonų santykis yra 1:1. Šis nuo pH priklausomas natrio cianido hidrolizės elgesys daro didelę įtaką jo slopinamajam poveikiui mineralams.

4. Natrio cianido slopinimo mechanizmai sfalerite

4.1 Aktyvuotos vario sulfido plėvelės ištirpimas ant sfalerito paviršiaus

Kai sfaleritas aktyvuojamas vario sulfatu, jo paviršiuje susidaro vario sulfido plėvelė, kuri padidina sfalerito plūdrumą. Natrio cianidas gali ištirpinti šią vario sulfido plėvelę ant sfalerito paviršiaus. Ištirpus vario sulfido plėvelei, atsidengia pirminis sfalerito paviršius, kuris prastai plūdo. Dėl to kolektoriui tampa sunkiau adsorbuotis ant sfalerito paviršiaus, o tai veiksmingai slopina sfalerito plūdrumą.

4.2 Hidrofilinės plėvelės susidarymas ant sfalerito paviršiaus

Natrio cianido cianido jonai gali mainų būdu adsorbuotis su anijonais, tokiais kaip sulfato jonai, ir su anijonais iš kolektorių, tokių kaip ksantatai, ant sfalerito paviršiaus. Pavyzdžiui, reaguodami su cinko jonais ant sfalerito paviršiaus, jie gali sudaryti hidrofilinę cinko cianido plėvelę. Ši hidrofilinė plėvelė trukdo sąveikai tarp sfalerito paviršiaus ir kolektoriaus, sumažindama kolektoriaus adsorbciją ant sfalerito paviršiaus ir taip pasiekdama tikslą – slopinti sfalerito flotaciją.

4.3 Tirpimas – metalų ksantatų kompleksų susidarymas

Natrio cianidas pasižymi stipriu gebėjimu tirpti ir sudaryti kompleksus su metalų ksantatais, kurie dažniausiai naudojami sulfidinių mineralų flotacijos metu. Cinko mineralų atveju, sfalerito paviršiuje susidariusius ksantato ir cinko kompleksus natrio cianidas gali suskaidyti. Natrio cianido kompleksų susidarymas su ksantantų metalo jonais silpnina ryšį tarp kolektoriaus ir mineralo paviršiaus, todėl ksantai desorbuojasi nuo sfalerito paviršiaus. Dėl to slopinamas sfalerito plūdrumas.

5. Natrio cianido selektyvumas skirtingiems mineralams

Remiantis natrio cianido gebėjimu sudaryti stabilius cianido kompleksus su skirtingais metalais, paprastus metalus ir jų mineralus galima suskirstyti į tris grupes:

1. Švino, talio, bismuto, stibio, arseno, alavo, rodžio mineralaiŠie mineralai negali sudaryti stabilių cianido kompleksų su natrio cianidu. Todėl natrio cianidas neturi slopinamojo poveikio šiems mineralams. Švino ir cinko atskyrimo flotacijos metu ši savybė užtikrina, kad natrio cianidas neslopina švino mineralų ir juos galima efektyviai flotuoti.

2. Platinos mineralai, MERCURY, sidabras, kadmis, varisŠie mineralai gali sudaryti stabilius cianido kompleksus su natrio cianidu, tačiau slopinimui pasiekti reikalinga gana didelė natrio cianido dozė. Atskiriant šviną ir cinką, jei rūdoje yra vario turinčių priemaišų, gali prireikti didesnio natrio cianido kiekio, kad būtų slopinami su variu susiję mineralai ir išvengta trukdžių atskyriant šviną ir cinką.

3. Cinko, nikelio, aukso, geležies mineralaiŠie mineralai gali sudaryti labai stabilius cianido kompleksus su natrio cianidu. Natrio cianidas turi stipriausią slopinamąjį poveikį šiems mineralams, o nedidelis natrio cianido kiekis gali sukelti reikšmingą slopinimą. Švino ir cinko atskyrimo flotacijos metu ši savybė leidžia efektyviai slopinti geležį turinčius mineralus (pvz., piritą) ir cinką turinčius mineralus, o tai naudinga selektyviai švino mineralų flotacijai.

6. Praktinis pritaikymas ir svarstymai

Faktinėse švino ir cinko atskyrimo flotacijos operacijose natrio cianido naudojimas reikalauja kruopštaus optimizavimo. Natrio cianido dozę reikia koreguoti atsižvelgiant į specifinę rūdos sudėtį, švino ir cinko mineralų kiekį bei kitų priemaišų buvimą. Jei dozė per maža, cinko mineralų ir susijusių priemaišų slopinimas gali būti nepakankamas, todėl švino koncentratai bus mažai gryni. Ir atvirkščiai, jei dozė per didelė, tai ne tik padidina reagento kainą, bet ir gali sukelti aplinkos problemų dėl cianido toksiškumo.

Be to, turi būti griežtai kontroliuojamas celiuliozės pH, kuris turi įtakos natrio cianido hidrolizei. Tinkamas pH diapazonas švino ir cinko atskyrimo flotacijai naudojant natrio cianidą paprastai yra apie 9–11. Šiame pH diapazone natrio cianidas gali egzistuoti tokia forma, kuri skatina cinko mineralų slopinimą, tuo pačiu sumažinant švino mineralų nuostolius dėl per didelio slopinimo.

7. Išvada

Natrio cianidas atlieka labai svarbų vaidmenį švino ir cinko atskyrimo flotacijoje per kelis slopinimo mechanizmus. Ištirpdydamas aktyvuotą vario sulfido plėvelę ant sfalerito paviršiaus, sudarydamas hidrofilinę plėvelę ant sfalerito paviršiaus ir ištirpindamas kompleksus su metalų ksantais, jis veiksmingai slopina cinko mineralų flotaciją. Jo selektyvumas skirtingiems mineralams suteikia pagrindą švino ir cinko mineralų atskyrimui. Tačiau praktiniame pritaikyme, norint pasiekti efektyvų, ekonomišką ir aplinkai nekenksmingą švino ir cinko atskyrimą, reikia atidžiai apsvarstyti tokius veiksnius kaip dozės kontrolė ir celiuliozės pH reguliavimas. Tolesni šios srities tyrimai gali būti skirti efektyvesnių ir aplinkai nekenksmingesnių natrio cianido alternatyvų kūrimui, išlaikant arba gerinant švino ir cinko mineralų atskyrimo efektyvumą.