Oxidované minerály olova a zinku (cerusit, anglesit, smithsonit, hemimorfit atď.) majú hydrofilné povrchy a nemožno ich priamo flotovať pomocou xantátových kolektorov. Pridanie sulfidu sodného sulfidizuje rudu, čo umožňuje následnú adsorpciu xantátov. Okrem sulfidizácie a aktivácie sulfid sodný zabezpečuje aj selektívnu depresáciu, úpravu pH buničiny a odstraňovanie činidiel, vďaka čomu je kritickým činidlom pri oxidovanom spracovaní olova a zinku.
I. Sulfidizácia a aktivácia
- Mechanizmus reakcie
Sulfid sodný sa hydrolyzuje vo vode za vzniku iónov S²⁻ a HS⁻, ktoré reagujú s povrchovými kovovými iónmi na oxidovaných olovnato-zinkových mineráloch prostredníctvom rozpúšťania a precipitácie, čím sa vytvára hydrofóbny sulfidový film:
Cerusit:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (ilustračná reakcia; zástupný symbol obrázka)
Smithsonit:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (ilustračná reakcia; zástupný symbol obrázka)
Vytvorený film PbS je hustý a stabilný, pevne adsorbuje xantát a dodáva oxidovanému olovu plávajúcu schopnosť podobnú sulfidu. Film ZnS je sypký a náchylný na oxidáciu a odlupovanie; samotný sulfid sodný nestačí na vyplavenie oxidovaného zinku, ktorý si vyžaduje neskoršiu sekundárnu aktiváciu amínovými kolektormi.
- Hodnota aplikácie
Bez sulfidu sodného je celková výťažnosť oxidovaného olova a zinku nízka. Pri správnej sulfidácii sa výťažnosť olova výrazne zvyšuje. Sulfidizácia je nevyhnutným predpokladom flotácie oxidovanej rudy. V praxi sa najprv pridáva sulfid sodný na sulfidáciu a potom xantát na selektívnu flotáciu olova.
II. Selektívna depresia
- Zníženie obsahu nečistôt, ako je sfalerit a pyrit
Nadbytok S²⁻ v buničine pokrýva povrchy galenitu, sfaleritu a pyritu, čím bráni adsorpcii xanthátu a má tlmivý účinok.
V etape flotácie olova s veľkým množstvom sa používa mierne dávkovanie sírnika sodného na aktiváciu iba oxidovaného olova; nadbytok znižuje obsah olova, zatiaľ čo primárny sfalerit silne znižuje obsah olova, čím sa dosahuje separácia zinku a olova.
Vo fáze flotácie zinku sa musia olovené zvyšky dôkladne premyť, aby sa znížila zvyšková koncentrácia sulfidu sodného a odstránil sa pokles tlaku, a to pred použitím amínových kolektorov na získanie zinku. - Pravidlá dávkovania
Nedostatočné dávkovanie: tenký a neúplný sulfidový film, nízka výťažnosť olova.
Mierne dávkovanie: plná aktivácia oxidovaného olova a mierna depresia sfaleritu, optimálna separácia.
Nadmerné dávkovanie: nadbytok S²⁻ znižuje oxidované olovo aj sfalerit, čo spôsobuje prudký pokles výťažnosti olova a zinku.
III. Úprava buničiny
- Úprava pH
Hydrolýza sulfidu sodného poskytuje silne zásaditý roztok, ktorý prirodzene udržiava pH buničiny v priaznivom rozmedzí 8,5 – 11. Alkalické prostredie zabraňuje oxidačnému rozkladu sulfidového filmu, čím zvyšuje stabilitu pri sulfidizácii. - Ovládanie Eh
Redukčné sulfidové ióny znižujú oxidačný potenciál buničiny, čím zabraňujú oxidačnej deaktivácii filmu PbS. Pri vysoko oxidovaných rudách sa musí udržiavať určitý nadbytok sulfidu sodného ako redukčného činidla. - Zrážanie škodlivých iónov ťažkých kovov
Voľné ióny Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ a Fe³⁺ v buničine neselektívne aktivujú minerály hlušiny, čím znižujú selektivitu. S²⁻ vyzráža tieto ióny ako sulfidy, čím eliminuje interferenciu a znižuje zbytočnú spotrebu činidla. - Disperzia slizu
Produkty alkalickej hydrolýzy mierne dispergujú jemné kaly, čím zmierňujú povlakovanie cieľových minerálnych povrchov kalom.
IV. Depresívny/desorpčný účinok
Pri výrobe zmiešaného oxidovaného koncentrátu olova a zinku je možné pridať veľké množstvo sulfidu sodného vo vysokej koncentrácii. S²⁻ kompetitívne vytesňuje adsorbovaný xantát na minerálnych povrchoch a dôkladne odstraňuje kolektor. Po premytí a opätovnom rozvlákňovaní sa na odstránenie uviaznutých zrastov olova a zinku aplikuje postupná sulfidizácia a separácia. Toto sa často používa v komplexných flotačných okruhoch polymetalických zmiešaných rúd so sulfidmi kyslíka.
V. Rozdiely v správaní sulfidu sodného na olovených a zinkových mineráloch
- Oxidované olovo (cerusit) – tvorí hustý film PbS; mierne množstvo sírnika sodného postačuje na stabilnú flotáciu; iba nadbytok spôsobuje depresiu. Vhodné na flotáciu olova na báze xantátov.
- Oxidovaný zinok (smithsonit) – tvorí sypký film ZnS; samotný sulfid sodný ho nedokáže flotovať. Sulfid sodný slúži len ako predúprava a sú potrebné katiónové zberače, ako je oktadecylamín alebo dodecylamín. Zvyškový sulfid sodný silne znižuje flotáciu oxidovaného zinku.
VI. Kľúčové tipy pre priemyselnú prax
- Rozdelené pridávanie: pridávanie v mlecej fáze aj počas hrubej flotácie pre predĺženie doby kontaktu pri sulfidizácii.
- Odpad z flotácie olova je potrebné pred flotáciou zinku zriediť a premyť, aby sa znížil zvyškový sulfid sodný.
- V prípade vysoko oxidovaných rúd s vysokým obsahom ílu kombinujte s redukčnými činidlami (železný prášok) a dispergačnými činidlami (hexametafosforečnan sodný) na stabilizáciu sulfidového filmu.
Vedľajšie účinky: tvorba toxického plynu z hnilých vajec (H₂S) – potrebné vetranie; nadmerné množstvo činidla zvyšuje náklady; hladiny sulfidov v odpadovej vode prekračujú limity.
Osobitná poznámka: NaHS sa pri použití ľahko rozkladá.
Čas uverejnenia: 13. júla 2026
