Исэлдсэн хар тугалга-цайрын хүдрийг флотацид оруулах натрийн сульфидын үүрэг ба механизм

Исэлдүүлсэн хар тугалга-цайрын эрдэс бодисууд (церуссит, англесит, смитсонит, гемиморфит гэх мэт) нь гидрофилийн гадаргуутай бөгөөд ксантат цуглуулагчтай шууд хөвөх боломжгүй. Натрийн сульфидын сульфидыг нэмэх нь хүдрийг задалж, дараа нь ксантатыг адсорбцлох боломжийг олгодог. Сульфиджилт болон идэвхжүүлэлтээс гадна натрийн сульфид нь сонгомол дарангуйлал, целлюлозын рН-ийн тохируулга, урвалжийг зайлуулах функцийг гүйцэтгэдэг тул исэлдүүлсэн хар тугалга-цайрын боловсруулалтад чухал урвалж болдог.

I. Сульфиджилт ба идэвхжүүлэлт

1. Урвалын механизм
   Натрийн сульфид нь усанд гидролизд орж S²⁻ ба HS⁻ ионуудыг үүсгэдэг бөгөөд эдгээр нь исэлдсэн хар тугалга-цайрын эрдэс бодисууд дээрх гадаргуугийн металлын ионуудтай уусах тунадасжилтаар урвалд орж, гидрофобик сульфидын хальс үүсгэдэг.

Серуссит:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (жишээ нь урвал; зургийн орлуулагч)

Смитсонит:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (жишээ нь урвал; зургийн орлуулагч)

Үүссэн PbS хальс нь нягт, тогтвортой бөгөөд ксантатыг бат шингээж, исэлдсэн хар тугалгыг сульфид шиг хөвөх чадвартай болгодог. ZnS хальс нь сул бөгөөд исэлдэж, салахад өртөмтгий байдаг; натрийн сульфид дангаараа хөвөгч исэлдсэн цайрын хувьд хангалтгүй бөгөөд энэ нь дараа нь амин цуглуулагчтай хоёрдогч идэвхжүүлэлт шаарддаг.

2. Аппликейшний утга
   Натрийн сульфидгүй бол исэлдсэн хар тугалга-цайрын нийт ялгаруулалт бага байдаг. Зөв сульфиджуулалт хийснээр хар тугалга ялгаруулалт мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Сульфиджуулалт нь исэлдсэн хүдрийн флотацийн урьдчилсан нөхцөл юм. Практикт сульфиджуулалтад эхлээд натрийн сульфид, дараа нь сонгомол хар тугалга флотацид ксантат нэмнэ.

II. Сонгомол сэтгэл гутрал

1. Сфалерит ба пирит зэрэг хольцын задрал
   Целлюлозын илүүдэл S²⁻ нь галенит, сфалерит, пиритийн гадаргууг бүрхэж, ксантат адсорбцийг саатуулж, дарангуйлах нөлөө үзүүлдэг.
   Бөөнөөр нь хар тугалга хөвүүлэх үе шатанд зөвхөн исэлдсэн хар тугалганыг идэвхжүүлэхэд дунд зэргийн натрийн сульфидын тунг ашигладаг; илүүдэл нь хар тугалганыг дарангуйлахын зэрэгцээ анхдагч сфалеритыг хүчтэй дарангуйлж, улмаар цайр-хар тугалганы ялгаралтыг бий болгодог.
   Цайрын флотацийн үе шатанд хар тугалганы хаягдлыг цайрыг нөхөн сэргээхийн тулд амин цуглуулагч ашиглахаас өмнө үлдэгдэл натрийн сульфидын концентрацийг бууруулж, сэтгэл гутралыг арилгахын тулд сайтар угаах шаардлагатай.
2. Тунгийн дүрэм
   Хангалтгүй тун: нимгэн ба дутуу сульфидын хальс, хар тугалга нөхөн сэргээх чадвар бага.
   Дунд зэргийн тун: исэлдсэн хар тугалганы бүрэн идэвхжил ба сфалеритын дунд зэргийн дарангуйлал, оновчтой ялгалт.
   Хэт их тун: илүүдэл S²⁻ нь исэлдсэн хар тугалга болон сфалеритийг хоёуланг нь дарангуйлж, хар тугалга болон цайрын нөхөн сэргэлтийг огцом бууруулдаг.

III. Целлюлозын агааржуулалт

1. рН-ийн тохируулга
   Натрийн сульфидын гидролиз нь хүчтэй шүлтлэг уусмал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь целлюлозын рН-ийг 8.5-11 таатай хүрээнд байгалийн жамаар хадгалдаг. Шүлтлэг орчин нь сульфидын хальсны исэлдэлтийн задралаас сэргийлж, сульфидын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
2. Ээ хяналт
   Бууруулах сульфидын ионууд нь целлюлозын исэлдэлтийн потенциалыг бууруулж, PbS хальсны исэлдэлтийн идэвхгүйжилтээс сэргийлдэг. Өндөр исэлдсэн хүдрийн хувьд натрийн сульфидын тодорхой хэмжээний илүүдлийг бууруулагч бодис болгон хадгалах ёстой.
3. Хортой хүнд металлын ионуудын хур тунадасжилт
   Целлюлоз дахь чөлөөт Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺ ионууд нь гангийн эрдэс бодисыг сонгомол бус байдлаар идэвхжүүлж, сонгомол чанарыг бууруулдаг. S²⁻ нь эдгээр ионуудыг сульфид болгон тунадасжуулж, хөндлөнгийн оролцоог арилгаж, шаардлагагүй урвалжийн хэрэглээг бууруулдаг.
4. Салст тархалт
   Шүлтлэг гидролизийн бүтээгдэхүүнүүд нь нарийн ширхэгтэй салстыг зөөлөн тарааж, зорилтот эрдэс гадаргуугийн салст бүрхүүлийг зөөлрүүлдэг.

IV. Дарангуйлагч/десорбцийн үйлдэл
Холимог хар тугалга-цайрын исэлдүүлсэн баяжмал үйлдвэрлэхэд өндөр концентрацид их хэмжээний натрийн сульфид нэмж болно. S²⁻ нь ашигт малтмалын гадаргуу дээрх адсорбцлогдсон ксантатыг өрсөлдөөнтэй байдлаар шахаж, цуглуулагчийг сайтар зайлуулдаг. Угааж, буцааж нунтагласны дараа түгжигдсэн хар тугалга-цайрын өсөлтийг арилгахын тулд үе шаттай сульфиджуулалт болон ялгах аргыг хэрэглэдэг. Үүнийг ихэвчлэн нарийн төвөгтэй полиметалл хүчилтөрөгч-сульфидын холимог хүдрийн флотацийн хэлхээнд ашигладаг.

V. Хар тугалга ба цайрын эрдэс бодисууд дээрх натрийн сульфидын зан үйлийн ялгаа

1. Исэлдсэн хар тугалга (церуссит) – нягт PbS хальс үүсгэдэг; дунд зэргийн натрийн сульфид нь тогтвортой хөвүүлэхэд хангалттай; зөвхөн илүүдэл нь сэтгэл гутралд хүргэдэг. Ксантат дээр суурилсан бөөн хар тугалга хөвүүлэхэд тохиромжтой.
2. Исэлдүүлсэн цайр (смитсонит) – сул ZnS хальс үүсгэдэг; натрийн сульфид дангаараа хөвж чадахгүй. Натрийн сульфид нь зөвхөн урьдчилсан боловсруулалт болж үйлчилдэг бөгөөд октадециламин эсвэл додециламин зэрэг катион цуглуулагч шаардлагатай байдаг. Үлдэгдэл натрийн сульфид нь исэлдүүлсэн цайрын хөвөгч чанарыг хүчтэй дарангуйлдаг.

VI. Үйлдвэрлэлийн практикийн гол зөвлөмжүүд

1. Хуваах нэмэлт: сульфиджих холбоо барих хугацааг уртасгахын тулд нунтаглах үе шат болон барзгар хөвүүлэлтийн аль алиныг нь нэмнэ.
2. Хар тугалганы хөвүүлэн баяжуулах хаягдлыг цайрын хөвүүлэн баяжуулахаас өмнө үлдэгдэл натрийн сульфидыг багасгахын тулд шингэрүүлж, угаах шаардлагатай.
3. Өндөр исэлдсэн, өндөр шаварлаг хүдрийн хувьд сульфидын хальсыг тогтворжуулахын тулд ангижруулагч (төмрийн нунтаг) болон дисперс (натрийн гексаметафосфат)-тай хослуулна.

Гаж нөлөө: хортой ялзарсан өндөгний хий (H₂S) үүсэх - агааржуулалт шаардлагатай; илүүдэл урвалж нь өртөг нэмэгдүүлдэг; бохир усны сульфидын түвшин хязгаараас давсан.
Тусгай тэмдэглэл: NaHS-ийг хэрэглэвэл амархан задардаг.