Geoxideerde lood-zinkmineralen (cerussiet, anglesiet, smithsoniet, hemimorfiet, enz.) hebben hydrofiele oppervlakken en kunnen niet rechtstreeks met xanthaten worden gefloteerd. Door toevoeging van natriumsulfide wordt het erts gesulfidiseerd, waardoor de adsorptie van xanthaten mogelijk wordt. Naast sulfidering en activering biedt natriumsulfide ook functies zoals selectieve depressie, pH-aanpassing van de pulp en verwijdering van reagentia, waardoor het een essentieel reagens is bij de verwerking van geoxideerd lood-zink.
I. Sulfidering en activering
- Reactiemechanisme
Natriumsulfide hydrolyseert in water tot S²⁻- en HS⁻-ionen, die via oplossen-precipitatie reageren met oppervlaktemetaalionen op geoxideerde lood-zinkmineralen, waardoor een hydrofobe sulfidefilm ontstaat:
Cerussite:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (illustratieve reactie; afbeeldingsplaceholder)
Smithsoniet:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (illustratieve reactie; afbeeldingsplaceholder)
De gevormde PbS-film is dicht en stabiel, adsorbeert xanthate stevig en geeft geoxideerd lood een sulfide-achtige drijfbaarheid. De ZnS-film is los en gevoelig voor oxidatie en loslating; natriumsulfide alleen is onvoldoende voor het laten drijven van geoxideerd zink, wat later een secundaire activering met aminecollectoren vereist.
- Toepassingswaarde
Zonder natriumsulfide is het totale rendement van geoxideerd lood-zink laag. Met de juiste sulfidering neemt het loodrendement aanzienlijk toe. Sulfidering is een voorwaarde voor de flotatie van geoxideerd erts. In de praktijk wordt eerst natriumsulfide toegevoegd voor de sulfidering, gevolgd door xanthate voor de selectieve loodflotatie.
II. Selectieve depressie
- Onderdrukking van onzuiverheden zoals sfaleriet en pyriet.
Een overmaat aan S²⁻ in de pulp bedekt de oppervlakken van galena, sfaleriet en pyriet, waardoor de adsorptie van xanthaten wordt belemmerd en een remmend effect ontstaat.
In de bulkflotatiefase van lood wordt een matige dosering natriumsulfide gebruikt om alleen geoxideerd lood te activeren; een teveel onderdrukt lood en onderdrukt tegelijkertijd sterk primair sfaleriet, waardoor zink-loodscheiding wordt bereikt.
Voor de zinkflotatiestap moeten de loodresiduen grondig worden gewassen om de resterende natriumsulfideconcentratie te verlagen en depressie te elimineren, alvorens aminecollectoren te gebruiken om zink terug te winnen. - Doseringsregels
Onvoldoende dosering: dunne en onvolledige sulfidefilm, laag loodrendement.
Matige dosering: volledige activering van geoxideerd lood en matige onderdrukking van sfaleriet, optimale scheiding.
Overdosering: een overschot aan S²⁻ onderdrukt zowel geoxideerd lood als sfaleriet, waardoor de terugwinning van lood en zink sterk daalt.
III. Conditionering van de pulp
- pH-aanpassing
De hydrolyse van natriumsulfide levert een sterk alkalische oplossing op, waardoor de pH van de pulp op natuurlijke wijze in het gunstige bereik van 8,5–11 blijft. De alkalische omgeving voorkomt oxidatieve afbraak van de sulfidefilm, wat de stabiliteit van de sulfidering verbetert. - Eh controle
De reducerende sulfide-ionen verlagen het oxidatiepotentieel van de pulp, waardoor oxidatieve deactivering van de PbS-film wordt voorkomen. Bij sterk geoxideerde ertsen moet een zekere overmaat aan natriumsulfide als reductiemiddel worden aangehouden. - Neerslag van schadelijke zware metaalionen
Vrije Pb²⁺-, Cu²⁺-, Zn²⁺- en Fe³⁺-ionen in de pulp activeren niet-selectief de ganggesteentemineralen, waardoor de selectiviteit afneemt. S²⁻ slaat deze ionen neer als sulfiden, waardoor interferentie wordt geëlimineerd en onnodig reagentiaverbruik wordt verminderd. - Slijmverspreiding
De producten van alkalische hydrolyse verspreiden op milde wijze fijne slibdeeltjes, waardoor de afzetting van slib op de minerale oppervlakken wordt verminderd.
IV. Depressieve/desorptie-werking
Bij de productie van een gemengd lood-zink-oxidatieconcentraat kan een grote hoeveelheid natriumsulfide in hoge concentratie worden toegevoegd. S²⁻ verdringt op concurrerende wijze geadsorbeerd xanthate op mineraaloppervlakken, waardoor de collector volledig wordt verwijderd. Na het wassen en herverpulveren worden gefaseerde sulfidering en scheiding toegepast om ingesloten lood-zink-intergroeiingen op te lossen. Dit wordt vaak gebruikt in complexe polymetallische zuurstof-sulfide-mengertsflotatiecircuits.
V. Gedragsverschillen van natriumsulfide op lood- versus zinkmineralen
- Geoxideerd lood (cerussiet) – vormt een dichte PbS-film; een matige hoeveelheid natriumsulfide is voldoende voor stabiele flotatie; alleen een teveel veroorzaakt depressie. Geschikt voor bulkflotatie van lood op basis van xanthaten.
- Geoxideerd zink (smithsoniet) vormt een losse ZnS-film; natriumsulfide alleen is niet voldoende om het te laten floteren. Natriumsulfide dient slechts als voorbehandeling en kationische collectoren zoals octadecylamine of dodecylamine zijn vereist. Restanten natriumsulfide remmen de flotatie van geoxideerd zink sterk af.
VI. Belangrijke praktijktips voor de industrie
- Gesplitste toevoeging: voeg toe tijdens zowel de maalstap als de ruwe flotatie om de contacttijd van de sulfidering te verlengen.
- De afvalstoffen van de loodflotatie moeten worden verdund en gewassen om resterend natriumsulfide te verminderen voordat de zinkflotatie plaatsvindt.
- Bij sterk geoxideerde ertsen met een hoog kleigehalte, combineer het met reductiemiddelen (ijzerpoeder) en dispergeermiddelen (natriumhexametafosfaat) om de sulfidefilm te stabiliseren.
Bijwerkingen: vorming van giftig rotte-eiergas (H₂S) – ventilatie vereist; overmatig gebruik van reagentia verhoogt de kosten; sulfidegehalte in afvalwater overschrijdt de limieten.
Speciale opmerking: NaHS ontleedt gemakkelijk indien gebruikt.
Geplaatst op: 13 juli 2026
