Oksitlenmiş kurşun-çinko mineralleri (serüsit, anglesit, smithsonit, hemimorfit vb.) hidrofilik yüzeylere sahiptir ve ksantat toplayıcılarla doğrudan flotasyon yapılamaz. Sodyum sülfür ilavesi cevheri sülfitleyerek ksantatların daha sonraki adsorpsiyonunu mümkün kılar. Sülfitleme ve aktivasyonun ötesinde, sodyum sülfür ayrıca seçici baskılama, hamur pH'sının ayarlanması ve reaktif uzaklaştırma işlevleri de sağlar; bu da onu oksitlenmiş kurşun-çinko işlemede kritik bir reaktif haline getirir.
I. Sülfürleme ve aktivasyon
- Reaksiyon mekanizması
Sodyum sülfür suda hidrolize olarak S²⁻ ve HS⁻ iyonları üretir; bu iyonlar, çözünme-çökelme yoluyla oksitlenmiş kurşun-çinko minerallerinin yüzeyindeki metal iyonlarıyla reaksiyona girerek hidrofobik bir sülfür filmi oluşturur:
Cerussit:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (örnek reaksiyon; resim yer tutucu)
Smithsonite:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (örnek reaksiyon; resim yer tutucu)
Oluşturulan PbS filmi yoğun ve kararlıdır, ksantatı sıkıca emer ve oksitlenmiş kurşuna sülfür benzeri yüzdürme özelliği kazandırır. ZnS filmi gevşektir ve oksidasyona ve ayrılmaya eğilimlidir; oksitlenmiş çinkonun yüzdürülmesi için tek başına sodyum sülfür yeterli değildir, daha sonra amin toplayıcılarla ikincil aktivasyon gerektirir.
- Uygulama değeri
Sodyum sülfür olmadan, oksitlenmiş kurşun-çinko cevherinin genel geri kazanımı düşüktür. Uygun sülfürleme ile kurşun geri kazanımı önemli ölçüde artar. Sülfürleme, oksitlenmiş cevher flotasyonu için bir ön koşuldur. Uygulamada, sülfürleme için önce sodyum sülfür eklenir, ardından seçici kurşun flotasyonu için ksantat eklenir.
II. Seçici depresyon
- Sfalerit ve pirit gibi safsızlıkların çökelmesi
Hamurda bulunan fazla S²⁻, galenit, sfalerit ve pirit yüzeylerini kaplayarak ksantat adsorpsiyonunu engeller ve baskılayıcı bir etki yaratır.
Kurşun flotasyonunun ana aşamasında, yalnızca oksitlenmiş kurşunu aktive etmek için orta düzeyde sodyum sülfür dozajı kullanılır; fazlası kurşunu bastırırken birincil sfaleriti güçlü bir şekilde bastırır ve böylece çinko-kurşun ayrımı sağlanır.
Çinko flotasyon aşamasında, çinko geri kazanımı için amin toplayıcılar kullanılmadan önce, kurşun atıklarının kalan sodyum sülfür konsantrasyonunu azaltmak ve çökelmeyi ortadan kaldırmak için iyice yıkanması gerekir. - Dozaj kuralları
Yetersiz dozaj: ince ve eksik sülfür filmi, düşük kurşun geri kazanımı.
Orta doz: oksitlenmiş kurşunun tam aktivasyonu ve sfaleritin orta derecede baskılanması, optimum ayrışma.
Aşırı doz: Fazla S²⁻ hem oksitlenmiş kurşunu hem de sfaleriti baskılar ve bu da kurşun ve çinko geri kazanımlarının keskin bir şekilde düşmesine neden olur.
III. Hamur hazırlama
- pH ayarı
Sodyum sülfürün hidrolizi, güçlü bir alkali çözelti oluşturarak, selüloz pH'ını doğal olarak 8,5-11 aralığında uygun seviyede tutar. Alkali ortam, sülfür filminin oksidatif ayrışmasını önleyerek sülfürleme stabilitesini artırır. - Eh kontrolü
İndirgeyici sülfür iyonları, hamurun oksidasyon potansiyelini düşürerek PbS filminin oksidatif deaktivasyonunu önler. Yüksek oranda oksitlenmiş cevherler için, indirgeyici madde olarak belirli bir miktarda sodyum sülfür fazlalığı korunmalıdır. - Zararlı ağır metal iyonlarının çökelmesi
Hamurda bulunan serbest Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ ve Fe³⁺ iyonları, seçiciliği azaltarak gang minerallerini seçici olmayan bir şekilde aktive eder. S²⁻ bu iyonları sülfürler halinde çöktürerek girişimi ortadan kaldırır ve gereksiz reaktif tüketimini azaltır. - Sümüksü madde dağılımı
Alkalin hidroliz ürünleri, ince balçıkları hafifçe dağıtarak hedef mineral yüzeylerinin balçıkla kaplanmasını azaltır.
IV. Baskılayıcı/desorpsiyon etkisi
Karışık kurşun-çinko oksitlenmiş konsantre üretildiğinde, yüksek konsantrasyonda büyük miktarda sodyum sülfür eklenebilir. S²⁻, mineral yüzeylerinde adsorbe edilmiş ksantatı rekabetçi bir şekilde yerinden çıkararak toplayıcıyı tamamen uzaklaştırır. Yıkama ve yeniden bulamaçlama işleminden sonra, kilitlenmiş kurşun-çinko ara katmanlarını çözmek için aşamalı sülfürleme ve ayırma uygulanır. Bu yöntem genellikle karmaşık polimetalik oksijen-sülfür karışık cevher flotasyon devrelerinde kullanılır.
V. Sodyum sülfürün kurşun ve çinko mineralleri üzerindeki davranışsal farklılıkları
- Oksitlenmiş kurşun (serüsit) – yoğun bir PbS filmi oluşturur; stabil flotasyon için orta miktarda sodyum sülfür yeterlidir; sadece fazlası çökelmeye neden olur. Ksantat bazlı dökme kurşun flotasyonu için uygundur.
- Oksitlenmiş çinko (smithsonit) gevşek bir ZnS filmi oluşturur; sodyum sülfür tek başına onu yüzdüremez. Sodyum sülfür sadece ön işlem görevi görür ve oktadesilamin veya dodesilamin gibi katyonik toplayıcılar gereklidir. Kalan sodyum sülfür, oksitlenmiş çinko flotasyonunu büyük ölçüde baskılar.
VI. Temel endüstriyel uygulama ipuçları
- Bölünmüş ilave: Sülfürleme temas süresini uzatmak için hem öğütme aşamasında hem de kaba flotasyonda ilave edin.
- Kurşun flotasyon atıklarının çinko flotasyonundan önce kalan sodyum sülfür miktarını azaltmak için seyreltilmesi ve yıkanması gerekir.
- Yüksek oranda oksitlenmiş, yüksek kil içerikli cevherler için, sülfür filmini stabilize etmek amacıyla indirgeyici maddeler (demir tozu) ve dağıtıcı maddeler (sodyum heksametafosfat) ile birleştirin.
Yan etkiler: Zehirli çürük yumurta gazı (H₂S) oluşumu – havalandırma gereklidir; aşırı reaktif kullanımı maliyeti artırır; atık sudaki sülfür seviyeleri limitleri aşar.
Önemli not: Kullanıldığı takdirde NaHS kolayca bozunur.
Yayın tarihi: 13 Temmuz 2026
