ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડ-ઝીંક ઓરના ફ્લોટેશનમાં સોડિયમ સલ્ફાઇડની ભૂમિકા અને પદ્ધતિ

ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડ-ઝીંક ખનિજો (સેરુસાઇટ, એંગલસાઇટ, સ્મિથસોનાઇટ, હેમીમોર્ફાઇટ, વગેરે) હાઇડ્રોફિલિક સપાટી ધરાવે છે અને ઝેન્થેટ કલેક્ટર્સ સાથે સીધા તરતા નથી. સોડિયમ સલ્ફાઇડ સલ્ફાઇડનો ઉમેરો ઓરને સુધારે છે, જેનાથી ઝેન્થેટ્સનું અનુગામી શોષણ શક્ય બને છે. સલ્ફાઇડાઇઝેશન અને સક્રિયકરણ ઉપરાંત, સોડિયમ સલ્ફાઇડ પસંદગીયુક્ત ડિપ્રેશન, પલ્પ pH ગોઠવણ અને રીએજન્ટ દૂર કરવાના કાર્યો પણ પૂરા પાડે છે, જે તેને ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડ-ઝીંક પ્રક્રિયામાં એક મહત્વપૂર્ણ રીએજન્ટ બનાવે છે.

I. સલ્ફાઇડાઇઝેશન અને સક્રિયકરણ

1. પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ
   સોડિયમ સલ્ફાઇડ પાણીમાં હાઇડ્રોલિસિસ કરીને S²⁻ અને HS⁻ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે, જે ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડ-ઝીંક ખનિજો પર સપાટીના ધાતુના આયનો સાથે વિસર્જન-વરસાદ દ્વારા પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે હાઇડ્રોફોબિક સલ્ફાઇડ ફિલ્મ બનાવે છે:

સેરુસાઇટ:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (દૃષ્ટાંતરૂપ પ્રતિક્રિયા; છબી પ્લેસહોલ્ડર)

સ્મિથસોનાઇટ:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (દૃષ્ટાંતરૂપ પ્રતિક્રિયા; છબી પ્લેસહોલ્ડર)

રચાયેલી PbS ફિલ્મ ગાઢ અને સ્થિર છે, જે ઝેન્થેટને મજબૂત રીતે શોષી લે છે અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ સીસાને સલ્ફાઇડ જેવી ફ્લોટેબિલિટી આપે છે. ZnS ફિલ્મ છૂટી છે અને ઓક્સિડેશન અને ડિટેચમેન્ટ માટે સંવેદનશીલ છે; તરતા ઓક્સિડાઇઝ્ડ ઝીંક માટે એકલા સોડિયમ સલ્ફાઇડ અપૂરતું છે, જેને પાછળથી એમાઇન કલેક્ટર્સ સાથે ગૌણ સક્રિયકરણની જરૂર પડે છે.

2. એપ્લિકેશન મૂલ્ય
   સોડિયમ સલ્ફાઇડ વિના, ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડ-ઝીંકની એકંદર પુનઃપ્રાપ્તિ ઓછી છે. યોગ્ય સલ્ફાઇડાઇઝેશન સાથે, સીસાની પુનઃપ્રાપ્તિ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. ઓક્સિડાઇઝ્ડ ઓર ફ્લોટેશન માટે સલ્ફાઇડાઇઝેશન એક પૂર્વશરત છે. વ્યવહારમાં, સલ્ફાઇડાઇઝેશન માટે સૌપ્રથમ સોડિયમ સલ્ફાઇડ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ પસંદગીયુક્ત લીડ ફ્લોટેશન માટે ઝેન્થેટ ઉમેરવામાં આવે છે.

II. પસંદગીયુક્ત હતાશા

1. સ્ફેલેરાઇટ અને પાયરાઇટ જેવી અશુદ્ધિઓનું નિરાકરણ
   પલ્પમાં વધારાનું S²⁻ ગેલેના, સ્ફેલેરાઇટ અને પાયરાઇટ સપાટીઓને આવરણ આપે છે, જે ઝેન્થેટ શોષણને અવરોધે છે અને હતાશાજનક અસર ઉત્પન્ન કરે છે.
   બલ્ક લીડ ફ્લોટેશન તબક્કામાં, સોડિયમ સલ્ફાઇડનો મધ્યમ ડોઝ ફક્ત ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીડને સક્રિય કરવા માટે વપરાય છે; વધુ પડતું લીડ દબાવી દે છે જ્યારે પ્રાથમિક સ્ફેલેરાઇટને મજબૂત રીતે દબાવી દે છે, આમ ઝીંક-લીડ અલગીકરણ પ્રાપ્ત થાય છે.
   ઝીંક ફ્લોટેશન સ્ટેજ માટે, ઝીંક પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે એમાઇન કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરતા પહેલા, શેષ સોડિયમ સલ્ફાઇડ સાંદ્રતા ઘટાડવા અને ડિપ્રેશન દૂર કરવા માટે સીસાના પૂંછડીઓને સારી રીતે ધોવા જોઈએ.
2. ડોઝ નિયમો
   અપૂરતી માત્રા: પાતળી અને અપૂર્ણ સલ્ફાઇડ ફિલ્મ, ઓછી સીસાની પુનઃપ્રાપ્તિ.
   મધ્યમ માત્રા: ઓક્સિડાઇઝ્ડ સીસાનું સંપૂર્ણ સક્રિયકરણ અને સ્ફેલેરાઇટનું મધ્યમ ડિપ્રેશન, શ્રેષ્ઠ વિભાજન.
   વધુ પડતો ડોઝ: સરપ્લસ S²⁻ ઓક્સિડાઇઝ્ડ સીસા અને સ્ફેલેરાઇટ બંનેને દબાવી દે છે, જેના કારણે સીસા અને ઝીંકની પ્રાપ્તિમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.

III. પલ્પ કન્ડીશનીંગ

1. pH ગોઠવણ
   સોડિયમ સલ્ફાઇડનું હાઇડ્રોલિસિસ એક મજબૂત આલ્કલાઇન દ્રાવણ ઉત્પન્ન કરે છે, જે કુદરતી રીતે પલ્પ pH 8.5-11 ની અનુકૂળ શ્રેણીમાં જાળવી રાખે છે. આલ્કલાઇન વાતાવરણ સલ્ફાઇડ ફિલ્મના ઓક્સિડેટીવ વિઘટનને અટકાવે છે, સલ્ફાઇડાઇઝેશન સ્થિરતામાં વધારો કરે છે.
2. એહ નિયંત્રણ
   રિડ્યુસિંગ સલ્ફાઇડ આયનો પલ્પની ઓક્સિડેશન ક્ષમતા ઘટાડે છે, જે PbS ફિલ્મના ઓક્સિડેટીવ નિષ્ક્રિયકરણને અટકાવે છે. ખૂબ ઓક્સિડાઇઝ્ડ ઓર માટે, સોડિયમ સલ્ફાઇડનો ચોક્કસ વધારાનો જથ્થો રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે જાળવી રાખવો આવશ્યક છે.
3. હાનિકારક ભારે ધાતુ આયનોનો વરસાદ
   પલ્પમાં મુક્ત Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ અને Fe³⁺ આયનો બિન-પસંદગીયુક્ત રીતે ગેંગ્યુ ખનિજોને સક્રિય કરે છે, પસંદગી ઘટાડે છે. S²⁻ આ આયનોને સલ્ફાઇડ તરીકે અવક્ષેપિત કરે છે, દખલગીરી દૂર કરે છે અને બિનજરૂરી રીએજન્ટ વપરાશ ઘટાડે છે.
4. સ્લાઇમ ડિસ્પરઝન
   આલ્કલાઇન હાઇડ્રોલિસિસ ઉત્પાદનો હળવાશથી બારીક ચીકણા કણોને વિખેરી નાખે છે, જેનાથી લક્ષ્ય ખનિજ સપાટીઓ પર ચીકણા કણોનું આવરણ ઓછું થાય છે.

IV. ડિપ્રેસન્ટ/ડિસોર્પ્શન ક્રિયા
જ્યારે મિશ્ર લીડ-ઝીંક ઓક્સિડાઇઝ્ડ કોન્સન્ટ્રેટ ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે ઉચ્ચ સાંદ્રતા પર મોટી માત્રામાં સોડિયમ સલ્ફાઇડ ઉમેરી શકાય છે. S²⁻ ખનિજ સપાટીઓ પર શોષિત ઝેન્થેટને સ્પર્ધાત્મક રીતે વિસ્થાપિત કરે છે, કલેક્ટરને સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે. ધોવા અને ભગાડ્યા પછી, લૉક કરેલા લીડ-ઝીંક ઇન્ટરગ્રોથને ઉકેલવા માટે સ્ટેજ્ડ સલ્ફાઇડાઇઝેશન અને સેપરેશન લાગુ કરવામાં આવે છે. આનો ઉપયોગ ઘણીવાર જટિલ પોલિમેટાલિક ઓક્સિજન-સલ્ફાઇડ મિશ્રિત ઓર ફ્લોટેશન સર્કિટમાં થાય છે.

વી. સીસા અને ઝીંક ખનિજો પર સોડિયમ સલ્ફાઇડના વર્તણૂકીય તફાવતો

1. ઓક્સિડાઇઝ્ડ સીસું (સેરુસાઇટ) - એક ગાઢ PbS ફિલ્મ બનાવે છે; મધ્યમ સોડિયમ સલ્ફાઇડ સ્થિર ફ્લોટેશન માટે પૂરતું છે; ફક્ત વધુ પડતું જ ડિપ્રેશનનું કારણ બને છે. ઝેન્થેટ-આધારિત બલ્ક સીસું ફ્લોટેશન માટે યોગ્ય.
2. ઓક્સિડાઇઝ્ડ ઝીંક (સ્મિથસોનાઇટ) - એક છૂટક ZnS ફિલ્મ બનાવે છે; એકલા સોડિયમ સલ્ફાઇડ તેને તરતું કરી શકતું નથી. સોડિયમ સલ્ફાઇડ ફક્ત પ્રીટ્રીટમેન્ટ તરીકે કામ કરે છે, અને ઓક્ટાડેસીલામાઇન અથવા ડોડેસીલામાઇન જેવા કેશનિક કલેક્ટર્સની જરૂર પડે છે. શેષ સોડિયમ સલ્ફાઇડ ઓક્સિડાઇઝ્ડ ઝીંક ફ્લોટેશનને મજબૂત રીતે દબાવી દે છે.

VI. મુખ્ય ઔદ્યોગિક પ્રેક્ટિસ ટિપ્સ

1. સ્પ્લિટ એડિશન: સલ્ફિડાઇઝેશન સંપર્ક સમય વધારવા માટે ગ્રાઇન્ડીંગ સ્ટેજ અને રફિંગ ફ્લોટેશન બંને ઉમેરો.
2. ઝીંક ફ્લોટેશન પહેલાં શેષ સોડિયમ સલ્ફાઇડ ઘટાડવા માટે સીસાના ફ્લોટેશન ટેઇલિંગ્સને મંદન અને ધોવાની જરૂર પડે છે.
3. ખૂબ ઓક્સિડાઇઝ્ડ, ઉચ્ચ-માટીવાળા અયસ્ક માટે, સલ્ફાઇડ ફિલ્મને સ્થિર કરવા માટે રિડ્યુસિંગ એજન્ટ્સ (આયર્ન પાવડર) અને ડિસ્પર્સન્ટ્સ (સોડિયમ હેક્સામેટાફોસ્ફેટ) સાથે ભેળવો.

આડઅસરો: ઝેરી સડેલા ઇંડા ગેસ (H₂S) નું ઉત્પાદન - વેન્ટિલેશન જરૂરી; વધુ પડતા રીએજન્ટ ખર્ચમાં વધારો કરે છે; ગંદા પાણીના સલ્ફાઇડનું સ્તર મર્યાદા કરતાં વધી જાય છે.
ખાસ નોંધ: જો NaHS નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો તે સરળતાથી વિઘટિત થાય છે.