Файл: Глембоцкий В.А. Флотация учебник.pdf

Применение цианидов осложняется их сильной токсичностью, относительно высокой стоимостью, способностью депрессировать и растворять золото и тем снижать его извлечение в пенный продукт.

Цианистый натрий гидролизуется в водных растворах, выделяя свободную щелочь и малорастворимый в воде цианистый водород:

даже следов свободного H C N , применение цианидов допустимо лишь в щелочной среде, так как присутствие в растворе свободной щелочи сдвигает уравнение гидролиза в левую сторону. Этим не только снижается опасность применения цианида для здоровья и жизни обслуживающего персонала, но и сокращается непроизводительный расход реагента, связанный с улетучиванием цианистого водорода.

Цианиды в том или ином количестве способны депрессировать флотацию минералов цинка, меди, железа, серебра, ртути, кадмия и никеля.

Ионы этих металлов образуют с цианидом весьма устойчивые комплексные соединения. Замечено, что минералы, металлические ионы которых не образуют таких соединений с цианидами (свинец, висмут, олово, сурьма и мышьяк), не депрессируются этими реаген­ тами.

Цианиды применяют совместно с цинковыми солями (например, с цинковым купоросом), что позволяет усилить депрессирующее дей­ ствие цианидов и сократить их расход.

Объяснение механизма депрессирующего действия цианида свя­ зывается исследователями с основными химическими свойствами циа­ нистого иона и способностью его к взаимодействию и комплексообразованию с катионами тяжелых металлов.

Реакция цианида с катионами металлов протекает в две стадии. Сначала образуются осадки труднорастворимых цианистых солей, а затем при воздействии на эти осадки избытка цианида ойи рас­ творяются с образованием комплексных цианистых соединений.

ляется растворимости ксантогенатов тяжелых металлов в цианистых растворах. Чем более растворимы в цианиде ксантогенаты определен­ ных металлов, тем менее устойчивым должно быть закрепление собирателя на поверхности соответствующего минерала в присут­ ствии свободного цианида.

Наиболее сложная — проблема хорошей селекции медных и цин­ ковых минералов еще не решена.

Разделение цианидом медных и цинковых минералов затруд­ няется вследствие того, что:

в ряду относительного сродства металлов с цианидом медь и цинк стоят очень близко. Отношение ксантогенатов меди и цинка

кцианиду весьма сходно;

вряду сульфидов медь и цинк, наоборот, стоят очень далеко друг от друга. Сульфид цинка — один из наиболее растворимых сульфидов, в то время как сульфид меди весьма трудно растворим (произведение растворимости сульфида цинка 10"2 3 — 10~2 4 , а суль­ фида меди Ю - 3 8 — Ю - 4 4 ) . Ввиду этого активация цинковой обманки ионами меди протекает очень легко.

Цинковая обманка, активизированная ионами меди, по своей флотируемости не уступает хорошо флотирующимся сульфидным минералам. Пленка CuS на поверхности цинковой обманки легко растворяется в цианиде, но в присутствии в пульпе медных сульфидов, склонных к окислению, эта пленка может образоваться вновь. При недостаточно высокой концентрации цианид не обеспечивает необ­ ходимой депрессии цинкового сульфида, а при большом количестве цианида вместе с цинковой обманкой депрессируются и сульфиды меди.

При флотации медно-цинковых руд в пульпе могут накапли­ ваться комплексные анионы Cu(CN)~2 образующиеся при взаимодей­ ствии сульфидов меди с цианидом и связывающие большое количе­ ство цианистых ионов:

2Cu2 S + 4NaCN = 2Na2 S + 2Cu2 (CN)2 ;

2CuS + 4 K C N = 2KjS + Cu2 (CN)2 + (CN)2 J'

Cu2 (CN)2 + 4 C N - — • 2Cu(CN);.

Вследствие этого введение в пульпу реагентов, разрушающих цианистые комплексы с регенерацией свободного иона цианида,

В качестве такого реагента применяют сернистый натрий, который выполняет двойную роль: связывает в нерастворимое соединение ионы активаторов (меди) и освобождает цианид, увеличивая его концентрацию в пульпе.

Для достижения положительных результатов селекции медных и цинковых минералов с применением цианидов необходим конт­ роль содержания в растворе свободного цианида и собирателя, а также учет окисляемости медных минералов и способности взаимо­ действовать с цианидом.

Депрессирующее действие цианида зависит от его концентрации, минералогического состава разделяемых минералов, ионного состава пульпы и от длины углеводородной цепи ксантогената. Чем длиннее углеводородная цепь ксантогената тяжелого металла, тем устойчивее

164

он по отношению к цианиду. Для депрессии минерала цианидом в присутствии ксантогената с длинной углеводородной цепью необ­ ходима более высокая концентрация цианида, что нежелательно, так как при этом увеличивается расход реагента. При селективной флотации при использовании цианидов целесообразно применять ксантогенаты с короткой углеводородной цепью.

Практика флотации показала, что применение цинкового купо­ роса совместно с цианидом для депрессирования цинковой обманки весьма эффективно и позволяет осуществить достаточную депрес­ сию" цинкового сульфида при малых расходах цианида. Известны случай, когда депрессия цинковой обманки осуществлялась с приме­ нением одного только цинкового купороса. Существуют различные мнения о механизме депрессирующего действия цианида и цинко­

образует труднорастворимое соединение — цианид цинка Zn(CN) 2 , который, осаждаясь селективно на поверхности цинковой обманки, гидрофилизует ее и препятствует закреплению собирателя;

б) полагают, что в условиях щелочной пульпы сульфат цинка превращается в коллоидную гидроокись цинка, которая поглощает из раствора ионы меди, активирующие цинковую обманку, а также может осаждаться на поверхности цинкового сульфида, препятствуя его взаимодействию с собирателем (причина избирательного осажде­ ния Z n ( O H ) 2 на ZnS неясна). Подтверждением того, что депрессия цинковым купоросом связана с образованием на его поверхности гидроокиси цинка, являются экспериментальные данные [251] о понижении депрессии сфалерита цинковым купоросом при введе­ нии аммиака, который, как известно, способен растворять гидро­ окись цинка.

Суммируя данные о депрессирующем действии цианида и цинко­ вых солей, полученные различными исследователями, можно сфор­ мулировать следующие положения.

1. Депрессирующее действие цианидов связано с циан-ионами. При достаточной концентрации этих ионов анионы ксантогената не закрепляются на поверхности минералов, способных депрессироваться цианидом ввиду неустойчивости соединений ксантогенатов с катионами этих минералов. При флотации активированного медью сфалерита цианид растворяет активационную пленку CuS на его поверхности:

. 2CuS + 4NaCN - 2Na2 S + Cu2 (CN)2 - f (CN)2 ;

Cu2 (CN)2 + 4CN" — > 2Cu(CN);

165

и тем дезактивирует минерал, связывая медь в комплексный анион.

2. Соли цинка (например, цинковый купорос), применяемые вместе с цианидом, усиливают его депрессирующее действие образо­ ванием труднорастворимого цианида цинка Zn(CN) 2 , который осаж­ дается на поверхности депрессирующего минерала, гидрофилизует ее и закрывает к ней доступ собирателя.

3. Цианистая комплексная соль-цинка K 2 [ Z n ( C N ) 4 ] не депрессирует сфалерит.

4. Цинковый купорос в нейтральной и особенно в щелочной среде превращается в Z n ( O H ) 2 , которая оказывает самостоятельное депрессирующее действие на сфалерит в результате налипания (ана­ логично цианиду цинка) и поглощения ионов меди из раствора, что предотвращает в значительной степени активацию ими сфа­ лерита.

Депрессирующее действие К 2 С г 0 7 и К 2 С г 0 4

Депрессирующее действие этого реагента связывают с адсорб­ цией на поверхности галенита и пирита анионов Сг0 4 , химически закрепляющихся на поверхности минералов. Химическая фиксация хроматных ионов на минералах происходит независимо от закрепле­

Депрессирующее действие хромат-ионов проявляется в их хими­ ческой фиксации на поверхности минералов, в результате которой последняя гидратируется. При этом гидратация поверхности оказы­ вается настолько значительной, что минерал перестает флотиро­ ваться, несмотря на присутствие на его поверхности адсорбционного слоя ксантогената, плотность которого составляет до 30—33% пол­ ного монослоя.

Растворимое стекло представляет собой растворимый в воде, прозрачный, бесцветный или слабоокрашенный в зеленый или жел­ тый цвет стекловидный сплав, состоящий из щелочных силикатов и кремнезема.

Водные растворы жидкого стекла имеют щелочную реакцию ввиду гидролитического разложения силикатов натрия, являющихся солями сильного основания и слабой кислоты:

N a 2 S i 0 3 + 2 Н 2 0 ^ H 2 S i O s + 2Na + + 2 0 Н " .

В закрытых сосудах жидкое стекло может храниться неопреде­ ленно долгое время, на воздухе и особенно при нагревании разла-

166