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應(yīng)用領(lǐng)域

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鉛鋅是人類從鉛鋅礦石中提煉出來的較早的金屬之一。鉛鋅廣泛用于電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、軍事工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域。此外,鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等部門也有較多的用途。在鉛鋅礦中鉛工業(yè)礦物有11種,鋅工業(yè)礦物有6種,以方鉛礦、閃鋅礦最為重要。

方鉛礦的化學(xué)式為PbS,晶體結(jié)構(gòu)為等軸晶系,硫離子成立方最緊密堆積,鉛離子充填在所有的八面體空隙中。新鮮的方鉛礦表面具有疏水性,未氧化的方鉛礦很易浮選,表面氧化后可浮性降低。黃藥或黑藥是方鉛礦的典型的捕收劑,黃藥在方鉛礦表面發(fā)生化學(xué)吸附,白藥和乙硫氮也是常用捕收劑,其中丁銨黑藥對方鉛礦有選擇性捕收作用。重鉻酸鹽是方鉛礦的有效抑制劑,但對被Cu2+活化的方鉛礦,其抑制效果下降。被重鉻酸鹽抑制過的方鉛礦,很難活化,要用鹽酸或在酸性介質(zhì)中,用氯化鈉處理后才能活化。氰化物不能抑制方鉛礦的浮選,硫化鈉對方鉛礦的可浮性很敏感,過量硫離子的存在可抑制方鉛礦的浮選;二氧化硫、亞硫酸及其鹽類、石灰、硫酸鋅或與其它藥劑配合可以抑制方鉛礦的浮選。

閃鋅礦的化學(xué)式為ZnS,晶體結(jié)構(gòu)為等軸晶系,Zn離子分布于晶胞之角頂及所有面的中心。S位于晶胞所分成的八個小立方體中的四個小立方體的中心。高錳酸鉀濃度為4~6×10-5摩爾/升時對活化的閃鋅礦有較強(qiáng)的抑制作用,濃度偏高時卻使其良好浮游。其作用機(jī)理為:高錳酸鉀濃度低時與閃鋅礦表面活化膜及表面晶格離子反應(yīng)生成的金屬羥基化合物起抑制作用并使黃藥脫附,濃度高時則在礦物表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成大量元素硫。氰化物可以強(qiáng)烈的抑制閃鋅礦,此外硫酸鋅、硫代硫酸鹽等都可以抑制閃鋅礦的浮選。

鉛鋅浮選調(diào)整劑按其在浮選過程中的作用可分為:抑制劑、活化劑、介質(zhì)pH調(diào)節(jié)劑、礦泥分散劑、凝結(jié)劑和續(xù)凝劑。調(diào)整劑包括各種無機(jī)化合物(如鹽、堿和酸)、有機(jī)化合物。同一種藥劑,在不同的浮選條件下,往往起不同的作用。

硫酸鋅可作為鉛鋅浮選調(diào)整劑的抑制劑

硫酸鋅其純品為白色晶體,易溶于水,是閃鋅礦的抑制劑,通常在堿性礦漿中它才有抑制作用,礦漿pH愈高,其抑制作用愈明顯。硫酸鋅在水中產(chǎn)生下列反應(yīng):

ZnSO4=Zn2++SO42-

Zn2++2H20=Zn(OH)2+2H+

Zn(OH)2為兩性化合物,溶于酸生成鹽

Zn(OH)2+H2S04=ZnSO4+2H2O在堿性介質(zhì)中,得到HZnO2-和ZnO22-。它們吸附于礦物增強(qiáng)了礦物表面的親水性。Zn(OH)2+NaOH=NaHZnO2+H2O

Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O

硫酸鋅單獨使用時,共抑制效果較差,通常與氰化物、硫化鈉、亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽、碳酸鈉等配合使用。

硫酸鋅和氰化物聯(lián)合使用,可加強(qiáng)對閃鋅礦的抑制作用。一般常用的比例為:

氰化物:硫酸鋅=1:2-5。

此時,CN-和Zn2+形成膠體Zn(CN)2沉淀。