Цинковый купорос

Сернокислый цинк является реагентом-регулятором, содержащим флотационно активный катион Zn2+. Этот реагент используется в качестве подавителя цинковой обманки при селективной флотации свинцово-цинковых руд.

Механизм действия сернокислого цинка как флотационного реагента изучали Митрофановы, Ребиндер, Липец, Римская, Малиновский, Лившиц и Идельсон и др.

Ребиндер, Липец и Римская показали, что один сернистый цинк, даже в больших концентрациях не оказывает никакого подавляющего действия на цинковую обманку, причем этот вывод относится как к цинковой обманке, имеющей чистую поверхность, как и к цинковой обманке, поверхность которой была предварительно активирована ионами меди путем обработки ее раствором медного купороса.

Работы Малиновского показали, что подавляющее действие сернокислого цинка на флотацию цинковой обманки происходит только в присутствии в пульпе ионов гидроксила. В табл. 59 приведены результаты опытов, которые иллюстрируют влияние рН пульпы на подавляющее действие сернокислого цинка при флотации цинковой обманки.

Эти данные подтверждают, что при повышении щелочности пульпы резко усиливается подавляющее действие сернокислого цинка. Вместе с тем известно, что при pH = 5,2 из растворов, содержащих катион цинка, начинает осаждаться гидрат окиси цинка Zn(OH)2.

Механизм подавляющего действия гидроокиси цинка, по представлениям Малиновского, заключается в том, что гидроокись цинка, во-первых, поглощает находящиеся в пульпе ионы меди которые могли бы улучшать флотируемость цинковой обманки, и, во-вторых, адсорбируется на поверхностях минеральных частиц цинковой обманки и таким образом предотвращает закрепление на частицах ксантогената и ионов меди. В результате всего этого цинковая обманка теряет способность взаимодействовать с ксантогенатами и переходить в пенный продукт.

Предположение о ведущей роли гидроокиси цинка в процессе подавления флотации цинковой обманки Малиновский доказал прямым опытом. Он смешивал заранее, до контакта с рудой, сернокислый цинк с известью или с содой и показал, что образующаяся при этом суспензия, в которой содержится гидроокись цинка, подавляет флотацию цинковой обманки.

Лившиц и Идельсон изучали подавляющее действие сернокислого цинка. Они нашли, что подавление флотации цинковой обманки этим реагентом происходит при тех значениях pH, при которых образуется гидроокись цинка.

Однако предположение Малиновского, согласно которому подавление цинковой обманки происходит в результате поглощения коллоидными частицами гидроокиси цинка ионов меди, находящихся в растворе, дальнейшими работами Лившица и Идельсон не подтверждено.

Изучая этот вопрос, они провели следующее испытание. К нескольким равным порциям 0,1%-ного раствора сернокислого цинка было добавлено переменное количество раствора едкого натра, а затем одно и то же количество раствора сернокислой меди (75 мг/л). Далее смесь фильтровалась и в фильтрате определялось содержание меди чувствительным колориметрическим методом. Параллельно ставились опыты в тех же условиях, но без сернокислого цинка. Содержание меди в фильтратах обеих серий опытов оказалось примерно одинаковым (разница была очень незначительной). Следовательно, основное депрессирующее действие на цинковую обманку обусловливается налипанием гидроокиси цинка на поверхность минерала, а не поглощением ионов меди из раствора осадком гидроокиси цинка. Это положение было подкреплено еще и другими опытами, показавшими что подавление флотации цинковой обманки можно значительно ослабить, если после взаимодействия минеральных частиц с гидрокисью цинка удалить быстрой декантацией часть находящейся во взвешенном состоянии гидроокиси цинка.

Таким путем было установлено, что между степенью подавления флотации цинковой обманки и количеством коллоидных частиц гидроокиси цинка, находящимся в пульпе, есть прямое соответствие. Результаты этих опытов приведены на рис. 180.

Активация флотации цинковой обманки может наступить не только в результате механического удаления части гидроокиси цинка, но и вследствие растворения осадка гидроокиси цинка. В качестве растворителя окиси цинка в опытах был применен аммиак, введение которого в пульпу значительно уменьшило подавляющее действие гидроокиси цинка (рис. 181).

Весьма существенными для выяснения механизма действия гидроокиси цинка явились опыты Лившица и Идельсон, показывающие, что гидроокись цинка закрепляется на поверхности минеральных частиц. Так, были поставлены опыты флотации цинковой обманки в присутствии гидроокиси цинка и жидкого стекла. Жидкое стекло пептизирует частицы гидроокиси цинка и препятствует осаждению их на минеральной поверхности. Введение в пульпу жидкого стекла привело к понижению подавляющего действия гидроокиси цинка. Это косвенно доказывает, что причиной снижения флотационной активности минералов является закрепление коллоидных частиц на его поверхности. Результаты опытов флотации цинковой обманки в присутствии гидроокиси цинка и жидкого стекла приведены на рис. 182.

Сопоставление результатов флотации цинковой обманки из мономинерального порошка и из смеси ее с кварцем также подтверждает, что гидроокись цинка закрепляется на поверхностях минеральных частиц. Опыты показали, что когда количество кварца в минеральной смеси было относительно невелико, существенной разницы в поведении цинковой обманки в отсутствии и присутствии кварца не наблюдалось. Однако, когда в смеси минералов преобладает кварц, флотируемость цинковой обманки значительно повышается. Улучшение флотируемости цинковой обманки в присутствии кварца можно было бы объяснять абразивным действием частицы кварца, в результате которого гидроокись цинка как бы счищается с поверхности цинковой обманки, но это предположение опровергается тем, что флотация цинковой обманки улучшается и в том случае, когда пульпу перед флотацией и не перемешивают. Таким образом, остается сделать вывод что частицы кварца имеют дополнительную большую поверхность, на которой осаждается гидроокись цинка, и это приводит к уменьшению количества гидроокиси, оседающей на цинковой обманке. Это предположение подтверждается еще и тем, что при увеличении расхода сернокислого цинка флотация цинковой обманки вновь подавляется.

На основании экспериментальных данных можно сделать вы вод, что механизм подавления флотации цинковой обманки сернокислым цинком также заключается в том, что при введении в пульпу реагента катион цинка взаимодействует с находящимся в пульпе ионом гидроксила, образуя коллоидный осадок гидроокиси цинка. Частицы этого осадка закрепляются на минеральных частицах и гидрофилизуют их поверхность, что приводит к повышению устойчивости гидратных слоев, окружающих минеральную частицу, и, кроме того, препятствует закреплению на поверхности ее собирателя.

Неясной остается причина, обусловливающая избирательность действия таких коллоидных осадков, как гидроокись цинка. Практика флотации свинцово-цинковых и медно-цинковых руд показывает, что окись цинка значительно сильнее подавляет флотацию цинковой обманки, чем свинцового блеска или халькопирита. Вполне возможно, что избирательность действия гидроокиси цинка обусловливается тем, что флотационная активность двух последних минералов вообще значительно выше, чем цинковой обманки, и поэтому даже при закреплении на поверхности их гидроокиси цинка они все же сохраняют еще способность прилипать к воздушным пузырькам, тогда как слабофлотирующаяся цинковая обманка подавляется при закреплении на поверхности ее частиц сравнительно незначительного количества гидроокиси цинка. Однако не исключена возможность, что самый процесс закрепления коллоидных частиц гидроокиси цинка происходит избирательно. Этот процесс нельзя рассматривать как процесс «механического налипания» коллоидных частиц на твердую поверхность, не зависящий от состава, состояния и свойств коллоидных частиц п поверхности минеральных частиц. Наоборот, поскольку в данном случае на поверхности минералов закрепляются коллоидные частицы реагента, весь этот процесс особенно резко реагирует на изменение внешних условий и сильно зависит от природы взаимодействующих агентов. На закрепление коллоидных частиц гидроокиси цинка влияет электрическое состояние поверхностей раздела фаз, размер взаимодействующих частиц, присутствие в пульпе различных ионов, концентрация исходных реагентов, порядок загрузки реагентов в пульпу, температура пульпы и другие условия.

Выяснение причины избирательного действия гидроокиси цинка требует дальнейших исследований, которые, глубже раскрывая механизм действия реагента, позволят вместе с тем и лучше управлять процессом селективной флотации свинцово-цинковых руд.