铅锌是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。铅锌广泛用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外,铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。在铅锌矿中铅工业矿物有11种,锌工业矿物有6种,以方铅矿、闪锌矿最为重要。
方铅矿的化学式为PbS,晶体结构为等轴晶系,硫离子成立方最紧密堆积,铅离子充填在所有的八面体空隙中。新鲜的方铅矿表面具有疏水性,未氧化的方铅矿很易浮选,表面氧化后可浮性降低。黄药或黑药是方铅矿的典型的捕收剂,黄药在方铅矿表面发生化学吸附,白药和乙硫氮也是常用捕收剂,其中丁铵黑药对方铅矿有选择性捕收作用。重铬酸盐是方铅矿的有效抑制剂,但对被Cu2+活化的方铅矿,其抑制效果下降。被重铬酸盐抑制过的方铅矿,很难活化,要用盐酸或在酸性介质中,用氯化钠处理后才能活化。氰化物不能抑制方铅矿的浮选,硫化钠对方铅矿的可浮性很敏感,过量硫离子的存在可抑制方铅矿的浮选;二氧化硫、亚硫酸及其盐类、石灰、硫酸锌或与其它药剂配合可以抑制方铅矿的浮选。
闪锌矿的化学式为ZnS,晶体结构为等轴晶系,Zn离子分布于晶胞之角顶及所有面的中心。S位于晶胞所分成的八个小立方体中的四个小立方体的中心。高锰酸钾浓度为4~6×10-5摩尔/升时对活化的闪锌矿有较强的抑制作用,浓度偏高时却使其良好浮游。其作用机理为:高锰酸钾浓度低时与闪锌矿表面活化膜及表面晶格离子反应生成的金属羟基化合物起抑制作用并使黄药脱附,浓度高时则在矿物表面发生氧化还原反应生成大量元素硫。氰化物可以强烈的抑制闪锌矿,此外硫酸锌、硫代硫酸盐等都可以抑制闪锌矿的浮选。
铅锌浮选调整剂按其在浮选过程中的作用可分为:抑制剂、活化剂、介质pH调节剂、矿泥分散剂、凝结剂和续凝剂。调整剂包括各种无机化合物(如盐、碱和酸)、有机化合物。同一种药剂,在不同的浮选条件下,往往起不同的作用。
硫酸锌可作为铅锌浮选调整剂的抑制剂
硫酸锌其纯品为白色晶体,易溶于水,是闪锌矿的抑制剂,通常在碱性矿浆中它才有抑制作用,矿浆pH愈高,其抑制作用愈明显。硫酸锌在水中产生下列反应:
ZnSO4=Zn2++SO42-
Zn2++2H20=Zn(OH)2+2H+
Zn(OH)2为两性化合物,溶于酸生成盐
Zn(OH)2+H2S04=ZnSO4+2H2O在碱性介质中,得到HZnO2-和ZnO22-。它们吸附于矿物增强了矿物表面的亲水性。Zn(OH)2+NaOH=NaHZnO2+H2O
Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O
硫酸锌单独使用时,共抑制效果较差,通常与氰化物、硫化钠、亚硫酸盐或硫代硫酸盐、碳酸钠等配合使用。
硫酸锌和氰化物联合使用,可加强对闪锌矿的抑制作用。一般常用的比例为:
氰化物:硫酸锌=1:2-5。
此时,CN-和Zn2+形成胶体Zn(CN)2沉淀。