Mineral timbal-seng teroksidasi (cerussite, anglesite, smithsonite, hemimorphite, dll.) memiliki permukaan hidrofilik dan tidak dapat langsung diolah dengan kolektor xantat. Penambahan natrium sulfida akan mensulfidasi bijih, sehingga memungkinkan adsorpsi xantat selanjutnya. Selain sulfidasi dan aktivasi, natrium sulfida juga menyediakan fungsi depresi selektif, penyesuaian pH pulp, dan penghilangan reagen, menjadikannya reagen penting dalam pengolahan timbal-seng teroksidasi.
I. Sulfidasi dan aktivasi
- Mekanisme reaksi
Natrium sulfida terhidrolisis dalam air menghasilkan ion S²⁻ dan HS⁻, yang bereaksi dengan ion logam permukaan pada mineral timbal-seng teroksidasi melalui pelarutan-pengendapan, membentuk lapisan sulfida hidrofobik:
Cerussite:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (reaksi ilustratif; gambar sebagai tempat penampung)
Smithsonite:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (reaksi ilustratif; gambar sebagai tempat penampung)
Lapisan PbS yang terbentuk padat dan stabil, menyerap xantat dengan kuat dan memberikan timbal teroksidasi kemampuan mengapung seperti sulfida. Lapisan ZnS longgar dan rentan terhadap oksidasi dan terlepas; natrium sulfida saja tidak cukup untuk mengapungkan seng teroksidasi, yang memerlukan aktivasi sekunder dengan kolektor amina di kemudian hari.
- Nilai aplikasi
Tanpa natrium sulfida, pemulihan timbal-seng teroksidasi secara keseluruhan rendah. Dengan sulfidisasi yang tepat, pemulihan timbal meningkat secara signifikan. Sulfidisasi merupakan prasyarat untuk flotasi bijih teroksidasi. Dalam praktiknya, natrium sulfida ditambahkan terlebih dahulu untuk sulfidisasi, diikuti oleh xantat untuk flotasi timbal selektif.
II. Depresi selektif
- Penurunan kadar pengotor seperti sfalerit dan pirit
Kelebihan S²⁻ dalam pulp melapisi permukaan galena, sphalerit, dan pirit, menghambat adsorpsi xantat dan menghasilkan efek depresif.
Pada tahap flotasi timbal massal, dosis natrium sulfida sedang digunakan untuk mengaktifkan hanya timbal yang teroksidasi; kelebihan natrium sulfida menekan timbal sekaligus sangat menekan sfalerit primer, sehingga tercapai pemisahan seng-timbal.
Untuk tahap flotasi seng, tailing timbal harus dicuci bersih untuk mengurangi konsentrasi natrium sulfida residual dan menghilangkan depresi, sebelum menggunakan kolektor amina untuk memulihkan seng. - Aturan dosis
Dosis tidak mencukupi: lapisan sulfida tipis dan tidak lengkap, pemulihan timbal rendah.
Dosis sedang: aktivasi penuh timbal teroksidasi dan penekanan sedang pada sfalerit, pemisahan optimal.
Dosis berlebihan: kelebihan S²⁻ menekan baik timbal teroksidasi maupun sfalerit, menyebabkan perolehan timbal dan seng menurun tajam.
III. Pengkondisian pulpa
- Penyesuaian pH
Hidrolisis natrium sulfida menghasilkan larutan yang sangat basa, yang secara alami menjaga pH pulp dalam kisaran yang menguntungkan yaitu 8,5–11. Lingkungan basa mencegah dekomposisi oksidatif lapisan sulfida, sehingga meningkatkan stabilitas sulfidisasi. - Kontrol Eh
Ion sulfida pereduksi menurunkan potensial oksidasi pulp, mencegah deaktivasi oksidatif lapisan PbS. Untuk bijih yang sangat teroksidasi, sejumlah kelebihan natrium sulfida harus dipertahankan sebagai agen pereduksi. - Pengendapan ion logam berat berbahaya
Ion Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, dan Fe³⁺ bebas dalam pulp secara non-selektif mengaktifkan mineral pengotor, sehingga mengurangi selektivitas. S²⁻ mengendapkan ion-ion ini sebagai sulfida, menghilangkan gangguan dan mengurangi konsumsi reagen yang tidak perlu. - Penyebaran lendir
Produk hidrolisis alkali secara perlahan mendispersikan lumpur halus, mengurangi pelapisan permukaan mineral target oleh lumpur.
IV. Aksi depresan/desorpsi
Ketika konsentrat teroksidasi timbal-seng campuran diproduksi, sejumlah besar natrium sulfida dapat ditambahkan dalam konsentrasi tinggi. S²⁻ secara kompetitif menggantikan xantat yang teradsorpsi pada permukaan mineral, sehingga menghilangkan kolektor secara menyeluruh. Setelah pencucian dan pengolahan ulang, sulfidisasi dan pemisahan bertahap diterapkan untuk mengatasi intergrowth timbal-seng yang terkunci. Hal ini sering digunakan dalam sirkuit flotasi bijih campuran oksigen-sulfida polimetalik yang kompleks.
V. Perbedaan perilaku natrium sulfida pada mineral timbal vs. seng
- Timbal teroksidasi (cerussite) – membentuk lapisan PbS yang padat; natrium sulfida dalam jumlah sedang sudah cukup untuk flotasi yang stabil; hanya kelebihan yang menyebabkan depresi. Cocok untuk flotasi timbal massal berbasis xantat.
- Seng teroksidasi (smithsonit) – membentuk lapisan ZnS yang longgar; natrium sulfida saja tidak dapat mengapungkannya. Natrium sulfida hanya berfungsi sebagai pra-perlakuan, dan diperlukan kolektor kationik seperti oktadekilamina atau dodekilamina. Sisa natrium sulfida sangat menekan flotasi seng teroksidasi.
VI. Kiat-kiat praktik industri utama
- Penambahan bertahap: tambahkan pada tahap penggilingan dan flotasi kasar untuk memperpanjang waktu kontak sulfidasi.
- Limbah flotasi timbal perlu diencerkan dan dicuci untuk mengurangi sisa natrium sulfida sebelum flotasi seng.
- Untuk bijih yang sangat teroksidasi dan kaya lempung, kombinasikan dengan zat pereduksi (bubuk besi) dan zat pendispersi (natrium heksametafosfat) untuk menstabilkan lapisan sulfida.
Efek samping: menghasilkan gas beracun berbau telur busuk (H₂S) – diperlukan ventilasi; penggunaan reagen yang berlebihan menambah biaya; kadar sulfida dalam air limbah melebihi batas.
Catatan khusus: NaHS, jika digunakan, mudah terurai.
Waktu posting: 13 Juli 2026
