Oxidierte Blei-Zink-Minerale (Cerussit, Anglesit, Smithsonit, Hemimorphit usw.) besitzen hydrophile Oberflächen und können nicht direkt mit Xanthaten als Sammlern aufgeschleudert werden. Die Zugabe von Natriumsulfid sulfidiert das Erz und ermöglicht so die anschließende Adsorption von Xanthaten. Neben der Sulfidierung und Aktivierung bewirkt Natriumsulfid auch eine selektive Degradation, die pH-Wert-Einstellung der Pulpe und die Entfernung von Reagenzien. Dadurch ist es ein unverzichtbares Reagenz in der Aufbereitung oxidierter Blei-Zink-Erze.
I. Sulfidierung und Aktivierung
- Reaktionsmechanismus
Natriumsulfid hydrolysiert in Wasser und erzeugt S²⁻- und HS⁻-Ionen, die über Lösungs- und Fällungsprozesse mit Oberflächenmetallionen auf oxidierten Blei-Zink-Mineralien reagieren und einen hydrophoben Sulfidfilm bilden:
Cerussit:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (beispielhafte Reaktion; Bildplatzhalter)
Smithsonite:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (beispielhafte Reaktion; Bildplatzhalter)
Der gebildete PbS-Film ist dicht und stabil, adsorbiert Xanthate fest und verleiht oxidiertem Blei sulfidähnliche Flotierbarkeit. Der ZnS-Film ist locker und neigt zu Oxidation und Ablösung; Natriumsulfid allein reicht nicht aus, um oxidiertes Zink zu flotieren, weshalb eine spätere Sekundäraktivierung mit Aminkollektoren erforderlich ist.
- Anwendungswert
Ohne Natriumsulfid ist die Gesamtausbeute an oxidiertem Blei-Zink gering. Durch eine geeignete Sulfidierung lässt sich die Bleiausbeute deutlich steigern. Die Sulfidierung ist Voraussetzung für die Flotation von oxidiertem Erz. In der Praxis wird zunächst Natriumsulfid zur Sulfidierung und anschließend Xanthat zur selektiven Bleiflotation zugegeben.
II. Selektive Depression
- Unterdrückung von Verunreinigungen wie Sphalerit und Pyrit
Überschüssiges S²⁻ im Zellstoff überzieht die Oberflächen von Bleiglanz, Zinkblende und Pyrit, behindert die Xanthatadsorption und führt zu einer depressiven Wirkung.
Bei der Massenflotation von Blei wird eine moderate Natriumsulfid-Dosierung verwendet, um nur oxidiertes Blei zu aktivieren; ein Überschuss unterdrückt Blei, während primäres Sphalerit stark unterdrückt wird, wodurch eine Zink-Blei-Trennung erreicht wird.
Für die Zinkflotationsstufe müssen die Bleirückstände gründlich gewaschen werden, um die Restkonzentration von Natriumsulfid zu reduzieren und eine Depression zu beseitigen, bevor Aminsammler zur Zinkgewinnung eingesetzt werden. - Dosierungsregeln
Unzureichende Dosierung: dünner und unvollständiger Sulfidfilm, geringe Bleiausbeute.
Mäßige Dosierung: vollständige Aktivierung von oxidiertem Blei und mäßige Unterdrückung von Sphalerit, optimale Trennung.
Überdosierung: Ein Überschuss an S²⁻ hemmt sowohl oxidiertes Blei als auch Sphalerit, wodurch die Ausbeuten an Blei und Zink stark sinken.
III. Zellstoffaufbereitung
- pH-Wert-Einstellung
Die Hydrolyse von Natriumsulfid ergibt eine stark alkalische Lösung, die den pH-Wert des Zellstoffs auf natürliche Weise im günstigen Bereich von 8,5–11 hält. Das alkalische Milieu verhindert die oxidative Zersetzung des Sulfidfilms und erhöht so die Sulfidierungsstabilität. - Eh Kontrolle
Die reduzierenden Sulfidionen senken das Oxidationspotenzial der Pulpe und verhindern so die oxidative Deaktivierung des PbS-Films. Bei stark oxidierten Erzen muss ein gewisser Überschuss an Natriumsulfid als Reduktionsmittel aufrechterhalten werden. - Ausfällung schädlicher Schwermetallionen
Freie Pb²⁺-, Cu²⁺-, Zn²⁺- und Fe³⁺-Ionen in der Pulpe aktivieren nicht-selektiv Gangartminerale und verringern so die Selektivität. S²⁻ fällt diese Ionen als Sulfide aus, wodurch Störungen beseitigt und unnötiger Reagenzienverbrauch reduziert wird. - Schleimdispersion
Alkalische Hydrolyseprodukte dispergieren feine Schlämme leicht und verringern so die Bedeckung von Zielmineraloberflächen mit Schlämmen.
IV. Depressive/desorbierende Wirkung
Bei der Herstellung eines gemischten Blei-Zink-Oxidationskonzentrats kann Natriumsulfid in hoher Konzentration zugegeben werden. S²⁻ verdrängt adsorbiertes Xanthat von Mineraloberflächen und entfernt so den Sammler vollständig. Nach dem Waschen und Aufschlämmen werden stufenweise Sulfidierung und Trennung durchgeführt, um verklebte Blei-Zink-Verwachsungen aufzulösen. Dieses Verfahren wird häufig in komplexen Flotationskreisläufen für polymetallische Sauerstoff-Sulfid-Mischerze eingesetzt.
V. Verhaltensunterschiede von Natriumsulfid auf Blei- bzw. Zinkmineralien
- Oxidiertes Blei (Cerussit) bildet einen dichten PbS-Film; moderate Natriumsulfidmengen genügen für eine stabile Flotation; nur ein Überschuss führt zu einer Degradation. Geeignet für die Flotation von Blei in großen Mengen auf Xanthatbasis.
- Oxidiertes Zink (Smithsonit) bildet einen lockeren ZnS-Film; Natriumsulfid allein reicht nicht für die Flotation aus. Natriumsulfid dient lediglich der Vorbehandlung; kationische Sammler wie Octadecylamin oder Dodecylamin sind erforderlich. Restliches Natriumsulfid hemmt die Flotation von oxidiertem Zink erheblich.
VI. Wichtige Tipps für die industrielle Praxis
- Split-Additiv: Sowohl die Mahlstufe als auch die Grobflotation werden hinzugefügt, um die Sulfidierungskontaktzeit zu verlängern.
- Bleiflotationsrückstände müssen vor der Zinkflotation verdünnt und gewaschen werden, um den Restnatriumsulfidgehalt zu reduzieren.
- Bei stark oxidierten, tonreichen Erzen werden Reduktionsmittel (Eisenpulver) und Dispergiermittel (Natriumhexametaphosphat) zugesetzt, um den Sulfidfilm zu stabilisieren.
Nebenwirkungen: Entstehung von giftigem Fäulnisgas (H₂S) – Belüftung erforderlich; übermäßiger Reagenzverbrauch erhöht die Kosten; Sulfidkonzentrationen im Abwasser überschreiten die Grenzwerte.
Besonderer Hinweis: NaHS zersetzt sich bei Verwendung leicht.
Veröffentlichungsdatum: 13. Juli 2026
