Los minerales de plomo-zinc oxidados (cerusita, anglesita, smithsonita, hemimorfita, etc.) tienen superficies hidrófilas y no pueden flotar directamente con colectores de xantato. La adición de sulfuro de sodio sulfuriza el mineral, lo que permite la posterior adsorción de xantatos. Además de la sulfuración y la activación, el sulfuro de sodio también proporciona funciones de depresión selectiva, ajuste del pH de la pulpa y eliminación de reactivos, lo que lo convierte en un reactivo fundamental en el procesamiento de plomo-zinc oxidados.
I. Sulfidización y activación
- Mecanismo de reacción
El sulfuro de sodio se hidroliza en agua para generar iones S²⁻ y HS⁻, que reaccionan con los iones metálicos superficiales en los minerales de plomo-zinc oxidados mediante disolución-precipitación, formando una película de sulfuro hidrofóbica:
Cerusita:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (reacción ilustrativa; imagen de marcador de posición)
Smithsonite:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (reacción ilustrativa; imagen de marcador de posición)
La película de PbS formada es densa y estable, adsorbe firmemente el xantato y confiere al plomo oxidado una flotabilidad similar a la del sulfuro. La película de ZnS es porosa y propensa a la oxidación y al desprendimiento; el sulfuro de sodio por sí solo es insuficiente para la flotación del zinc oxidado, que requiere una activación secundaria con colectores de amina posteriormente.
- Valor de la aplicación
Sin sulfuro de sodio, la recuperación total de plomo-zinc oxidado es baja. Con una sulfuración adecuada, la recuperación de plomo aumenta significativamente. La sulfuración es un requisito previo para la flotación de mineral oxidado. En la práctica, primero se añade sulfuro de sodio para la sulfuración, seguido de xantato para la flotación selectiva de plomo.
II. Depresión selectiva
- Depresión de impurezas como la esfalerita y la pirita.
El exceso de S²⁻ en la pulpa recubre las superficies de galena, esfalerita y pirita, lo que dificulta la adsorción de xantato y produce un efecto depresor.
En la etapa de flotación de plomo a granel, se utiliza una dosificación moderada de sulfuro de sodio para activar únicamente el plomo oxidado; el exceso deprime el plomo a la vez que deprime fuertemente la esfalerita primaria, logrando así la separación de zinc y plomo.
Para la etapa de flotación de zinc, los relaves de plomo deben lavarse a fondo para reducir la concentración residual de sulfuro de sodio y eliminar la depresión, antes de utilizar colectores de amina para recuperar el zinc. - Reglas de dosificación
Dosificación insuficiente: película de sulfuro delgada e incompleta, baja recuperación de plomo.
Dosis moderada: activación completa del plomo oxidado y depresión moderada de la esfalerita, separación óptima.
Dosis excesiva: el exceso de S²⁻ deprime tanto el plomo oxidado como la esfalerita, lo que provoca una caída drástica en la recuperación de plomo y zinc.
III. Acondicionamiento de la pulpa
- ajuste de pH
La hidrólisis del sulfuro de sodio produce una solución fuertemente alcalina, que mantiene de forma natural el pH de la pulpa en el rango favorable de 8,5 a 11. El entorno alcalino previene la descomposición oxidativa de la película de sulfuro, lo que mejora la estabilidad de la sulfuración. - Control Eh
Los iones sulfuro reductores disminuyen el potencial de oxidación de la pulpa, evitando la desactivación oxidativa de la película de PbS. Para minerales altamente oxidados, debe mantenerse un cierto exceso de sulfuro de sodio como agente reductor. - Precipitación de iones de metales pesados dañinos
Los iones libres de Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ y Fe³⁺ presentes en la pulpa activan de forma no selectiva los minerales de ganga, reduciendo la selectividad. El S²⁻ precipita estos iones en forma de sulfuros, eliminando la interferencia y reduciendo el consumo innecesario de reactivos. - Dispersión de limo
Los productos de la hidrólisis alcalina dispersan suavemente los limos finos, lo que reduce el recubrimiento de las superficies minerales objetivo por dichos limos.
IV. Acción depresora/desorción
Cuando se produce un concentrado mixto oxidado de plomo y zinc, se puede añadir una gran cantidad de sulfuro de sodio a alta concentración. El S²⁻ desplaza de forma competitiva el xantato adsorbido en las superficies minerales, eliminando completamente el colector. Tras el lavado y el repulpado, se aplica una sulfuración y separación por etapas para disolver los intercrecimientos de plomo y zinc atrapados. Este método se utiliza frecuentemente en circuitos complejos de flotación de mineral mixto polimetálico con oxígeno y sulfuro.
V. Diferencias de comportamiento del sulfuro de sodio sobre los minerales de plomo y zinc.
- El plomo oxidado (cerusita) forma una película densa de PbS; una cantidad moderada de sulfuro de sodio es suficiente para una flotación estable; solo un exceso provoca depresión. Adecuado para la flotación de plomo a granel con base en xantato.
- El zinc oxidado (smithsonita) forma una película suelta de ZnS; el sulfuro de sodio por sí solo no puede flotarlo. El sulfuro de sodio solo sirve como pretratamiento, y se requieren colectores catiónicos como la octadecilamina o la dodecilamina. El sulfuro de sodio residual dificulta considerablemente la flotación del zinc oxidado.
VI. Consejos clave para la práctica industrial
- Adición fraccionada: añadir tanto en la etapa de molienda como en la flotación primaria para prolongar el tiempo de contacto de la sulfuración.
- Los residuos de la flotación de plomo necesitan diluirse y lavarse para reducir el sulfuro de sodio residual antes de la flotación de zinc.
- Para menas muy oxidadas y con alto contenido de arcilla, combine con agentes reductores (polvo de hierro) y dispersantes (hexametafosfato de sodio) para estabilizar la película de sulfuro.
Efectos secundarios: generación de gas tóxico con olor a huevo podrido (H₂S): se requiere ventilación; el exceso de reactivo aumenta el costo; los niveles de sulfuro en las aguas residuales superan los límites.
Nota especial: El NaHS, si se utiliza, se descompone fácilmente.
Fecha de publicación: 13 de julio de 2026
