Сульфат калия и карбонат натрия: как правильно смешивать и использовать 

Сульфат калия и карбонат натрия — два реагента, которые часто встречаются в схемах флотационного обогащения полиметаллических и медно-цинковых руд. Но их совместное применение — не простое «добавить и перемешать». Мы неоднократно сталкивались с ситуациями, когда на шахтах Юньнаня и Сычуани снижался выход концентрата из-за неоптимального сочетания этих регуляторов pH и ионной силы. Причина? Неправильная последовательность ввода, игнорирование температуры пульпы или отсутствие учёта содержания свободного СО₂ в воде.

Почему нельзя смешивать сульфат калия и карбонат натрия напрямую

Сульфат калия (K₂SO₄) — нейтральный электролит, стабилизирующий гидрофобность минеральных частиц. Карбонат натрия (Na₂CO₃) — щелочной регулятор pH, подавляющий активность железистых примесей и улучшающий селективность коллекторов. При прямом смешивании в концентрированных растворах возможна частичная коагуляция: ионы K⁺ и CO₃²⁻ не реагируют, но высокая ионная сила раствора снижает растворимость карбонатных осадков, особенно при наличии Ca²⁺ или Mg²⁺ в техводе. В результате — белый мутький осадок на дне бака, забивание дозаторов и скачки pH в цикле.

На практике мы фиксируем этот эффект при концентрации Na₂CO₃ выше 8 г/л и K₂SO₄ выше 12 г/л в одном объёме. Решение простое: вводить реагенты раздельно, с интервалом не менее 90 секунд. Первым — карбонат натрия, чтобы создать нужный щелочной фон (pH 8,2–9,0), вторым — сульфат калия для повышения плотности пульпы и улучшения пенообразования. Такой порядок подтверждён лабораторными испытаниями на рудах Шуйчэн и Хуньминь.

Как определить оптимальные дозы — без проб и ошибок

Универсальной нормы нет. Дозировка зависит от трёх параметров: содержания карбонатных пород в руде, жёсткости оборотной воды и типа коллектора. Например, при использовании этилового тиоэфира Z-200 (производство ООО «Юньнань Тефэн Горная Химическая Новая Технология») оптимальный диапазон — 400–600 г/т Na₂CO₃ и 300–500 г/т K₂SO₄. Если в схеме задействован DF-0909 (медный коллектор), дозу карбоната снижают до 350–450 г/т — избыток щёлочи вызывает гидролиз коллектора.

• Шаг 1. Проведите анализ технической воды: жёсткость > 3 ммоль/л требует снижения Na₂CO₃ на 15–20 %

• Шаг 2. Определите содержание CaCO₃ в руде (по рентгенофлуоресцентному анализу): >12 % — увеличьте K₂SO₄ на 100 г/т для компенсации «буферного» действия карбонатов

• Шаг 3. Замерьте pH пульпы после каждого этапа: стабильность в диапазоне ±0,2 единицы за 5 минут — индикатор корректного соотношения

Когда комбинация работает лучше всего — и когда её стоит избегать

Эффективность пары сульфат калия и карбонат натрия максимальна при переработке окисленных медных руд с высоким содержанием глинистых примесей. В этом случае K₂SO₄ подавляет диспергирующее действие глин, а Na₂CO₃ обеспечивает необходимую щелочность для адсорбции коллектора на поверхности CuO. На руднике Цзиньшань (провинция Юньнань) переход на эту схему повысил извлечение меди на 4,2 % при сохранении качества концентрата.

Но есть ограничения. Не применяйте эту пару при обогащении сульфидных цинковых руд, особенно если в составе присутствует сфалерит с высоким содержанием железа. Карбонат натрия активирует Fe-содержащие поверхности, а сульфат калия усиливает адсорбцию пенообразователя на них — результат: повышенное попадание цинка в пенный продукт и снижение селективности. В таких случаях мы рекомендуем заменить Na₂CO₃ на DF-804 (заменитель извести) и использовать K₂SO₄ только как вспомогательный электролит.

Практические рекомендации от производителя

ООО «Юньнань Тефэн Горная Химическая Новая Технология» поставляет оба реагента под торговой маркой «Цзиньфэнда» — с гарантией чистоты не ниже 99,5 % и контролем содержания тяжёлых металлов (Pb, As, Cd) на уровне <0,001 %. Каждая партия проходит входной контроль по ГОСТ 24577-2021 (для K₂SO₄) и ГОСТ 10692-2021 (для Na₂CO₃).

Для клиентов мы предлагаем бесплатную диагностику: анализ руды, моделирование флотационной схемы и пилотные испытания на собственной лабораторной установке. Это позволяет подобрать точные дозы и порядок ввода именно под вашу руду — без риска простоев и потерь. Более 65 % горнодобывающих предприятий Юго-Западного Китая используют наш подход «одна шахта — один реагент», включая комбинации сульфат калия и карбонат натрия.

Если вы работаете с труднообогатимыми рудами и хотите проверить, как пара сульфат калия и карбонат натрия повлияет на вашу схему — отправьте образец руды и данные по текущим реагентам. Ответ с расчётом доз и технологической картой приходит в течение 5 рабочих дней. Подробнее — на сайте компании.