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硫化鈉又稱“硫化堿”，是氫硫酸的鈉鹽，分子式Na2S。俗名“臭堿”。純硫化堿為易潮解的白色粉末，也有片狀和塊狀的。極易溶于水，微溶于酒精，不溶于乙醚，對大多數(shù)金屬有輕微腐蝕性。與酸類發(fā)生反應(yīng)，散發(fā)出有毒和易燃的硫化氫氣體。吞咽或吸入其粉塵，對人體有害，對皮膚、眼睛和粘膜都有腐蝕性。相對密度：2.427(16℃/4℃)，熔點：50℃；應(yīng)存放于通風(fēng)，干燥處，避光儲放，容器要密封，防止受潮變質(zhì)。遠離熱源與生活區(qū)，與爆炸物、酸類、氧化劑等隔離。裝卸時要戴防護用具及膠皮手套。消防可用水或砂土。本品可用硫酸鈉和碳素混合燃燒使硫酸鈉被還原而制成硫化鈉。主要用于制備硫化染料和用作有機化學(xué)工業(yè)中的還原劑。人體中毒時應(yīng)迅速移到新鮮空氣處，必要時需進行人工呼吸。皮膚受傷用水及稀醋酸洗滌。本品如含結(jié)晶水少于30%，則應(yīng)屬4.2類易燃物質(zhì)。聯(lián)合國編號(UNNo.)：1849/8227/8-08/225，國內(nèi)品名編號：82011，腐蝕品。
1. 硫化鈉在冶金中的應(yīng)用
1）稀土淋出液除雜在處理風(fēng)化殼淋積型稀土礦時，當(dāng)用某強電解質(zhì)溶液淋洗浸取后，得到的稀土淋出液常含有大量雜質(zhì)離子，如Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Cu2+等。利用草酸沉淀工藝時，這些雜質(zhì)難免會形成草酸鹽沉淀轉(zhuǎn)入稀土產(chǎn)品，影響產(chǎn)品純度。而且，為避免在后續(xù)萃取工藝中產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，必須先將料液中雜質(zhì)離子除去。幾種金屬硫化物沉淀的溶度積常數(shù)如附表所示，當(dāng)向稀土淋出液中加入Na2S后，可將溶液中重金屬離子Cu2+、Pb2+、Zn2+等有效除去。研究表明，控制pH在5左右，向稀土淋出液中加入Na2S除雜，不但除雜效果好，并且不損失稀土。
2）處理含汞廢水含汞廢水對環(huán)境以及人類健康都有極大危害，在制堿工業(yè)中，排放廢水中汞的含量一般都較高，超過國際(0.05mg/L)。在弱減性(pH8～11)溶液中，汞離子能與硫化鈉生成難溶于水的沉淀，從附表可以看出，HgS的溶度積很小(Ksp=1.6×10-52)。通過研究確定了在Na2S用量一定，控制pH值9～10時處理效果最好，可將廢水中Hg2+降至國標(0.05mg/L)以下。另外，通過加入FeSO4在水中生成Fe(OH)2和Fe(OH)3膠體，這些膠體不但能吸附汞離子，且能捕集和裹覆懸浮的HgS固體微粒，起到良好的混凝沉淀作用。沉渣不易二次污染，便于處置。
3）利用Na2S除砷砷一般以硫化物形態(tài)存在于礦物中。在火法冶煉過程中，大部分砷揮發(fā)進入煙氣和煙塵，特別是低濃度SO2直接排放會污染環(huán)境。因此，在煙氣后續(xù)處理或排空之前，應(yīng)先進行脫砷處理。采用Na2S溶液吸收SO2煙氣，使As3+與S2-生成As2S3沉淀(Ksp=2.1×10-22)，在較高pH下(pH>8)，As2S3可溶解生成As3S3-6或AsS2-3，較低pH下，溶液會產(chǎn)生H2S氣體。尹愛君等[4]的研究表明：當(dāng)控制溶液pH在2.0～5.5范圍，反應(yīng)時間50min，反應(yīng)溫度30～50℃，以及加入絮凝劑的條件下，可較好除砷，除砷率可達90%以上。在藥用白炭黑的生產(chǎn)中，為降低生產(chǎn)原料濃硫酸中雜質(zhì)砷的含量，向濃硫酸中加入硫化鈉，使As3+生成As2S3沉淀除去。生產(chǎn)實踐表明：硫化鈉除砷不僅反應(yīng)速度快，而且除砷徹底。除砷后的硫酸中砷含量達0.5×10-6以下，用此原料生產(chǎn)的白炭黑含砷量≤0.0003%，完全符合美國藥典的規(guī)定。
4）Na2S在電鍍中的應(yīng)用
Na2S在電鍍中作為光亮劑：硫化鈉溶于水后電離成帶正電荷的鈉離子(Na+)和帶負電荷的硫離子(S2-)，在電鍍過程中，電解液中S2-的存在可促使陰極極化，在同樣電流下，使陰極反應(yīng)速度加快。沉積速度也隨之加快，深鍍能力增加，鍍層細化，鍍件表面相應(yīng)變得更加光亮。
硫化鈉在電解液中除雜：在電鍍生產(chǎn)過程中，原料中的雜質(zhì)或多或少會被帶入到鍍液中。這些雜質(zhì)在電極作用下，發(fā)生不同反應(yīng)，電位較低的雜質(zhì)會與Zn2+一起沉積在鍍件表面，影響鍍層質(zhì)量。加入硫化鈉后，硫化鈉中S2-能與金屬雜質(zhì)離子生成沉淀物，避免雜質(zhì)參與電化學(xué)反應(yīng)，使鍍層光亮。
5）利用Na2S溶液進行煙氣脫硫目前，煙氣中SO2的回收方法主要是將SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4、液態(tài)SO2及單質(zhì)硫。由于單質(zhì)硫便于裝卸和運輸，因此它也是一種理想的回收產(chǎn)品。利用Na2S溶液制取的H2S為還原劑還原SO2制得單質(zhì)硫的新工藝。此工藝簡單，無須象一般生產(chǎn)技術(shù)一樣需消耗如天然氣及低硫煤等昂貴的還原劑。當(dāng)溶液pH降至8.5～7.5時，用Na2S吸收SO2就會產(chǎn)生H2S，在液相中H2S與SO2發(fā)生濕式Claus反應(yīng)：
2. 硫化鈉在選礦中的應(yīng)用
1）硫化鈉作為抑制劑硫化鈉對硫化礦的抑制作用一般認為主要是兩方面，一是Na2S水解產(chǎn)生HS-，HS-排除硫化礦物表面吸附的黃藥，同時本身又吸附在礦物表面增加礦物表面的親水性；另一方面，認為Na2S起抑制作用不僅僅是HS-吸附在礦物表面引起的，還應(yīng)與Na2S在水溶液中電離生成的S2-有關(guān)。例如：方鉛礦中加入Na2S和黃藥時，存在下列平衡
由于PbS的溶度積大，而PbX2的溶度積小，當(dāng)加入Na2S時，S2-濃度增加，平衡向左移動，使得附著在礦物表面的黃藥脫附，從而使Na2S在礦物表面產(chǎn)生抑制作用。利用Na2S的抑制作用，通過加入Na2S抑制Ni2S3的浮選，從而可實現(xiàn)高冰鎳中Cu2S與Ni2S3的有效分離。在某些鉛鋅選礦廠，因設(shè)備問題和生產(chǎn)工藝不合理，使浮選后渣中仍含有較高鉛鋅。但由于其表面吸附了一定浮選藥劑，長期堆放產(chǎn)生嚴重泥化，給鉛鋅中礦的再分選造成極大難度。利用Na2S的抑制作用，可將Na2S用作脫藥劑，將已吸附于礦物表面的黃藥解吸下來，使后續(xù)浮選作業(yè)易于進行。對陜西鑫河選礦廠堆存的鉛鋅中礦利用硫化鈉進行脫藥預(yù)處理，然后再進行浮選的工藝得到含鉛63.23%的鉛精礦和含鋅55.89%的鋅精礦(鉛和鋅的回收率分別可達60.56%和85.55%)，充分利用了二次礦產(chǎn)資源。在銅鋅類硫化礦的分選中，由于礦物致密共生，含硫和次生銅高等特點，使分選難度大，這種礦石在磨礦過程中閃鋅礦已被Cu2+活化，其可浮性與黃銅礦接近，因而使銅、鋅礦物不易分開。在處理此種礦石時，通過在磨礦時加入Na2S，使Na2S水解產(chǎn)生的S2-與某些具有活化能力的重金屬離子，如Cu2+生成難溶硫化物沉淀，清除這些重金屬離子的活化作用。再通過加入鋅和硫的抑制劑，利用丁銨黑藥優(yōu)先選銅—選銅尾礦選鋅—選鋅尾礦選硫工藝得到含銅25.10%的銅精礦、含鋅41.20%的鋅精礦和含硫38.96%的硫精礦。
2）硫化鈉作為活化劑：對菱鋅礦—褐鐵礦體系的浮選研究表明，在褐鐵礦胺浮選中，只有在較低pH下，胺才可以通過靜電力吸附在礦物表面。但在加入Na2S后，使褐鐵礦表面形成FeS膜，由于較高pH下，F(xiàn)eS膜可增加對分子態(tài)胺的吸附，因此以FeS試劑顆粒做浮選，可在高pH下對褐鐵礦進行胺浮選。另外，Na2S可作為氧化銅礦物的浮選活化劑。當(dāng)適量的Na2S加入浮選溶液中后，離解出的S2-與氧化礦物表面晶格陰離子發(fā)生置換反應(yīng)，使氧化銅礦物表面生成硫化物薄膜，從而有利于黃藥類捕收劑的吸附。但氧化銅礦表面生成的硫化銅薄膜不十分牢固，攪拌強烈時易脫落下來。在處理湖北大冶石頭嘴銅礦(以孔雀石為主的含銅礦物)時，利用多段添加Na2S，多點出精礦的浮選方法，減少了中礦的循環(huán)，銅精礦品位比生產(chǎn)工藝提高了2.1%，銅、金回收率分別提高25.98%和10.81%。Na2S還可用于高堿石灰體系中被高堿石灰抑制的黃鐵礦的浮選活化劑。高堿體系中，黃鐵礦表面覆蓋了親水性鈣膜(Ca(OH)2、CaSO4)，使其浮選受到抑制。研究表明，加入Na2S后，水解出的HS-離子一方面可排擠覆蓋在黃鐵礦表面的Ca(OH)2、CaSO4及Fe(OH)3等，同時其本身又可吸附于黃鐵礦表面。由于黃鐵礦具有傳遞電子的能力，當(dāng)黃鐵礦的界面電位大于EHS/S0時，HS-在黃藥表面失去電子，生成疏水性的元素硫。生成的元素硫包裹在礦物表面，從而使其活化，易于浮選。
3）硫化鈉作為金銀礦物的誘導(dǎo)浮選劑：由于金礦石的無捕收劑浮選充分利用了電化學(xué)原理及硫化物和金銀礦物表面的電子差異，因此，無捕收劑浮選具有更高的選擇性，更簡單的藥劑制度。另外，它消除了黃藥類捕收劑浮選中難以控制的無選擇性吸附，解決了氰化物浸金之前的脫藥問題和捕收劑膜阻隔浸金的問題，因此，近幾年關(guān)于金銀礦物無補收劑浮選的研究比較多。金銀礦石中的金與硫化礦物常共生，特別是金與黃鐵礦有緊密依賴關(guān)系。由于黃鐵礦表面具有半導(dǎo)體性質(zhì)和一定的電子傳輸能力，而且，通過黃鐵礦的表面靜電位與HS-/S0電對EHS-/S0比較，在礦漿pH處于8～13范圍內(nèi)，黃鐵礦表面靜電位始終高于EHS-/S0。因此，Na2S在礦漿中電離出的HS-、S2-均會在黃鐵礦表面放電生成元素硫。電極反應(yīng)如下：
一種高純硫化鈉制備工藝，包括以下步驟：
(1)、按1：3-4的比例稱取原煤和硫酸鈉，將稱取的原煤和硫酸鈉置于球磨機內(nèi)進行磨粉；
(2)、將步驟(1)制得的粉料物置于煅燒爐內(nèi)進行煅燒處理，控制煅燒溫度為1000℃-1100℃，控制煅燒時間為30-50min，既得硫化鈉半成品；
(3)、將步驟(2)制得的硫化鈉半成品加水稀釋成硫化鈉溶液，進行2-3次過濾澄清處理；
(4)、將步驟(3)處理后的硫化鈉溶液打至除鐵器中，加入0.1-0.3％wt的多聚硫酸鐵使生成的各種沉淀物質(zhì)沉降，攪拌20-30min，溫度70-80℃過濾，得鐵含量在10ppm以下的硫化鈉溶液；
(5)、將步驟(4)的溶液蒸發(fā)濃縮至60％含量，制片即得鐵含量在10ppm以下的硫化鈉產(chǎn)品；
(6)、在硫酸鋅溶液中加入金屬錳粉和/或錳基合金粉，溫度為50-60℃、且pH＞4.5，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾分離，之后經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，得到高純度硫酸鋅，將制備的高純度硫酸鋅按每立方濾液加入硫酸鋅5-8千克量稱取硫酸鋅，每立方濾液對應(yīng)配制1立方硫酸鋅溶液；按每立方水中加入硫化鋇140kg，取清液備用；將以上兩種配好的溶液，同時加入硫化鈉濾液中，攪拌，反應(yīng)溫度控制在80-90℃以上，沉淀，除雜澄清后，送蒸發(fā)工序，經(jīng)蒸發(fā)濃縮即得到高純度硫化鈉。
[1] 集裝箱運輸業(yè)務(wù)技術(shù)辭典·下冊
[2] 硫化鈉在冶金、選礦中的應(yīng)用
[3] CN201810763300.3一種高純硫化鈉制備工藝