فلوتاسیون نرمه‌های کالکوپیریت در حضور نانوحباب‌های تولید شده با روش کاویتاسیون هیدرودینامیکی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، گروه فراوری مواد معدنی، صندوق پستی 14115 ـ 1111

چکیده

در این مقاله، اثر حضور نانو ـ میکروحباب‌ها بر بازیابی فلوتاسیون کالکوپیریت با دانه بندی mµ 5+38- مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش‌های فلوتاسیون در حضور و بدون حضور نانو ـ میکروحباب‌ها برای بررسی تغییر بازیابی فلوتاسیون در غلظت‌های گوناگون کف‌ساز و کلکتور و نرخ‌های هوادهی انجام شدند. از روش نوین، دقیق و سریع تفرق اشعه لیزری برای تعیین اندازه ‌ها و توزیع ابعادی نانو ـ میکروحباب‌ها استفاده شد. از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) به عنوان کف ساز و از پتاسیم آمیل گزنتات به عنوان کلکتور در 10pH= استفاده شد. نانو ـ ‌میکروحباب‌ها توسط یک دستگاه نانوحباب ساز که بر مبنای پدیده کاویتاسیون هیدرودینامیکی در لوله ‌های ونتوری طراحی و ساخته شد، تولید شدند. بررسی پایداری نانو ـ میکروحباب‌ها به عنوان تابعی از زمان (لحظه تولید تا 10 دقیقه پس از آن)، نشان‌ دهنده افزایش ابعاد نانو ـ میکروحباب‌ها از nm 358 به حدود mµ 13 بود. حضور نانو ـ میکروحباب‌ها موجب افزایش بازیابی فلوتاسیون نرمه‌های کالکوپیریت بین 21- 16% و کاهش مصرف مواد شیمیایی (کلکتور تا 75% و کف ساز تا 50%) شد. افزون بر این، نتیجه‌ها نشان داد که اثر نانو ـ میکروحباب‌ها بر افزایش بازیابی ذره ‌های بیش نرمه (mµ 5+ 36/14-) نسبت به ذره ‌های نرمه (mµ 38-36/14+) بیشتر می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Trahar W.J., Warren L.J., The Floatability of Very Fine Particles: A Review, International Journal of Mineral Processing, 3, p. 103 (1976).

[2] Anfruns J.F., Kitchener J.A., Rate of Capture of Small Particles in Flotation, Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section C, Mineral Processing and Extractive Metallurgy, 86, p. 9 (1977).

[3] Yoon R.H., Luttrell G.H., The Effect of Bubble Size on Fine Coal Flotation, Coal Preparation, 2, p. 179 (1986).

[4] Bennett A.J.R., Chapman W.R., Dell C.C., Froth Flotation of Coal, International Coal Preparation Congress, E2, 3rd ed. Brussels-Liege, p. 452 (1958).

[5] Reay D., Ratcliff G.A., Experimental Testing of the Hydrodynamic Collision Model of Fine Particle Flotation, Canadian Journal of Chemical Engineering, 53, p. 481 (1975).

[6] Yalcin T., Byers A., Dissolved Gas Flotation in Mmineral Processing, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 27, p. 87 (2006).

[7] Tao Y.J., Liu J.T., Yu S., Tao D., Picobubble Enhanced Fine Coal Flotation, Separation Science and Technology, 41, p. 3597 (2006). 

[8] Schwarz S., Grano S.R., Effect of Particle Hydrophobicity on Particle and Water Transport Across a Flotation FrothIn: Flotation and Flocculation: From Fundamentals to Applications, University of South Australia, Kailua-Kona, Hawaii. (2002).

[9] Trahar W.J., Warren L.J., The Floatability of Very Fine Particles: a Review, International Journal of Mineral Processing, 3, p. 131 (1976).

[10] Liu Q., Wannas D., The Role of Polymeric-Depressant-Induced Flocculation in Fine Particle Flotation, In: "Particle Size Enlargement in Mineral Processing", Proceedings of the UBC-McGill Biennial International Symposium on Fundamentals of Mineral Processing 5th, Hamilton, Canada, 2–25 August, p. 193 (2004).

[11] Mishchuk N., Ralston J., Fornasiero D., Influence of Very Small Bubbles on Particle/Bubble Heterocoagulation, Journal of Colloid and Interface Science, 301, p. 168 (2006).

[12] Zhou Z.A., Zhenghe Xu, Finch J.A., Masliyah J.H., Chow R.S., On the Role of Cavitation in Particle Collection in Flotation: A Critical Review, II, Minerals Engineering, 22, p. 419 (2009).

[13] International Standards Organization, ISO 13320-1, (E), Particle Size Analysis- Laser Diffraction Methods; Part 1, General Principals., nla.gov.au/and.bib-an44675386 (1999).

[14] Hudson J.B. Couto, Daniel G. Nunes, Reiner Neumann, Silvia C.A. França, Micro-Bubble Size Distribution Measurements by Laser Diffraction Technique, Minerals Engineering, 22, p. 330 (2009).

[15] "Operations Guide", Malvern Instruments Ltd., Appendix A, Page: A.1., United Kingdom. (1998-1999).

[16] Fernanda Yumi Ushikubo, Takuro Furukawa, Ryou Nakagawa, Masatoshi Enari, Yoshio Makino, Yoshinori Kawagoe, Takeo Shiina, Seiichi Oshita., Evidence of the Existence and the Stability of Nano-Bubbles in Water, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 361, pp. 31 (2010).

[17] Zhou Z.A., "Gas Nucleation and Cavitation in Flotation", PhD thesis, Mc Gill University, p.66 (1996).

[18] Yoon R.-H., Luttrell G.H., The Effect of Bubble Size on Fine Particle Flotation; Mineral Processing and Extractive. Metallurgy, 5, p. 101 (1989).

[19] Hampton, M.A., Nguyen, A.V., Nanobubbles and the Nanobubble Bridging Capillary Force; Advances in Colloid and Interface Science, 154, p. 30 (2010).

[20] Fan M., Tao D., Honaker R., Luo Z., Nanobubble Generation and its Application in Froth Flotation (part I): Nanobubble Generation and Its Effects on Properties of Microbubble and Millimeter Scale Bubble Solutions, Mining Science and Technology, 20, p. 1 (2010).

[21] Borkent B.M., Beer S.D., Mugele F., Lohse D., On the Shape of Surface Nanobubbles; Langmuir, 26 , p. 260 (2010).

[22] Gu G., Sanders R.S., Nandakumar K., Xu Z., Masliyah J., A Novel Experimental Technique to Study Single Bubble-Bitumen Attachment in Flotation; International Journal of Mineral Processing, 74, p.15 (2004).

[23] Fan M., Tao, D., Honaker R., Luo Z., Nanobubble Generation and its Applications in Froth Flotation (Part II): Fundamental Study and Theoretical Analysis, Mining Science and Technology, 20, pp. 159 (2010).