Surface charge characterization and flotation of an ultramafic nickel ore

Uddin, Salah; Uddin, Salah

Thesis

Surface charge characterization and flotation of an ultramafic nickel ore

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Creator

Uddin, Salah

Contributors

James A Finch (Supervisor)

Abstract

French

Environ 300 millions de tonnes de ressources inférées de Ni ultramafiques hébergé est présent dans 'ceinture nickélifère de Thompson' dans le centre-nord du Manitoba. Le traitement des défis résultant de l'interaction électrostatique entre pentlandite (le principal Ni-minéraux) et la serpentine. En tant que contribution à relever le défi, la thèse examine le rôle des particules et la charge de surface des bulles et l'effet de la désintégration des fibres sur le comportement de flottaison d'un échantillon de minerai de nickel ultramafiques. Pour la caractérisation de charge de surface de la technique de sédimentation potentielle a été utilisée. Un nouveau dispositif intégré a été développé pour mesurer le potentiel de sédimentation, la conductivité et le pH simultanément. Le modèle de Maxwell a été utilisée pour calculer la fraction volumique de phase dispersée de la conductivité, et le potentiel zêta, le cas échéant, a été calculée à partir de l'équation de Smoluchowski. La technique a été validée en montrant un bon accord avec l'iso-électrique de point pour les suspensions d'alumine, de silice et de bulles avec des mesures d'électrophorèse. La technique a été étendue afin de caractériser les minéraux mélangés, y compris de minerai ultramafiques, et des bulles dans la présence de particules. Les résultats ont fourni des preuves de ion métallique adsorption sur les particules et la possibilité de l'attachement des particules non-hydrophobe à bulles. Ce dernier a été renforcée par des études de la visualisation d'une bulle Pendentif exposés à des suspensions de particules.Une stratégie nouvelle fibre de désintégration a été conçu combinant à la fois chimique (acide) et physiques (broyage) un traitement basé sur le travail pour améliorer l'absorption du dioxyde de carbone par la serpentine. En utilisant HCl, à la suite de flottation conventionnelle (amyl xanthate, la cendre de soude et de MIBC) a donné des résultats nettement améliorés au cours des minerais non traités. Utiliser H2SO4, sans doute l'option la pratique conduit à de flottaison sans collecteur due à la formation du soufre élémentaire sur la pentlandite, et sans buse due à des solutions à haute force ionique. Amélioration de qualité Ni-reprise avec le rejet supérieur de MgO de a été atteint. Les changements structurels dans les fibres ont été suivis en utilisant diverses techniques de spectroscopie et d'un mécanisme de désintégration de fibre suggéré.

English

AbstractAbout 300 million tonnes of inferred Ni resource in ultramafic hosted rocks is present in 'Thompson Nickel Belt' in north central Manitoba. The processing challenges result from electrostatic interaction between pentlandite (the main Ni-mineral) and serpentine (the main gangue and one of the MgO minerals). As a contribution to meeting the challenge, the thesis examines the role of particle and bubble surface charge and the effect of fibre disintegration on flotation behavior of an ultramafic Ni ore sample. For surface charge characterization the sedimentation potential technique was used. A novel integrated device was developed to measure sedimentation potential, conductivity and pH simultaneously. Maxwell's model was used to calculate volume fraction of dispersed phase from conductivity, and zeta potential, when appropriate, was calculated from the Smoluchowski equation. The technique was validated by showing good agreement with iso-electric point for alumina, silica and bubble suspensions with electrophoresis measurements. The technique was extended to characterize mixed minerals including ultramafic ore, and bubbles in the presence of particles. The results provided some evidence of metal ion adsorption on particles and the possibility of non-hydrophobic particle attachment to bubbles. The latter was reinforced by visualization studies of a pendant bubble exposed to particle suspensions.A novel fibre disintegration strategy was devised combining both chemical (acid) and physical (grinding) treatment based on work to enhance carbon dioxide uptake by serpentine. Using HCl, subsequent conventional flotation (amyl xanthate, soda ash and MIBC) gave significantly improved results over the untreated ore. Using H2SO4, arguably the practical option led to flotation without collector due to elemental sulphur formation on pentlandite, and without frother due to high ionic strength solutions. Improved Ni grade-recovery with higher MgO mineral rejection was achieved. Structural changes in the fibres were followed using various spectroscopic techniques and a mechanism of fibre disintegration suggested.

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