Effects of frother type on single bubble rise velocity

Rafiei Mehrabadi, Amir Arash; Rafiei Mehrabadi, Amir Arash

Thesis

Effects of frother type on single bubble rise velocity

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Creator

Rafiei Mehrabadi, Amir Arash

Contributors

James A Finch (Internal/Supervisor)

Abstract

French

Deux raisons principales commandent à l´ajout de la mousse dans le processusde flottation, à savoir, la réduction de la bulle et la production d´une moussestable. Léffet de la mousse sur le comportement de la bulle en zone pulpairenést pas pris en compte. Un travail antérieur a démontré que pour la mêmefraction d´air transporté par les bulles, le type de mousse a de l´influence sur lataille des bulles. Cela implique que la vélocité de la bulle dépend de la nature dusurfactant (type de mousse). Une étude basée sur l´usage de plusieurs bullessemble s´accorder avec l´hypothèse relative au type de mousse, néanmoins lesinteractions des bulles rendent le problème complexe.La présente étude a résolu cette question en mesurant la vélocité d´une bulledont les dimensions sont presque égales à 1 ou 2 mm, suivant le type demousse. Il en est résulté que dans l´intervalle des concentrations d´importanceen flottation, le pentanol peine à influencer la vélocité, alors que léau toute seuleen serait capable. En revanche, le F150 (un polyglycol) réduit la vélocité de 50%.Pour les concentrations élevées de pentanol (>100 ppm), la vélocité décroit etdevient comparable à celle engendrée par la présence du F150. Il va de soi quel´observation antérieure est confirmée dans l´intervalle pratique desconcentrations.En guise d´investigations, des expériences au cours desquelles les alcoolsaliphatiques allant du butanol (C4) à l´octanol (C8), ont été réalisées. Il a étédémontré que léffet du type de mousse sur la vélocité dépend de laconcentration. Il existe une concentration minimale de la mousse en dessous delaquelle, la bulle monte comme dans le modèle de léau contaminée de Clift etal. La concentration minimale critique dépend de la dimension de la bulle et dudéplacement mesuré à partir du point terminal du tube capillaire. L´on rapporteque les bulles les

English

The addition of frother in flotation has two main functions, to help reduce bubble size and help produce a stable froth. A role of frother on bubble behavior in pulp zone is usually not considered. A previous study showed that as frother type was changed the same gas holdup was given by different size bubbles. This implies that bubble rise velocity depends on the nature of the surfactant (frother type). A study using bubble swarms appears to support the frother type effect but bubble interactions are a possible confounding factor. This study resolved the question by measuring terminal rise velocity profile of single bubbles (ca. 1 to 2 mm) as a function of frother type. It is shown that at the concentrations of interest in flotation, 1-pentanol hardly alters the velocity compared to water alone while F150 (a polyglycol) reduces the velocity by up to 50%. The results become in 1-pentanol bubble did not reach terminal velocity. For high concentration of 1-pentanol (>130ppm) the rise velocity is reduced comparable to F150. To investigate, experiments were performed using aliphatic alcohols from 1- butanol (C4) to 1-octanol (C8). It was found there is a minimum concentration for the frother to give terminal velocity close to the Clift et al. contaminated eater result. The concentration decreases as molecular weight (chain length) of alcohol increases. Larger bubbles (1.8 vs. 1.5mm) require higher minimum concentration. To study the influence of molecular structure, three 6-C alcohols, 1-hexanol, MIBC and 2-hexanol, were used. The results show that molecular structure influences rise velocity through the position of OH group, and whether the alcohol is straight chained or branched. The observation can make a useful link frother to chemistry for understanding frother influence on bubble rise and possibly its function in flotation. The influence of three industrial frother, MIBC, F150 and DF250, was studied and

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