An investigation into the flotation response of wollastonite and silicate gangue minerals

Buthelezi, Nonkululeko; Buthelezi, Nonkululeko

Thesis

An investigation into the flotation response of wollastonite and silicate gangue minerals

Public Deposited

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Creator

Buthelezi, Nonkululeko

Contributors

Kristian Waters (Supervisor)

Abstract

French

La wollastonite est un silicate de calcium utilisé dans diverses applications industrielles telles que la production des céramiques, des plastiques, d’isolants thermiques, des produits pharmaceutiques et papier. La flottation de minerais de wollastonite contient des minéraux silicatés comme gangue, tel que le feldspath, le diopside et le quartz présentent de nombreuses difficultés et n’est que rarement traitée dans la littérature.Dans cette étude ont été employés des tests de microflottation, des mesures de potentiel zéta, de la spectrométrie photoélectronique X (SPX), de la spectroscopie ultraviolet-visible (UV-vis) ainsi que des tests d’adhésion bulle-particule, afin d’évaluer les interactions de la wollastonite, du quartz et du diopside avec la dodécylamine (DDA), l’oléate de sodium (NaOl), l’acide tannique (AT) et de l’acide sulfurique. Des analyses de flottabilité et de chimie des surfaces ont révélé que la DDA était le collecteur le plus efficaces et le plus sélectif. Le NaOl s’est avéré être ni sélectif ni efficace pour la flottation de diopside, quartz, et wollastonite.De l’AT fût employé comme déprimant pour améliorer la sélectivité entre la wollastonite et le diopside, en présence de DDA. Ceci s’est révélé efficace pour déprimer le diopside sélectivement à basse concentration de AT. Une augmentation de la concentration d’AT cause une dépression à la fois de diopside et de wollastonite. Des tests de flottation inversée étaient réalisé en utilisant de l’acide sulfurique comme déprimant potentiel de wollastonite, dans le but d’isoler le quartz dans la phase hydrophobe. Ces essais ont révélé que l’acide sulfurique est déprimant efficace, mais pas sélectif, pour wollastonite. De l’AT et de la DDA fûrent utilisé dans des tests de flottation par lots pour évaluer le comportement de wollastonite et de ses gangues associées, le but étant d’extraire le diopside comme résidu minier par flottation directe. Les essais réalisés avec de la DDA seulement reproduisirent les résultats des tests de microflottation, mais avec un rendement légèrement plus bas. La quantité de wollastonite récupérée lors de ces tests était plus proche de celle de diopside que de quartz. Il a donc été conclu que la wollastonite est moins flottable en présence de DDA dans des tests par lots que dans des tests de microflottation. Ceci est probablement dû à la solvatation et/ou aux effets de forme des particules dans un milieu turbulent comme une cellule de flottation. L’AT s’est avérée peu sélectif entre le diopside et la wollastonite, contrairement à ce qui a été observé lors des tests de microflottation. Le rendement de quartz lors de ces tests n’a visiblement pas été affecté par l’addition d’AT, démontrant ainsi que le quartz peut être séparé des autres minéraux présents dans des minerais de wollastonite en utilisant de l’AT et de la DDA

English

Wollastonite is a calcium silicate mineral which is used in a variety of industries including ceramics, plastics, frictional materials, electrical and thermal insulators, pharmaceutical and paper industries. Flotation of wollastonite ores that contain silicate minerals as gangue, specifically feldspar, diopside and quartz is challenging and seldom discussed in literature. In this study, microflotation tests, zeta potential measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Ultraviolet-visible (UV-vis) spectrophotometry and bubble-particle attachment studies were employed to assess the interaction of wollastonite, quartz and diopside with dodecylamine (DDA), sodium oleate (NaOl), tannic acid (TA) and sulphuric acid. Floatability and surface chemistry indicated that dodecylamine was the most effective and selective collector. NaOl was neither effective nor selective in the flotation of diopside, quartz and wollastonite.TA was employed as a depressant to improve the selectivity between diopside and wollastonite in the presence of DDA. TA was effective in selectively depressing diopside at a low TA concentration, thereby increasing the separation efficiency. An increase in TA concentration resulted in depression of both wollastonite and diopside. Sulphuric acid was tested as a potential depressant of wollastonite in a reverse flotation whereby quartz would be collected as the hydrophobic mineral. Sulphuric acid was effective in depressing wollastonite but was not selective.TA and DDA were used to assess the flotation behaviour of wollastonite and the associated gangue minerals using batch flotation tests. The purpose was to use a direct flotation to remove diopside as tailings. The tests of DDA alone were in good agreement with microflotation tests although the recoveries of wollastonite were slightly poor than expected. The recovery of wollastonite was closer to that of diopside than that of quartz. It was concluded that wollastonite is less floatable with DDA in batch flotation tests than it was in microflotation tests which is probably related to the solution chemistry and/or the effect of particle shape in a highly turbulent flotation machine. TA demonstrated poor selectivity between diopside and wollastonite which was inconsistent with microflotation tests. Quartz flotation recoveries appeared to not be affected by the presence of TA which implies that quartz can potentially be selectively floated from all the minerals present within the wollastonite ore using TA and DDA

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