Effect of zeta potentials of oil droplets and bubbles on flotation of oil-in-water mixtures

Authors


Abstract

The effects of surface charges of oil droplets and bubbles in the oil-in-water flotation process were studied by a zeta potential apparatus which was specially designed to measure the zeta potential of bubbles. To measure the electrophoretic velocity of bubbles accurately, small bubbles whose rising velocities were less than 1 mm/s were introduced into an electrophoresis cell by a method of pressure reduction of a solution containing dissolved air, and the movement of the bubble in the cell was followed by moving the cell vertically at the same velocity as that of the rising bubble. It was found that the separation efficiency, n, for the flotation was strongly dependent on the zeta potentials of both the oil droplets and the bubbles. n increased as the zeta potentials of both the oil droplets and the bubbles decreased. Also n became the largest when the oil droplets were negatively charged and the bubbles were positively charged. Furthermore, a critical adhesion parameter, m=4πϵζpζb/kA, between oil droplets and bubbles was calculated by the heterocoagulation theory, using the value of the experimentally determined Hamaker constant, A=3.38x 10−20J, and the dependence of n on m was examined.

Abstract

On a étudié les effets des charges de surface de gouttes d'huile et de bulles dans un procédé de flottation d'huile dans l'eau à l'aide d'un appareillage spécialement conçu pour mesurer le potentiel zêta des bulles. Afin de mesurer de manière précise la vitesse d'électrophorèse des bulles, on a introduit des bulles ayant des vitesses de montée inférieures à 1 mm/s dans une cellule d'électrophorèse, en réduisant la pression d'une solution contenant de l'air dissout, et on a suivi le mouvement des bulles dans la cellule, en déplaçant verticalement la cellule à la même vitesse que la vitesse de montée des bulles.

On a trouvé que l'efficacité de séparation, pour la flottation, dépendait fortement des potentiels zêta des gouttes d'huile et des bulles, t; augmente quand les potentiels des gouttes d'huile et des bulles diminuent. De plus, rj atteint une valeur maximum lorsque les gouttes d'huile sont chargées négativement et que les bulles sont chargées positivement.

Par ailleurs, on a calculé par la théorie d'hétérocoagulation, un paramètre d'adhésion critique, m=4ireçpçb/ić, entre les gouttes d'huile et les bulles, à l'aide de la valeur de la constante de Hamaker déterminée de manière expérimentale, 4=3,38 × 1(T20J. On a ensuite étudié la dépendance de tj sur m.

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