Solid-liquid mass transfer in a rotary drum

Authors

  • Trevor G. Parsons,

    1. Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
    Current affiliation:
    1. Bantral Inc., Suite 401, 4999-98th Ave, Edmonton, Alberta T6B 2x3
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  • Jacob H. Masliyah,

    1. Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
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  • Murray R. Gray

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
    • Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
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Abstract

The solid-liquid mass transfer coefficient for slurries agitated in rotating drums with baffles was measured using the dissolution of β-naphthol as a tracer in silica sand slurries. The effects of drum rotation rate (0.33 to 15 min−1), slurry holdup (4.4% to 17%) and solids volume fraction (0 to 0.62) on the solid-liquid mass transfer were investigated with a slurry particle diameter of 4.6 × 10−4 m. Mass transfer coefficients were corrected for the effect of particle shrinkage due to dissolution of the tracer. The mass transfer coefficient increased with increasing rotational speed of the drum from 0.005 to 0.045 mm.5-1. Two types of slurry motion were observed; well mixed slurry flowing over the baffles and segregation of solids on the baffles. The mass transfer coefficients from the present study, along with literature data, correlated with the Froude number to the 0.36 power, for Froude numbers from 10−6 to 10−1.

Abstract

Le coefficient de transfert de matière solide-liquide pour des boues agitées dans des tambours rotatifs munis de chicanes a été mesuré au moyen de la dissolution du β-naphtol comme traceur dans des suspensions de sable de silice. Les effets de la vitesse de rotation des tambours (de 0.33 à 15 min−1), de la rétention des suspensions (de 4.4 à 17%) et de la fraction volumique des solides (de 0 à 0.62) sur le transfert de matière solide-liquide ont été étudiés avec un diamètre de particules de boue de 4.6 × 10−4 m. Les coefficients de transfert de matière ont été corrigés pour l'effet de la contraction des particules en raison de la dissolution du traceur. Le coefficient de transfert de matière augmente avec la vitesse de rotation du tambour de 0.005 à 0.045 mm.5−1. Deux types de déplacement des suspensions ont été observés: une boue bien mélangée s'écoulant au-dessus des chicanes et la ségrégation des solides sur les chicanes. Les coefficients de transfert de matière de la présente étude, ainsi que des données issues de la littérature scientifique, montrent une corrélation avec le nombre de Froude à la puissance 0.36 pour des nombres de Froude compris entre 10−6 et 10−1.

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