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Keywords:

  • coarse particle flotation;
  • detachment;
  • stability;
  • critical contact angle;
  • kinetic theory of flotation

Abstract

The flotation behaviour of quartz particles was studied over the particle size range from 0.5 µm to 1000 µm and for advancing water contact angles between 0° and 83°. Flotation was performed in a column and in a Rushton turbine cell. Particle contact angle threshold values, below which the particles could not be floated, were identified for the particle size range 0.5–1000 µm, under different hydrodynamic conditions. The flotation response of the particles, either in a column or in a mechanically agitated cell with a similar bubble size, was comparable. Turbulence plays a role, as does bubble-particle aggregate velocity and bubble size. The stability of the bubble-particle aggregate controls the maximum floatable particle size of coarse particles. For fine particles, the flotation limit is dictated by the energy required to rupture the intervening liquid film between the particle and bubble. Flotation of very fine and large particles is facilitated with small bubbles and high contact angles. These results greatly extend our earlier observations and theoretical predictions.

On a étudié le comportement de flottation de particules de quartz pour des tailles de particules comprises entre 0,5 µm et 1000 µm et des angles de contact de l'eau de 0º et 83º. La flottation a été réalisée dans une colonne et dans une cellule munie d'une turbine Rushton. Les valeurs de seuils des angles de contact, en dessous desquels les particules ne pouvaient pas flotter, ont été identifiées pour une gamme de particules de 0,5-1000 µm, dans différentes conditions hydrodynamiques. La réponse de flottation, dans une colonne ou dans une cellule agitée mécaniquement avec une taille de bulles similaire, est comparable. La turbulence exerce une influence, tout comme la vitesse des agrégats de bulles et de particules et la taille des bulles. La flottation des particules très fines et des particules larges est facilitée avec des bulles petites et des angles de contact élevés. Ces résultats élargissent de façon importante nos observations et prédictions théoriques antérieures.