Interaction with MgO-minerals is one mechanism suspected to reduce selectivity in flotation of pentlandite from ultramafic ore. Understanding the surface chemistry of the minerals involved will lead to improved flotation conditions that maximize flotation selectivity. The first part of the thesis compares isoelectric point (i.e.p.) and point of zero charge (p.z.c.) determined using Mular-Roberts [M-R] titration technique of MgO-minerals chlorite, serpentine and talc. The M-R technique was unsuccessful with talc, attributed to Mg2+ acting as potential determining ion. For serpentine and chlorite, respectively, p.z.c. was pH 4.3 and 4.6 and i.e.p. pH 3.2 and <3. Dispersion index (DI) for chlorite suggested that aggregation/dispersion is controlled by both; serpentine remained dispersed, possibly due to hydration effects.The second part determines surface properties of pentlandite and serpentine isolated from an ultramafic ore. Zeta potential measurements were made on minerals alone and as mixtures with either indifferent electrolyte or supernatant derived from an ore suspension as background. Individual mineral results anticipated interaction due to electrostatic attraction. This was confirmed in the mixed mineral case, with Mg(OH)2 precipitate interaction as an additional factor. Scanning electron microscopy validated the findings.Aggregation/dispersion was determined by turbidimetry using a light scattering technique and optical microscopy. The effect of selected factors on aggregation/dispersion of pentlandite and serpentine was investigated by a design of experiment (DOE). Concentration of carboxymethyl cellulose, CMC, and the interaction between CMC and pH were the important factors. Contact angle measurements explored effects of several factors on pentlandite hydrophobicity and, using a DOE, small-scale flotation was used to investigate effects on pentlandite floatability. The pH was the most important factor, acidic pH increasing both hydrophobicity and floatability. Copper activation enhanced both properties, as well; magnesium affected hydrophobicity at alkaline pH, but it did not show significant effect on floatability; serpentine was detrimental to the process; and CMC was capable of partially restoring the hydrophobicity and floatability of pentlandite depressed with serpentine. / L'interaction de la pentlandite avec des minéraux d'oxide de magnésium (MgO-) est soupçonnée d'être à l'origine de la sélectivité réduite de la pentlandite dans les procédés de flottation de minerais ultrabasiques. Une meilleure compréhension de la chimie de surface des minéraux impliqués devrait mener à l'amélioration des conditions de flottation qui en maximisent la sélectivité. La première partie de la thèse compare le point isoélectrique (p.i.e) et le point de charge nulle (p.c.n), déterminés à l'aide de la technique de titrage Mular-Roberts [M-R], de minéraux d'oxide de magnésium tels que la chlorite, la serpentine et le talc. Dans le cas du talc, la technique M-R a échoué, probablement dû aux ions Mg2+ qui jouent le rôle d'ions déterminateurs de potentiel. Dans le cas de la serpentine et de la chlorite, les p.c.n. ont été déterminés à pH 4,3 et 4,6 respectivement et les p.i.e à pH 3,2 et <3 respectivement. Des tests de décantations ont suggéré que l'agrégation/dispersion observée pour la chlorite était contrôlée à la fois par le p.c.n et le p.i.e ; la serpentine au contraire est restée dispersée, possiblement dû à des effets d'hydratation. La deuxième partie détermine les propriétés de surface de la pentlandite et de la serpentine isolées à partir d'un minerai ultrabasique. Des mesures du potentiel zêta ont été effectuées sur les minéraux seuls et mélangés en présence d'un électrolyte, indifférent dans un cas et surnageant dans l'autre cas, préparé à partir d'une suspension de minerai utilisée comme milieu d'étude. Les résultats relatifs aux minéraux individuels et en particulier les forces d'attraction électrostatique observables ont permis d'anticiper leur interaction. Cette hypothèse a été confirmée dans le cas des minéraux mélangés, étant après avoir pris en compte l'interaction de précipités de Mg(OH)2 comme facteur additionnel. Des observations au microscope électronique à balayage ont permis de valider les résultats. L'agrégation/dispersion a été déterminée par décantation en utilisant des techniques de lumière diffuse et de microscopie optique. L'effet de certains facteurs sur l'agrégation/dispersion de la pentlandite et de la serpentine a été étudié sur la base d'un plan d'expériences (PE). Entre autres, la concentration en carboxymethyl cellulose (CMC) et l'interaction entre le CMC et le pH ont été considérés comme des facteurs importants. Des mesures d'angle de contact ont permis d'explorer l'hydrophobicité de la pentlandite et, à l'aide d'un PE, une étude de flottation à petite échelle a été réalisée pour investiguer la flottabilité de la pentlandite. Les résultats ont montrés que le pH était le facteur le plus important, un pH acide ayant pour effet d'augmenter à la fois l'hydrophobicité et la flottabilité. L'ajout de cuivre a également permis de renforcer ces deux propriétés par un effet d'activation; la présence de magnésium au contraire a affecté l'hydrophobicité de la pentlandite à pH alcalin mais n'a pas eu d'effet significatif sur ses propriétés de flottabilité; la présence de serpentine s'est trouvée être préjudiciable au procédé mais l'utilisation de CMC a pu être utilisée afin de restaurer partiellement l'hydrophobicité et la flottabilité de la pentlandite diminuées par la présence de la serpentine.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.97112 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Alvarez Silva, Mayeli |
| Contributors | James A Finch (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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