In flotation, the rate with which mineral particles are recovered is governed by the bubbles generated. The smaller the bubbles, the more surface area is available for transport to the froth zone. Surface-active species, known as frothers, are commonly added to help produce small bubbles in flotation. They are believed to act by coalescence prevention and have different characteristics based on their chemical and structural formulas. Many methods have been developed to categorize the classes of frothers, describing different behaviours and material constants. One such method is the critical coalescence concentration (CCC) of a frother which is determined from a plot of Sauter mean bubble size (D32) vs. frother concentration, referred to here as the 'addition' method. Industrial flotation systems can encounter a number of naturally occurring surfactants and salts that also influence bubble size, such as during oil sands extraction. In effect there is a 'system' CCC. The thesis introduces a new dilution method to identify a system CCC. It is shown that the system CCC can be expressed as an equivalent frother concentration to provide context and a means of comparing water samples. Process water samples from the thickener overflow in Shell Albian Sands were tested. The study showed variability in the frother-equivalence of the process waters reaching at most the equivalent of 60 ppm of DF-250, a value that is much higher than the range of frother concentrations commonly employed in the minerals industry. The viability of using gas holdup to provide an estimate of process water D32 is also explored. A gas holdup to D32 correlation was established and used in developing the CCC curve of a sample, the advantage being gas holdup is an easier parameter to measure. It is concluded that the dilution and frother equivalent techniques can be used to help identify system hydrodynamic properties. A longer term ambition is to consider using gas holdup for on-line application to evaluate possible changes in process waters which may impact these hydrodynamic properties. / Dans le procédé de flottation, la vitesse avec laquelle les particules minérales sont récupérés est régie par les bulles générées. Le plus les bulles sont petites, le plus d'aire superficielle disponible pour le transport vers la zone de mousse. Les espèces tensio-actifs, connus comme agents moussants, sont ajoutés pour aider à produire de petites bulles. Ils sont soupçonnés d'agir par la prévention de la coalescence et ont des caractéristiques différentes en fonction de leurs formules chimiques et structurales. De nombreuses méthodes ont été mises au point pour classer les catégories d'agents moussants. Une telle méthode est la concentration de coalescence critique (CCC) d'un agent moussant qui est déterminée à partir d'un graphique de diameter Sauter qui represente la taille moyenne des bulles (D32) contre la concentration d'agent moussant, une méthod dénommé «Addition».Les systèmes de flottation industriels peuvent rencontrer un certain nombre d'agents tensio-actifs d'origine naturelle et les sels qui influencent également la taille des bulles, comme lors de l'extraction des sables bitumineux. En effet, il ya un «système» CCC. La thèse présente une nouvelle méthode de dilution pour identifier un système CCC. Il est démontré que le système CCC peut être exprimée comme une concentration équivalente d'agent moussant, ce qui contribue a fournir un contexte et un moyen de comparer des échantillons d'eau. Les échantillons d'eau de procédé provenant du débordement d'épaississant dans Shell Albian Sands ont été testés. L'étude a révélé une variabilité dans l'équivalence d'agent moussant des eaux de process atteignant tout au plus l'équivalent de 60 ppm de DF-250, une valeur qui est plus élevé que la gamme de concentrations d'agent moussant couramment utilisés dans l'industrie des minéraux.La viabilité de l'utilisation de la rétention de gaz pour fournir une estimation du D32 des échantillons d'eau est aussi explorée. Une corrélation entre la rétention de gaz et D32 a été établie et utilisée dans le développement de la courbe CCC d'un échantillon, l'avantage étant la simplicité de mesurer le retenue de gaz. Il est conclu que la technique de dilution peut être utilisé pour aider à identifier les propriétés hydrodynamiques du système. Une ambition à long terme est d'utiliser la rétention de gaz pour des applications en ligne pour évaluer les changements possibles dans les eaux de procédé qui peuvent influencer ces propriétés hydrodynamiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121253 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Nassif, Merhej-Marc |
| Contributors | James A Finch (Internal/Cosupervisor2), Kristian Waters (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 | Master of Engineering (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 |
Page generated in 0.0012 seconds