Evaluation of Contact Angle on Pyrite Surface

• Autorzy: Koval L. , Matysek D.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie kąta zwilżania na powierzchni pirytu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present paper, the contact angle measurements using six different xanthate solutions and distilled water were studied on twelve polished pyrite surfaces using sessile drop method. The 10% solutions of three potassium and three sodium xanthates were used. The pyrite samples from six countries and ten different deposits were utilized. The chemical composition of pyrites was studied using EDX microanalysis which proved that pyrite samples were not heterogenic. No relation or dependence between the contact angle and the chemical composition (i.e., Fe:S ratios) was found. The average values of contact angles measured using potassium and sodium xanthates were lower than the values of contact angle measured using distilled water. From these measurements can be concluded, that the pyrite samples are favourably wetted by either potassium or sodium xanthates than distilled water in flotation environment. The comparison of potassium and sodium xanthates showed better suitability of the potassium xanthates for the possible pyrite flotation (lower contact angle was measured on eight out of twelve samples for potasium xanthates). Pyrite samples Sokolov, Jachymov and Kutna Hora showed the lowest average contact angle values from all xanthates using potassium amyl xanthate (PAX) with average values of 34,80°, 42,94° and 31,01° respectively. The sodium xanthates would be more appropriate for the Navajun 2 and 3, Jachymov Sadon, and Norilsk pyrite samples. Very small differences in average contact angle values were obtained when potassium/sodium ethyl and isobutyl xanthates were compared. The minimum average values of contact angle for six out of twelve samples and for five out of eight samples in hydrothermal deposits were measured using ethyl xanthates what makes them the most suitable collectors for the pyrite samples from hydrothermal deposits and for pyrites in general. Even smaller variation in the results was showed using isobutyl xanthates with the highest average values of contact angle what makes them not suitable as the collectors for pyrite samples used in this study. The average value of contact angle measured using SIBX was 58,50°.

PL

W pracy tej badano pomiary kąta zwilżania z użyciem trzech różnych roztworów ksantatui wody destylowanej na dwunastu polerowanych powierzchniach pirytu za pomocą metody osadzania kropli. Użyty został 10% roztwór trzech ksantatów potasu i trzech ksantatów sodu. Wykorzystane zostały próbki pirytu z sześciu państw i dziesięciu różnych depozytów. Skład chemiczny pirytów był zbadany za pomocą mikroanalizy EDX, która udowodniła, że próbki pirytu nie były heterogeniczne. Nie znaleziono żadnej relacji lub zależności między kątem zwilżania i składem chemicznym (np. stosunku Fe:S). Średnie wartości kąta zwilżania zmierzone z użyciem ksantatów potasu i sodu były niższe niż wartości kąta zwilżania zmierzone z użyciem wody destylowanej. Z pomiarów tych można wnioskować, że próbki pirytu są łatwiej zwilżane za pomocą ksantatów potasu lub sodu niż za pomocą wody destylowanej w środowisku flotacyjnym. Porównanie ksantatów potasu i sodu wykazało lepszą przydatność ksantatu potasu w możliwej flotacji pirytu (niższy kąt zwilżania został zmierzony w ośmiu z dwunastu próbek dla ksantatu potasu). Próbki pirytu Sokolov, Jachymov i Kutna Hora wykazały najniższe średnie wartości kąta zwilżania ze wszystkich ksantatów z użyciem potasowego amylu ksantatu (PAX) ze średnimi wartościami odpowiednio 34,80°, 42,94° i 1,01°. Ksantaty sodu mogą być bardziej odpowiednie dla próbek pirytu Navajun 2 i 3, JachymovSadon i Norilsk. Bardzo małe różnice w wartościach średnich kąta zwilżania zostały uzyskane gry potasowy lub sodowy etyl i izobutyl ksantatu były porównywane. Minimalne średnie wartości kąta zwilżania dla sześciu z dwunastu próbek i na pięciu z ośmiu próbek z depozytów hydrotermalnych były zmierzone z użyciem etylu ksantatu co czyni je najbardziej odpowiednimi kolektorami dla próbek pirytu z depozytów hydrotermalnych i pirytów w ogóle. Jeszcze mniejsze wahania wyników wykazano używając izobutylu ksantatów lecz uzyskano najwyższe średnie wartości kąta zwilżania co czyni je niewłaściwymi kolektorami dla próbek pirytu użytych w tym badaniu. Średnia wartość kąta zwilżania zmierzonego z użyciem SIBX wynosiła 58,50°.

Słowa kluczowe

EN

contact angle; pyrites; potassium and sodium xanthates; sessile drop method

PL

kąt zwilżania; piryt; ksantogeniany potasu i sodu; metoda osadzonej kropli

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 2
• Strony: 119--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Koval L.

• ENET – Energy Units for Utilization of non Traditional Energy Sources, VSB – TUO 17.listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Matysek D.

• Institute of Geological Engineering, Faculty of Mining and Geology, VSB – TUO 17.listopadu 15, 708 33 Ostrava – Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Klein, C. et al.: The 23rd edition of the manual of mineral science: (after James D. Dana). 23rd ed. Hoboken, N.J.: J. Wiley, c2008, xxi, 675 p. ISBN 04-717-2157-3
• 2. He, M.-F., et al.: Pyrite depression in marmatite flotation by sodium glycerine-xanthate. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011, vol. 21, issue 5, s. 1161-1165
• 3. Raichur, A.M. et al.: Quantifying pyrite surface oxidation kinetics by contact angle measurements. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2000, vol. 167, issue 3, s. 245-251
• 4. Wang, X.-H., Forssberg K.S. Eric. Mechanisms of pyrite flotation with xanthates. International Journal of Mineral Processing. 1991, vol. 33, 1-4
• 5. Miller J.D. et al.: The low-potential hydrophobic state of pyrite in amyl xanthate flotation with nitrogen. International Journal of Mineral Processing. 2002, vol. 67, 1-4, s. 1-15
• 6. Sui, C. C. et al.: Xanthate adsorption on Pb contaminated pyrite. International Journal of Mineral Processing. 1997, vol. 49, 3-4, s. 207-221
• 7. Chandra A. P. et al.: Copper and xanthate adsorption onto pyrite surfaces: Implications for mineral separation through flotation. International Journal of Mineral Processing. 2012, 114-117, s. 16-26
• 8. Chau, T.T. A review of techniques for measurement of contact angles and their applicability on mineral surfaces. Minerals Engineering. 2009, roč. 22, č. 3, s. 213-219. ISSN 08926875
• 9. Ding, L.-P. Investigation of Bituminous Coal Hydrophobicity and its Influence on Flotation. Energy. 2009-11-19, vol. 23, issue 11, s. 5536-5543
• 10. Chau, T.T. et al.: A review of factors that affect contact angle and implications for flotation practice. Advances in Colloid and Interface Science. 2009, roč. 150, č. 2, s. 106-115. ISSN 00018686
• 11. Ofori, P. et al.: Assessing the Hydrophobicity of Petrographically Heterogeneous Coal Surfaces. Energy. 2010-11-18, vol. 24, issue 11, s. 5965-5971
• 12. Young, T. An Essay on the Cohesion of Fluids. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1805-01-01, vol. 95, issue 0
• 13. Dey, S. Enhancement in hydrophobicity of low rank coal by surfactants — A critical overview. Fuel Processing Technology. 2012, vol. 94, issue 1, s. 151-158
• 14. Baek, Youngbin, et al.: Measuring hydrophilicity of RO membranes by contact angles via sessile drop and captive bubble method. Desalination. 2012, vol. 303, s. 23-28
• 15. Lin, F.Y.H. a Li D. The effect of surface heterogeneity on the drop size dependence of contact angles. Chemical Engineering Science. 1995, vol. 50, issue 16, s. 2633-2639
• 16. Muganda, S., M. Zanin a S.R. Grano. Benchmarking flotation performance: Single minerals. International Journal of Mineral Processing. 2011, vol. 98, 3-4, s. 182-194
• 17. Shojai Kaveh N., E. et al.: Wettability determination by contact angle measurements: hvbB coal–water system with injection of synthetic flue gas and CO2. Journal of Colloid and Interface Science. 2011, vol. 364, issue 1, s. 237-247
• 18. Chipfunhu, D. et al.: The dependency of the critical contact angle for flotation on particle size – Modelling the limits of fine particle flotation. Minerals Engineering. 2011, vol. 24, issue 1, s. 50-57
• 19. Muganda, S. et al.: Influence of particle size and contact angle on the flotation of chalcopyrite in a laboratory batch flotation cell. International Journal of Mineral Processing. 2011, vol. 98, 3-4, s. 150-162
• 20. Montalti, M., Fornasiero D., RALSTON. Ultraviolet-visible spectroscopic study of the kinetics of adsorption of ethyl xanthate on pyrite. Journal of Colloid and Interface Science. 1991, vol. 143, issue 2, s. 440-450
• 21. Leppinen, J.O. FTIR and flotation investigation of the adsorption of ethyl xanthate on activated and non-activated sulfide minerals. International Journal of Mineral Processing. 1990, vol. 30, 3-4, s. 245-263