Natural hydrophobicity and flotation ff fluorite

• Autorzy: Zawala J. , Drzymała J. , Małysa K.

Warianty tytułu

PL

Naturalna hydrofobowość i flotowalność fluorytu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The free ascending bubble–fluorite surface collision test showed that the three phase contact (TPC) was formed and time of the TPC formation was strongly affected by the roughness of the fluorite surface. The time of the TPC formation varied by an order of magnitude, from ca. 20 to 200ms, depending on the fluorite origin and surface roughness. The fact that the TPC was formed shows that fluorite can be considered as a naturally hydrophobic material. The contact angle formed by the bubble attached to fluorite plate was found to be 40 st. in comparison to 10-25 st. measured by flotometry and 55 st. by sessile drop. Thus, the macroscopic contact angle of fluorite depends on the method of measurement as well as its origin and color since colorless fluorites float better. Hydrophobicity of fluorite and the time of the three phase contact formation influence its flotation. The best flotation is observed in Hallimond tubes while flotation is significantly reduced or absent in laboratory flotation machines. This is very likely a result of relatively long time of the TPC formation and/or low hydrophobicity of fluorite, which is not enough to withstand the detachment force during enhanced hydrodynamics of larger flotation devices.

PL

Badania kolizji swobodnie wznoszącego się pęcherzyka z powierzchnią mineralną zanurzoną w wodze wykazały, że czas tworzenia się kontaktu trójfazowego silnie zależy od chropowatości powierzchni fluorytu. W zależności od chropowatości powierzchni fluorytu, czas kontaktu wynosił od 20 do 200ms. Tworzenie się kontaktu trójfazowego świadczy o naturalnej hydrofobowości fluorytu. Kąt zwilżania tworzony pomiędzy pęcherzykiem powietrza a płaska płytka fluorytową zanurzoną w wodzie wynosił 40 st. w porównaniu do wartości 10-15 st. uzyskanych metodą fotometryczną i 55 st. uzyskaną metodą siedzącej kropli. Zatem makroskopowy kąt zwilżania dla fluorytu zależy od metody pomiaru oraz pochodzenia próbki, a nawet jego koloru, gdyż barwne odmiany flotują lepiej. Hydrofobowość fluorytu oraz czas tworzenia się kontaktu trójfazowego wpływają na flotację. Najlepszą flotację obserwuje się w celce Hallimond, podczas gdy flotacja w mechanicznej maszynce laboratoryjnej jest znacząco zredukowana z powodu względnie długiego czasu tworzenia się kontaktu trójfazowego i/lub słabą hydrofobowością fluorytu, który nie wytrzymuje zwiększonych sił odrywania występujących w większych maszynach flotacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

fluorite; contact angle; bubble-particle attachment; induction time; three phase contact; hydrophobicity; hydrophilicity

PL

fluoryt; hydrofobowość; kontakt trójfazowy; czas kontaktu; metoda siedzącej kropli

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 41
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Zawala J.

autor

Drzymała J.

autor

Małysa K.

• Institute of Catalysis and Surface Chemistry Polish Academy of Sciences, Cracow, Poland.

Bibliografia

• BAKAKIN V.V., 1960. Questions on relation of structure of minerals and their flotation properties, Journal of Structural Chemistry, v. 1(2), 89-97, in Russian.
• BARSKIJ L.A., Principles of minerallurgy - theory and technology of separation of minerals, Izd. Nauka, Moscow, 1984, in Russian.
• BUSSCHER H.J., DE JONG H.P., ARENDS J., 1987. Surface free energy of hydroxyapatite, fluoroapatite and calcium fluoride, Materials Chemistry and Physics, 17, 553-558.
• DRZYMALA J., 1994a. Characterization of Materials by Hallimond Tube Flotation. Part 2: Maximum Size of Floating Particles and Contact Angle, Int. J. Miner. Process., 42, 153-167(1994).
• DRZYMALA J., 1994b. Hydrophobicity and Collectorless Flotation of Inorganic Materials, Advances in Colloid and Interface Sci., 50, 143-186(1994).
• DRZYMALA J., LEKKI J., 1989. Flotometry-Another Way of Characterizing Flotation, J. Colloid Interface Sci., 130, 205-210.
• DRZYMAŁA, J., LEKKI J., 1990. Fizykochemia procesów agregacyjnych przetwarzania surowców i odpadów nieorganicznych - V. Fotometryczne badania układu fluoryt oleinian oraz parafinowanych ziaren, Raport I-11/S-114/90
• Fa, Keqing; Nguyen, Anh V.; Miller, Jan D. 2006, Interaction of calcium dioleate collector colloids with calcite and fluorite surfaces as revealed by AFM force measurements and molecular dynamics simulation, Int. J. Miner. Process, 81 (3), 166-177.
• GAUDIN A.M., MIAW H.L., SPEDDEN H.R., 1957. Native floatability and crystal structure. In: Electrical Phenomena and Solid/Liquid Interfaces, Proc. 2nd Int. Congr. Surface Activity, London, Butterworths, pp. 202-219
• JANCZUK B.; BRUQUE J.M.; GONZALEZ-MARTIN M.L.; del POZO, J. MORENO, 1993. Wettability and surface tension of fluorite, Colloids Surf. Physicochem. Eng. Aspects, 75, 163-168
• KONOPACKA Z., 2005, Flotacja mechaniczna, Oficyna Wyd. PWr., 2005, Wrocław.
• KRASOWSKA M., KRZAN M., MALYSA K., 2004, Frother inducement of the bubble attachment to hydrophobic solid surface, Proceedings of the 5th UBC-McGill Bi-Annual International Symposium of Fundamentals of Mineral Processing, 2004, 121.
• KRASOWSKA M., MALYSA K., 2007. Kinetics of Bubble Collision and Attachment to Hydrophobic Solids: I. Effect of Surface Roughness, Intern. J. Mineral Process, 81, 205-216.
• KRASOWSKA, R. KRASTEV, M. ROGALSKI, K. MALYSA, 2007. Air facilitated three phase contact formation at hydrophobic solid surfaces under dynamic conditions, Langmuir, 23 (2) 549-557.
• KRASOWSKA M., KOLASINSKA M., WARSZYNSKI P., MALYSA K., 2007b. Influence of polyelectrolyte layers deposited on mica surface on wetting and bubble attachment, J. Phys. Chem. C, 111, 5743-5749.
• KRZAN M., ZAWALA J., MALYSA K., 2006, Development of steady state adsorption distribution over interface of the bubble rising in solutions of n-alkanols (C5, C8) and alkyltrimethylammonium bromides (C8, C12, C16), Colloids & Surfaces A, 42-51, 298.
• MALYSA K., KRASOWSKA M., KRZAN M., 2005, Influence of surface active substances on bubble motion and collision with various interfaces, Advances Coll. Interface Sci., 205 114-115
• SZYSZKA D., STEPIEN P., 2007, unpublished data.
• VAGBERG L., STENIUS P., 1988. ESCA and contact angle studies of the adsorption of aminosilanes on mica Herder, Peter; Colloids and Surfaces, 34 (2), 117-132.
• ZAWALA J., KRASOWSKA M., DABROS T., MALYSA K., Influence of the bubble kinetic energy on its bouncing during collisions with various interfaces, Canad. J. Chem. Engin., 2007 (accepted).