Sulfidimineraalien vaahdotusprosessin parantaminen selluloosapohjaisten vaahdotuskemikaalien avulla

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Vaahdotus on edelleen yksi merkittävimmistä mineraalien rikastusprosesseista, vaikka sen alkuperät ovat yli vuosisadan takaiset. Sen suosio perustuu monipuoliseen ja tehokkaaseen prosessiin sekä hyvään kustannustehokkuuteen. Prosessin historiallisesta menestyksestä huolimatta, jatkuvasti laskevat arvometallipitoisuudet nykyisissä malmioissa, ja kasvava ympäristötietoisuus ajavat kaivosteollisuutta kohti ympäristöystävällisempää ja tehokkaampaa, aikakautta. Tämä väitöskirja pyrkii edistämään tätä muutosta esittelemällä perustavanlaatuisesti uudenlaisen vaahdotevalmisteen, jossa tyypilliset vaahdotteet korvataan osittain myrkyttömällä ja biohajoavalla selluloosajohdannaisella, hydroksipropyyli metyyliselluloosalla (HPMC), täten muodostaen interaktiivisen polymeeri-tensidi (PT) -yhdistelmän. Ottaen huomioon, että näistä PT-yhdistelmistä ei ole aiempaa tutkimustietoa ja että tällaista lähestymistapaa ei ole tutkittu vaahdotuksen yhteydessä, tämä työ esittelee ensimmäisen tieteellisen tutkimuksen, joka arvioi tämän vaahdotevalmisteen soveltuvuutta mineraalien vaahdotuksessa. Työn kussakin osa-alueessa verrataan kahden kaupallisen vaahdotteen (DowFroth 200 ja NasFroth 240) suorituskykyä HPMC-polymeerin ja näiden PT-yhdistelmiin. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa keskitytään PT-yhdistelmien vaahdotukselle releventtien ominaisuuksien karakterisointiin (mm. dynaaminen pintajännitys, kuplakoko ja diffuusiokerroin). Väitöskirjan toinen osa käsittelee kolme vaahdotuskampanjaa, jotka suoritettiin i) luonnolliselle kuparimalmille; ii) synteettisille kupari- ja sinkkimalmeille; iii) kuparipitoiselle rikastushiekalle. Työn tulokset osoittavat PT-yhdistelmien käyttäytyvän ainutlaatuisestii ilma-vesi -rajapinnalla. Ensiksi, HPMC ja NasFroth 240 yhdistelmän käyttö johti PT-kompleksin nopeampaan adsorptioon verrattuna samoihin yksittäisiin kemikaaleihin. Tämä  edesauttoi pienempien kuplien muodostumisessa, jonka arveltiin säilyivän polymeerin aiheuttaman steerisen esteen ansiosta. HPMC:n läsnäolo lisäsi vaahdon stabiilisuutta sekä yksinään että osana PT-yhdistelmää. Käytetyn PT-yhdistelmän vaikutukset ilma-vesi -rajapinnan ominaisuuksiin johtivat selkeisiin hyötyihin vaahdotuskokeissa. Tärkeimmät edut suorituskyvyn suhteen havaittiin parantuneena arvomineraalisaantina, sekä kiihdytettynä prosessikinetiikkana, jotka yhdistettiin aiemmin havaittuun pieneen kuplakokoon sekä vaahdon kasvaneeseen stabiilisuuteen. Lisäksi PT-yhdistelmän aiheuttama vaahdon stabiilisuus mahdollisti tasaisen suorituskyvyn myös olosuhteissa, jotka olivat haitallisia vaahdotukselle. Tulokset osoittavat, että käyttämällä PT-yhdistelmää vaahdotteena on mahdollista kasvattaa prosessin tuottavuutta ja tutkia uudenlaisia vaahdotusmenetelmiä, joiden käyttö vaatii parempaa vaahdon stabiilisuutta, joka on vähemmän riippuvainen mineraalien hydrofobisuudesta.
Julkaisun otsikon käännösSulfidimineraalien vaahdotusprosessin parantaminen selluloosapohjaisten vaahdotuskemikaalien avulla
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Serna Guerrero, Rodrigo, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0303-8
Sähköinen ISBN978-952-64-0304-5
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • vaahdotus
  • vihreät kemikaalit
  • hydroksipropyyli metyyliselluloosa
  • polymeeri-tensidi -sekoite
  • vaahdote

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Sulfidimineraalien vaahdotusprosessin parantaminen selluloosapohjaisten vaahdotuskemikaalien avulla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä