Quelle est l'application et la fonction de l'agent moussant dans le processus de flottation ?

Équipement de flottation est un élément indispensable de l'enrichissement. Le choix d'une machine de flottation appropriée et d'un processus d'exploitation correct peut améliorer l'effet de flottation et permettre aux entreprises de réduire leurs coûts. Pendant l'utilisation de la machine de flottation, une certaine quantité de médicament doit être ajoutée pour compléter l'opération de flottation à l'aide du médicament. Pour l'utilisation et l'ajout de produits pharmaceutiques, il faut prêter attention à de nombreux points. Les paragraphes suivants présentent l'agent moussant en détail.

Agents moussants

L'agent moussant est une substance active de surface qui réduit principalement la tension interfaciale à l'interface air-eau, favorise la formation de minuscules bulles dans la boue, élargit l'interface de tri et veille à ce que les bulles montent pour former une couche de mousse. En d'autres termes, il peut favoriser la formation d'une grande quantité de mousse de taille appropriée et d'une certaine stabilité dans le milieu. Ces substances ayant un effet moussant sont appelées agents moussants.

L'agent moussant est une substance organique hétéropolaire. Le groupe polaire est hydrophile et le groupe non polaire est aérophile. Il aligne les molécules de l'agent moussant à l'interface de l'air et de l'eau. La plupart des agents moussants sont des substances tensioactives qui réduisent fortement la tension superficielle de l'eau. L'activité de surface d'une même série d'agents de surface organiques augmente selon la règle du "tiers", appelée "règle de Tefonbe". L'agent moussant doit avoir une bonne solubilité. La solubilité de l'agent moussant influence grandement la performance de la mousse et les caractéristiques de formation des bulles. Si la solubilité est élevée, la consommation du médicament sera importante, ou une grande quantité de mousse se formera rapidement, mais elle ne pourra pas être durable. La glace ne se dissout pas à temps lorsque la solubilité est trop faible. Avec la perte de mousse ou la vitesse de moussage lente, la durée est longue et difficile à contrôler.

Classification des agents moussants

(1) Classification selon la source du médicament

• Extraction de produits naturels : huile de pin, huile de camphre.
• Extraction de sous-produits de l'industrie du charbon : méthanol, pyridine.
• Synthèse humaine, alcools, éthers, alcools-éthers.  

(2) Classification selon les caractéristiques de la structure moléculaire

• Non-ioniques (alcools, éther-alcools, éthers, esters).
• Type ionique (phénols, pyridines doubles, sels d'acides sulfoniques d'hydrocarbures (acide sulfurique), acides carboxyliques et leurs savons, amines).

Application et attention de l'agent moussant

Fonction et mécanisme de l'agent moussant

1. Réduire la tension de l'interface gaz-liquide et modifier la dispersion des bulles d'air

(1) Relation entre δAW et la capacité de moussage

Dans les mêmes conditions de consommation d'énergie externe, le δAW diminue, le flux d'air est divisé et facile à former des bulles, et davantage d'interfaces gaz-liquide sont générées, ce qui est bénéfique pour la séparation.

La relation entre les deux est la suivante

En conclusion : 

• La mousse et l'état ne peuvent pas former une couche de mousse stable, ce qui est bien inférieur à la valeur du point C dans la production réelle.
• L'importance du pouvoir moussant n'est pas entièrement déterminée par la valeur absolue de la réduction de la tension superficielle.  

(2) Améliorer la dispersion des bulles

À un certain niveau de gonflement V, plus le diamètre des bulles est petit, plus la zone d'interface de séparation gaz-liquide est grande et plus la dispersion des bulles dans l'espace de séparation est élevée, ce qui est bénéfique pour la séparation.  

Exigences relatives à la taille des bulles : Déterminez la taille des bulles en fonction des exigences de tri relatives à la flottabilité et à la vitesse de levage. En l'absence d'agent moussant dans l'eau claire, le diamètre des bulles générées est de 4 à 5 mm. En présence d'un agent moussant, le diamètre des bulles est de 0,8 à 1 mm.  

Des études théoriques modernes ont montré que les microbulles ont un effet renforçant sur le processus de flottation.

2. Bloquer ou atténuer la fusion mutuelle des bulles (extinction)

(1) Raisons de la fusion (disparition) des bulles

• Déshydratation

Gravité : l'eau s'échappe de la couche de mousse ;

Évaporation : l'eau de surface de la couche de mousse s'évapore ;

Effet de tension : △Px= -2δ/R<0

Dans la zone frontalière de Pulandai : △Py=0

• Pression capillaire : différents diamètres de bulles adjacentes ont différentes pressions capillaires P. Les bulles pénètrent dans les grosses bulles et sont absorbées par ces dernières. 

(2) Mécanisme d'action

• La disposition directionnelle des tensioactifs à l'interface de la surface du liquide forme un film d'hydratation qui entrave l'écoulement et l'évaporation de l'eau et améliore la durée de vie des bulles. 
• L'électricité : Le même type d'électricité se repousse, ce qui est difficile à approcher. 

3. Augmenter la résistance mécanique des bulles et améliorer leur stabilité

Lorsque la bulle est soumise à une force extérieure, elle se déforme localement, la surface augmente, la concentration de l'agent moussant dans la zone de déformation diminue et la tension augmente, de sorte que la bulle reprend sa forme initiale. 

4. Réduire la vitesse de flottaison des bulles dans la pulpe

Raison

• La forme ouverte de la bulle flottante

Sans agent moussant : ovale, en forme de poisson

Avec agent moussant : rond

• L'attraction cohésive des dipôles d'eau.
• Le diamètre de la bulle est faible, la flottabilité et la vitesse sont réduites.

Fonction

• Augmenter la probabilité de collision entre les bulles et les particules de minerai.
• Réduire l'énergie cinétique des collisions.
• Réduire la vibration des bulles minéralisées et réduire la probabilité de chute.

Le rôle de l'agent moussant dans la formation

1. Le rôle de l'agent moussant simple ;
2. Coadsorption des agents gonflants et des collecteurs.  

La stabilité de la couche de mousse

1. Instabilité des couches de mousse à deux phases
2. Stabilité de la mousse triphasée

• L'effet de blindage des particules de minerai ;
• L'effet de l'agent, la coadsorption de l'agent moussant et la collecte ;
• L'influence de la forme et de la taille des particules.

3. Enrichissement secondaire

Influence de la composition et de la structure de l'agent moussant sur la performance de la mousse

1. L'effet des groupes polaires sur la performance de la mousse

• Affecte la solubilité ;
• Affectent le degré de dissociation ;
• L'effet de l'hydratation.  

2. Effet des groupes non polaires sur la performance de la mousse

• Longueur de la chaîne de carbone ;
• Propriétés des bases non polaires, propriétés structurelles, degré de saturation et forme de la chaîne.

Le rôle de l'agent moussant dans le processus de flottation

1. Les molécules de l'agent moussant empêchent la fusion des bulles.

Diverses molécules d'agents moussants ont pour effet d'empêcher la fusion des bulles. Dans l'ordre, du plus fort au plus faible, on trouve l'éther de polyéthylène glycol > le triéthoxybutane > l'octanol > l'alcool mixte C6-Ca > le cyclohexanol > le crésol.

2. L'agent moussant réduit la vitesse du mouvement ascendant des bulles.

Le test montre que la vitesse de montée des bulles devient plus lente après l'ajout de l'agent moussant. L'effet de l'agent de flottation sur la vitesse de montée des bulles： Mais le xanthate est 100%, alors le pourcentage relatif de la vitesse de montée des bulles des autres agents moussants est de

Phénol 93.4%
Crésol 90.8%
Huile de pin 88.3%
Cyclohexanol 88.2%
Acide diméthylphtalique 80.7%
Heptanol 76.8%
Octanol 75,8%
Éthanol 76.2%
Éther méthylique du tétrapropylène glycol 72.9%
Triéthoxybutane 72.3%

Une raison possible pour laquelle l'agent gonflant ralentit la montée des bulles est que les molécules de l'agent gonflant forment une "couche d'armure" à la surface des bulles. Cette couche attire le dipôle de l'eau et, en même temps, le film double comme de l'eau se déforme facilement sous l'effet de la résistance, bloquant ainsi le mouvement ascendant.

3. L'agent moussant affecte la taille et l'état de dispersion des bulles.

La taille et la composition des particules de bulles ont un impact direct sur l'indice de flottation. En général, le diamètre moyen des bulles générées dans l'eau pure par la machine de flottation à agitation mécanique est de 4 à 5 mm. Après l'ajout de l'agent moussant, le diamètre moyen est réduit à 0,8-1 mm. Plus les bulles sont petites, plus l'interface de flottation est grande, ce qui favorise l'adhésion des particules de minerai. Cependant, pour que les bulles flottent avec les particules de minerai, elles doivent avoir une flottabilité suffisante et une vitesse de flottaison appropriée. Par conséquent, ce n'est pas la taille des bulles qui compte, mais leur taille et la distribution de la taille des particules.

4. Interaction entre l'agent moussant et le collecteur.

Dans le processus de flottation, l'interaction entre l'agent moussant et le collecteur est d'une grande importance pour la flottation. Certains agents moussants ont les deux propriétés collectrices, comme le sulfonate d'alkyle de sodium, le crésol, la bipyridine, etc., tandis que certains collecteurs ont les deux propriétés moussantes, comme l'huile de goudron, le savon de paraffine oxydé, etc.