Advances in Fine and Coarse Particle Flotation

Flotation works very well for particles that are typically in the range 20 to 150 μm in diameter, for base metal ores. In this range, it is possible to obtain quite high recoveries in conventional flotation machines. Outside this range, the recoveries decline progressively, whether it is with the very fine or thecoarse end of the size spectrum.In this paper, the reasons for the drop-off in recovery are briefly reviewed, together with strategies for future work. Recent progress in the author's laboratory is described. This includes the Concorde Cell™, which takes advantage of the high dissipation rates in the shock wave created when a gas-liquid mixture reaches supersonic velocities. The environment thus created is very beneficial for the flotation of ultra-fines.For coarse particles, the reasons for the drop-off in recovery can be related to the highly turbulent nature of the pulp in a conventional flotation cell. To improve recovery, it is necessary to find a way of bringing particles and bubbles into contact in a quiescent environment. A new process for coarse particle flotation is described in which a fluidized bed is created in the flotation cell. The flow conditions are very gentle and the high solids concentration leads to rapid rates of capture of the particles. Experimental results are presented. It is apparent that the maximum floatable size for coal and minerals can be increased by a factor of ten over the limits found in current practice. Résumé La flottation fonctionne très bien pour les particules qui sont typiquement dans la gamme de 20 à 150 μm de diamètre, pour les minerais de métal de base. Dans cette gamme, il est possible d'obtenir des récupérations plutôt élevées avec les appareils conventionnels de flottation. En dehors de cette gamme, la récupération diminue progressivement, que ce soit avec les particules très fines ou grossières du spectre de taille.Dans cet article, on analyse brièvement les raisons de cette diminution de la récupération, ainsi que des stratégies pour de futures recherches. On décrit les progrès récents dans le laboratoire de l'auteur. Ceci inclut la “Concorde Cell™”, qui prend avantage des hautes vitesses de dissipation de la vague de choc créée lorsqu'un mélange gaz-liquide atteint des vitesses supersoniques. L'environnement ainsi créé est très bénéfique pour la flottation des particules ultrafines.Dans le cas des particules grossières, on peut relier les raisons du déclin de la récupération à la nature hautement turbulente de la pulpe dans une cellule de flottation conventionnelle. Pour améliorer la récupération, il est nécessaire de trouver une manière d'amener en contact les particules et les bulles dans un environnement quiescent. On décrit un nouveau procédé de flottation des particules grossières, dans lequel on crée un lit fluidisé dans la cellule de flottation. Les conditions d'écoulements sont très douces et la concentration élevée en solides mène à des vitesses rapides de capture des particules. On présente les résultats expérimentaux. Il est apparent que l'on peut augmenter par un facteur de dix la taille maximale de flottabilité du charbon et des minéraux par rapport aux limites trouvées dans la pratique courante.