Importance of hydrodynamics in coarse particle flotation kinetics

The processes that govern the rate of particle recovery in a flotation cell include the following sub-processes: collision, attachment, and stability of the aggregate formed by particles and bubbles. Collision is controlled by bulk hydrodynamics inside the flotation cell, while attachment is largely dominated by variables that belong to the domain of surface chemistry (contact angle, induction time). As for the stability of the particle/bubble aggregate, its efficiency depends on both hydrodynamics plus surface chemistry variables of the system. The flotation recovery of coarse particles of apatite and glass spheres was measured by micro-flotation and batch flotation tests in which hydrodynamic parameters were evaluated, such as impeller rotational speed, diameter, and geometry, as well as particle size and density. Results revealed that a proper impeller rotational speed yielded turbulence levels, which enabled to keep particles fully suspended, this way optimizing the collision efficiency between particles and bubbles, without jeopardizing the stability of the particle-bubble aggregates.Os processos básicos que governam a recuperação de partículas em uma célula de flotação compreendem os consecutivos subprocessos de colisão, adesão e estabilidade do agregado partícula/bolha. Entre eles, a colisão é controlada pelo ambiente hidrodinâmico na célula de flotação, enquanto que a adesão é dominada pelo comportamento físico-químico da interface entre partícula e bolha. Por sua vez, a eficiência da estabilidade depende, tanto dos eventos hidrodinâmicos, como dos físico-químicos. A recuperação de partículas grossas de apatita (densidade 3,08 g/cm3) e esferas de vidro (densidade 2,48 g/cm3) foi medida através de ensaios de microflotação e flotação em escala de bancada, variando-se diferentes parâmetros hidrodinâmicos na célula, como rotação e geometria do impelidor e números adimensionais (Reynolds & Froude). Os resultados indicam que velocidades apropriadas do impelidor produziram níveis de turbulência capazes de manter as partículas em completa suspensão, otimizando, assim, a eficiência de colisão entre partículas e bolhas, sem prejudicar a estabilidade dos agregados