Application of inverse gas chromatography to bench scale flotation of sulphide ore

ABSTRACT

Inverse gas chromatography (IGC) is receiving increasing attention due to its high precision and ease of application in determining various characteristics of a wide variety of materials of different shapes and morphologies. This study details an experimental investigation into the application of the IGC technique to the flotation of sulphide minerals. Rather than giving the surface energy, the trends associated with the various concentrates and tailings are described. Bench-scale flotation experiments of a nickel-copper sulphide ore were conducted in a Denver flotation cell. The IGC analyses were carried out on the timed concentrates, as well as on the final tailings, in order to evaluate the correlation between surface energetics and the flotation response of the ore particles. The results indicated that the floatability of the concentrates was directly related to the surface energy of the particles. Both dispersive and specific components of surface free energy increased by increasing the necessary time for the particles to be floated, which was consistent with the obtained values for the work of adhesion to water. However, the flotation response of the tailings was not consistent with the expectations from the surface energy value. The significance of the sample composition, particle size distribution, and their consequences in surface energy-flotation response relationship were also observed.

La chromatographie en phase gazeuse inverse (CGI) reçoit une attention accrue en raison de sa grande précision et de sa facilité d’application pour déterminer diverses caractéristiques d’une grande variété de matériaux de différentes formes et morphologies. Cette étude détaille un examen expérimental sur l’application de la technique de CGI à la flottation de minéraux sulfurés. Plutôt que de donner l’énergie de surface, on décrit les tendances associées aux divers concentrés et résidus. On a effectué des expériences de flottation à l’échelle du laboratoire d’un minerai sulfuré de nickel-cuivre dans une cellule de flottation de Denver. On a exécuté les analyses de CGI sur les concentrés minutés, ainsi que sur les résidus finaux, afin d’évaluer la corrélation entre l’énergétique de surface et la réponse de flottation des particules de minerai. Les résultats ont indiqué que la flottabilité des concentrés était directement reliée à l’énergie de surface des particules. Les composantes dispersives et spécifiques de l’énergie superficielle libre augmentaient en augmentant le temps nécessaire pour que les particules flottent, ce qui était compatible avec les valeurs obtenues pour le travail d’adhérence à l’eau. Cependant, la réponse de flottation des résidus n’était pas compatible avec les attentes de la valeur de l’énergie de surface. On a également observé l’importance de la composition de l’échantillon, de la distribution granulométrique et leurs conséquences dans la relation énergie de surface-réponse de flottation.

KEYWORDS:

• Surface energy
• inverse gas chromatography
• flotation
• IGC
• sulphide ore

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This research was funded by the Natural Science and Engineering Research Council of Canada (NSERC) in conjunction with SGS Canada Inc., COREM, Teck Resources Ltd, and Flottec, through the Collaborative Research and Development Grant Program (CRDPJ-531957-18). The authors are also grateful to the Canada Foundation for Innovation for the support in purchasing the Surface Energy Analyser through the Leadership Opportunity Fund (#26517).