A new mathematical model for coal flotation kinetics

Abstract

This study describes the development and formulation of a novel mathematical model for coal flotation kinetic. The flotation rate was considered as a function of chemical, operating and petrographic parameters for a global flotation order n. The equation for flotation rate was obtained by dimensional analysis using the Rayleigh method. It shows the dependency of flotation kinetic on operating parameters, such as air velocity and particle size; chemical parameters, such as reagents dosage and solids content; and mineral and maceral composition of coal. The flotation rate equation integrates the kinetic coefficient and the intrinsic characteristics of coal with dimensional consistency, and it is expressed by three dimensionless numbers which have physical chemical meaning. The model also exhibits similarities with traditional transport phenomena models represented by dimensionless numbers and predicts the flotation kinetic constant of a Colombian coal sample showing a good correlation between experimental and calculated values.Keywords: coal flotation; flotation rate; kinetic model. Un nuevo modelo matemático para la cinética de flotación de carbonesResumen Este estudio describe el desarrollo y formulación de un nuevo modelo matemático para la cinética de flotación de carbón. La velocidad de flotación se considera una función de parámetros químicos, operacionales y petrográficos para la flotación global de orden n. La ecuación de velocidad de flotación se obtuvo por análisis dimensional usando el método de Rayleigh. Este método muestra la dependencia de la cinética de flotación sobre los parámetros de operación tales como velocidad del aire y tamaño de partícula; parámetros químicos tales como dosis de reactivos y contenidos de sólidos; y composición mineral y maceral del carbón. La ecuación de velocidad de flotación integra el coeficiente cinético y las características intrínsecas del carbón con consistencia dimensional, y se expresa por tres números adimensionales que tienen significado químico físico. El modelo también muestra similitudes con los modelos tradicionales de fenómenos de transporte representados por números adimensionales y predice la constante cinética de flotación de un carbón Colombiano mostrando buena correlación entre los valores experimentales y calculados.Palabras clave: flotación de carbón; tasa de flotación; modelo cinético.

Kinetic Study of Air Bubbles-Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB) Surfactant for Recovering Microalgae Biomass in a Foam Flotation Column

“…To account for the floatability distribution of particles in the collection zone, distributed rate constants are often utilized instead of a single rate constant (Yianatos, 2007). The floatability of particles can be simply defined as the tendency of particles to float or the fraction of floating particles (Runge et al, 2003;Corona-Arroyo et al, 2018), and it is a function of the particle characteristics that affect the flotation rate constant, such as particle size and shape, liberation properties of the particles, hydrophobicity, surface energy, liquid surface tension, and pH (Leroy et al, 2011;Guerrero-Pérez et al, 2017;Xia, 2017;Corona-Arroyo et al, 2018). Particle floatability is not affected by the operational conditions of the flotation process, and this notion was introduced to extend the applicability of flotation kinetic models to account for the heterogeneity of particles (Bu et al, 2016a).…”