Application of Bioreagents to Mitigate the Negative Effects of Anisotropic Clay Particles in Mineral Processing
Notice bibliographique
Résumé
The depletion of high-grade ore resources and ongoing demand for mineral products has led to an increase in the exploitation of low-grade complex ores, which often contain colloidal clay particles that are detrimental to flotation and dewatering operations. Non-renewable chemical reagents are commonly used as dispersants and flocculants for clay particles in wastewater treatment, papermaking, and mineral processing; however, environmentally benign reagents are highly desired due to the non-biodegradability and negative impacts of synthetic reagents on aquatic life. As part of an effort to find environmentally benign reagents, I evaluated the performance of six protein- and polysaccharide-based biopolymers for their potential as dispersants and/or flocculants for swelling and non-swelling clay particles (kaolinite, serpentine, talc, illite, and vermiculite) at various pH via a capillary suction timer, filtration, froth flotation, settling, and turbidity tests. Dewatering results were compared under the same conditions using polyacrylamide as a traditional organic polymer. Zeta potential, adsorption isotherm by total organic carbon, and quartz crystal microbalance with dissipation tests were also conducted to elucidate interactions between biopolymers and clay mineral surfaces. Cationic proteins (lysozyme and protamine) significantly improved the flocculation of clays, whereas polysaccharide-based biopolymers (pectin, alginic acid and lignin) were effective dispersants of clays such as kaolinite, talc, illite, and vermiculite at pH 7 and 10. The use of anionic pectin as a dispersant significantly improved the grade and recovery of Ni and Cu in flotation at pH 10. Pectin successfully flocculated talc and serpentine in dewatering at pH 7, showing its potential as a switchable biopolymer. Similarly, chitosan was an effective switchable biopolymer for kaolinite and illite. Thus, biopolymers could switch from being an effective dispersant at pH 10 to an efficient flocculant at pH 7. The main mechanisms of biopolymer adsorption on clay surfaces are electrostatic attraction and/or hydrogen bonding, while for dispersion, they could be electrostatic repulsion or steric stabilization. This study demonstrated that the anisotropic nature of clay mineral particles should not be overlooked when analyzing adsorption data. Surface properties of clay minerals and polymer/biopolymers characteristics such as chain length, charge, solubility, and functional groups influence interactions between clay particles and biopolymers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».