RESUMENPoli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAM), un polmero sensible a la temperatura, se ensay para su uso potencial como un colector en un sistema de flotacin de cuarzo. El efecto de PNIPAM en las caractersticas de la superficie de las partculas de cuarzo se estudiaron usando tiempo de induccin, ngulo de contacto y la medicin de potencial zeta y se analiz en trminos de la probabilidad de unin burbuja / partcula y la probabilidad de formacin de agregados de burbuja / partculas estables. Se encontr que la probabilidad de unin burbuja / partcula de cuarzo aumenta significativamente en presencia de PNIPAM, particularmente a temperaturas por encima de la temperatura de solucin crtica inferior (LCST) de 32 C. Adems, la probabilidad de aumentos de fijacin de la burbuja / partculas con el aumento de PNIPAM molecular peso. Esto se atribuy a la mayor hidrofobicidad de la superficie de cuarzo, as como la disminucin en la repulsin de doble capa entre las burbujas y partculas. Esto lleva a la conclusin de que PNIPAM podra actuar como un colector eficaz en una flotacin.INTRODUCCIONPoli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) es un polmero sensible a la temperatura. A temperatura por debajo de su temperatura de solucin crtica inferior (LCST) de 32 C, PNIPAM es soluble en agua e hidrfilo. Las macromolculas de polmero se hidratan y completamente extendidos, con extensa de enlaces de hidrgeno intermolecular entre las molculas de agua y las cadenas de polmero (Saunders et al, 1999;.. Sakohara et al, 2002; Sun et al, 2004.). A temperaturas por encima de la LCST, los enlaces de hidrgeno entre las molculas de agua y las cadenas de polmero se rompen y en su lugar, se forman enlaces intramoleculares y de hidrgeno intermolecular entre el C = O y grupos N-H. La formacin de enlaces intramoleculares hace que la molcula a la bobina, exponiendo su ncleo hidrofbico. Esto hace que los polmeros hidrfobo e insoluble en agua (Saunders et al, 1999;. Sakohara et al, 2002;.. Sun et al, 2004).Los estudios de PNIPAM en el contexto de aplicaciones de procesamiento de minerales , se originan en su uso potencial como un floculante sensible a la temperatura a temperaturas por encima de la LCST . Se puede utilizar como un floculante reversiblemente sensible y dispersante ( Guillet et al , 1985 ; . Deng et al , 1996 ; . Sakohara et al , 2002 ; . Sakohara y Nishikawa , 2004 ; francos , 2005 ; . Li et al , 2007 , 2009 ) . La reversibilidad del estado de agregacin y la dispersin se puede utilizar para producir tanto una rpida sedimentacin ( a temperaturas por encima de la LCST ) y mejorar la consolidacin de sedimentos y deshidratacin ( a temperaturas por debajo de la LCST ) . A alta temperatura , las fuerzas entre partculas en una suspensin mineral se cambian de repulsivo atractivo ; provocando la formacin de agregados de partculas hidrfobas ( flculos ). Despus de que los flculos se asientan, la temperatura se puede reducir , lo que produce repulsin entre partculas como el polmero se convierte en hidrfila . La repulsin utilizado para la consolidacin adicional del sedimento mineral lo que mejora la recuperacin de agua.Adems de ser un floculante / dispersante eficaz, las investigaciones preliminares demostraron que PNIPAM puede ser un colector eficaz en la flotacin de minerales de xido de (Franks et al., 2009). En la prctica actual de flotacin, flotacin de minerales de xido se consigue generalmente utilizando colectores de tensioactivos de cadena corta (por ejemplo, dodecil amina y dodecil sulfato de sodio) (Quast, 2000; Araujo et al, 2005.). Las pruebas preliminares realizadas en un sistema de flotacin sencilla mostr que a temperaturas por encima de la LCST, la presencia de flotacin PNIPAM inducida tanto de slice y caolinita, logrando recuperaciones significativamente mayores que los de la presencia de dodecil amina (Franks et al., 2009). La capacidad de PNIPAM para inducir tanto la floculacin y flotacin de partculas hidrfilas previamente dispersos (a temperaturas por encima de la LSCT) potencialmente hace que sea un reactivo altamente valiosa en la flotacin de partculas minerales ultrafinas. Adems, PNIPAM es un polmero no txico, lo que potencialmente puede proporcionar un sustituto ecolgico a los colectores industriales que a menudo son perjudiciales para el medio ambiente (Davis et al., 1976). Sin embargo, an no hay pruebas suficientes para determinar si o no PNIPAM presentara un sustituto comercialmente viable para los coleccionistas que se utilizan actualmente en la industria. La probabilidad de que una partcula mineral es flotable es generalmente expresada en trminos de probabilidades, como se muestra en la ecuacin. (1), donde P es la probabilidad global de flotacin, PC es la probabilidad de colisin de la burbuja / partcula, PA es la probabilidad de unin burbuja / partcula y PS es la probabilidad de formacin de un agregado de la burbuja / partcula estable (Laskowski, 1986; Ralston, 1992).

La probabilidad de colisin ( PC ) est fuertemente relacionada con factores hidrodinmicos tales como turbulencia de clulas , viscosidad de la pasta y el tamao de partcula ( Schulze , 1984 ) . Como tal, es poco probable que se influenciado por la presencia de colector en el sistema de flotacin probabilidad de colisin, y no se considera an ms .La probabilidad de formacin de agregados de burbuja / partculas estables (PS) es una funcin muy fuerte de la magnitud del ngulo de contacto de tres fases entre la burbuja de aire , partculas minerales y medio acuoso , que determina directamente la resistencia de la unin burbuja / partcula ( Laskowski , 1986 ) . El aumento de la fuerza de este vnculo determina la probabilidad de una partcula es a desprenderse de una burbuja. Por esta razn , en algunas publicaciones este trmino ( PS ) se sustituye por la probabilidad de desprendimiento de burbuja / partcula ( PD ) , donde PS es inversamente proporcional a la EP ( Laskowski , 1986 ; Ralston ,1992 ) .La probabilidad de unin burbuja / partcula ( PA ) es dependiente en gran medida de las fuerzas de superficie existentes entre una burbuja y una partcula . Se ha demostrado que en un medio acuoso , las interacciones entre una partcula mineral cargado negativamente y una burbuja son similares a las que existen entre dos partculas minerales cargados negativamente ( Derjaguin , 1954 ; Laskowski , 1986 ) . Por lo tanto , la probabilidad de burbuja de fijacin de partcula est sujeta a fuerzas de doble capa , como se describe por la teora DLVO modificado , principalmente : las fuerzas de van der Waals , repulsin doble capa elctrica y la atraccin hidrfoba . De ello se deduce que la probabilidad de burbuja de fijacin de partculas disminuir con el aumento de doble capa de repulsin entre las partculas minerales y las burbujas y aumento con el aumento de la hidrofobicidad de las partculas.Mediciones del tiempo de induccin son una forma de caracterizar la probabilidad de apego de partculas / burbuja (Nguyen et al. , 1997 ) . Tiempo de induccin se define como el tiempo para el adelgazamiento de la pelcula lquida que interviene entre una burbuja de aire y una partcula hidrfoba a un espesor crtico en el cual la pelcula se rompa de forma espontnea ( Laskowski , 1974 ) . El tiempo de induccin se mide por traer burbujas en cautividad en contacto con un lecho de partculas de un intervalo de tiempo controlado ( tpicamente entre 10 y 1500 ms ) , para determinar si o no las partculas minerales se adhieren a las burbujas de manera que puedan ser elevados a partir de un lecho de partculas . Los contactos de partculas / burbuja se repiten numerosas veces , la estimacin de la probabilidad de recogida de burbuja / partcula en cada tiempo de contacto . El tiempo de contacto correspondiente a 50 % de probabilidad de recogida de partculas se denomina el tiempo de induccin . Esta tcnica permite una estimacin simple y fiable de la fuerza de unin de partculas / burbuja ( Eigeles y Volova , 1968; Yordan y Yoon, 1986 , 1988 ; . Holuszko et al, 2008 ; Burdukova y Laskow -ski , 2009 ) .El propsito de este trabajo es estudiar el efecto de la temperatura PNIPAM sensible sobre la probabilidad de la unin de cuarzo partculas a las burbujas de aire , utilizando mediciones de tiempo de induccin. Estas mediciones son interpretados mediante la caracterizacin de las superficies de las partculas en trminos de su hidrofobicidad ( como se indica por las mediciones de ngulo de contacto ) y la repulsin doble capa elctrica ( como se indica por las mediciones de potencial zeta ) .PARTE EXPRERIMENTALMATERIALESPolmeros sensibles a la temperaturaUn polmero sensible a la temperatura, no inico - poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAM), se utiliz en este trabajo. Se utilizaron tres pesos moleculares de este polmero, denominadas: bajo, medio y alto. El peso molecular bajo (0,23 MDA) PNIPAM se adquiri de Sigma-Aldrich, Australia. Los PNIPAMs con el peso molecular medio (1,32 MDA) y el alto peso molecular (3,6 y 4,5 MDa) se sintetizaron en nuestros laboratorios como se describe en detalle en otra parte (O'Shea et al., 2007). El proceso de sntesis de estos polmeros de alto peso molecular es tal que cantidades relativamente pequeas de polmero se pueden producir por lotes y no es fcil de obtener los pesos moleculares de los polmeros consistentes entre los lotes. Por esta razn, el polmero de alto peso molecular utilizado en las diferentes secciones del trabajo vara en peso molecular entre 3,6 y 4,5 MDa. En el caso de mediciones de ngulo de contacto, la PNIPAM con un peso molecular medio (2,0 MDa) fue adquirido de Polymer Source Inc., Canad.CuarzoPolvo de cuarzo (slice 400 g) se obtuvo de UNIMIN Australia Limited para el uso en mediciones de potencial zeta. Las partculas tenan una distribucin de tamaos de D50 10 um, y un rea de superficie BET de 1,7 m2 g 1. El polvo contena 99,6% de SiO2 y trazas de almina, xido frrico, xido de titanio y cal. Para el uso en las mediciones de tiempo de induccin, las partculas de cuarzo (slice 100 WQ) se obtuvieron de UNIMIN Australia Limited. Las partculas estaban secos se tamizaron para obtener una distribucin de tamao de partcula de 90 um