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A critical review on turbulent collision frequency/efficiency models in flotation: Unravelling the path from general coagulation to flotation.
Advances in Colloid and Interface Science ( IF 15.9 ) Pub Date : 2020-04-11 , DOI: 10.1016/j.cis.2020.102158 Margaritis Kostoglou 1 , Thodoris D Karapantsios 1 , Ourania Oikonomidou 1
Advances in Colloid and Interface Science ( IF 15.9 ) Pub Date : 2020-04-11 , DOI: 10.1016/j.cis.2020.102158 Margaritis Kostoglou 1 , Thodoris D Karapantsios 1 , Ourania Oikonomidou 1
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Flotation is a very important separation process in the mining industry. In addition, it finds important application as a water treatment process. The better design of flotation devices and operation strategies requires development of reliable and consistent mathematical models. Flotation is much more complex than typical unit processes, involving physicochemical interactions in small size scale and hydrodynamic interactions between bubbles, particles and liquid in a variety of size scales. The only feasible integrated approach to modeling the flotation process is by incorporating multiple scales. In the heart of such an approach there is a submodel for the frequency of collisions between bubbles and particles. Literature on this subject in the absence of intense turbulence is very extensive and there are many well-accepted models. Yet, the situation is quite different for the case of turbulence being an important collision mechanism, which is exactly what happens in industrial dispersed air flotation devices. The corresponding literature models are limited and focused on different aspects of the process. The present work is a review study attempting to unify these models in a general framework. The review is not restricted to presenting existing models but all relevant physical principles and fundamental theories are examined and assessed properly. In this respect, there are two levels of classification of literature material in this work. The first is a classification as general collision models and flotation models. It is important to critically examine the general collision models of engineering and physics literature since they constitute the basis on which flotation models rely. The second classification is with respect to the level of detail and sophistication of models (from distributed multibubble/multiparticle model to lumped models based on statistical theory of turbulence). The outcome of the work comes to the conclusion that existing models focus only to specific parts of the phenomena leading to bubble-particle collisions and for this, further improvement is needed to integrate them to obtain a better and more general picture. The material and comments presented in this work are meant as a decisive milestone towards this integration procedure.
中文翻译：
对浮选中湍流碰撞频率/效率模型的批判性评论：揭示从一般凝结到浮选的路径。
浮选是采矿业中非常重要的分离过程。此外，它在水处理过程中也发现了重要的应用。浮选设备和操作策略的更好设计需要开发可靠且一致的数学模型。浮选比典型的单元过程复杂得多，涉及小规模规模的物理化学相互作用以及各种规模规模的气泡，颗粒和液体之间的流体动力相互作用。对浮选过程建模的唯一可行的集成方法是合并多个比例尺。在这种方法的核心中，存在一个用于气泡和粒子之间碰撞频率的子模型。在没有强烈湍流的情况下，有关该主题的文献非常广泛，并且有许多公认的模型。然而，对于湍流是重要的碰撞机理的情况，情况就大不相同了，这正是工业分散式气浮装置中发生的情况。相应的文献模型是有限的，并且集中在过程的不同方面。本工作是一项综述研究，试图在一个通用框架内统一这些模型。审查不限于介绍现有模型，而是对所有相关的物理原理和基础理论进行了适当的检查和评估。在这方面，这项工作有两个层次的文献资料分类。首先是一般碰撞模型和漂浮模型的分类。批判性地检查工程和物理文献的一般碰撞模型非常重要，因为它们构成了浮选模型所依赖的基础。第二种分类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多泡/多颗粒模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。第二类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多气泡/多粒子模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。第二种分类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多泡/多颗粒模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。需要对其进行进一步的改进，以使它们更好，更通用。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。需要对其进行进一步的改进，以使它们更好，更通用。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。
更新日期：2020-04-12
中文翻译：
对浮选中湍流碰撞频率/效率模型的批判性评论：揭示从一般凝结到浮选的路径。
浮选是采矿业中非常重要的分离过程。此外，它在水处理过程中也发现了重要的应用。浮选设备和操作策略的更好设计需要开发可靠且一致的数学模型。浮选比典型的单元过程复杂得多，涉及小规模规模的物理化学相互作用以及各种规模规模的气泡，颗粒和液体之间的流体动力相互作用。对浮选过程建模的唯一可行的集成方法是合并多个比例尺。在这种方法的核心中，存在一个用于气泡和粒子之间碰撞频率的子模型。在没有强烈湍流的情况下，有关该主题的文献非常广泛，并且有许多公认的模型。然而，对于湍流是重要的碰撞机理的情况，情况就大不相同了，这正是工业分散式气浮装置中发生的情况。相应的文献模型是有限的，并且集中在过程的不同方面。本工作是一项综述研究，试图在一个通用框架内统一这些模型。审查不限于介绍现有模型，而是对所有相关的物理原理和基础理论进行了适当的检查和评估。在这方面，这项工作有两个层次的文献资料分类。首先是一般碰撞模型和漂浮模型的分类。批判性地检查工程和物理文献的一般碰撞模型非常重要，因为它们构成了浮选模型所依赖的基础。第二种分类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多泡/多颗粒模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。第二类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多气泡/多粒子模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。第二种分类是关于模型的详细程度和复杂性（从分布式多泡/多颗粒模型到基于湍流统计理论的集总模型）。这项工作的结论是，现有模型仅关注导致气泡-粒子碰撞的现象的特定部分，为此，需要进一步改进以将它们集成在一起，以获得更好，更一般的图景。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。需要对其进行进一步的改进，以使它们更好，更通用。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。需要对其进行进一步的改进，以使它们更好，更通用。本工作中提出的材料和评论是实现此集成程序的决定性里程碑。
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