泡沫浮选法
泡沫浮选法资料
分离体系简介
• 无泡沫分离：
• 鼓泡但不定形成泡沫层。
• 鼓泡分离：底部通气鼓泡，表面活性物质 被气泡富集并上升至塔顶，使液相主体被 净化。
• 溶媒浮选：溶液顶部置有一种与其互不相 溶的溶剂，萃取或富集由塔底鼓出的气泡 所吸附的表面活性物质。
• 泡沫分离：
• 按分离对象分：溶液
泡沫分馏
• 泡沫浮选 胶体溶液。
被分离物性质
• 一、溶液 • 二、固体颗粒
固颗体颗粒粒 表面润湿与浮选
• 固体颗粒表面润湿性的度量
• 接触角可以标志固体表面的润湿性。如果固体表 面形成的θ角很小，则称其为亲水性表面；反之， 当θ角较大，则称其疏水性表面。θ角越大说明固 体表面疏水性越强；θ角越小，则固体表面亲水性 越强。
• 当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，此 时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时， 接触角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性增大。
若是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，见图，最 初可能形成十字形或其他结构，但它是不稳定的，在 相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动，直至转 变成上述的三泡结构的稳定形式。这也是泡沫层内排 液的主要原因。
起泡剂
• 起泡剂多数是极性表面活性剂,可以在气—液界面 吸附浓缩 ,降低气 - 液表面能,使气泡体系能量降 低，促使空气分散，生成直径较小的气泡，并能 在相界面上进行定向排列，使其极性端指向水， 非极性端指向空气，由于极性端和水分子发生作 用，在气泡表面形成一层水化层，阻碍了气泡的 兼并，同时还可以增加气泡抗变形及破裂的能力， 使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。 起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面， 使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油，俗称二 号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇以及各种酯类 等。
泡沫浮选分离介绍
泡沫浮选分离技术一、摘要泡沫浮选分离法是在一定的条件下，向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡，将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒）吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面，从而与母液分离，收集后即达到分离和富集的目的。
泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法，在分析化学的分离富集物质中取得显著的成绩。
随着分析技术的提高，及跟其它测试手段的使用。
泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离，有价物质的回收方面有更加广泛的使用。
二、基本概念泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一，在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。
泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。
目前一般只能分离溶液中ppm 量级的物质。
高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。
按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液，泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。
泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒)，表面活性的不同，可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上，从而与母液分离的技术。
泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质，它的优点是使用的分离装置简单并易于放大，可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。
三.原理表面活性剂在水溶液中有富集（吸附）在气/液界、泡沫浮选的简单原面（溶液中气饱表面）的倾向，它在气泡表面是定向排列的，分子内带电的极性端朝向气-液界面的水的一边，这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理的 (如静电引力)或化学的(如络合作用)原因相互作用而联结在一起，被气泡带至液面，从而达到分离的目的。
选矿讲稿(5)-浮选
第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。
2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
下一步选择性分离。
二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。
浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。
2）矿浆的调整并加入浮选药剂。
3）搅拌并造成大量气泡。
向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。
4）气泡的矿化。
即矿粒向气泡附着。
5）矿化泡沫的形成和刮出。
图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。
◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。
◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。
◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。
三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。
1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。
3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。
分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。
泡沫浮选法处理含油污泥方法及应用
226区域治理ON THE W AY作者简介：陈子庚，生于1993年，助理工程师，研究生，研究方向为项目管理。
泡沫浮选法处理含油污泥方法及应用中国市政工程中南设计研究总院有限公司 陈子庚，向俊晨，赵欣喜摘要：含油污泥是石油工业产生的重要固体废物之一。
它是各种石油烃（PHC）、水、重金属和固体颗粒的复合乳液。
本文综述了含油污泥对环境的危害性，介绍了泡沫浮选技术处理含油污泥的方法原理及优缺点，以期为泡沫浮选技术处理含油污泥的发展提供一些思路。
关键词：石油工业；含油污泥；泡沫浮选法；污泥处理中图分类号：[TU992.3]文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）50-0226-0002一、引言石油生产包括勘探、安装井架、钻井、固井、测井、渗流、集输、精炼、运输、储存成品油等过程。
含油污泥是这些过程中产生的主要污染之一。
含油污泥中所含的油可作为回收资源，否则对环境有害[1]。
随着石油资源的不断开采，以及随之而来的环境污染的加剧，环境保护的任务越来越重要。
因此，油田含油污泥的处理与再利用已成为近年来的研究热点。
一个炼油厂的生产能力为105000桶/天，每年生产大约50吨含油污泥。
在储罐底部和其他储存设施中发现的残留物通常称为污泥。
对于原油储存容器而言，在其底部发现的这种淤泥包括碳氢化合物、沥青质、石蜡、水和无机固体，如沙子、硫化铁和氧化铁。
油气是石油污泥的主要组成部分，是原油性质因外界条件变化而发生变化时形成的。
石油污泥的形成通常是由浊点以下的冷却、轻馏分的蒸发、与不相容材料混合以及引入水形成乳液引起的。
特别是近年来，炼油过程中产生的污泥越来越受到人们的关注。
它含有高浓度的石油烃（PHC）和其他难降解成分。
在许多国家，含油污泥被认为是一种危险废物，处置或处理不当会对环境和人类健康造成严重威胁[2]。
二、含油污泥介绍（一）含油污泥特性石油污泥的元素组成为氮、磷、钾、铁、铜、钙、镁、镉、磷、铬、锌、钠和铅，既含有有机成分，又含有重金属，是由水、固体、石油烃（PHC）和金属组成的稳定乳化分散体系，且含有大量的原油、沥青质、蜡、胶质、固体悬浮物、重金属盐、苯系物、酚类、蒽、芘等有毒有害物质[3]。
泡沫分离技术
应用
生物医学
回收废水中铜锌
环境保护 废纸脱墨 土壤清洗
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点：一、可冷态下操作（热敏和不稳定物质有特殊意义）
二、低浓度下分离有效 三、1.泡沫分离设备简单，易于放大； 2.操作简单，能耗低； 3.可连续和间歇操作； 4.在生物下游加工过程的初期使用，处理体 积 庞大的稀料液； 5.可直接用于处理含有细胞或细胞碎片的料液； 6.只要操作条件设计合理，可获得很高的分离效率。
仍将占主导地位。为了适应越来越复杂的矿石 选别的要求，药剂间的组合使用势在必行，也 是一条挖掘传统药剂潜力的有效途径。由于不 同矿石对药剂的组合内容要求不同，导致目前 药剂的组合种类、组合方式种类繁多，做好各 种药及组合与各种矿物之间的对应统计工作， 将是一项有意义的工作。
（四）有机调整剂
在浮选过程中，常常也会添加一些有机调整剂来提 升浮选效果。这些有机调整剂通常为高分子化合物，能 够起到抑制和絮凝沉降的作用。例如淀粉和纤维素就可 以用做非极性矿物的抑制剂和赤铁矿的选择絮凝剂。
淀粉
纤维素
（一）浮选机
将复杂体系（通常为矿浆）装入浮选机内部，然后浮选 机会通过机械搅拌的抽吸作用或充气管道充入空气。空气与 矿浆在两相混合区迚行混合，机械叶片不断搅拌产生泡沫， 然后从泡沫区出口排出成为泡沫产物。
入选粒度：在泡沫浮选中，浮选物质的粒度过粗时，待分 离物质不易浮起，分离效果不好；浮选物质的粒度过细时， 待分离物质不易与气泡结合，同样不易于浮选分离。
体系组分（矿浆）浓度：矿浆浓度是指复杂体系中固体的 质量分数，对于浮选过程中药剂、溶剂、能量的损耗以及待 分离物质的回收率及品相都会有很大影响。
（一）捕收剂（collector）
捕收剂常常用来提升待分离物质的亲水性和可 浮性，在泡沫浮选分离中占据着重要的地位。捕收 剂含有亲水基以及疏水基。当捕收剂中的亲固离子 与待分离物质中的离子同名时，可以对它迚行捕收。
泡沫浮选法
捕收剂
• 与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金，在浮选时常用有 机硫代化合物作浦收剂．例如，烷基（乙、丙、丁、戊基 等）二硫代碳酸钠（钾），又称黄原酸盐，俗称黄药。如 NaS2C· OCH2· CH3，在含金多金属矿石的浮选时，多采用 乙基黄药和丁基黄药。烷基二硫代磷酸或其盐类，如 (RO)2PSSH，式中R为烷基，俗称黑药．烷基二硫代氨基 甲酸盐和黄原酸盐的酯类衍生物等也是硫化矿物常用的捕 收剂。也是浮选含金多金属硫化矿的常用描收剂，常与黄 药类同时使用．非极性型极性捕收剂的分子不解离，如含 硫酯类，非极性捕收剂为烃油（中性油），如煤油、柴油 等。
14.3 泡沫分离的操作方式及其影响因素
14.3.1 泡沫分离的操作方式 泡沫分离的操作是由 两个基本过程组成： 1 待分离的溶质被吸 附到气－液界面上； 2 对被泡沫吸附的物 质进行收集并用化学、 热或机械的方法破坏 泡沫，将溶质提取出 来。因此它的主要设 备为泡沫塔和破沫器。
泡沫分离装置
泡沫浮选流程
气泡的矿化
气泡 起泡剂
捕收剂
调整剂
• 用于调整其它药剂与矿物表面的作用,调整矿浆的性质,提 高浮选的选择性。调整剂是控制矿物与捕收剂作用的一种 辅助药剂,调整剂按作用可分为pH矿浆调整剂、活化剂、 抑制剂、絮凝剂与分散剂五类。 • (1) pH值调整剂。用它来调节矿浆的酸碱度，用以控制矿 物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件， 从而改善浮选效果。在氰化过程中也同样要调节矿浆pH 值的。常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。在选 金时，最常用的调节剂是石灰和硫酸。(2)活化剂。能增 强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。 使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿，然后用黄药等捕收剂 浮选。(3)抑制剂．提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收 剂作用
泡沫浮选法分离富集三七中的4种人参皂苷
第16卷第2期2010年06月分析测试技术与仪器ANALYS IS AND TEST I NG T EC HNOLOGY AND I N S TRUM ENTS V o l ume 16N u mber 2June 2010研究报告(89~92)泡沫浮选法分离富集三七中的4种人参皂苷张建会1,鲍长利2,杨东生1,李晶莹1(1.吉林大学珠海学院化学与药学系广东珠海 519041;2.吉林大学化学学院,吉林长春 130012)摘 要:采用泡沫浮选法对三七提取液中的人参皂苷Rg 1、R e 、Rb 1和R d 进行了分离富集,并用高效液相色谱法分别测定了含量.考察了浮选液浓度、浮选时间、浮选液p H 值、氮气流速和电解质N aC l 浓度对浮选效率的影响.结果表明:泡沫浮选法对4种皂苷均有较好的分离富集效果,尤其是对人参二醇型皂苷(R b 1,R d)效果更为明显.当浮选液浓度为2.0m g /mL,p H 值为2~3,氮气流速为20mL /m i n ,浮选时间10m i n ,电解质氯化钠浓度0.20m o l/L,泡沫浮选效果最佳.关键词:三七;人参皂苷;泡沫浮选法;高效液相色谱中图分类号:O 657.32文献标识码:A文章编号:1006 3757(2010)02 0089 04中药生产包括提取、分离富集、浓缩、干燥等一系列复杂操作,提取后的分离富集是改变传统中药"粗、大、黑"的关键一环.浮选分离是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异性进行分离的技术[1-3].溶液中含有表面活性成份是泡沫分离的必要条件之一,而中草药中的一些有效成分具有表面活性的特性,能够在强烈搅拌或沸腾时产生稳定的泡沫,因此中药水提液具备了泡沫分离的必要条件[4].三七(Panax no tog i n seng(Burk)F .H.Chen)为五加科人参属植物,是我国特产的传统珍贵药材,其药用部分为干燥块根[5].它具有活血化瘀、消肿止痛和滋补强壮等多种药理和生物活性.三七的化学成分比较复杂,主要含有皂苷、黄酮、蛋白质、氨基酸、多糖蛋白、甾醇、挥发油和油脂等成分[6].三七中的人参皂苷Rg 1、Re 、Rb 1和Rd(基本结构如图1)等是其中含量较高的有效成分,其分离纯化方法有溶剂法、沉淀法、柱层析法(硅胶、氧化铝、大孔吸附树脂等)、结晶法等[7-8],其中以柱层析法最为常见.然而柱层析法对提取液纯度有一定要求,杂质含量较多的提取液需经过前处理才能上柱,操作复杂且使用大量有机溶剂.本文采用泡沫浮选法分离富集三七粗提液中的4种人参皂苷.结果表明,此法操作简单,富集倍数高,安全无污染,为中草药有效成分的分离富集提供了一条新途径.1 实验部分1.1 仪器与试剂Ac m e9000高效液相色谱仪(韩国,YoungLin 公司);p H S -25型酸度计(上海雷磁仪器厂);RE -52AA 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化设备仪器有限公司);H S3120D 型超声波清洗仪(上海卓康生物科技有限公司);XYG-20-H 型超纯水机(北京湘顺源科技有限公司);浮选柱(自制).三七药材购于吉林大药房.对照品Rg 1、R e 、Rb 1和Rd 购于中国药品生物制品检定所.甲醇和乙腈为色谱纯(Fisher 公司),水为XYG -20-H 型超纯水机制备的超纯水,其他试剂均为分析纯.1.2 实验方法1.2.1 三七粗提液的制备取干燥的三七药材,粉碎后,过425 m 孔径筛,称取5.0g ,置250mL 平底烧瓶中,加入70%的乙醇150mL,放在超声波清洗仪中,超声2h .超声提取液用真空抽滤泵抽滤,滤液转移至旋转蒸发仪中蒸去乙醇,浓缩液用蒸馏水定容至500mL 容量瓶中,备用.收稿日期:2010-03-03; 修订日期:2010-04-09.作者简介:张建会(1981-),男,硕士,主要从事分离与富集的研究.E-ma i:l zj h06@m a ils .jlu .edu .cn分析测试技术与仪器第16卷Saponi n R 1R 2M.W.R b 1-g lc(2-1)g lc -g lc(6-1)g l c1108R d-g lc(2-1)g lc-g lc946Saponi n R 1R 2M.W.R e-g l c(2-1)rha-g lc 946R g1-g l c-g lc800G le= -D -g l ucose R ha= -L -rhamnoseM.W.=M o lecu l ar w eigh t图1 三七中人参皂苷的化学结构和分子量F ig .1 Chem ical structures and m olecular weigh ts of i nvestigated sapon ins fro m Panax notogi n seng1.2.2 泡沫浮选取三七粗提液10mL 置于50m L ,用10%HC l 调节pH =2~3,加入适量氯化钠,使其浓度为0.2m o l/L,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,放入浮选柱,调节氮气流速为20mL /m i n ,浮选时间10m i n 后停止,将收集的泡沫静置消泡,得到富集液.样品分析前用0.45 m 微孔滤膜过滤.1.2.3 色谱条件色谱柱:A ichro mBond-AQ C 18(4.6mm 250mm ,5 m );进样体积20 L;流动相:乙腈(A)和水(B ),梯度洗脱:A 的浓度变化为0~25m i n ,19%;25~35m i n ,19%~22%;35~50m i n ,22%~40%;50~55m in ,40%~90%;55~60m in ,90%;流速:1 0mL /m i n ;柱温:30 ;检测波长:203n m.1.2.4 泡沫浮选分离效果评价[9]泡沫浮选分离效果评价如式(1).富集因子=泡沫层中皂苷浓度浮选液中皂浓度(1)2 结果与讨论2.1 色谱分析条件的确定采用高效液相色谱法同时检测三七及其制剂的人参皂苷文献报道中,流动相一般采用乙腈和水二元溶剂梯度洗脱系统,为改善分离效果,常在水中加入适量磷酸盐,以削弱样品与固定相之间的氢键作用,提高分离度,但由于磷酸盐在流动相中溶解度较小,容易造成色谱仪的管路系统堵塞.再加之Rg 1和Re 存在共淋洗的问题,条件选择不好很难分离.本文采用乙腈(A )和水(B)为流动相梯度洗脱,4种人参皂苷得到了很好的分离(分离度均大于1.5).色谱图见图2.2.2 标准曲线的绘制准确称取人参皂苷Rg 1、Re 、Rb 1和Rd 对照品置于10mL 容量瓶中,用甲醇和乙腈(V !V =1!1)溶90第2期张建会,等:泡沫浮选法分离富集三七中的4种人参皂苷解定容至刻度,其对照品溶液的浓度分别为0 0950、0.0880、0.0690、0.0870g /L .对照品溶液经0.45 m 膜滤过后分别进样2、5、10、15、20 L 进行分析.以色谱峰面积为纵坐标Y,进样量( g)为横坐标X,绘制标准曲线,结果见表1.2.3 浮选液浓度的影响分别取粗提料液20、10、5、2、1mL 于容量瓶中,用蒸馏水定容至50mL .氮气流速为20mL /m i n ,浮表1 4种皂苷的线性方程、相关系数和线性范围T ab l e 1 Regressi on equation s ,corre l a ti on coeffic ien ts and li n ear ranges of fou r sapon ins组分标准曲线方程相关系数线性范围/ g Rg 1Y =1057.569X -22.4250.99930.190~1.900R eY =457.755X +15.0040.99620.176~1.760R b 1Y =712.287X -47.1530.99840.138~1.380R dY =687.009X -58.3790.99850.174~1.740选时间10m i n .从图3可以看出,当皂苷粗提液的浓度为2.0m g /mL 时,浮选效果较佳.根据泡沫浮选原理,浮选液浓度越小对浮选越有利.然而,浓度过小,浮选出的泡沫携带水量较大,很难浮选出液面.即使浮选出液面也会很快破碎,很难取出.当浓度较大时,大量泡沫会迅速浮出液面而形成胶束,很容易瞬间破碎返回浮选液中,不利于浮选.图3 浮选液浓度对浮选结果的影响Fig .3 E ffect of con cen tration on flotation resu lts2.4 浮选液p H 值的影响按照进料液浓度2.0m g /m L ,用10%的盐酸和10%氢氧化钠调节料液p H 值分别为2.0、3.0、4.0、5.0、8.0进行浮选,氮气流速20mL /m in ,浮选时间10m in ,检测泡沫层皂苷含量结果,如图4所示.从图3可以看出,在氮气量、料液浓度和体积恒定的情况下,不同料液pH 值对人参皂苷在所研究的p H 值范围内,酸性条件下富集效果最好.随着料液p H 值的增大,原人参三醇型皂苷(Rg 1与Re)富集效果越来越差,对于原人参二醇型皂苷(Rb 1与Rd)影响不大.p H 值对泡沫分离效果的影响比较复杂,这可能与酸碱性的改变会影响人参皂苷的溶解度,使溶液中表面活性物质的性质发生变化有关.图4 浮选液pH 对浮选结果的影响F i g .4 E ffect of p H on fl otati on resu lts2.5 浮选时间的影响浮选开始2m i n 后,开始出现明显的泡沫层,随着浮选时间的增加,泡沫层厚度逐渐增加,在10m i n 左右浮选达到平衡状态.当浮选时间超过12m i n 后,浮选效果下降,主要是因为泡沫不能及时被移走,一部分重新返回水相,因此浮选平衡时间的把握和泡沫的及时移出显得尤为重要.2.6 加入电解质的影响取10mL 料液,加入氯化钠固体,加水定容至50m L .配制氯化钠的浓度分别为:0.00、0.10、0.20、0.30、0.40m o l/L .氮气流速为20mL /m i n ,浮选时间10m i n ,检测结果如图5所示.从图5看出,随着氯化钠浓度的增大,浮选效率增加,当氯化钠浓度超过0.20m o l/L 时,对浮选效91分析测试技术与仪器第16卷图5 电解质对浮选结果的影响F i g.5 E ffect of e l ectrol yte on flotation resu lts果影响不大.故选择氯化钠的最佳浓度0.20m o l/L.2.7 氮气流量与浮选时间的选择氮气流量大小和浮选时间的长短有密切关系,当氮气流量太小时,需要较长的浮选时间,且气泡分布不均.当氮气流量过大时,虽然浮选时间大大缩短,但是整个液体被强烈搅动,一些非表面活性的杂质也进入有机相,严重影响了浮选效果.另外,氮气流量的大小还与浮选柱的型号和浮选液的液面高度有关.本实验发现氮气流量为20m L/m in,浮选时间10m in时,浮选效果最佳.3 小结本文采用泡沫浮选法对三七粗提液中的4种人参皂苷Rg1、R e、Rb1与Rd进行了分离富集,并对影响泡沫浮选效果的条件进行了优化,获得最佳条件为:浮选液浓度为2.0m g/mL,p H值为2~3,氮气流速为20m L/m in,浮选时间10m i n,电解质氯化钠浓度0.20m o l/L.结果表明,泡沫浮选法对4种皂苷均有较好的分离富集效果,尤其是对人参二醇型皂苷(Rb1,Rd)效果更为明显.此法分离皂苷具有富集倍数高、时间短、装置简单,且不需要有机溶剂,具有安全无污染的特点,易实现工业化生产.参考文献:[1] 杨丙雨,王延安.浮选分离技术在微量贵金属分析中的应用[J].分析实验室,1987,6(12):46-54.[2] 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chro m atography(HPLC)w as used to deter m i ne t he ir contents.Effects of concentra tion and p H o f the feed so l uti on,fl ow rate of nitrogen gas,fl o tati on ti m e and N aC l concentration on t he fl o tati on effic i ency w ere i nvestigated.The exper i m enta l resu lts s howed that high e fficiency of separation and enrich m ent we re obta i ned by foa m flota ti on.The opti m um cond iti ons f o r the foam fl o tati on are feed so l uti on concen tra ti on:2.0mg/mL,flota tion ti m e:10m i n,p H:2~3,fl ow rate of n itrogen gas:20mL/m i n and N aC l concentrati on:0.20m o l/L.K ey word s:panax no t og i nseng;g i nseno si des;foa m fl otati on;high perfor m ance li qu i d chro m a t og raphyC l assifyi ng nu m ber:O657.3292。
泡沫浮选法ppt
组员：应化1205姜
应化1206王 应化1206吴
泡沫浮选法的简介
泡沫浮选法的原理
泡沫浮选法的应用
泡沫浮选法的发展
• 浮选法是选金生产中应用最广泛的一种选矿法，是利用矿物表面物 理化学性质的差异来选分矿石的一种方法。 • 早期的浮选法分为全油浮选，表层浮选以及泡沫浮选三种。前两种 浮选法因为是在两相界面发生因此又称为界面浮选。 而泡沫浮选法 分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮， 亲水矿粒留于水中。 • 1996年， Sulman and pickard在美国申请第一个具有现代泡沫浮 选特征的专利。 • 此后，随着化学工业的不断发展，泡沫浮选方面也在不断的进步： 1913年发现重铬酸钾用于抑制方铅矿；硫酸铜活化铅锌矿；1921 年采用有机化合物作捕收剂；1922年用氰化物作抑制剂抑制硫化矿； 1924年用脂肪酸作氧化剂的捕收剂。 • 而1925年黄药的合成并作为硫化矿的捕收剂，使得泡沫浮选的分选 效率大大优于全油浮选和表层浮选。从而摆脱了竞相争艳的局面， 以至于当我们现在谈到浮选是一般都是指泡沫浮选。 • 近几十年来，浮选已经不再局限于矿物加工工程，而向其他领域发 展，在化学工业、造纸工业、农产、食品工艺及废水处理等方面有 着广泛的应用。
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• 优点 一、可冷态下操作（热敏和不稳定物质有特殊意义） 二、低浓度下分离有效 三、1.泡沫分离设备简单，易于放大； 2.操作简单，能耗低； 3.可连续和间歇操作； 4.在生物下游加工过程的初期使用，处理体 积庞大的稀料 液； 5.可直接用于处理含有细胞或细胞碎片的料液； 6.只要操作条件设计合理，可获得很高的分离效率。 • 缺点 一、表面活性剂多为高分子化合物，消耗大且难以回收。 二、能维持稳定泡沫层表面活性剂少；难以控制其在溶液中的浓度。 三、影响因素过多，如溶液的pH值，表面活性剂浓度，温度，气流速 度，离子强度。此外，泡沫的性质、层高、排沫方式、搅拌等也是影 响泡沫分离的因素
现代分离方法与技术
现代分离方法与技术--泡沫分离学院：化学与环境保护工程学院班级：化工1201班姓名：刘卢科学号：201231204071泡沫分离技术引言泡沫分离技术是一种新兴的分离与净化技术，广泛应用于工业领域中。
通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩的方法总称为泡沫分离技术。
作为分离对象的某溶质，可以是表面活性物质和洗涤剂，也可以是能与表面活性物质相结合的任何溶质，例如矿石颗粒、沉淀颗粒、阴离子、阳离子、染料、蛋白质、酶、病毒、细菌或某些有机物质。
在间歇塔式设备内部鼓泡时，该溶质可被选择性地吸附在自下而上的气泡表面，并在溶液主体上方形成泡沫层，将排出的泡沫消泡，可获得泡沫液(溶质的富集回收)；在连续操作时，液体从塔底排出，可以直接排放，也可以作为精制后的产品液。
一、发展历程及原理泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一。
泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术，简称泡沫分离技术。
泡沫分离技术的研究开发工作已开展了近一个世纪，为统一泡沫分离的概念，1967 年Karger，Grieves[2]等人共同推荐并向IUPAC 提出一项建议，早在1915年就开始应用于矿物浮选，但是对离子、分子、胶体及沉淀的泡沫吸附分离是在20世纪50年代末才引起人们的兴趣与重视，并逐渐作为一种单元操作加以研究，首先是从溶液中回收金属离子的课题开始，前期研究了泡沫分离金属离子的可行性，然后建立了金属离子与表面活性剂离子之间相互作用的扩散－双电层理论。
分离科学与技术第6章 泡沫浮选分离法
因此，控制适当条件可以分离不同金属离子。
第二节 离子浮选分离法
三、在有机试剂溶液中的离子浮选 某些有机试剂，可作为配位剂与某些元素发生配位反 应，形成可溶的带有电荷或中性的配合物，加入适当表
面活性剂，可被离子浮选分离。
有机试剂：偶氮胂III、二苯卡巴肼、丁基黄原酸钾、
对氨基苯磺酸铵、邻二氮菲等。
第三节 沉淀浮选分离法
第一节 装置与操作
基本操作： 通过微孔玻璃砂芯/塑料筛板送入氮气/空气，使其产生 气泡流，含有待测组分的疏水性物质被吸附在气-液界面
上，随着气泡的上升，浮至溶液表面形成稳定的浮渣
（沉淀 + 泡沫）或泡沫层，从而分离出来。
第二节 离子浮选分离法
金属离子试液中加入配位剂，调节酸度，形成配离子，
再加入与配离子带相反电荷的表面活性剂，形成离子缔合
表面活性剂非极性部分链（烃链）长度增加，浮选率
增大。
第二节 离子浮选分离法
一、影响无机离子浮选效率的主要因素 3. 离子强度 溶液中离子强度大小对泡沫分离影响很大。 离子强度增大，对浮选分离不利。可能是待测离子和 其它离子对表面活性剂产生竞争引起。
第二节 离子浮选分离法
一、影响无机离子浮选效率的主要因素 4. 配位剂 离子浮选法选择分离金属离子时，可利用其能否与配 位剂配位及配位能力的大小来浮选分离。
荡，分层后弃去水相；加 H2SO4 洗涤有机相，分层后弃
去水相。加丙酮溶解沉淀，移入比色器测定吸光度。
第三节 沉淀浮选分离法
一、影响沉淀浮选的主要因素 1. 捕集沉淀剂 也称载体或聚集沉淀剂，需从共沉淀和浮选两个角度 进行选择。 一般选择比气泡大得多的大分子絮凝状捕集沉淀剂，
微小气泡易进入沉淀剂空隙及附着在气-液表面，从而使
关于矿物浮选的这些知识
关于矿物浮选的这些学问1、什么叫浮游选矿（浮选）？其应用范围如何？浮选即泡沫浮选，是依据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。
在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。
比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者密度为2.66，可是重矿物的黄铜矿很简单上浮，石英反而沉在底部。
经讨论发觉矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，简单被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。
而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，简单上浮。
因此可以说，浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。
一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。
浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。
在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其紧要，由于经浮选药剂处理后，可以更改矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。
浮选是最紧要的选矿方法之一。
据统计，有90％的有色金属矿都是用浮选法处理的。
此外浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、非金属以及煤等矿物原材料的选别。
近年来，国内外还用浮选法进行水质净化，污水处理等。
可见浮选法的应用范围是相当广泛的。
与其他选矿方法相比，用浮选法选别细粒浸染矿石时，效果较好而且比较经济合理。
浮选法也常用于选别粗粒或粗细不均匀浸染矿石的细粒。
2、浮选过程包括哪几个基本作业？浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适合于浮选的浓度细度。
此外，浮选还有以下几个基本作业：1）矿浆的调整和浮选药剂的加入，其目的是要造成矿物表面性质的差别，即更改矿物表面的润湿性，调整矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气泡，而有的则不能附着于气泡。
2）搅拌并造成大量气泡，借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微泡析出。
3）气泡的矿化，矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。
4、矿化泡沫层的形成与刮出；矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，有用矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为精矿（中矿）产品。
浮选法在废水治理中的应用
浮选法在废水治理中的应用浮选法在废水治理中的应用一、引言随着工业化和城市化的发展，废水排放量不断增加，给环境带来了严重的污染问题。
废水中含有大量的悬浮物、有机物和重金属等有害物质，直接排放到水体中会对生态环境和人体健康造成巨大的威胁。
因此，如何高效地治理废水成为全球环境保护的重要任务。
浮选法作为一种常用的废水处理方法，具有操作简便、处理效果好等优点，被广泛应用于废水治理中。
本文将重点介绍浮选法在废水处理中的原理、工艺流程以及应用案例，并对其优缺点进行分析和讨论，以期为废水治理工作提供科学依据和技术支持。
二、浮选法的原理浮选法是利用气泡与颗粒物或气泡与液滴之间的附着和升浮作用，将悬浮物或溶解物与气泡一起升浮到液体表面，形成浮渣或泡沫，从而实现固液分离的过程。
该方法主要依靠气泡与颗粒物或气泡与溶解物之间的界面张力差异和浮力差异来实现。
在浮选过程中，首先要将废水中的目标污染物与气泡等接触，使其发生附着；然后通过气泡与溶解物之间的浮力差异，使附着的污染物上升到液体表面形成浮渣或泡沫；最后将浮渣或泡沫从液体中分离出来，达到固液分离的目的。
三、浮选法的工艺流程浮选法的工艺流程一般可以分为预处理、悬浮剂添加、气泡生成和固液分离四个步骤。
3.1 预处理预处理是为了将废水中的大颗粒物和杂质去除，以减少后续处理过程中的阻力和能耗。
常用的预处理方法有物理和化学方法，如筛分、沉淀、过滤等。
3.2 悬浮剂添加悬浮剂是浮选过程中的重要辅助剂，它的作用是增加污染物与气泡的接触机会和附着能力，从而提高浮选效果。
选择合适的悬浮剂要考虑废水性质、污染物类型和处理效果等因素。
3.3 气泡生成气泡的生成是实现浮选过程的关键步骤。
常用的气泡生成方法有机械搅拌、压缩空气注入、超声波和电解等。
生成的气泡要足够小且均匀分布，以增加与污染物接触的机会。
3.4 固液分离固液分离是将浮渣或泡沫从废水中分离出来的过程。
常用的固液分离方法有溢流槽、旋流器、压滤机和离心机等。
泡沫浮选法-概述说明以及解释
泡沫浮选法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述泡沫浮选法是一种重要的矿石分选技术，广泛应用于矿石的浮选分离过程中。
其原理是通过利用矿石和空气中的水相溶胶与空气中的气相相互作用，从而使矿石颗粒与气泡结合形成浮选泡沫。
随着气泡上升到液面，被上浮至液面的矿石颗粒也随之一起上升，并最终形成泡沫浮选产物。
泡沫浮选法在矿石分离中具有广泛的应用领域。
它可用于黄金、银、铜、铅、锌等有色金属矿石的分选，也可应用于硫化矿、非硫化矿和氧化矿等不同类型的矿石。
此外，泡沫浮选法还可用于煤炭的脱硫和石油工业中的油水分离等方面。
尽管泡沫浮选法在矿石分选中具有广泛的应用，但也存在一些优缺点。
其优点包括操作简单、适用性广泛、效果稳定以及对细粒矿石具有较好的分选效果。
然而，泡沫浮选法也存在着一些不足之处，例如对矿石粒度要求较高、对药剂的依赖性强、存在泡沫溢流和泡沫稳定性等问题。
综上所述，泡沫浮选法在矿石分选中具有重要的地位和应用前景。
它为矿石的高效、环保分选提供了有效的手段，对于提高矿石资源利用率和保护环境具有积极的意义。
随着科技的不断进步和研究的深入，泡沫浮选法在矿石分选中的应用将进一步拓展，并为矿业领域的发展带来更多的机遇和挑战。
在未来，我们有理由相信，泡沫浮选法仍将发挥着重要的作用，并不断为矿石的分选提供技术支持和创新。
文章结构部分的内容可以描述文章的章节划分和各章节的内容概要。
以下是一个示例：1.2 文章结构本文主要按照以下章节结构来叙述泡沫浮选法的原理、应用领域、优缺点以及对其未来的展望。
第2章正文2.1 泡沫浮选法的原理在本章中，我们将详细介绍泡沫浮选法的基本原理和工作机制。
我们将探讨气泡和固体颗粒之间的相互作用以及气泡与固体表面的接触方式。
此外，我们还将介绍泡沫浮选法中气泡的产生方式以及相关的设备和操作参数。
2.2 泡沫浮选法的应用领域在本章中，我们将探讨泡沫浮选法在不同领域的应用情况。
我们将列举一些典型的应用领域，如矿石选矿、废水处理、固体废物处理等，并详细介绍其中的工艺流程和关键技术。
浮选法——精选推荐
浮选法是选金生产中应用最广泛的一种选矿法。
是利用矿物表面物理化学性质的差异来选分矿石的一种方法。
一、浮选法的发展沿革中国古代曾利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉飘浮于水面，而无用的废石颗粒沉下去。
在淘洗砂金时，用羽毛蘸油粘捕亲油疏水的金、银细粒，当时称为鹅毛刮金。
明宋应星《天工开物》记载，金银作坊回收废弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“滴清油数点，伴落聚底＂。
这就是浮选法选金的最初应用。
18世纪人们已知道固体粒子粘附在气泡上能升至水面的现象．随着人们对金属需求量的增加，急于找到一种方法回收矿石中细粒金属。
19世纪末，随着人们对矿物表面性质的认识深化，出现了薄膜浮选法和全油浮选法。
20世纪初，泡沫浮选法应用选别有色金属和黄金矿．今天所应用的泡沫浮选起源于几乎一个世纪以前的澳大利亚。
1911年在美国蒙大拿州的Basin建立了第一座浮选厂-Timber Butte选厂。
到1980年,239座浮选厂共消耗了77·2万t浮选药剂和65·6亿kWh的能量,处理了4·4亿t矿石。
1980年,消耗了38·3万t浮选药剂,从2·05亿t的铜矿石中生42万精矿。
处理量第二大的矿石是磷酸盐矿石———1·09亿t,消耗了22·7万t药剂,生产出2660万t磷精矿。
铁矿石的生产主要也采用浮选法,从3890万t的矿石中生产出2150万t的铁精矿,消耗掉6·1万t浮选药剂。
由于世界范围内几乎有20亿t矿石是经过浮选处理的,因此泡沫浮选显然是表面化学在工艺中最重要的应用之一,尤其是用于控制液-固界面。
成功的浮选分离取决于在液体介质中固体颗粒与气泡间的相互反应。
通过添加适宜的浮选药剂和pH调整剂来改进水分子与矿物表面间的相互反应的方法是实现从大量的复杂矿石(我们的矿物资源)中选择性地分离有用矿物的关键。
泡沫浮选法并不是起源于理论研究,而是本世纪的经验积累的结果。
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• 吸附胶体浮选：是以胶体粒子作为捕集剂， 吸附胶体浮选：是以胶体粒子作为捕集剂， 选择性吸附所需的溶质，再用浮选法除去。 选择性吸附所需的溶质，再用浮选法除去。 • 总体思路两个： 总体思路两个： • 1----泡沫除杂（反浮选）杂质在表面层富集， 泡沫除杂（ 泡沫除杂 反浮选）杂质在表面层富集， 除去泡沫的同时除去杂质。 除去泡沫的同时除去杂质。 • 2----泡沫提取（正浮选）目的提取物在泡沫 泡沫提取（ 泡沫提取 正浮选） 中富集， 预提取物。 中富集，收集泡沫的同时得到 预提取物。
形成泡沫的气泡集合体包括两个部分，一是泡， 形成泡沫的气泡集合体包括两个部分，一是泡，两个 或两个以上的气泡，二是泡与泡之间以少量液体构成 或两个以上的气泡，二是泡与泡之间以少量液体构成 的隔膜(液膜)是泡沫的骨架。 的隔膜(液膜)是泡沫的骨架。 泡沫不是很稳定的体系， 泡沫的稳定及层内排液 泡沫不是很稳定的体系，气 泡与气泡之间仅以薄膜隔开， 泡与气泡之间仅以薄膜隔开，此隔膜也会因彼此压力 不均或间隙液的流失等原因而发生破裂， 不均或间隙液的流失等原因而发生破裂，导致气泡间
水化膜
溶液
Gibbs(吉布斯)等温吸附方程 (吉布斯)
Γ为吸附溶质的表面过剩量，即单位面积上吸附溶质 为吸附溶质的表面过剩量， 为吸附溶质的表面过剩量 的摩尔数与主体溶液浓度之差,对于稀溶液即为溶质 的摩尔数与主体溶液浓度之差, 的表面浓度， 溶液的表面张力)与浓度c(溶 的表面浓度，可通过 σ (溶液的表面张力)与浓度 溶 质在主体溶液中的平衡浓度)来求得； 为吸附分配 质在主体溶液中的平衡浓度)来求得；Γ/c为吸附分配 因子。 因子。
• 图a表示可以被水完全润湿的固体，水滴可沿整个 表示可以被水完全润湿的固体， 表示可以被水完全润湿的固体 表面展开， 值近于零 值近于零。 表面展开，θ值近于零。 • 图b表示，当θ< 90°时，可被水润湿，属亲水性 表示， 可被水润湿， 表示 ° 固体。 固体。 • 图c、d，当θ≥ 90°时，此固体表面不易被水润 、 ， ° 湿，属于疏水性固体。 属于疏水性固体。 • 图e所示当 所示当θ=180°，说明此固体表面不被水润湿， 所示当 ° 说明此固体表面不被水润湿， 是绝对疏水的固体。 是绝对疏水的固体。
分离体系简介
• 无泡沫分离： 无泡沫分离： • 鼓泡但不定形成泡沫层。 鼓泡但不定形成泡沫层。 • 鼓泡分离：底部通气鼓泡，表面活性物质 鼓泡分离：底部通气鼓泡， 被气泡富集并上升至塔顶， 被气泡富集并上升至塔顶，使液相主体被 净化。 净化。 • 溶媒浮选：溶液顶部置有一种与其互不相 溶媒浮选： 溶的溶剂， 溶的溶剂，萃取或富集由塔底鼓出的气泡 所吸附的表面活性物质。 所吸附的表面活性物质。 • 泡沫分离： 泡沫分离： • 按分离对象分：溶液 按分离对象分： 泡沫分馏
捕收剂
• 与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金，在浮选时常用有 机硫代化合物作浦收剂．例如，烷基（乙、丙、丁、戊基 等）二硫代碳酸钠（钾），又称黄原酸盐，俗称黄药。如 NaS2C·OCH2·CH3，在含金多金属矿石的浮选时，多采用 乙基黄药和丁基黄药。烷基二硫代磷酸或其盐类，如 (RO)2PSSH，式中R为烷基，俗称黑药．烷基二硫代氨基 甲酸盐和黄原酸盐的酯类衍生物等也是硫化矿物常用的捕 收剂。也是浮选含金多金属硫化矿的常用描收剂，常与黄 药类同时使用．非极性型极性捕收剂的分子不解离，如含 硫酯类，非极性捕收剂为烃油（中性油），如煤油、柴油 等。
机理
• 本大法核心：粒子（离子、分子、分子团 等）在气—液表层富集现象。 • 一个前提:待分离物质本身具有表面活性。 待分离物质本身具有表面活性。 待分离物质本身具有表面活性 • 方法实质简述：用泡沫分离。 方法实质简述：用泡沫分离。
泡沫
• 泡沫的形成和组成部分 ： 泡沫是由被极薄的液膜 所隔开的许多气泡所组成的， 所隔开的许多气泡所组成的，当气体在含活性剂 的水溶液中发泡时， 的水溶液中发泡时，首先在液体内部形成被包裹 的气泡。在此瞬时， 的气泡。在此瞬时，溶液中表面活性剂分子立即 在气泡表面排成单分子膜，亲油基指向气泡内部， 在气泡表面排成单分子膜，亲油基指向气泡内部， 亲水基指向溶液， 亲水基指向溶液，该气泡会借浮力上升冲击溶液 表面的单分子膜。在某种情况下， 表面的单分子膜。在某种情况下，气泡也可从表 面跳出。此时，在该气泡表面的水膜外层上， 面跳出。此时，在该气泡表面的水膜外层上，形 成与上述单分子膜的分子排列完全相反的单分子 从而构成了较为稳定的双分子层气泡体， 膜，从而构成了较为稳定的双分子层气泡体，在 气相空间形成接近于球体的单个气泡。 气相空间形成接近于球体的单个气泡。许多气泡 聚集成大小不同的球状气泡集合体， 聚集成大小不同的球状气泡集合体，更多的集合 体集聚在一起形成泡沫。 体集聚在一起形成泡沫。
• 泡沫浮选 含有固体粒子的悬浮液、 含有固体粒子的悬浮液、 胶体溶液。 胶体溶液。 • 泡沫分馏：针对已溶解得物质，可以有表 泡沫分馏：针对已溶解得物质， 面活性的物质。这包含两个方面，第一， 面活性的物质。这包含两个方面，第一， 被分离物本身就可以在气—液表面富集 液表面富集； 被分离物本身就可以在气 液表面富集； 第二，被分离物可以和某物质， 第二，被分离物可以和某物质，结合物可 以在气—液表面富集 液表面富集。 以在气 液表面富集。 • 由于本法很设计、原理、效果可以和精馏 由于本法很设计、原理、 相类比，故又叫泡沫分馏。 相类比，故又叫泡沫分馏。 • 泡沫浮选：分离不溶解的物质，按粒子性 泡沫浮选：分离不溶解的物质， 质不同（分子还是胶体、 质不同（分子还是胶体、是大颗粒还是小 颗粒、不同等）， ），分离方法不同分以下几 颗粒、不同等），分离方法不同分以下几
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类： 矿物浮选： 矿物浮选：矿石和脉石离子的分离 粗粒浮选：粒子直径大致1～ 粗粒浮选：粒子直径大致 ～10mm 微粒浮选：粒子直径为1µm ～1mm 微粒浮选：粒子直径为 粒子浮选和分子浮选： 粒子浮选和分子浮选：分离非表面活性粒 子或分子， 子或分子，加入浮选捕集剂与被分离组分 形成难溶或不溶物， 形成难溶或不溶物，后以浮渣形式脱除 • 沉淀浮选：改变溶液的 值或加入某种絮 沉淀浮选：改变溶液的pH值或加入某种絮 凝剂等方法，使需脱除的粒子形成沉淀， 凝剂等方法，使需脱除的粒子形物性质
• 一、溶液 • 二、固体颗粒
固体颗粒
颗粒表面润湿与浮选
• 固体颗粒表面润湿性的度量
• 接触角可以标志固体表面的润湿性。如果固体表 接触角可以标志固体表面的润湿性。 面形成的θ角很小 则称其为亲水性表面；反之， 角很小， 面形成的 角很小，则称其为亲水性表面；反之， 角较大， 当θ角较大，则称其疏水性表面。θ角越大说明固 角较大 则称其疏水性表面。 角越大说明固 体表面疏水性越强； 角越小 角越小， 体表面疏水性越强；θ角越小，则固体表面亲水性 越强。 越强。 • 当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性 当矿物完全亲水时， ° 润湿性cosθ=1，此 ， 时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时， 时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时， 接触角θ增大 润湿性cosθ减小，可浮性增大。 增大， 减小， 接触角 增大，润湿性 减小 可浮性增大。
捕收剂
• 捕收剂能选择性地作用于矿物表面,提高矿物的疏水性 ,使 矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。捕收剂按其在水中解 离程度分为两大类:非极性捕收剂和极性捕收剂。非极性 捕收剂主要是非极性烃类和不溶性的酯类，前者是非极性 物。 • 自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表 面疏水、具有天然的可浮性外，大多数矿物均是亲水的， 金矿物也是如此。加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而 产生疏水性使之可浮。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发 生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。 当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排 列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏 水膜，从而使矿位具有可浮性。
成员：张贤顺、郭武杰、 成员：张贤顺、郭武杰、 牛牧歌、王海强、 牛牧歌、王海强、马晓轩
汇报： 汇报：马晓轩
原产中国，上始于何时无从考证， 原产中国，上始于何时无从考证， 明末已成规模
• 中国古代曾利用矿物表面的天然疏水性来 净化朱砂、滑石等矿质药物， 净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉 飘浮于水面，而无用的废石颗粒沉下去。 飘浮于水面，而无用的废石颗粒沉下去。 在淘洗砂金时， 在淘洗砂金时，用羽毛蘸油粘捕亲油疏水 的金、银细粒，当时称为鹅毛刮金。 的金、银细粒，当时称为鹅毛刮金。明宋 应星《天工开物》记载。 应星《天工开物》记载。金银作坊回收废 弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“ 弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“滴清 油数点，伴落聚底” 油数点，伴落聚底”。这就是浮选法的最 早记载。 早记载。
• 世界范围内几乎有 亿吨矿石是经过浮选 世界范围内几乎有20亿吨矿石是经过浮选 处理的, 处理的 泡沫浮选显然是分离科学中重要的 一个方法。 一个方法。 • 六十年代：工厂污水表面活性剂（直链烷 六十年代：工厂污水表面活性剂（ 基磺酸盐、苯磺酸盐） 基磺酸盐、苯磺酸盐） • 七十年代初：有机废水（染料） 七十年代初：有机废水（染料） • 七七年：DNA 、蛋白质、液态卵磷酯等生 七七年： 蛋白质、 物活性物质（阴离子） 物活性物质（阴离子） • 八、九十年代：酶、白蛋白、血红蛋白、 九十年代： 白蛋白、血红蛋白、 激素等。 激素等。
若是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，见图， 若是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，见图，最 初可能形成十字形或其他结构，但它是不稳定的， 初可能形成十字形或其他结构，但它是不稳定的，在 相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动， 相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动，直至转 变成上述的三泡结构的稳定形式。 变成上述的三泡结构的稳定形式。这也是泡沫层内排 液的主要原因。 液的主要原因。
起泡剂
• 起泡剂多数是极性表面活性剂 可以在气—液界面 起泡剂多数是极性表面活性剂,可以在气 液界面 可以在气 吸附浓缩 ,降低气 - 液表面能 使气泡体系能量降 降低气 液表面能,使气泡体系能量降 促使空气分散，生成直径较小的气泡， 低，促使空气分散，生成直径较小的气泡，并能 在相界面上进行定向排列，使其极性端指向水， 在相界面上进行定向排列，使其极性端指向水， 非极性端指向空气， 非极性端指向空气，由于极性端和水分子发生作 在气泡表面形成一层水化层， 用，在气泡表面形成一层水化层，阻碍了气泡的 兼并，同时还可以增加气泡抗变形及破裂的能力， 兼并，同时还可以增加气泡抗变形及破裂的能力， 使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。 使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。 起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面， 起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面， 使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油， 使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油，俗称二 号油、酚酸混合脂肪醇， 号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇以及各种酯类 等。