泡沫浮选法分解

颗粒、不同等），分离方法不同分以下几
• 类：
• 矿物浮选：矿石和脉石离子的分离
• 粗粒浮选：粒子直径大致1～10mm
• 微粒浮选：粒子直径为1μm ～1mm
• 粒子浮选和分子浮选：分离非表面活性粒 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，后以浮渣形式脱除
• 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， 再利用浮选法将沉淀脱除
• 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。
•Байду номын сангаас总体思路两个：
• 1----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。
• 2----泡沫提取（正浮选）目的提取物在泡沫 中富集，收集泡沫的同时得到 预提取物。
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。
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。
• 图a表示可以被水完全润湿的固体，水滴可沿整个 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 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。
• 世界范围内几乎有20亿吨矿石是经过浮选 处理的, 泡沫浮选显然是分离科学中重要的 一个方法。
• 六十年代：工厂污水表面活性剂（直链烷 基磺酸盐、苯磺酸盐）
• 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 物活性物质（阴离子）
• 八、九十年代：酶、白蛋白、血红蛋白、 激素等。
泡沫的稳定性一般与溶质的化学性质和浓度，系统温度 和泡沫单体大小、压力、溶液pH值有关。表面活性剂 的浓度愈是接近临界浓度，气泡愈小，气泡的寿命愈长。
典型的三个气泡集合体的结构见图，泡与泡之间壁为平 面，三个泡的共同交界处形成有一定曲率半径的小三角 形柱体，由于这个曲率半径，使液膜中位于平面内的液 体所受的压力要比位于三角柱体壁内的液体所受压力高 很多，这一压力梯度会导致液膜中液体由膜向小三角柱 体流动，从而使平壁逐渐变薄，最后在阻力的平衡下， 膜达到一定的厚度。当膜间夹角为120°时，压力差最小， 泡沫稳定。
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 的隔膜(液膜)是泡沫的骨架。
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，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，导致气泡间
的合并现象，或由于小气泡的压力比大气泡高，因此气 体可以从小气泡通过液膜向大气泡扩散，导致大气泡变 大，小气泡变小，以至消失。
• 一个前提:待分离物质本身具有表面活性。
• 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，当气体在含活性剂 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，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， 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，气泡也可从表 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 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。许多气泡 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。
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。
成员：张贤顺、郭武杰、 牛牧歌、王海强、马晓轩
汇报：马晓轩
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，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”。这就是浮选法的最 早记载。
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。
含有固体粒子的悬浮液、
• 泡沫分馏：针对已溶解得物质，可以有表 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；
第二，被分离物可以和某物质，结合物可 以在气—液表面富集。
• 由于本法很设计、原理、效果可以和精馏 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 质不同（分子还是胶体、是大颗粒还是小