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浮选分离 * 浮选分离 离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒等物质因其表面活性不同，可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上，从而与母液分离的方法称为浮选分离。 本身没有表面活性的物质，经加入表面活性剂后可变成有表面活性的物质，也可用此法进行分离。 发展历史 20世纪初，浮选分离用于选矿。 1932年，Tallmud和Pochil用该法精制蔗糖，首次引入到化学领域。石灰乳加到饱和蔗糖溶液中，慢慢通入空气生成泡沫，大部分杂质集中在泡沫里，容易除去。 1937年Langmuir等提出可用于离子的富集。 1959年南非学者Sebba较系统地提出离子浮选技术。 80年代我国开始大量进行相关研究。 特点 装置简单，处理量大，可自动化、连续化操作。 已用于Ag, As, Au, Be, Bi, Cd, Co, Cu, Cr, F, Fe, Hf, Hg, In, Ir, Mn, Mo, Ni, Os, P, Pb, Pd, Pt, Rh, Ru, Sc, Se, Sn, Te, Ti, U, V, Zn, Zr等34种元素的分离富集。 适合于海水、河水、饮用水、岩石、矿石、金属和环境样品中微量元素的分离富集。 富集系数通常可达104。 原理 表面活性剂在溶液中易被吸附到气泡的气-液界面上。 表面活性剂极性一端向着水相，非极性一端向着气相，表面活性剂的极性端与水相中的离子或极性分子通过物理(如静电引力)或化学（如配位反应）作用连接在一起。 通入气泡时，表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气－液界面，被气泡带到液面，形成泡沫层，从而达到分离的目的。 泡沫浮选是独特的液固气三相分离方法。 分离与物质的密度无关, 主要取决于其表面性质的差异，其本质是表面的极性和不饱和键的性质。这些性质决定于组成物料颗粒元素的性质以及物料的内部结构。 浮选过程经历颗粒与气泡相互接近和接触, 颗粒与气泡之间的水化膜变薄和破裂, 以及颗粒克服了脱落力的影响附着在气泡上三个阶段。 亲水性物料表面易被水润湿, 自然可浮性差; 疏水性物料表面难被水润湿, 自然可浮性好。 分为离子浮选、沉淀浮选和溶剂浮选三大类 （1）离子浮选 待分离离子(或配离子) 溶液，加入带相反电荷的表面活性剂，形成疏水性离子缔合物。 通入气泡流，疏水性离子缔合物吸附在气泡表面上浮至溶液表面，与母液分离。 影响无机离子浮选效率的主要因素包括： 溶液pH 表面活性剂 离子强度 络合剂 气泡大小 溶液pH：影响离子、表面活性剂的存在形式 十二烷基硫酸钠 S=C表面活性剂:C金属离子 pH8.5-11主要以Zn(OH)2存在时，即使SDS浓度很低浮选效率仍高； pH10，形成Zn(OH)3-、Zn(OH)42-，降低与SDS的作用，捕集率下降； pH3，SDS质子化，捕集率下降； 表面活性剂：浓度不超过CMC，其与离子络合物的表面张力控制气泡的形成。 Cd2+、Cu2+浓度差不多，且金属离子浓度低于表面活性剂浓度时，金属离子全部与表面活性剂缔合， Cd2+缔合物表面张力低，优先分离； Cd2+、Cu2+总浓度大于表面活性剂浓度时，金属离子之间存在竞争， Cu2+优先分离 缔合物生成常数 Cu2+ ：lgK1=13.91, lgK2=6.45 Cd2+ ：lgK1=8.06, lgK2=7.00 表面活性剂：非极性链长增加，吸附增强，分离效果变好，太长则泡沫稳定性好，浮选平衡时间增长，速度慢；链长太短不稳定，14-18C为宜。 离子强度：影响很大，离子强度大对浮选不利 竞争作用 络合剂：利用络合作用不同进行选择性浮选分离 V(V), U(VI)与CO32-作用不同，其中U(VI)与CO32-生成[UO2(CO3)3]4-络离子被浮选； 在0.5mol/L的HCl溶液中，Hg以HgCl42-的形式存在，Fe3+仍然以正离子形式存在，使用季铵盐型表面活性剂可浮选分离出Hg 气泡大小 过大不宜形成稳定的泡沫层。采用微孔玻璃砂芯或塑料筛板（额定孔径5-10?m），控制气泡直径0.1-0.5mm为宜； 为了防止微小气泡的重新聚集，可加入少了（1%）有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等； 气流速度不宜太大，1-2mL/cm2 应用： HCl溶液中金属的浮选 Ga3+, In3+, Tl+, Tl3+, Cr3+, Mn2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Sn4+, Pb2+, Sb3+, Bi3+, Al3+, Tl4+, Zr4+等20个离子的浮选分离，采用十六烷基吡啶（CPC，2-4