2泡沫分离的基本原理.pptVIP

目 录 1 2 3 4 泡沫分离的分类 泡沫分离的原理 泡沫分离的操作 泡沫分离的应用 1915年用于矿物浮选； 20世纪50年代用于分离金属离子的研究； 20世纪60年代采用泡沫分离法脱除洗涤剂工厂污水中的表面活性剂获得成功； 1977年报道泡沫分离法用于DNA、蛋白质及液体卵磷脂等生物活性物质的分离。 泡沫分离法的发展 1 泡沫分离的分类 概念 泡沫分离是以气泡为介质，利用组分的表面活性差进行分离的一种分离方法。 泡沫分离器 泡沫吸附分离法 泡沫分离 无泡沫吸附分离 泡沫分馏 泡沫浮选 溶剂浮选 鼓泡分馏 矿物浮选 粗粒浮选 沉淀浮选 离子浮选 1.1 无泡沫吸附分离 （2）溶剂浮选 是在溶液顶部设置有一种与其互不相溶的溶剂，用它来萃取或富集有塔底鼓出的气泡所吸附的表面活性物质。 （1）鼓泡分离 是从它设备底部通气鼓泡，表面活性物质被气泡富集并上升至塔顶，和液相主体分离，使得溶质得到浓缩，液相主体被净化。 1.2 泡沫分离 （2）泡沫浮选 用于分离不溶解的物质， 按照被分离对象是分子还是胶体 ，是大颗粒还是小颗粒等，又可 分为矿物浮选、粗粒浮选、微粒 浮选、粒子浮选、分子浮选、沉 淀浮选和吸附胶体浮选。 （1）泡沫分馏 用于分离溶解物质，它们可以是表面活性剂，或者可与表面活性剂结合的物质，当料液鼓泡时能进入液层上方的泡沫层而与液相主体分离。 2 泡沫分离的基本原理 泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有表面活性或 能与表面活性剂结合在一起，在鼓泡塔中被吸附在气泡 表面，得以富集，借气泡上升带出溶剂主体，达到净化 主体液、浓缩待分离物质的目的。 本质： 各种物质在溶液中表面活性的差异。 2.1 气泡产生的方法 （1）布气法 （2）溶气法 利用高转速的叶轮或喷洒器。 不同压力下空气在水中的溶解度不同产生气泡 （3）电解法 2.2 泡沫的形成和组成部分 （1）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。 当气体在含表面活性剂的水溶液中发泡时，首先在液体内部形成被气裹的气泡，与此瞬时，溶液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。 气泡借助浮力上升，冲击溶液表面的单分子膜。 气泡可以跳出液体表面，此时，该气泡表面的水膜外层上，形成与液体内部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。 （2）泡沫的稳定及层内排液 泡沫不是很稳定的体系； 气泡间的合并现象； 泡沫的稳定性一般与溶质的化学性质和浓度、系统温度、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。 3.3 泡沫分离的装置、操作方式及其影响因素 （1）泡沫分离装置的组成 气体源 调节系统 滤气装置 流量计 泡沫柱 辅助设备 （2）泡沫分离的操作方式 根据操作过程： 泡沫塔：待分离的溶质吸附到气-液界面上 破沫塔：对被泡沫吸附的物质进行收集和破坏泡沫 根据操作方式 间歇式泡沫分离过程 气体 液体 泡沫 活性剂补充口 破沫器 泡沫液 连续式泡沫分离 第14章 液膜分离法Liquid membrane separation 目 录 1 2 3 4 液膜及其分类 液膜分离的机理 液膜材料和分离的操作过程 液膜分离技术的应用 概 述 20世纪60年代中期发明的一种新的膜分离技术，又称 液膜萃取法。这是一种以液膜为分离介质、以浓度差为 推动力的膜分离操作。 液膜萃取 萃 取 膜分离 液膜萃取在工业上的应用 1 液膜及其分类 概念： 液膜是用于分隔与其不相溶的液体的一个介质 相，不同溶质在液膜中具有不同的选择性和扩散 性，从而实现了溶质间的分离。 液膜的组成 （1）膜溶剂：基体物质 （2）表面活性剂 （3）流体载体：萃取剂 （4）膜增强添加剂 液膜的分类 （1）乳状液膜（liquid surfactant membranes） Step1：将内相、膜相和表面活性剂混合形成乳液。 油 膜相 Step2：搅拌条件下分散于外相（原液）。 特点： 膜相与内、外相均不溶 外相中的物质通过膜相进入内相 多重乳状液 传质比表面积大 （2）支撑液膜 (supported liquid membranes) 溶解了载体的液膜，含浸在多 孔支撑体的微孔内。 特点： 承受高的压力，具有高选择性； 支撑体：聚丙烯、聚乙烯、聚砜及聚四氟乙烯等疏水性多孔膜； 膜厚25 ~ 50 um, 微孔直径为0.02 ~ 1um. 2 液膜分离的机理 2.1 无流动载体液膜分离机理 （1）选择