泡沫分离技术综述论文

合集下载

泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究

泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究

泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究随着城市人口的增加和医疗设施的扩展,医院污水成为城市污染的一个主要源头之一。

传统的污水处理方法往往无法有效去除医院污水中的有害物质和微生物,因此急需一种新型的污水处理技术。

泡沫分离技术作为一种新兴的处理方法,已经得到了广泛的关注和研究。

本文将详细介绍泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究。

一、泡沫分离技术的原理1.1 泡沫分离技术的基本原理泡沫分离技术是一种物理分离方法,其基本原理是利用适当的表面活性剂和气泡产生器,将污水中的悬浮物质和溶解物质与气泡结合形成泡沫,然后通过气泡离心、脱水、重复产生泡沫,最终实现固液分离的目的。

1.2 泡沫分离技术的特点- 高效性:泡沫分离技术能够高效去除污水中的悬浮物质和溶解物质,大大提高了处理效果。

- 简便性:泡沫分离技术操作简便,设备和工艺流程相对较简单,易于实施。

- 可调性:泡沫分离技术可以根据不同污水的特性进行调节和优化,适应性强。

二、泡沫分离技术在医院污水处理中的实验研究2.1 实验设计和条件为了验证泡沫分离技术在医院污水处理中的效果,进行了一系列实验。

实验条件包括污水样品的取样和处理、表面活性剂和气泡产生器的选择、泡沫的离心和脱水等。

2.2 实验结果通过实验得出的结果表明:- 泡沫分离技术可以高效去除医院污水中的悬浮物质、细菌和病毒等有害物质。

- 泡沫分离技术对于有机物质和药物残留也具有良好的去除效果。

- 不同表面活性剂和气泡产生器的选择会影响泡沫分离技术的处理效果,在实验中需要进行优化和调整。

2.3 实验讨论和展望根据实验结果,泡沫分离技术在医院污水处理中具有良好的应用前景。

然而,仍需要进一步研究和实验来优化技术参数和工艺流程,提高泡沫分离技术的处理效果和稳定性。

此外,泡沫分离技术在工业化应用时还需要考虑经济性和可持续发展。

三、结论泡沫分离技术作为一种新型的污水处理技术,在医院污水处理中具有较好的应用潜力。

本文通过实验研究,验证了泡沫分离技术能够高效去除医院污水中的有害物质和微生物,并提出了进一步优化和改进的方向。

泡沫分离技术

泡沫分离技术

泡沫分离技术研究进展及发展趋势The development situation and trend of foam fractionation姓名:吕虹锋学号:C31114041专业:11级高分子材料与工程课程:现代分离技术教师:陈鹏鹏摘要:本文综述了泡沫分离的原理,技术设备;还讨论了泡沫分离技术目前存在的问题以及发展趋势。

关键词:泡沫分离技术;原理;表面活性剂;发展趋势Abstract:the purpose of this article was to review the theory and equipment of foam fractionation,and also discussed the problem and development trend of foam fractionation.Key Words:foam fractionation;theory;surfactant;tendency1.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Ⅲ。

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。

2.分离原理泡沫分离是根据表面吸附的原理,借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气/液界面,随气泡上浮至溶液主体上方,形成泡沫层,将泡沫和液相主体分开,从而达到浓缩表面活性物质(在泡沫层),净化液相主体的目的。

从液相主体中浓缩分离的既可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相互亲和的任何溶质,比如金属阳离子、蛋白质、酶、染料等等。

泡沫分离

泡沫分离

当溶液中含有离子型表面活性剂的时候,可以表示如下:
其中的n与离子型表面活性剂的类型有关。
在浓度C很低时(如图中a以下)由于表面活性组分量少, 溶液的表面张力几乎不变,因此吸附量很少,吸附溶质 的表面浓度τ 接近于零,分离强度很低。在中间浓度区 (图中a,b之间),表面张力r随活性组分的加入而减 少,因此r-C曲线的斜率为负值,而相应部分的τ-C关系 接近于直线(可近似用τ =KC表示)。
1 间歇式泡沫分离过程 被处理的原料液和需加 入的表面活性剂置于塔 下部,塔底连续鼓进空 气,塔顶连续排泡沫液。 原料液由于不断的形成 泡沫而减少。为了弥补 分离过程中表面活性物 质的减少,可在塔釜间 歇补充适当的表面活性 剂。 间歇式操作既适用于溶液的净化,也适用于有价值 组分的回收。
2 连续式泡沫分离过程
3 多级逆流泡沫分离过程 和其他分离过程一样,泡沫分离也可以把一组 单级设备串联起来操作,如下图:
4 泡沫分离与精馏过程的比较
泡沫分离与精馏过程非常相似,两者可以在以下几方 面进行类比: 1.精馏中的液相相当于泡沫分离中产生泡沫的液相主 体; 2.精馏中的气相相当于泡沫分离中的泡沫; 3.精馏过程中的雾沫夹带相当于泡沫层中所夹带的主 体溶液; 4.精馏中单位时间所消耗的热量相当于泡沫分离中单 位时间所产生的气—液相界面。
就扩大了泡沫分离技术的应用范围,使其能用于非表
面活性物质的分离。
现在,泡沫分离技术还可用于许多可溶的和不可溶 物质的分离和富集。例如溶液中的无机阴离子、金
属阳离子的分离富集。
随着工业的发展,特别是对环境保护的重视和资源
综合利用的要求,泡沫分离的工作将不断扩大范围,
其工业应用将越来越广泛。
根据Karger等人提出的理论,凡是利用“泡”来进行 物质分离的方法统称为泡沫吸附分离法。并提出下图 所示分类法:

泡沫分离技术及其在蛋白分离中的应用

泡沫分离技术及其在蛋白分离中的应用

及发展大致可以看出,泡沫分离 的应用可以分为两大类。一类是 本身为非表面活性物质(如铜、 锌、银、镉、铁、汞等金属类物 质),需通过配位或其他方法使 其具有表面活性,这类体系被广 泛地下用面本于文工将业就泡污沫水分中离技各术种及金其在属离 子质的分离分蛋离白回质中收的,应以用作及一海个水简单中介铀、 钼绍、铜等的富集和原子能工业中
第2页/共13页
含放射性元素锶的废水的处理; 另一类是本身具有表面活性的物
蛋白质和酶的分离浓缩
泡沫分离蛋白质主要是由于蛋白质具有一定 的表面活性能够吸附于气液界面,因此知道能够 利用泡沫分离技术分离提取的蛋白质首先应具有 一定的表面活性,但并非拥有表面活性的蛋白质 就能够用泡沫分离法进行分离。目前能够利用泡 沫分离技术成功分离出的蛋白质有:磷酸酶、链 激酶、蛋白酶、血清白蛋白、溶菌酶、胃蛋白酶、 尿素酶、过氧化氢酶、明胶、大豆蛋白、卢一酪 蛋白、抗菌肽类等一系列蛋白质。
泡沫分离技术的操作方式
第6页/共13页
分离技术的基本流程:间歇式和连 续式
连续式泡 沫分离装 置与间歇 式没有什 么本质区 别,只是 含表面活 性剂的料
第7页/共13页
第8页/共13页
• 应用连续型泡沫分离装置,便于工业化、自动化生产。
• 三种不同的连续型泡沫分离装置分别为浓缩塔(精 馏塔)、提取塔(提馏塔)、复合塔(全馏塔),可 根据不同目的选择不同的塔。
泡沫分离的简介
泡沫分离,又称泡沫吸附分离技术,是一种用来分离金属离子、 胶体、分子及沉淀等物质的一种新型分离方法,并在发展过程中逐渐 作为一种单元操作加以研究。至今为止,泡沫分离技术不但在矿物浮 选的应用上已经相当成熟,并已成功应用于很多表面活性物质(诸如 蛋白质、酶、胶体、合成洗涤剂等)的分离。近年来,科学研究者们 仍在不断探索更高效、环保、适于工业化操作的泡沫分离操作方式, 并不断尝试分离新的活性物质以满足现代社会及工业的需求。继用泡 沫分离技术从溶液中回收微量金属离子的相关研究开始之后,随着对 整个分离过程的原理、机制、操作方式、分离条件的深入研究,泡沫 分离技术的应用范围逐渐扩大到蛋白质、DNA、酶等各种生物活性 物质以及合成洗涤剂的分离。其环保、温和、操作简单的特点无疑将 使其在有关生物、环境、食品、化工等工业中得到更加广泛的应用。

泡沫分离技术

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。

泡沫分离法分离蛋白质

泡沫分离法分离蛋白质

分离工程期末论文泡沫分离法分离蛋白质Foam separation separation protein学院:化学工程学院专业班级:化学工程与工艺化工081 学生姓名:喻唯学号: 050811103 指导教师:戴卫东(副教授)2011年6月期末论文中文摘要泡沫分离法分离蛋白质摘要:泡沫分离蛋白质是利用蛋白质的表面活性对其进行分离的一种方法,分离过程中的条件温和,对蛋白质的活性影响较小,是一种成本较小、有着很好应用前景的分离方法.实验中,以两种蛋白质BSA和HSA作为分离模拟体系的目标蛋白质,利用自制的泡沫分离塔,作了一系列的泡沫分离实验,考察了各种操作参数对分离结果(回收率和增浓比)的影响.实验发现,液柱高度、泡沫层高度、鼓入气体的流速、进料流量和pH值、料液浓度以及温度等对分离的效果有着不同程度的影响:较低的进气速度、较高的泡沫高度与液柱高度、适宜的温度(BSA在25℃,HSA在35℃)、适当的pH值(蛋白质的等电点附近)以及较低的母液浓度有利于得到较高的富集比.在最佳条件下富集比最高可达28.6,回收率可达93.1%.在模型的建立过程中,假设吸附过程始终处于平衡态、气泡大小均一以及每一个气泡均为正十二面体,建立了分离的数学模型,得到可以求解的微分方程组.关键词:蛋白质泡沫分离数学模型回收率富集比泡沫分离法期末论文外文摘要Foam separation separation proteinAbstract:Foam separation protein is the surface activity by protein on the separation of a kind of method, the separation process of mild conditions, the less influence the actiity of the protein, is a kind of cost, lesser, has the very good application prospect of separation method. Experiments with two proteins, BSA and HSA as the target protein separation simulation system, a self-made foam separation tower, made a series of foam, examined the separation experiments of operation parameters on the separation results (recovery and increase the influence of strong than). Experiments have found that fluid column height, foam height, drums into gas velocity, feeding flow and pH value, material liquid concentration and temperature on the separation effect of different effect: lower inlet velocity, higher foam height and fluid column height, appropriate temperature (25 ℃, BSA HSA in 35 ℃), appropriate in the pH value (protein isoelectric point) and low near the mother liquor to get a higher concentration of enrichment ratio. At the best possible conditions than the maximum concentration, recovery can reach dropped to 93.1% 28.6. In model of the process, the hypothetical adsorption process always in equilibrium, bubble size uniformity and each bubble are are twelve surface body, the mathematical model was established, get separation of differential equations can be solved.Keywords:Protein foam separation mathematical model recovery than bubble separation enrichment1 引言1.1 泡沫分离泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一。

泡沫分离技术的原理

泡沫分离技术的原理

泡沫分离技术的原理首先呢,泡沫分离技术就是利用泡沫来进行物质分离的一种方法。

那它为啥能这么干呢?其实啊,是因为不同的物质在泡沫中的行为不太一样。

比如说,有些物质容易吸附在泡沫表面,而有些物质就不咋喜欢呆在泡沫上。

这就像是一群小伙伴,有的喜欢凑一块儿玩,有的就自己单独行动。

在这个过程中,我们会产生泡沫呀。

怎么产生泡沫呢?通常会有一些特殊的设备或者添加一些特定的物质来让溶液产生泡沫。

我觉得这一步其实可以根据实际情况去选择合适的方式,毕竟不同的场景可能需求不太一样嘛。

然后呢,那些容易吸附在泡沫表面的物质就随着泡沫被带到上面去了。

这个时候,就好像是坐电梯一样,它们被泡沫这个“电梯”给带到了另一个地方。

不过呢,这里面也有一些小窍门。

根据经验,控制好泡沫产生的速度和质量对整个分离过程影响还挺大的。

要是泡沫产生得太快或者太粗糙,可能就会影响分离的效果哦。

那为什么要这么大费周章地用泡沫来分离物质呢?这是因为这种方法在某些情况下真的很有效率。

对于一些微量物质的分离或者一些特殊体系下的分离,泡沫分离技术有着它独特的优势。

虽然刚开始了解这个技术的时候,可能会觉得有点绕,但是习惯了就好了呀!而且在这个过程中,我们还可以根据实际的分离需求来调整一些参数。

这个环节可以根据实际情况自行决定到底要调整哪些东西。

比如说,改变溶液的浓度或者调整一下产生泡沫的条件之类的。

最后呢,把泡沫里面的目标物质提取出来就大功告成啦!这一步要特别注意!要是不小心的话,前面的努力可就白费了。

泡沫分离技术的原理大概就是这么个事儿啦。

希望我的解释能让你对这个技术有个初步的了解哦!怎么样,是不是没有想象中的那么难呢?。

新型分离技术-第六章 泡沫分离技术资料

新型分离技术-第六章 泡沫分离技术资料

增浓比:泡沫液中被吸附物质的浓度除以主体溶 液的浓度,表示塔顶产品的增浓程度. 体积比:原料液的体积除以泡沫液的体积.一般希 望塔顶排出泡沫体积尽可能小.
破泡器的设计
筛板式破泡器. 高速转盘.
间歇式泡沫分离过程. 连续式泡沫分离过程. 多级逆流泡沫分离过程.
三.影响泡沫分离的因素
影响泡沫分离效率的因素很多,而每种影响因素的 重要性则取决于具体的分离体系. 各种影响因素又可以分为基本因素(如表面活性剂, 辅助试剂的性质,浓度,溶液的PH值,黏度,温度等) 及操作变数(如气体流速,料液流速,回流比,泡沫层 高度,密度,泡的大小及设备的设计等).
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。
泡沫分离按分离对象是溶液还是含有固体离子的悬 浮液、胶体溶液而分成泡沫分馏(Foam Fractionation) 和泡沫浮选 (Foam Flotation)。泡沫分馏用于分离溶解 物质,它们可以是表面活性剂加洗涤剂,也可以是不具 有表面活性的物质如金属离子、阴离子、蛋白质、酶等, 但它们必须具有和某一类型的表面活性剂结合的能力, 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。
(3)溶液中离子强度的影响
绝大多数浮选体系对离子强度都非常敏感,且大 多数随离子强度的增加,分离效率明显下降.
(4)温度的影响
温度作为泡沫分离过程中的一个参数,其影响主要 在于温度变化时,表面活性剂组分所形成泡沫的稳 定性也随之变化. 体系的温度升高,会导致表面活性剂在泡沫上吸附 量的减少,而使浮选效果下降,但也有许多情况下 温度对离子浮选和泡沫分馏影响似乎不大.
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

泡沫浮选分离技术--曹肖烁摘要:综述了泡沫浮选技术的定义、分类以及原理,介绍了泡沫浮选分离技术中使用的试剂(捕收剂、起泡剂、活化剂、无机调整剂、有机调整剂)、浮选机械等因素对分离效果的影响,并介绍了泡沫浮选分离技术的应用,指出了泡沫浮选分离技术的发展前景。

一.泡沫浮选的定义与分类泡沫浮选是以气泡分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术,主要特点是利用气泡的气-液界面,分离被水润湿性不同的物料。

疏水的物料随气泡漂浮到水面上,形成含某种成分很高的泡沫层;而被水润湿的物料,沉于水中,因而可以把它们分开[1]。

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浮选分离技术,简称泡沫浮选技术。

根据被分离物质的不同,它可以分为两类:一类是本身具有表面活性物质的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离,例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离;另一类是本身为非表面活性剂,但可以通过配合或其它方法使其具有表面活性,这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的分离回收。

根据被分离物质的溶解性,泡沫分离也可以分为不溶物的浮选和溶解物的浮选两大类。

矿物浮选在不溶物浮选中最重要,也是最成熟的。

表面活性剂在固体颗粒的表面形成半胶束单分子吸附层,且呈亲水基向里憎水基向外的状态,从而降低固体表面的润湿性,表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向,使浮选得以进行。

离子浮选是溶解物浮选的一类。

其过程和前述过程十分相似,所不同的是表面活性剂并非吸附在被浮选物的表面。

气泡形成时气液界面有表面活性剂吸附层,被浮选的离子通过静电吸引被束缚在气泡的界面上而随气泡上升。

分子浮选是溶解物浮选的另一类别,是将少量溶解的分子如点白纸、醇等有机物从水中分离的过程。

被分离物被气泡气液界面表面活性剂半胶束单分子层增溶富集而随气泡上升,得以浮选[2]。

二.泡沫浮选的原理(一)润湿性与可浮性润湿性:浮选分离的重要特点是一部分亲水性的物料被水润湿浸入水中,而疏水性的物料则留在界面。

矿粒从空气中落入水中,要经过以下四个阶段。

如果矿物的亲水性强,能充分满足上面三个公式的条件,就能浸入水中,这通常是人们希望脉石矿物应具备的条件;但如果矿物的疏水性强,它的表面能只能满足式1-1的条件;而不能满足式1-2的条件,它能很好地浮在水面上这是最好的表层浮选;如果它能满足式1-2而不能满足式1-3的条件它虽然大部分沉在水面下但不会全部沉下去这仍然符合表层浮选的要求。

所以对于固相沉下去最重要的条件就是式1-3。

可浮性:矿粒能否附带着在气泡上,取决于附着前后,体系自由能变化的多少。

附着前后按单位附着面积计算体系自由能变化为:(σgl为气-液单位界面的界面自由能,θ为接触角)它的大小表示附着的难易程度。

在气-液界面能不变时,它的值取决于(1-cosθ)的值,其值越大,附着越容易也越牢固。

所以人们把∆W称为可浮性指标或黏附功。

θ=0°,cosθ=1,∆W=0时,不能发生黏附和浮游;θ=180°,cosθ=0,∆W=1时,附着最容易,浮游也最容易。

(二)浮选的三相浮选的气相:浮选的气相一般是指空气。

空气的质量约为同体积水的八百分之一,所以空气泡在水中有良好的浮力,可将附着在它上面的矿粒带到矿浆表面。

空气中各种气体作为填充介质,对浮选的影响不大。

然而不同气体的化学性质,对浮选的影响是多方面的。

在一般情况下,氧对浮选的影响最大。

实验证明,新鲜的硫化矿物,初步吸附氧以后,表面由亲水变为疏水。

但硫化矿物与氧作用时间较长,表面就会被氧化变成亲水的氧化物。

二氧化碳、二氧化硫溶于水中会生成相应的酸。

碳酸对于黄铁矿、毒砂等矿物有活化作用。

亚硫酸则对黄铁矿有抑制作用。

空气中的氮,化学性质不活泼,故在浮选理论研究中,为了避免氧气和其他气体的影响,常用高纯度的氮气代替空气。

氮气也可以节约硫化钠和硫酸锌用量。

氮气对矿物的可浮性也有影响,例如用氮气调整含钛、锆矿物质的矿浆,钛的矿物受到抑制,而锆的矿物仍然可保持其可浮性。

浮选的液相:浮选的液相,一般是稀的水溶液。

其主要成分是水,还含有少量的矿物成分和浮选药剂。

由于水分子是偶极子,它在某些电场中,可以产生定向排列,对于大部分矿物有润湿能力,对于许多矿物和药剂,有很强的溶解能力。

天然水中,常含有Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn4+、、、Cl-等离子,使一些药剂与它们发生无用之反应。

工业用水常按钙、镁离子含量来计算硬度,并把非碳酸盐的钙、镁量计为永久硬度,而碳酸钙镁的量计为暂时硬度(因为钙镁的酸式碳酸盐煮沸后,其钙镁变成固体碳酸盐沉淀,水质会变软)。

对硬度的规定可能有不同的标准,一般规定1度是:1L水中硬度盐的含量与10mgCaO或7.19mgMgO相当。

水的软硬等级按其总硬度的数量划分:硬度8以下为软水,8~12为中硬水,12~18为相当硬的水,18~30为硬水,>30为很硬的水。

硬水中的Ca2+、Mg2+等离子对用脂肪类做浮选剂是有害的,所以硬度过高对浮选有害。

浮选的固相:浮选的固相是所要分离的矿物。

矿物的亲水性和可浮性,与矿物的组成和晶格类型有关。

矿物的不均匀性,可分为物理和化学两个方面:物理方面矿物由于生成前后环境的温度、压力条件不同,使晶粒的形状、大小、结晶与否、晶粒的缺陷、镶嵌(如石英镶嵌在赤铁矿鲕状体中)关系都不同,矿粒中也可能产生空隙、裂缝、错位等等。

经破碎、磨矿后,矿粒表面状态更是多种多样。

因而进入浮选的矿粒表面,大都不能保持原有的晶形,表面凹凸不平,出现不同的边、棱、角。

位于边、棱、角上的原子,显示出的残留键力,各向千差万别,亲水性各有不同。

化学方面天然矿物的化学计量,并不像化学分子量那样标准,常出现种种偏差。

金属离子过量和非金属离子空位呈电正性缺陷。

而非金属离子过量和金属离子空位,则呈电负性缺陷。

电正性缺陷点是电子引力的中心,而电负性缺陷点则是电子斥力的中心。

它们都会改变矿物的表面性质。

比如方铅矿存在铅金属空位以后,使方铅矿半导体的电状态改变。

使空穴附近的硫离子,对电子有较强的吸引力,拉动附近铅的电子云,附近Pb2+更显阳性,对黄药有更大的作用力。

(三)浮选的三相界面气-液界面:气-液界面附近的液体分子,由于下面受到液体分子的引力较大,上面受到的气体分子引力较小,结果产生表面张力。

表面张力是作用在液体表面单位长度上的力。

试验证明表面张力低的溶质,在水中有降低表面张力的作用,则此溶质在界面上浓度将比在水溶液内部的平均浓度要高。

反之,溶质的表面张力高,与水所成溶液的表面张力也高,则溶质在界面上的浓度,比其在水内部(叫体相)的平均浓度要低。

这种溶质浓度在表面高低的变化关系,称为吸附。

固-液界面:矿物在空气中或水中,都容易被氧化。

研究表明:氧与硫化矿物作用过程分三段进行。

第一阶段,氧在矿物表面吸附,使硫化矿表面疏水;第二阶段,氧在吸收硫化矿物的电子时发生离子化;第三阶段,离子化的氧气在硫化矿上发生化学吸附,和硫化矿生成各种硫氧基。

矿物在水中是否容易溶解,与矿物本身的结构类型和它们与水作用力之大小有关,如共价键的矿物,晶格质点间作用力强,与水偶极作用力小,不易溶解,像辉钼矿、石英等。

而方解石等成盐矿物溶解度就大一点,石盐(NaCl)等可溶盐类矿物溶解度最大,易溶解。

三.泡沫浮选的试剂(一)捕收剂捕收剂为用以提高矿物疏水性和可浮性的药剂。

捕收剂是最重要的浮选药剂,种类繁多。

其组成和结构,决定它所能捕收的矿物类型和选择性。

一般地说,当捕收剂的亲固原子和矿物中的某元素同名时,可以对它发生捕收作用。

捕收剂水解后,失去阳离子,而烃基连着亲固基构成阴离子的捕收剂,称为阴离子捕收剂。

捕收剂分子是有一定长、宽、高的实体,可以在矿粒与水分子之间起屏蔽作用。

捕收剂作用于矿物表面后,使矿物表面好像长了“捕收剂毛”,使矿粒表面疏水性增大,其原因包括:(1)亲固基与矿粒作用以后,抵消了表面一部分残留键力,降低了矿粒表面的亲水性;(2)疏水基能降低矿粒表面水化层的厚度和稳定性。

一般说来,同系列的捕收剂,其烃基越长,疏水性越大,捕收力越强。

但由于其捕收力强,可以将比较难浮而不希望它浮的矿物也浮出来,所以选择性会下降,这是选矿工作者所不愿见到的。

所以选择捕收剂时总希望它能浮选目的矿物而不会浮起非目的的矿物。

许多事实证明,有支链的捕收剂,其捕收性比同碳数的直链捕收剂捕收力更强。

(二)起泡剂虽然某些无机物(如钾盐、硼砂等)的饱和溶液或高浓度溶液能够起泡,但由于其离子对过程有害或者实用效果不佳,即使在可溶盐类浮选中也加起泡剂,一般矿石浮选真正有效的起泡剂是有机药剂。

有机起泡剂都有异极性结构,其分子的一端为极性基,另一端为非极性基。

在浮选过程中,起泡剂有下列作用:(1)稳定气泡,其类型和用量影响气泡的大小、黏性和脆性,影响浮选速度;(2)和捕收剂共吸附于矿粒表面上,并起协同作用;(3)与捕收剂共存于胶束中,影响捕收剂的临界胶束浓度;(4)可以用起泡剂使捕收剂乳化或加速捕收剂的溶解;(5)可以增加浮选过程的选择性。

在极性基固定的情况下,起泡剂非极性基的长短,影响起泡剂的溶解度和表面活性。

在一定限度内,非极性基越长溶解度越小,表面活性越大,用量越小。

越容易使气泡表面因变形而引起的吸附浓度变化趋于平衡。

实用的起泡剂通常应具备下列条件:(1)是有机物质;(2)是分子量大小适当的异极性物质。

一般脂肪醇和羧酸类起泡剂,碳数都在8~9个以下;(3)溶解度适当,以0.2~0.59/L为好;(4)实质上不解离;(5)价格低,来源广。

(三)无机调整剂pH值调整剂:(1)pH值影响矿物表面的电性,因为H+和OH-是各种矿物的定位离子,故pH值影响矿物表面的荷电性质,因而影响有效捕收剂的选择。

(2)pH值对各种浮选药剂活度的影响是由于大多数浮选药剂必须先在矿浆中解离成离子,然后在矿物表面发生作用,有效离子的多少在很大程度上依赖矿浆的pH值。

(3)水溶液中OH-离子既影响捕收剂的解离程度,即有效的捕收剂离子的数量,也影响捕收剂离子在矿物表面的吸附量。

(4)pH值能使某些活化离子形成特定羟基络合物时,被活化矿物的浮选回收率最高。

无机抑制剂:在多金属矿的浮选中,抑制剂的应用特别重要,尤其是混合精矿分离的成败,主要取决于抑制剂的应用是否得当。

抑制剂的种类繁多,有无机化合物,也有有机化合物。

例如氰化物作为无机抑制剂,随pH值升高CN-的浓度增加,抑制作用增强,氰化物的用量减少。

在酸性介质中,CN-减少,抑制作用减弱。

硫酸锌可以作为闪锌矿的抑制剂,但它必须和碱共用才有抑制作用,矿浆的pH值越高抑制作用越强。

重铬酸盐对方铅矿的抑制作用很强。

将几种抑制剂按一定的比例组合在一起使用,是提高抑制剂功效的一种方法。

相关文档
最新文档