基本介紹
- 中文名：泡沫浮選法
- 外文名：foam flotation
- 原理：被分離物質的天然表面活性之差
- 分類：離子浮選法膠、體吸附浮選法
- 套用：分離溶液和處理工業廢水
- 常見分離物：白蛋白、血紅蛋白、過氧化氫酶
概述,泡沫浮選的過程,常見浮選方法,泡沫浮選方法的套用,
概述
泡沫浮選是一項利用物質在氣泡表面上吸附性質的差異進行分離的技術，根據被分離物質的不同可以分為兩類：一類是本身具有表面活性的分離以及各種天然或合成表面活性劑的分離，例如醫藥生物工程中蛋白質、酶、病毒的分離；另一類是本身為非表面活性劑，但可以通過配合或其他方法使其具有表面活性，這類體系的分離被廣泛地用於工業污水中各種金屬離子如銅、鋅、鎘、鐵、汞、銀等的分離吸收。
泡沫浮選的過程
泡沫浮選的主要過程是氣泡帶有選擇性，但在氣液界面粘得不緊的礦粒在礦漿中上升，然後在礦漿面上形成泡沫。把研細的礦物與水混合，在水中加入一種油(例如煤油)，向混合物中鼓人空氣產生氣泡。含有金屬的礦物顆粒對油有吸引力，從而優先被油包覆起來並粘附在泡沫中的空氣泡上，隨著泡沫漂浮到表面上來，脈石的顆粒則被水沾濕並沉澱到底部，達到分離的目的。採礦業常利用這種方法將碎礦石從岩石中分離出來。
泡沫浮選是一個包括氣、固、液三相的系統，浮選是在該體系中完成的複雜的物理化學過程。其中，固相是被分選的礦物；液相為分選介質，主要是水；氣相是為了形成氣泡，攜帶礦粒。
常見浮選方法
(1)離子浮選法
由於表面活性劑離子具有一端親水、另一端疏水的兩親特性，如果它和試液中待富集的痕量離子能生成離子締合物，這類締合物就有富集在氣液界面的傾向。在試液中通入氮氣使生成泡沫，痕量離子就被泡沫浮選。適當控制試液中的pH值、離子強度和表面活性劑濃度(低於臨界膠束濃度)，可得到很高的富集效率。
(2)膠體吸附浮選法
用膠體蒐集劑吸附被富集的元素，再加入與膠體帶相反電荷的表面活性劑，然後通氣浮選。常用的膠體有氫氧化鐵、氫氧化鋁和硫化物等。多孔物質富集是用泡沫塑膠、巰基棉、活性炭、分子篩等多孑L物質吸附痕量元素，也可得到很好的富集效果。我國在痕量貴金屬的富集和分析中，常採用這一方法。
(3)溶劑氣浮分離法
在含有被分離組分的水溶液上部覆蓋一層與水不混溶的有機溶劑，當附著有被分離組分的表面活性劑氣泡升至水溶液上部，氣泡就會溶入有機相或懸浮在兩相界面成為第三相，從而分離。溶劑氣浮吸光光度法就是把溶劑氣浮分離法與吸光光度法相結合，達到高靈敏選擇性地測定痕量組分，如Au(m)-l-次甲基藍離子締合體系的溶劑氣浮吸光光度法。
泡沫浮選方法的套用
(1)分離溶液和處理工業廢水中的離子、分子、膠粒等小微粒
分離的對象是具有一定穩定作用的分散系，通過向溶液中加入表面活性物質作為起泡劑，它在氣一液界面上吸附，形成了憎水基團向著氣相作定向排列，離子層在液相中。與溶液中的離子、分子、膠體粒子的相互作用力是范德華力、氫鍵和靜電作用力等多種作用力的結果。而且對不同的異號離子其吸引力也不一樣，這就可以把溶液中某些離子隨所形成的泡沫而分離開，即吸附溶液中的離子、分子、膠體，通過鼓泡將其帶出，從而實現分離。一般認為，吸附在泡沫表面的表面活性劑與溶質的作用力有兩種：一種是表面活性劑與溶質間的離子一離子作用力，它具有良好的選擇性和高的提濃率；另一種是離子一偶極間的作用力。泡沫浮選不僅對具有表面活性的物質有效，對非表面活性的物質也可以，只要複合物是疏水的(因為泡沫存在雙電層結構，其結構類似於膠體)，複合物就會被靜電力吸附在泡沫上。溶液中溶質與表面活性劑親水基團的親和受溶劑水的水化作用及各種離子干擾競爭的影響，只有與表面活性劑有較強親和能力的溶質才能被較好地分離。
(2)回收、富集具有生物活性的物質及其他生物產品的提純
生物活性物質大多數為蛋白質，蛋白質是一大類具有特定結構的生物大分子，在生物體的生命活動中起著重要的作用。蛋白質具有極性和非極性的基團，屬兩性生物表面活性劑，在溶液中可以通過控制操作條件選擇性地吸附在氣液界面上。因此泡沫浮選分離技術可用於從稀溶液中濃縮和分離蛋白質、酶或是其他的生物產品。
總之，泡沫浮選法是一種在工業生產和日常生活中套用很廣、很有發展前途的新興分離技術，隨著分析技術的提高，泡沫浮選技術必將在稀溶液的分離、有價物質的回收方面有更加廣泛的套用。
