初步富集

工業上處理原料時會將所需元素、化合物或混合物與同它共存的基體或對加工過程有干擾的物質分開，並在下一步將分散的所需礦物物質集中起來，這個過程叫做初步富集；要求將所需礦物物質或干擾物儘可能徹底分離，需礦物物質儘可能完全回收。

方法大致包括兩大方面，化學反應和物理過濾吸附沉降。

目的是為了使所需要的礦物（或元素）雜質更少，濃度更高，利於接下來的加工。

基本介紹

• 中文名：初步富集
• 外文名：Preliminary enrichment
• 微生物：能初步富集稀土元素
• 又名：初次富集
• 屬於：富集的初次簡單處理
• 本質：初步富集過程也就是分離過程
• 工業解釋：初步富集就是粗選

定義

工業設備從基礎原料堆中初次吸收並簡單積累某種元素或難分解的化合物，導致該物質的平衡濃度超過環境中濃度的現象，叫初步富集。初步富集是通過增加了需要物質的量，來提高需要物質的濃度的。

套用現狀

在套用科學方面，各種分離技術的套用對於開發寶貴的地下資源起著重要的作用。與能源密切相關的石油工業，其中每一重要生產環節，幾乎都離不開分離科學技術，原子能的利用是在解決了作為核燃料的鈾和鈽的提取以及鈾同位素分離獲得成功之後，才得以蓬勃發展的；近代材料科學（包括電子材料．光纖材料，超導材料，功能材料等）的研究，諸如超純矽、鍺及化合物半導體砷化鎵、磷化鎵的製備提純和分析；高純稀土及其化合物的分離提取和分析等等，均與精餾、區域熔融、溶劑萃取、離子交換、色譜等初步富集分離技術密切相關。稀有、稀散、稀貴金屬的分離提取和分析，亦需採用各種先進的初步富集分離技術。由此可見，初步富集分離技木內容極其豐富，已廣泛套用於化學工業、選礦冶金、農業、醫學等領域、並已形成一門獨立的新學科——分離科學，成為自然科學和套用科學中的一個重要分支。

工業初步富集

銅初步富集舉例

銅的冶煉過程大致可分為：

①初步富集，將硫化物礦進行浮選；

②焙燒，主要反應為： （爐渣）；

③制粗銅，在1200℃發生的主要反應為： ； ；

④電解精煉銅

方法例舉

1.共沉澱富集法

加沉澱劑於試液中，有沉澱生成，痕量元素隨之共沉澱析出，濾出沉澱，並用小體積溶劑溶解，使痕量物質富集。載帶痕量元素的沉澱稱為蒐集劑，也稱載體或共沉澱劑。蒐集劑可分為：

①無機蒐集劑。通常是微溶的金屬硫化物、氫氧化物或含氧酸鹽等。其作用是利用形成混晶或固溶體、沉澱吸附作用、包藏作用，使蒐集劑把痕量元素載帶下來。

②有機蒐集劑。待測金屬離子先和簡單陰離子（例如鹵素離子、硫氰酸根離子等）生成絡陰離子，再與分子量較大的有機陽離子（鹼性染料，如甲基紫、孔雀綠、次甲基藍等）形成難溶的離子締合物，然後被有機陽離子與簡單陰離子所生成的沉澱載帶下來。有機蒐集劑易於灼燒除去，可以不干擾富集後的痕量元素的測定。還有一類有機蒐集劑叫作惰性蒐集劑，如酚酞等，其作用類似固體萃取劑，而與吸附及生成混晶等無關。

2.泡沫浮選法

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。

3.電極凝聚法

電極在適當條件下組成化學電池後通過電解就有某些特定的物質在電極或電極附近聚集，這些物質比在溶液中任何地方的濃度都大，這就是富集。另外，還有些電極具有選擇性的吸附性也同樣使相關物質得到了富集。所以，電極具有富集能力。

4.多孔物質富集

是用泡沫塑膠、巰基棉、活性炭、分子篩等多孔物質吸附痕量元素，也可得到很好的富集效果，中國在痕量貴金屬的富集和分析中，常採用這一方法。

5.其他像色譜法、離子交換、溶劑萃取、升華、揮發、蒸餾、選擇溶解、汞齊作用等，也是常用的富集方法。

例如海水中提取溴，提取出來的溶液一般濃度較小，可以向其中吹入空氣從而使溴以氣體形式出來。

初步富集鈾

富集度又稱加濃度。富集鈾中235U的豐度。按富集度富集鈾可分成低富集（低濃）、中富集（中濃）、高富集（高濃）和超富集（超高濃）鈾。 各國對富集鈾的劃分標準不盡相同,根據國際原子能機構 （IAEA）規定，235U含量小於20%為低富集鈾。不同富集度的富集鈾用途不同，一般輕水堆的燃料富集度在5%左右，快堆（如鈉冷快堆）的燃料富集度較高，為20%左右。而用於武器的富集度至少在90%以上。

濃縮和富集和純化的差異

濃縮主要是指溶液體積的縮小，但溶液內的成分一般沒有變化。

富集主要是指對溶液內某一成分進行濃縮，不僅縮小體積同時減少其他成分的量。

純化則是指將溶液內某一成分與其他成分分離開，溶液體積可能是縮小也有可能是放大。

富集和濃縮都是提高物質的濃度，區別在於是否改變物質的總量。濃縮是通過一定手段，使個體中不需要的部分減少，從而提高需要部分的相對含量。相對與富集，濃縮並沒有增加需要物質的總量，而是減少了不需要物質的量。

實驗待測物初步富集

在定量分析中，常遇到比較複雜的試樣，在測定其中某一組分時，共存的組分便會產生干擾，可通過控制分析條件或採用掩蔽法來消除干擾，若仍無法解決問題.就需要將待測定組分與干擾組分分離，在某些式樣中，待測組分的含量較低，而現有測定方法的靈敏度又不夠高，這時必須對待測組分進行初步富集，然後再進行測定，初步富集過程也就是分離過程。

相關補充

生物富集作用又叫生物濃縮，是指生物體通過對環境中某些元素或難以分解的化合物的積累，使這些物質在生物體內的濃度超過環境中濃度的現象。生物體吸收環境中物質的情況有三種：一種是藻類植物、原生動物和多種微生物等，它們主要靠體表直接吸收；另一種是高等植物，它們主要靠根系吸收；再一種是大多數動物，它們主要靠吞食進行吸收。在上述三種情況中，前兩種屬於直接從環境中攝取，後一種則需要通過食物鏈進行攝取。環境中的各種物質進入生物體後，立即參加到新陳代謝的各項活動中。其中，一部分生命必需的物質參加到生物體的組成中，多餘的以及非生命必需的物質則很快地分解掉並且排出體外，只有少數不容易分解的物質（如DDT）長期殘留在生物體內。生物富集作用的研究，在闡明物質在生態系統內的遷移和轉化規律、評價和預測污染物進入生物體後可能造成的危害，以及利用生物體對環境進行監測和淨化等方面，具有重要的意義。

植物從沉積物中吸收、富集的重金屬，可以用富集係數來反映植物對重金屬富集程度的高低或富集能力的強弱。重金屬富集係數是指植物某一部位的元素含量與土壤中相應。