基本介紹
- 中文名：浮選分離法
- 外文名：Flotation separation
- 特點：處理量大，操作方便，分離效果好
- 分類：離子浮選、沉澱浮選和溶劑浮選
- 富集係數：通常為10^4
- 適用對象：欲分離富集的微量組分
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概述
浮選分離是利用氣泡的作用，使溶液中有表面活性的成分或能與表面活性劑結合的非表面活性成分聚集在氣一液界面與母液分離的方法。這種技術用於分析化學僅20多年。由於它具有裝置簡單、分離快速，能處理大量試樣等優點，因此受到普遍的重視。國外已成功地用於工業廢水的淨化，海水中痕量元素的提取，貴重試劑、金屬的回收，高純材料以及環保試樣中痕量元素的預富集等。
機理
浮選分離法的機理比較複雜，在含有待分離的離子或分子的水溶液中加入表而活性劑。通氣鼓泡，一般認為氣泡的氣-液界面上存在定向排列的表而活性劑，表面活性劑非極性的一端向著氣相，極性的一端向著水相。極性一端通過物理作用(如靜電引力)或化學作用(如配位反應)與溶液中被分離的離子形成配離子或沉澱結合，然後被氣泡帶到液面，形成泡沫層。從而達到富集和分離的目的。
分類
離子浮選法
在含有待分離的金屬離子溶液中，加入適當的絡合劑，調至一定酸度，使之形成穩定的絡離子，再加入與絡離子帶相反電荷的表面活性劑，使其形成離子締合物。通入氣泡後，它被吸附在氣泡表面而上浮至溶液表面，微量被分離物就被濃集於液面上泡沫層中，將其與母液分開後便可達到分離的目的。
沉澱浮選法
用少量無機沉澱劑(或有機沉澱劑或控制pH值的方法)將欲分離離子發生沉澱、共沉澱或形成膠體，然後加入與沉澱或膠粒帶相反電荷的表面活性劑，使其親水基團定向於沉澱表面而增加沉澱的疏水性，通入氣泡後，沉澱黏附在氣泡表面浮升至液面而與母液分離，稱為沉澱浮選分離。沉澱浮選分離法簡便快速，特別適用於從大體積極稀溶液中富集痕量元素。
溶劑浮選法
在一定條件下，金屬離子與某些有機配位劑形成疏水性的沉澱，通氣鼓泡，可浮升於液面上。有些可溶於上層有機溶劑中形成真溶液，有些則因不溶而形成第三相。棄去水相。分出有機相或第三相，待測物就被分離富集，稱為溶劑浮選法。又因這一方法兼有離子浮選和三相萃取的性質。故又稱萃取浮選。
裝置和操作
浮選分離法的裝置非常簡單，如圖1所示。圖中(a)用於離子浮選；(b)、(c)用於沉澱浮選；(d)用於溶劑浮選。
圖1 浮選分離法的裝置
圖1 浮選分離法的裝置在進行浮選時，一般通過微孔玻璃砂芯或塑膠篩板送入氮氣或空氣等氣體，使其產生氣泡流，含有待測組分的疏水性物質被吸附在氣/液界面上，隨著氣泡的上升，浮至溶液表面形成穩定的浮渣(沉澱+泡沫)或泡沫層，從而分離出來。離子浮選時，如圖1(a)所示，將泡沫層捕集在盛有消泡劑的接收器中，常用的消泡劑有乙醇、正丁醇等。沉澱浮選時，如圖1(c)所示，用浮渣採取器或玻璃刮勺等捕集。當浮渣或沉澱通不過微孔篩板時，如圖1(b)所示，也可通過浮選池下端的出口將母液排放掉。溶劑浮選時，由於待測物質被氣泡帶入與水溶液不相混溶的有機溶劑中，靜置分層後，或溶於有機溶劑中形成真溶液或不溶而形成第三相，如圖1(d)所示，把下部的水相放掉或棄去水相後再把第三相放出即可。
特點與套用
特點
浮選分離法富集速度快，比沉澱或共沉澱分離快得多，富集倍數大，操作簡便。另外，浮選分離法所需設備比較簡單，可以連續進行，一般在常溫下可以進行操作。因此適用於熱敏性和化學不穩定性物質的分離。另一個優點就是對低濃度組分的分離特別有效，因此特別適用於溶液中低濃度組分的分離回收。這一點具有實際意義，因為很多有價值的物質常常以很低的濃度存在，而在低濃度下，其他分離效果往往較差。
套用
浮選分離法最早用於礦物的浮選，現在還廣泛用於許多不溶性物質和可溶性物質的分離。沉澱氣浮分離法已成功地用於給水淨化和工業規模的廢水處理等。離子氣浮分離法和溶劑氣浮分離法目前在分析化學上套用較多，如用於環境監測中富集。
