泡沫分离法解析PPT学习教案.pptx

会计学
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泡沫分离法解析
一、泡沫分离法的分类
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无泡沫分离是指用鼓泡进行分离，但不一定形成泡沫层，可分鼓泡分馏和溶媒浮选。
鼓泡分馏是从塔设备底部通气鼓泡，表面活性物质被气泡富集并上升至塔顶，和液相主体分离，使溶质得到浓缩，液相主体被净化；溶媒浮选是在溶液顶部置有一种与其互不相溶的溶剂，用它来萃取或富集由塔底鼓出的气泡所吸附的表面活性物质。
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)。
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泡沫分馏用于分离溶解物质，它们可以是表面活性剂如洗涤剂，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。由于它的操作和设计面可与精馏相类比，所以称它为泡沫分馏。
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泡沫浮选用于分离不溶解的物质，按照分离对象分类：
（1）矿物浮选，用于矿石和脉石离子的分离。
（2）粗粒浮选和微粒浮选，常用于共生矿中单质的分离，前者粒子直径大致在1～10mm内，后者的粒子直径为1µm—lmm，处理的对象为胶体、高分子物质和矿浆。
③粒子浮选和分子浮选，用于分离非表面活性粒子或分子，需要向体系中加入浮选捕集剂与被分离组分形成难溶或不溶物，然后以浮渣形式将其脱除。
④沉淀浮选，首先利用改变溶液的pH值或加入某种絮凝剂等方法，使需脱除的粒子形成沉淀，再用浮选法将沉淀脱除。
⑤吸附胶体浮选，是以胶体粒子作为捕集剂，选择性吸附所需的溶质，再用浮选法将沉淀除去。
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二 泡沫分离技术的基本原理
 泡沫分离过程是利用待分离物质本身具有表面活性(如表面活性剂)或能与表面活性剂通过化学的、物理的力结合在一起(如金属离子、有机化合物、蛋白质和酶等)，在鼓泡塔中被吸附在气泡表面，得以富集，藉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。可见它的分离作用主要取决于组分在气—液界面上吸附的选择性和程度，其本质是各种物质在溶液中表面活性的差异。
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三 泡沫的形成与性质
(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。当气体在含活性剂的水溶液中发泡时，首先在液体内部形成被包裹的气泡。在此瞬时，溶液中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，该气泡会借浮力上升冲击溶液表面的单分子膜。在某种情况下，气泡也可从表面跳出。此时，在该气泡表面的水膜外层上，形成与上述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。许多气泡聚集成大小不同的球状气泡集合体，更多的集合体集聚在一起形成泡沫。
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。
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(2)泡沫的稳定及层内排液 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流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。
 泡沫的稳定性一般与溶质的化学性质和浓度，系统温度和泡沫单体大小、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。
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(b) o一表面活性剂分子 o亲水基 一亲油基
图14．4 气泡的形成过程
(a)气体在液相内形成的被包裹气泡；(b)单分子膜：(c)双分子层气泡体
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四、泡沫分离的操作方式

泡沫分离的操作是由两个基本过程组成：
（1）待分离的溶质被吸附到气—液界面上；
（2）对被泡沫吸附的物质进行收集并用化学、热或机械的方法破坏泡沫，将溶质提取出来。因此，主要设备为泡沫塔和破沫器。

泡沫分离流程可分为间歇式、连续式两类。
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