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1、第六章第六章 泡沫（泡沫（FoamFoam）分离分离 泡沫分离泡沫分离又称泡沫吸附分离或鼓泡吸附分又称泡沫吸附分离或鼓泡吸附分离，是以气泡为介质离，是以气泡为介质, 依据各组分的依据各组分的表面活性的表面活性的差异差异而分离液体混合物的一种方法。而分离液体混合物的一种方法。1 分离过程：分离过程：气体在气体在待分待分离的离的液液体体中鼓泡中鼓泡，液液体中体中的表面活性物的表面活性物质聚集在气聚集在气泡的表面泡的表面, ,气泡气泡上浮至液上浮至液体体上方形成泡沫上方形成泡沫层, , 泡沫泡沫层经破沫后得到含经破沫后得到含表面活性表面活性物物质的泡沫液（部分泡沫的泡沫液（部分泡沫液回流，类似于精馏
2、）液回流，类似于精馏）。 当当被被分离的物分离的物质不是表不是表面活性物面活性物质时, ,可以可以通通过加加入能与它入能与它结合的合的表面活性表面活性剂后进行泡沫分离。后进行泡沫分离。 2泡沫分离的分类泡沫分离的分类（1）泡沫分馏泡沫分馏（即通常所指的泡沫分离）：用于溶（即通常所指的泡沫分离）：用于溶液分离。液分离。（2）泡沫浮选泡沫浮选：用于不溶解物质的分离：用于不溶解物质的分离, 又可分为：又可分为： 矿物浮选矿物浮选 离子或分子浮选：用于分离非表面活性的离子或离子或分子浮选：用于分离非表面活性的离子或分子分子, 先加入浮选捕集剂（如絮凝剂）与被分离组分先加入浮选捕集剂（如絮凝剂）与被分离
3、组分形成难溶或不溶物形成难溶或不溶物, 然后用浮选法将其除去。然后用浮选法将其除去。（3）无泡沫吸附分离无泡沫吸附分离：指用鼓泡方法进行分离：指用鼓泡方法进行分离, 但不但不一定形成泡沫层。一定形成泡沫层。3泡沫浮选槽泡沫浮选槽4气泡与泡沫的形成气泡与泡沫的形成 气体在含有表面活性剂的水溶液中发泡时，活性剂气体在含有表面活性剂的水溶液中发泡时，活性剂会在气泡表面形成会在气泡表面形成单分子膜单分子膜（亲水基向外，亲油基向（亲水基向外，亲油基向内内),),因为气液界面上也形成单分子膜，所以当气泡从因为气液界面上也形成单分子膜，所以当气泡从气液界面逸出时，表面会形成气液界面逸出时，表面会形成双分子膜
4、双分子膜，双膜之间夹，双膜之间夹带有溶液。带有溶液。 泡沫是气泡的聚集体，气泡与气泡之间以液体薄膜泡沫是气泡的聚集体，气泡与气泡之间以液体薄膜隔开。隔开。5气泡气泡上升上升泡沫泡沫6 泡沫分离流程泡沫分离流程破沫方式破沫方式：液体喷洒、液体喷洒、离心、高速旋转盘、超离心、高速旋转盘、超声波、加热、振动等。声波、加热、振动等。（1）间歇式（分批式）间歇式（分批式）7又分为三种操作模式又分为三种操作模式:浓缩塔浓缩塔（精馏塔（精馏塔, 进料在塔底）：使塔顶泡沫液中被进料在塔底）：使塔顶泡沫液中被提物的浓度得到尽可能的提高（浓缩）。提物的浓度得到尽可能的提高（浓缩）。提取塔提取塔（提馏塔，进料在塔顶
5、）：（提馏塔，进料在塔顶）： 使塔底残液中被提使塔底残液中被提物的浓度尽可能降低，提高被提物的提取率。物的浓度尽可能降低，提高被提物的提取率。复合塔复合塔（全馏塔，进料在塔中部）：（全馏塔，进料在塔中部）： 兼顾浓缩和提取。兼顾浓缩和提取。（2 2）连续式）连续式8(精馏塔精馏塔)(提馏塔提馏塔)(全馏塔全馏塔)910影响泡沫分离的主要因素影响泡沫分离的主要因素 u表面活性剂的性质和浓度表面活性剂的性质和浓度：浓度一般控制在度一般控制在临界胶界胶束束浓度度以下以下附近附近。浓度浓度过过低低, ,泡沫层不稳定泡沫层不稳定；浓度；浓度过高高, ,会在液相中形成胶束会在液相中形成胶束（而不是吸附在气
6、泡周围）使（而不是吸附在气泡周围）使分分离效果下降。离效果下降。u添加添加剂剂：除表面活性剂外，：除表面活性剂外，还经常添加各种常添加各种辅助助试剂如起泡如起泡剂、活化、活化剂、抑制、抑制剂、絮凝、絮凝剂等以提高分离效等以提高分离效果。果。u温度温度: : 每种表面活性物每种表面活性物质都有一定的起泡温度都有一定的起泡温度, ,高于高于该温度温度, , 起泡性起泡性变变差差。温度温度也也影响泡沫的稳定性。影响泡沫的稳定性。u其它其它：溶液：溶液pHpH、离子强度、气液流量、气泡大小等。离子强度、气液流量、气泡大小等。11泡沫分离的泡沫分离的优缺点优缺点n优点优点：设备和操作比较简单、能耗低、投
7、资：设备和操作比较简单、能耗低、投资少、成本低。尤其适合低浓度（如少、成本低。尤其适合低浓度（如ppmppm级）条级）条件下表面活性物质的分离回收。件下表面活性物质的分离回收。n缺点缺点：泡沫分离塔内的返混影响分离效率；：泡沫分离塔内的返混影响分离效率；分离非表面活性物质时添加的表面活性剂的分离非表面活性物质时添加的表面活性剂的回收问题。回收问题。 12泡沫分离的泡沫分离的应用应用n矿物浮选矿物浮选：是泡沫分离是泡沫分离应用最广的用最广的领域域。n废水处理废水处理：废水中表面活性剂、：废水中表面活性剂、CODCOD、色素、有色素、有机物的除去及机物的除去及铜、锌锌、镉、铬、汞等金属镉、铬、汞等金属的分离的分离回收回收，含放射性元素的含放射性元素的废水水处理理等。等。n海水中海水中铀、钼、锌钼、锌、铜等的富集等的富集。 n生物医生物医药：蛋白蛋白质、酶酶、病毒、病毒、细菌菌等等的分离的分离。13典型问答题典型问答题1.1.何谓渗透？何谓反渗透？何谓渗透？何谓反渗透？2.2.何谓超滤过程的浓差极化？何谓超滤过程的浓差极化？说明并画出示意明并画出示意图。3.3.简述电渗析的基本原理。简述电渗析的基本原理。4.4.何谓固定床吸附过程的透过曲线？何谓固定床吸附过程的透过曲线？ 5.5.简述分子蒸馏的原理，画出示意图。简述分子蒸馏的原理，画出示意图。14
