一、離子浮選
離子浮選的基礎(chǔ)是表面活性劑在液—氣界面吸附和目的物與表面活性劑之間發(fā)生作用。若分離物就是表面活性劑本身,則只有前一作用。
(一)表面活性劑在液—氣界面的吸附
異*性的表面活性劑分子在水—氣界面或水—油界面上定向排列,*性端朝水,非*性端向氣或油,形成正吸附,顯著降低水的表面能。
二、影響表面活性劑吸附量Γ的因素
吸附量Γ直接關(guān)系到離子浮選的分選效率。影響Γ的大小的因素大體上有以下三方面。
(一)表面活性劑的結(jié)構(gòu)
表面活性劑的結(jié)構(gòu)包括*性基與非*性基結(jié)構(gòu)。*性基主要決定表面活性劑分子斷面大小和對目的離子分子的作用形式,因而直接影響*大吸附量Γx ;非*性基主要決定藥劑的疏水性能即表面活性,分子結(jié)構(gòu)也影響臨界膠束形成及臨界膠束濃度(CMC)大小。表面活性劑中*性基的數(shù)目或雙鍵、三鍵數(shù)目增加,將減少表面活性劑的疏水性,因而將減少表面活性劑在液—氣界面的吸附。
(二)表面活性劑濃度
吸附量與表面活性劑濃度之比Γ/C稱為富集比,也稱為分配系數(shù)。富集比作為表面活性劑濃度的函數(shù)示于圖2,在低濃度時,富集比Γ/C較高,在一定濃度之后開始降低。加入少量表面活性劑時,表面活性劑分子或離子大都吸附在液—氣界面上,殘留在溶液中的數(shù)量*少,體系的自由能*大限度降低。隨著表面活性劑用量的增加,在液—氣界面上的吸附逐漸趨于飽和。留在溶液中的相對數(shù)量逐漸增加,富集比開始降低,當液氣界面上達到吸附飽和時,多余的表面活性劑全部留在溶液中,富集比進一步降低。當達到生成臨界膠束的臨界濃度(CMC)后,雖然濃度增加,但呈分子或離子態(tài)組分的濃度并沒有增加,液—氣界面上吸附密度及表面能不改變,因而Γ/C迅速降低,出現(xiàn)折點。要獲得高的分選效率,需控制表面活性劑濃度在CMC以下。由于表面活性劑在低濃度下具有高的富集比,因而離子浮選特別適于低濃度物料的分離。
( 三)介質(zhì)環(huán)境影響
介質(zhì)環(huán)境影響包括離子強度、pH值、介質(zhì)溫度等。通常離子強度的增加或溫度降低將增加表面活性劑在各種界面上的分配率。但另一方面,離子強度的增加還可促進膠束的形成,從而降低富集比。此外,離子強度還影響泡沫的穩(wěn)定性,泡沫間水的流失等因素,因而介質(zhì)環(huán)境因素對表面活性劑在液氣界面的吸附影響比較復雜,需具體對待。