概述

泡沫浮选是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术，根据被分离物质的不同可以分为两类：一类是本身具有表面活性的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离，例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离；另一类是本身为非表面活性剂，但可以通过配合或其他方法使其具有表面活性，这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、镉、铁、汞、银等的分离吸收。

泡沫浮选的过程

泡沫浮选的主要过程是气泡带有选择性，但在气液界面粘得不紧的矿粒在矿浆中上升，然后在矿浆面上形成泡沫。把研细的矿物与水混合，在水中加入一种油(例如煤油)，向混合物中鼓人空气产生气泡。含有金属的矿物颗粒对油有吸引力，从而优先被油包覆起来并粘附在泡沫中的空气泡上，随着泡沫漂浮到表面上来，脉石的颗粒则被水沾湿并沉淀到底部，达到分离的目的。采矿业常利用这种方法将碎矿石从岩石中分离出来。

泡沫浮选是一个包括气、固、液三相的系统，浮选是在该体系中完成的复杂的物理化学过程。其中，固相是被分选的矿物；液相为分选介质，主要是水；气相是为了形成气泡，携带矿粒。

常见浮选方法

(1)离子浮选法

由于表面活性剂离子具有一端亲水、另一端疏水的两亲特性，如果它和试液中待富集的痕量离子能生成离子缔合物，这类缔合物就有富集在气液界面的倾向。在试液中通入氮气使生成泡沫，痕量离子就被泡沫浮选。适当控制试液中的pH值、离子强度和表面活性剂浓度(低于临界胶束浓度)，可得到很高的富集效率。

(2)胶体吸附浮选法

用胶体搜集剂吸附被富集的元素，再加入与胶体带相反电荷的表面活性剂，然后通气浮选。常用的胶体有氢氧化铁、氢氧化铝和硫化物等。多孔物质富集是用泡沫塑料、巯基棉、活性炭、分子筛等多孑L物质吸附痕量元素，也可得到很好的富集效果。我国在痕量贵金属的富集和分析中，常采用这一方法。

(3)溶剂气浮分离法

在含有被分离组分的水溶液上部覆盖一层与水不混溶的有机溶剂，当附着有被分离组分的表面活性剂气泡升至水溶液上部，气泡就会溶入有机相或悬浮在两相界面成为第三相，从而分离。溶剂气浮吸光光度法就是把溶剂气浮分离法与吸光光度法相结合，达到高灵敏选择性地测定痕量组分，如Au(m)-l-次甲基蓝离子缔合体系的溶剂气浮吸光光度法。

泡沫浮选方法的应用

(1)分离溶液和处理工业废水中的离子、分子、胶粒等小微粒

分离的对象是具有一定稳定作用的分散系，通过向溶液中加入表面活性物质作为起泡剂，它在气一液界面上吸附，形成了憎水基团向着气相作定向排列，离子层在液相中。与溶液中的离子、分子、胶体粒子的相互作用力是范德华力、氢键和静电作用力等多种作用力的结果。而且对不同的异号离子其吸引力也不一样，这就可以把溶液中某些离子随所形成的泡沫而分离开，即吸附溶液中的离子、分子、胶体，通过鼓泡将其带出，从而实现分离。一般认为，吸附在泡沫表面的表面活性剂与溶质的作用力有两种：一种是表面活性剂与溶质间的离子一离子作用力，它具有良好的选择性和高的提浓率；另一种是离子一偶极间的作用力。泡沫浮选不仅对具有表面活性的物质有效，对非表面活性的物质也可以，只要复合物是疏水的(因为泡沫存在双电层结构，其结构类似于胶体)，复合物就会被静电力吸附在泡沫上。溶液中溶质与表面活性剂亲水基团的亲和受溶剂水的水化作用及各种离子干扰竞争的影响，只有与表面活性剂有较强亲和能力的溶质才能被较好地分离。

(2)回收、富集具有生物活性的物质及其他生物产品的提纯

生物活性物质大多数为蛋白质，蛋白质是一大类具有特定结构的生物大分子，在生物体的生命活动中起着重要的作用。蛋白质具有极性和非极性的基团，属两性生物表面活性剂，在溶液中可以通过控制操作条件选择性地吸附在气液界面上。因此泡沫浮选分离技术可用于从稀溶液中浓缩和分离蛋白质、酶或是其他的生物产品。

总之，泡沫浮选法是一种在工业生产和日常生活中应用很广、很有发展前途的新兴分离技术，随着分析技术的提高，泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离、有价物质的回收方面有更加广泛的应用。