新型分離技術在冶金中的應用

新型分離技術在冶金中的應用現(xiàn)代有色冶金工程專題講座—冶金工程高萌1分離技術概述膜分離1.21.4萃取分離31.1色譜分離31.331.5其它分離技術

電化學分離1.1萃取分離萃取分離

是將樣品中的目標化合物選擇性地轉移到另一相中或選擇性地保留在原來的相中（轉移非目標化合物），從而使目標化合物與原來的復雜基體相互分離的方法。利用物質在兩相中的溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉移到另外一種溶劑中而使其分離的技術。種類：溶劑萃取固相萃取超臨界流體萃取1.1.1溶劑萃?。ㄒ阂狠腿。├貌煌镔|在互不相溶的兩相（水相和有機相）間的分配系數(shù)的差異，使目標物質與基體物質相互分離。萃取三步驟：第一步，水相中的被萃取溶質與加入的萃取劑生成可萃取化合物（也稱萃合物，通常是配合物）；第二步，在兩相界面萃合物因疏水分配作用進入有機相；第三步，萃合物在有機相中發(fā)生化學反應。溶質最終在兩相間達到動態(tài)分配平衡。萃取體系萃取體系由有機相和水相組成，有機相比重小，水相比重大，按比重差分為兩個液層，互不相溶的相與相之間有界面，用機械方法可分開，達到分離的目的。萃取體系可以表示為：被萃取物（起始濃度范圍）/水相組成/有機相組成（萃合物的分子式）主要萃取體系有：簡單分子萃取體系、高溫液—液萃取體系、中性配合萃取體系、離子締合體系、協(xié)同萃取體系等①

簡單分子萃取體系

I2/H2O/CCl4

TBP/H2O/煤油

HTTA/H2O/C6H6特點：

1）溶劑與被萃物之間無任何化學反應，被分配的物質在兩相的分子狀態(tài)相同。

2）在兩相的分配主要取決于被分配物質在兩相中溶解度差異。應用：1）有機化合物的分離提純

2）制藥工業(yè)生產(chǎn)抗菌素

3）冶金中回收萃取劑②高溫液—液萃取體系M(NO3)X/LiNO3+KNO3/TBP－多聯(lián)苯150℃LiNO3+KNO3低共熔點混合物（熔點為130℃）M：Eu、Nd萃取分配比可提高100～1000倍。存在問題：設備難以解決，萃取劑揮發(fā)損失大。③中性配合萃取體系是指被萃取物與萃取劑形成中性配合物后被萃取到有機相的體系。如果用表Mn+示水溶液中的金屬陽離子，用L-表示水溶液中能夠與陽離子結合的一價陰離子，加入的中性萃取劑為R，則中性配合萃取反應可表示為：

Mn++nL-+mR=MLn·mR應用：萃取強酸萃取金屬離子④離子諦合萃取體系是指陰離子和陽離子在水相中相互締合后進入有機相的體系。特點：1.萃取劑為堿性萃取劑胺類：RNH2R2NHR3N[R3NCH3]Cl含氧類萃取劑：醇（R-OH）、醚（R-O-R）、酮、酯2.被萃取的金屬以絡陰離子形式被萃取[FeCl4]?[CoCl4

]2?[TaF6]?3.萃取機理是以離子締合體形式被萃取或者為陰離子交換萃取[FeCl4]?+[R3NH]+?[R3NH][FeCl4]應用實例N235萃取除Fe25%N235+15%ROH+60%煤油相比：O/A=1：3反萃液：H2ON235：高分子胺，比重大，粘度大以煤油為稀釋劑，改善物理性能由于萃取劑及萃合物不能很好地溶解于煤油中，會出現(xiàn)三相，需要添加高碳醇。CO2+/Ni2+

分離CO2+，具有陰離子化的特性CO2++4Cl-→CoCl42-

萃入有機相［Cl-]>300g/l,CO2+萃取完全，而Ni2+

仍不被萃取，從而CO2+和Ni2+

分離

各種原料液除Fe乙醚萃鐵仲辛醇萃取除Fe⑤協(xié)同萃取體系兩種或兩種以上萃取劑混合使用，測得的分配比稱為D協(xié)，各個萃取劑在相同條件下單獨使用時的分配比為D1,D2……DnD協(xié)＞D1+D2+……+Dn有協(xié)同效應D協(xié)＜D1+D2+……+Dn無協(xié)同效應凡是具有協(xié)同效應的萃取體系，稱為協(xié)同萃取體系。目的：提高萃取能力萃取操作方法①單級萃取法

取一定體積的被萃取溶液，加入適當?shù)妮腿{(diào)節(jié)至應控制的酸度。然后移入分液漏斗中，加入一定體積的溶劑，充分振蕩至達到平衡為止。靜置待兩相分層后，輕輕轉動分液漏斗的活塞、使水溶液層或有機溶劑層流人另一容器中，使兩相彼此分離。②連續(xù)萃取實驗技術連續(xù)萃取是將含有被分離物質的水相與有機相多次接觸以提高萃取效率的萃取操作方式。液液轉盤萃取塔塔的頂部和底部是澄清區(qū)，塔的中段為萃取區(qū)。互相接觸的兩種液體，可以間歇加入，也加連續(xù)加入，一般都用連續(xù)加入的方法。當采用并流操作時，兩種液體同時從塔頂或者塔底加入塔內(nèi)，當采用逆流操作時，不管間隙加料還是連續(xù)加料，都是重液從塔頂進入，輕液從塔底進入，這時，輕液和重液都可作為連續(xù)相。工藝流程振動篩板萃取裝置溶劑萃取新技術①液相微萃取1996年Cantwell等提出微液-液相微萃取法(MD—LPME)。1999年Pedersen-Bjergaard等提出了中空纖維膜-液相微萃取法(HF～LPME)，由于中空纖維膜的保護，有機相比較穩(wěn)定，且不容易被雜質污染.

LPME原理：兩相萃取和三相萃取水-膜-有機相萃取水-膜-水相萃?、谖⒉ㄝo助溶劑萃取

微波萃取是指在微波能的作用下，用有機溶劑將樣品基體中的待測組分溶出的過程。③加速溶劑萃取通過改變萃取條件，以提高萃取效率加快萃取速度的新型高效的萃取方法。改變萃取條件是指提高萃取的溫度和壓力。

1.1.2雙水相萃取

聚合物的不相容性導致雙水相的產(chǎn)生。空間阻礙作用，相互間無法滲透，不能形成單一的水相。雙水相萃取分離銠(Rh)銥(Ir)—萃取銠陰離子

肖宏展等以2-硫基苯并噻唑(MBT)為絡合劑，用熔融萘萃取痕量的鉑和銠，找出了最佳的pH值、加熱時間、萘的用量、MBT的用量、振蕩時間、相比。絕大部分的共存離子對銠(Ⅷ)的萃取無影響，萃取率可達95%以上。高云濤等研究了丙醇－(NH4)2SO４水液－液體系對鉑(Ⅷ),鈀(Ⅷ),鍺(ⅣA)和金(ⅠB)氯化亞錫絡陰離子的萃取行為及體系在鹽酸介質中的分相條件，體系對Pt,Pb,Rh和Au的萃取率分別為99.4%,99.0%,98.3%,99.8%。在該條件下對Ir萃取率小于2.0%，可用于Pt,Pb,Rh,Au與Ir的分離。以上兩種分離銠銥的方法使用了雙水相體系，可對銠(Ⅷ)定量萃取，克服了以往過多的使用有機試劑來萃取銠(Ⅷ)，對環(huán)境無污染，對人體無害，無須進行反萃取、更加簡單、快速、且分相清晰，因此，利用雙水相體系分離銠銥有很好的應用前景。1.2.3溶劑微膠囊萃取把微膠囊技術用到了溶劑萃取中，產(chǎn)生了溶劑微膠囊技術，即在微膠囊形成過程中將用于萃取的溶劑包覆于為膠囊的空腔中。利用微膠囊進行萃取的方法為溶劑微膠囊萃取。用于金屬離子的分離、有機酸萃取、藥物分離等。實例：利用溶劑微膠囊萃取分離有機酸和氧氟沙星。利用P204溶劑微膠囊萃取氧氟沙星一次萃取的萃取效率可達80%以上。1.1.4固相萃取簡稱SPE，利用被萃取物質在液固兩相間的分配作用進行樣品前處理。自動固相萃取裝置----萃取小柱、真空萃取箱和真空泵固相萃取過程：柱子活化上樣干擾物洗脫目標物洗脫固相微萃取固相微萃取是在SPE基礎上發(fā)展起來的新的萃取分離技術。平時萃取頭收縮在手柄內(nèi)，當萃取樣品時，露出萃取頭浸在樣品中，或置于樣品上空進行定空萃取，有機物就會吸附在萃取頭上，經(jīng)2～30min后吸附達平衡，萃取頭收縮回鞘內(nèi)，把固相微萃取裝置撤離樣品，完成萃取過程。平衡1.1.5膠團萃取膠團是雙親（既親水又親油）物質在水或有機溶劑中自發(fā)形成的聚集體。當向水溶液中加入表面活性劑達到一定濃度（CMC）時就會形成表面活性劑聚集體，即膠團。膠團萃取是被萃取物以膠團（或膠體）形式從水相被萃取到有機相的溶劑萃取方法。長期以來限于氯仿萃取膠體金，乙醚或氯仿萃取膠體銀，硫酸鋇等。反膠團萃取(a)單層(b)雙層(c)液晶相(薄層)(d)氣泡型

(e)正相微膠團(f)反相微膠團表面活性劑在溶液中的不同聚集體反膠團是兩性表面活性劑在非極性有機溶劑中親水性基團自發(fā)地向內(nèi)聚集而成的，內(nèi)含微小水滴的，空間尺度僅為納米級的集合型膠體。1.1.6超臨界流體萃取超臨界流體：當物質處于其臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上時，即使繼續(xù)加壓，也不會液化，只是密度增加而已，但它具有類似液體的性質，而且還保留了氣體的性能，這種狀態(tài)的流體被稱為超臨界流體。原理超臨界流體萃取是利用超臨界條件下的流體（即超臨界流體）作為萃取劑，從環(huán)境樣品中（固體或液體）萃取出待測組分的分離技術。原理：在臨界點附近溫度和壓力的微小變化會引起超臨界流體密度的顯著變化，從而使超臨界流體溶解物質的能力發(fā)生顯著變化。通過調(diào)節(jié)溫度和壓力，人們就可以選擇性地將樣品中的物質萃取出來。工藝應用超臨界流體萃取主要用于有機化合物的萃取。由于二氧化碳是非極性物質，所以不能用于金屬離子的直接萃取，但可將金屬離子衍生為金屬螯合物后再進行萃取，這就要求衍生后得到的金屬螯合物在超臨界流體中有較大的溶解度和穩(wěn)定性。1.2膜分離技術膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現(xiàn)選擇性分離的技術。膜技術種類UF（微孔過濾，1930）DD（擴散滲析，1940）ED（電滲析，1950）EM（膜電解）BP（雙極膜）EDI（電去離子）RO（反滲透，1960）膜技術UF（超濾，1970）MF（微濾）MD（膜蒸餾）GP（氣體分離，1980）NF（納濾，1990）半透膜膜：兩相之間的一個不連續(xù)區(qū)間，膜必須對被分離物質有選擇透過的能力。半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔。膜結構對稱膜與不對稱膜膜材料天然材料：各種纖維素衍生物人造材料：各種合成高聚物

特殊材料：復合膜，無機膜,不銹鋼膜，陶瓷膜無機膜材料

無機膜：主要只有微濾和超濾級別的膜，即陶瓷膜和金屬膜。特別是超濾陶瓷膜，已經(jīng)在很多行業(yè)得到應用，如重金屬廢水處理與回收。不對稱膜：礦物質和硅酸鹽。由多孔煅燒碳載體與幾個懸浮層的金屬氧化物（氧化鉻）形成。膜的制備①致密對稱膜熔壓法溶劑澆鑄法②微孔濾膜自然蒸發(fā)凝凍法（相轉化法）燒結法熱壓延流法溶出法核徑跡法③復合膜界面聚合法就地聚合法溶液澆鑄復合法等離子體聚合法④荷電膜熱壓成型從荷電材料直接制備含浸與膜材料化學反應表面化學改性浸涂離子交聯(lián)⑤無機膜化學提取法（刻蝕法）溶膠凝膠法高溫分解法固態(tài)粒子燒結法陶瓷復合膜⑥聚合物膜中空纖維膜制備管膜制備膜片制備1.2.1微濾、超濾和納濾都是以壓力差為推動力的膜分離過程。微率和納濾都是在壓差推動下進行的篩孔分離過程，原理上沒有本質差別，都是在一定的壓力作用下，當含有高分子溶質和低分子溶質的混合液流過膜表面時，溶劑和小于膜孔的低分子溶質（如無機鹽）透過膜，成為滲透液被收集；大于膜孔的高分子溶質（如有機膠體）則被膜截留而作為濃縮液被回收。微濾超濾納濾納濾有所不同，除截留篩分之外，由于納濾膜表面分離層由聚電解質構成，對離子有靜電相互作用，因此對無機鹽有一定截留率。1.2.2反滲透滲透是指在相同外加電壓下，當溶液與純?nèi)軇┍话胪改じ糸_時，純?nèi)軇ㄟ^半透膜使溶液濃度降低的現(xiàn)象當加在溶液上的壓力超過了滲透壓，溶液中的溶劑會向純?nèi)軇┓较蛄鲃樱@個過程叫反滲透。。滲透和反滲透1.2.3透析(滲析)透析是一種擴散控制的，以濃度梯度為驅動力的膜分離方法?？捎糜陔娊忏~冶煉中硫酸的回收1.2.4電滲析電滲析的核心是離子交換膜。在直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，實現(xiàn)溶液的淡化、濃縮及鈍化；也可通過電滲析實現(xiàn)鹽的電解，制備氯氣和氫氧化鈉等。電滲析裝置示意動畫食鹽生產(chǎn)電滲析器示意圖原理陰膜只讓陰離子穿過；陽膜只讓陽離子穿過電極兩側會發(fā)生氧化還原反應陰極還原反應2H++2e→H2↑陰極室溶液呈堿性結垢陽極氧化反應4OH-→O2+2H2O+4e陽極室溶液呈酸性腐蝕直流電場的作用下，溶液中的離子作定向遷移；離子交換膜具有選擇透過性

電滲析的極化現(xiàn)象電滲析過程中，膜內(nèi)反離子的遷移數(shù)大于溶液中的遷移數(shù)，從而造成淡水室中在膜與溶液的界面處形成離子虧空現(xiàn)象，當操作電流密度增大到一定程度時，主體溶液內(nèi)的離子不能迅速補充到膜的界面上，從而迫使水分子電離產(chǎn)生H+和OH-來負載電流，這就是電滲析的極化現(xiàn)象。濃差極化對策：提高膜面剪切力，減少邊界層厚度

改變流速、液體黏度、通道的水力直徑和長度等透過快的組分透過慢的組分推動力膜濃度極化示意圖電滲析裝置類型①管式②中空纖維式③平板式④卷式（螺旋式）平板式構造截留液透過液料液膜支撐板隔板平板式膜組件板式反滲透膜裝置(生產(chǎn)型)內(nèi)壓管式：多孔管膜料液外壓管式：料液內(nèi)壓式：膜涂在管內(nèi)，料液由管內(nèi)走；外壓式：膜涂在管外，料液由管外間隙走。管式膜組件組件的進出料示意圖多通道組件組件外殼滲透液原料液滲透液滲余液滲透液墊圈管式膜結構圖管式膜工業(yè)設備圖:卷式膜組件1.2.5液膜分離液膜分離法（液膜萃取法）——它是一種以具有選擇透過性的液態(tài)膜為分離介質,以濃度差為推動力的液體混合物的膜分離操作。液膜的發(fā)展經(jīng)歷了液膜、乳化液膜、含流動載體乳化液膜三個階段。按形態(tài)不同可分為液滴型、乳化型、隔膜型。按組成可分為油包水型（W/O）和水包油型（O/W）按傳質機理分為無載體輸送的液膜和有載體輸送的液膜。液膜的組成與類型1.支撐型液膜：此類液膜目前主要用于物質的萃取。

類型：2.單滴型液膜：其結構為單一的球面薄層，根據(jù)成膜材料可分為水膜和油膜兩種。3.乳液型液膜：一般情況下乳液顆粒直徑為0.1～1mm，液膜本身厚度為1～10μm。根據(jù)成膜材料也分為水膜和油膜兩種。機理①選擇性滲透。利用混合物中各組分透過液膜的滲透速率的差別，滲透實現(xiàn)組分分離，如烷烴與芳烴的液膜分離。液膜AB料液(a)②內(nèi)相有化學反應。被分離組分A透過液膜后與內(nèi)相中的反萃劑R發(fā)生化學反應，反應產(chǎn)物P不能透過液膜。如用液膜分離法使廢水脫酚時，酚透過液膜后與內(nèi)相中的NaOH反應生成酚鈉。料液C試劑(R)C+RP(b)③膜內(nèi)添加活動載體。載體R1作為組分A在膜內(nèi)傳遞的媒介。載體相當于萃取劑中的萃取反應劑，在外相與液膜的界面處，與滲透組分A生成絡合物P1,P1在液膜內(nèi)擴散到內(nèi)相與液膜的界面,與內(nèi)相中的反萃劑R2作用而發(fā)生解絡,組分A進入內(nèi)相;解絡后的載體在液膜內(nèi)擴散返回外相與液膜界面，再一次進行絡合。這方面的試驗研究有鈾的提取和含鉻廢水的處理等。膜中試劑(R1)料液試劑(R2)D+R1P1D+R2P2P1(c)液膜分離流程液膜分離裝置根據(jù)液膜類型的不同而分為：支撐液膜設備和乳液膜設備兩類。乳液膜分離的操作過程分為四個階段:制備液膜、液膜萃取、澄清分離、破乳。

液膜分離技術應用：從鈾礦浸出液中提取鈾：

鈾礦的硫酸浸出液中,以UO2(SO4)34-的形式存在,含有萬分之幾至千分之幾的鈾。此外,還含有Fe2+、Fe3+、VO3-和MoO42-等。所用液膜為支撐液膜。將原料中的VO3-還原成V4+,然后送進液膜分離器,鈾將與載體絡合被傳輸?shù)交厥障?而釩則殘留在原料相中被分開。當鈾和鉬分離時,向原料液中添加NaCl來阻撓鈾同載體的絡合,從而抑制了被膜相萃取的效果。含酚廢水的處理：含酚廢水產(chǎn)生于焦化、石油煉制、合成樹脂、化工、制藥等工業(yè)部門,采用液膜分離技術處理含酚廢水效率高、流程簡單。采用油包水型乳液膜,以NaOH水溶液作為內(nèi)相,中性油作為膜相。典型的傳質機理為內(nèi)相有化學反應的過程。膜分離技術在冶金工業(yè)中應用在冶金工業(yè)中，膜技木已在采礦、選礦、冶煉、材料及加工各專業(yè)領域得到不同程度的應用。

除在鋼鐵工業(yè)中應用外，膜技術的應用及試驗研究已涉及Cu、Ni、Co、Pb、Zn、Sn、Au、Ag、Al、Mg、Li、W、Mo、Ti、Ta-Nb、Re、RE、V及U，多種有色、稀有及放射性元素。

Phase1Phase2Phase3膜技術處理軋制乳化油廢水、焦化廢水、冶煉企業(yè)廢水站廢水、礦坑廢水、及選礦廠尾砂壩廢水，從中回收工業(yè)用水。從含有價金屬的工業(yè)廢水及稀溶液中用膜技術回收有價金屬用各種有機，陶瓷及金屬膜技術濃縮及精過濾生產(chǎn)料液，及用膜蒸餾進行溶液高倍濃縮。冶金工業(yè)中應用膜技術前景較明確的新工藝

Phase4Phase5Phase6用于酸鹽分離或堿鹽分離，實現(xiàn)綠色冶金過程用納濾或一價離子選擇性透過交換膜或增強超濾等技術實現(xiàn)不同大小，價態(tài)離子分離用膜技術實現(xiàn)金屬無機鹽的轉型及廢鹽劈裂為酸或堿回用

Phase7Phase8Phase9應用功能膜作隔膜分開反應物與生成物（包括隔膜電解，隔膜萃取及電池隔膜）用氣體分離膜制備和處理冶金工業(yè)用氣體（如SO2，H2S，O2，N2，H2，CO2，NH3，

惰性氣體）冷凝水處理的方法,海水淡化中的濃水處理方法,滲透汽化等對發(fā)展新冶金過程有參考意義的膜技術

1.3色譜分離色譜分離技術是基于不同物質在由固定相和流動相構成的體系中具有不同的分配系數(shù)，在采用流動相洗脫過程中呈現(xiàn)不同保留時間，從而實現(xiàn)分離。

流動相與固定相聚集態(tài)裝置1.4電化學分離法根據(jù)原子或分子的電性質以及離子的帶電性質和行為進行化學分離的方法。內(nèi)容包括：自發(fā)電沉積、電解分離法、電泳分離法、電滲析分離法、化學修飾電極分離富集法、溶出伏安法及控制電位庫侖分離法等。1.4.1自發(fā)電沉積一種元素的離子自發(fā)地沉積在另一種金屬電極上的過程。應用：用電極電位較負的金屬將金屬鹽水溶液或某些不溶鹽懸浮液中電極電位較正的金屬離子還原成金屬。從電化學機理看，置換過程類似于電結晶過程。電化學置換法用于自浸出液中回收金屬。

1.4.2電解分離法

電解分離法是將被測溶液置于電解裝置中進行電解，使被測離子在電極上以金屬或其它形式析出。1.4.3電泳分離法電泳是在電場作用下，電解質溶液中的帶電粒子向兩極作定向移動的一種電遷移現(xiàn)象。電泳分離的依據(jù)是帶電粒子在遷移率（單位電場強度下粒子的運動速度）上的差別毛細管電泳HV-高壓電源；Pt-鉑電極；DA-數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；C-毛細管；D-柱檢測器；E-電極槽；S-樣品1.4.4化學修飾電極分離富集法通過化學、物理化學的方法對電機表面進行修飾，在電機表面形成某中微結構，賦予電極某種特定性質，可以選擇性地在電極表面上進行期望的氧化還原反應。1.4.5溶出伏安法溶出伏安法又稱反向溶出極譜法，這種方法是使被測的物質，在待測離子極譜分析產(chǎn)生極限電流的電位下電解一定的時間，然后改變電極的電位，使富集在該電極上的物質重新溶出，根據(jù)溶出過程中所得到的伏安曲線來進行定量分析。1.4.6控制電位庫倫分離法在電解池裝置的電解電路中串入一個能精確測量電量的庫侖計。電解時，用恒電位裝置控制陰極電位，以100％的電流效率進行電解，當電流趨于零時，電解即完成。由庫侖計測得電量，根據(jù)Faraday定律求出被測物質的含量。

1.5其他分離技術①分子蒸餾分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，這時蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異，對液體混合物進行分離。原理１.液體混合物沿加熱板流動并被加熱

２.輕、重分子會逸出液面而進入氣相

３.由于輕、重分子的自由程不同

４.輕分子達到冷凝板被冷凝排出;重分子達不到冷凝板沿混合液排出

設備分子蒸餾器有簡單蒸餾型與精密蒸餾型之分，目前采用的裝置多為簡單蒸餾型。簡單蒸餾型又可分為靜止式、降膜式、離心式等幾種。靜止式分子蒸餾特點是一個靜止不動的水平蒸發(fā)表面，按其形狀不同，可分為釜式、盤式等，靜止式分子蒸餾設備一般用于實驗室及小量生產(chǎn)，工業(yè)上已不采用。降膜式分子蒸餾流體靠重力在蒸發(fā)壁面流動時形成一層薄膜，但液膜厚度不均勻，且液膜流動一般為層流，傳質、傳熱阻力大旋轉刮膜式在刷膜式釜中設置一聚四氟乙烯制的轉動刮板,既保證液體能夠均勻覆蓋蒸發(fā)表面,又可使下流液層得到充分攪動,從而強化了物料的傳熱和傳質過程,提高了分離效能。離心式分子蒸餾將物料送到高速旋轉的轉盤中央，并在旋轉面擴展形成薄膜，同時加熱蒸發(fā)，使之與對面的冷凝面凝縮應用食品工業(yè)

魚油精制，油脂脫酸，高碳醇精制精細化工

芳香油提純，羊毛脂提取醫(yī)藥工業(yè)

提取天然維生素A、維生素E;制取氨基酸及葡萄糖的衍生物;以及胡蘿卜和類胡蘿卜素等②泡沫吸附分離

溶液中的離子、分子、膠體、固體顆粒、懸浮顆粒等物質，因其表面活性不同，可被吸附或粘附在從溶液中升起的泡沫表面上，從而與母液分離，此即為浮選分離法。浮選分離法也被稱為泡沫分離（foamseparation），是以泡沫作分離介質來濃集表面活性物質的一種分離技術。泡沫泡沫是氣體分散在液體介質中的多相非均勻體，是由極薄的液膜所隔開的許多氣泡所組成的。泡沫結構三泡結

構四泡結構當膜間夾角為120°時，壓力差最小，泡沫穩(wěn)定。工藝流程樣品溶液置于塔的底部，從塔底連續(xù)鼓入空氣，在塔頂連續(xù)排出泡沫液。根據(jù)表面活性劑的消耗情況，間歇地從塔底補充表面活性劑。料液因形成泡沫而不斷減少，待目標物質分離完成后，殘液從塔底排出。離子浮選的應用無機酸或絡合劑溶液中離子的浮選

Au、Hg、Pt、Pd、Cu、Ag、Bi、Cd、Pb、Sn、Sb、Ir、Ru、Rh等。有機試劑溶液中的離子浮選

Cu、U、Th、Zr、Cr、S、Fe、NO2-、甲基汞等沉淀浮選的應用無機捕集沉淀劑浮選分離

Ag、As、Mo、Cd、Co、Th、Cu、Hg、Sn、Sb、Ti、Te、Zr、Cr、S、U、V、W、Pd、Zn、Se、Ni、P等有機捕集沉淀劑浮選分離

Ag、Mo、Cd、Co、Th、Cu、Hg、Sn、Sb、Ti、Te、Zr、Cr、S、U、V、W、Pd、Zn等③吸附分離

吸附：當流體與多孔固體接觸時,流體中某一組分或多個組分在固體表面處產(chǎn)生積蓄,此現(xiàn)象稱為吸附。

吸附的類型作用力物理吸附（范德華力）化學吸附（化學鍵）交換吸附（離子交換）

常用吸附劑有機吸附劑：活性碳，纖維素，大網(wǎng)格聚合物，聚酰胺無機吸附劑：硅膠，分子篩，羥基磷灰石，氧化鋁，高嶺土．天然吸附劑（硅藻土、白土、天然沸石等）人工吸附劑（活性炭、活性氧化鋁、硅膠、合成沸石、分子篩、有機樹脂吸附劑）。硅膠活性炭活性氧化鋁分子篩吸附設備常用的吸附設備有固定床、流化床和輸送床固定床吸附劑于流態(tài)化狀態(tài)下進行吸附離子交換技術是應用合成的離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的物質依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后用合適的洗脫劑，將吸附物從樹脂上洗脫下來，達到分離純化的目的。分離原理：利用帶電分子中的電荷的微小差異而進行分離。選擇適當條件使一些溶質分子變成離子態(tài)，由于帶電量不同，與介質的結合牢度不同，改變洗脫條件可依次被洗脫而達到分離的目的。

是一種具有網(wǎng)狀立體結構的含有高分子活性基團而能與溶液中的物質進行交換或吸附的聚合物，其高分子活性基團一般是多元酸或多元堿。兩種常用的離子交換樹脂：離子交換樹脂丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數(shù)離子型色素，脫色容量大，而且吸附物較易洗脫，便于再生，在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。

苯乙烯系樹脂擅長吸附芳香族物質，善于吸附糖汁中的多酚類色素（包括帶負電的或不帶電的）；但在再生時較難洗脫。陽離子交換樹脂交換前交換達到平衡后按活性基團分：陰離子交換樹脂交換前交換達到平衡后離子交換設備1.樹脂的預處理目的：去雜、使樹脂膨脹調(diào)節(jié)理化條件方法：去離子水浸泡12小時

10%食鹽水浸泡4小時以上水洗殘留氯化鈉調(diào)PH2.上柱交換要求：所需離子吸附完全交換方式：順流、逆流3.洗脫4.再生⑤分子印跡分離

分子印跡技術（molecularimprintingtechnique,MIT）：又稱分子烙印技術。分子印跡技術是指為獲得在空間結構和結合位點上與某一分子(印跡分子)完全匹配的聚合物的實驗制備技術。是由高分子化學、生物化學和材料科學相互滲透與結合所形成的一門新型的交叉學科。⑥超分子分離體系超分子(supermolecules)通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結合在一起，組成復雜的、有組織的聚集體。超分子化學(Supramolecularchemistry)是近代化學、材料科學和生命科學相交叉的一門前沿學科。2新型分離技術在冶金中的應用

2.1陶瓷膜分離技術2.2乳狀液膜分離技術2.3擴散滲析法回收不銹鋼酸洗廢液中硝酸2.1陶瓷膜分離技術2.1.1陶瓷膜分離技術在濕法冶金中的應用

在濕法冶金生產(chǎn)過程中。常會涉及到料液的固液分離、純化洗滌、除去有機物及有機物的回收等工藝．傳統(tǒng)工藝大多采用濾布、陶管、纖維球、活性碳等過濾材料。雖能滿足一定的工藝要求，但由于材料特性所限．在生產(chǎn)中常出現(xiàn)跑濾、過濾精度低、分離效果不徹底、產(chǎn)品無法進行更深一層的分級、純化。直接影響產(chǎn)品的質量等級，加之傳統(tǒng)工藝的自動化程度低．勞動強度大．給企業(yè)的技改和產(chǎn)品的開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)鏈的延伸帶來了很大困難．陶瓷膜具有很好的物理化學性能。很適用于濕法冶金中的各種料液精濾處理．實驗裝置實驗料液在循環(huán)泵的作用下平行流經(jīng)膜表面，根據(jù)錯流過濾原理，膜將原料液分離成兩路，一路是通過膜的滲透液，由滲透液出口流出，；另一路料液則橫跨膜表面(含被膜截留的粒子、雜質及部分溶劑)進行循環(huán)，同時也以較高的流速沖刷膜表面?？刂颇の廴炯皾獠顦O化現(xiàn)象．當料液濃縮到一定倍數(shù)時送后續(xù)工藝處理．應用前景經(jīng)陶瓷膜精濾后的溶液清晰、透明．有價金屬雜質離子含量和舍油量降低，精濾后溶液的物理和化學指標可達到工業(yè)生產(chǎn)的標準．采用陶瓷膜精濾工業(yè)碳酸鈉溶液、含草酸鈷水溶液、硫酸鎳溶液等能夠保持較高的膜通量。而且受污染的膜經(jīng)過清洗和再生。通量可以恢復。能滿足工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的要求．2.2.2陶瓷膜處理冷軋含油乳化廢水冶金企業(yè)在軋鋼過程產(chǎn)生大量的含油廢水，其來源大致有：從酸洗線上排出的酸性廢水；鋼材表面的活化處理或鈍化后排出的含鹽、含金屬離子的廢水；在帶鋼軋制過程中為了消除冷軋產(chǎn)生的熱變形，需采用乳化液(乳化液主要是由2～10％的礦物油或植物油、陰離子型或非離子型的乳化劑和水組成)進行冷卻和潤滑。乳化液在循環(huán)使用過程中，因水分受熱蒸發(fā)，使得含鹽量增加，穩(wěn)定性降低，也會因氧化或細菌作用而變質。所以一方面要連續(xù)排出部分老的乳化液，另一方面在使用2～3個月后則需全部更新，由此產(chǎn)生了大量的較難處理的含油乳化廢水。此外，冷卻帶鋼在松卷退火前均要用堿性溶液脫脂，產(chǎn)生堿性含油廢水；冷軋不銹鋼的生產(chǎn)過程中，退火、酸洗、冷軋、修磨、拋光、平整、切割等工序中或連續(xù)或間斷地排放出含油含脂的軋制乳化廢液。以鞍鋼為例，含乳化油廢水的排放量每年約為25多萬噸，因此，全國鋼鐵企面臨著大量的含油廢水排放治理的艱巨問題。含油乳化廢水是一種處理難度較大的廢水，在大型鋼鐵企業(yè)、機械加工業(yè)中大量存在。含油廢水就其排放量而言，位居各類工業(yè)廢水之首。國內(nèi)引進的有機超濾膜裝置，在處理含油乳化液廢水中存在很多問題，而管式陶瓷微濾膜裝置能耐酸、堿和高溫、化學穩(wěn)定性好，適于處理含油乳化廢水。裝置粒子燒結法制作的-Al2O3陶瓷膜管應用前景陶瓷膜裝置處理每噸冷軋乳化廢水的費用不超過5元人民幣，約為進口設備處理費用的六分之一，具有與國外技術競爭的優(yōu)勢地位。因而，陶瓷膜處理含油乳化廢水技術是一種先進的、高效的、經(jīng)濟的新技術。2.2乳狀液膜分離技術（ELM）2.2.1乳狀液膜技術自銅礦堆浸液中回收銅自堆浸銅溶液中提取銅目前主要采用溶劑萃取法，該工藝具有提取率高，分離效果好、操作簡便、三廢少等優(yōu)點．與傳統(tǒng)的鐵屑置換工藝相比，經(jīng)濟效益非常顯著．但仍然存在乳化嚴重、有機物損失量大、生產(chǎn)成本高等問題，乳狀液膜技術系模擬生物細胞富集功能的新型分離技術。原理如圖1在W／O型乳狀液與外水相的界面1上，外水相中的Cu2+與流動載體(以H2A2表示)發(fā)生反應：式中“有機”代表有機膜相，“外”代表外水相．生成的絡合物Cu(HA2)2有機進入有機膜相，并向內(nèi)遷移，至內(nèi)界面2上時，與內(nèi)水相中的H2