Области применения флотации ионов и молекул

Метод ионной флотации перспективен для малых концентраций (10"⁴-10‘³ моль/л) извлекаемых из водных растворов молекул и ионов [19].

Можно назвать основные области применения ионной флотации - извлечение металлов и удаление ПАВ из воды. Концентрация ПАВ может быть снижена с 10-15 до 0,3-1,0 мг/л [19].

В табл. 9 приведены примеры извлечения из водных растворов ионов и молекул, а также использованные при этом собиратели [18-20].

Таблица 9

Примеры использования ионной флотации_

Метод ионной флотации настолько эффективен, что удается извлекать даже следовые количества катионов металлов из морской воды.

Иногда для извлечения металлических элементов используют предварительную сорбцию изотопов, а также ионов Си, Fe, Zn, Ni, Со, Сг и Mg на гидроксидах железа и алюминия, на фосфате, карбонате и силикате кальция, а также на ферроцианидах тяжелых металлов. Затем проводят флотацию высокодисперсных осадков [19]. В некоторых случаях ионы металлов переводят в сульфиды и флотируют.

Флотационному извлечению поддаются коллоидные гидроксиды ниобия, титана и олова.

Флотоэкстракция

Флотоэкстракция представляет собой комбинацию флотации ионов и молекул с жидкостной экстракцией. Подлежащее извлечению вещество адсорбируется на поверхности пузыря при прохождении водной фазы. Массопередача вещества из водной в неводную фазу происходит с участием поверхности газовых пузырей (рис. 6) [4].В качестве неводной фазы используется нерастворимая в воде органическая жидкость, она находится в верхней части барботажной колонны. При контакте пузыря с органической жидкостью флотируемый продукт переходит в эту фазу. Жидкости должны быть взаимно нерастворимы. Толщина слоя неводной фазы невелика (порядка 5 мм) [18]. Плотность жидкости органической фазы не должна превышать плотность воды. При таком способе извлечения вещества отсутствует пена, поскольку пузыри разрушаются при контакте с неводной фазой.

Рис. 6. Схема перехода извлекаемого веществ (комплекса молекулы ПАВ и катиона металла) при флотоэксгракции

Скорость подачи газа в барботажную колонну должна быть невысокой, в противном случае произойдет разрушение тонкого неводного слоя. Если образуются капли водного раствора, то они коалесцируют и под действием силы тяжести возвращаются в водную фазу, унося с собой извлекаемый продукт. При небольшом расходе газа извлекаемый продукт переходит в неводную фазу. После завершения процесса отделяется органический слой и проводится реэкстракция вещества водным раствором, например соляной кислоты.