[发明专利]一种利用二氧化碳液气相变制备微泡的方法及微泡的应用

说明书

本发明公开了一种利用COsubgt;2/subgt;液气相变制备微泡的方法及微泡的应用。将超临界COsubgt;2/subgt;与油相浮萃药剂在高压釜内进行高速剪切搅拌，得到均质超临界COsubgt;2/subgt;油相微乳液，将均质超临界COsubgt;2/subgt;油相微乳液经过缓冲和控压后，通过毛细孔道分布器生成油包液态COsubgt;2/subgt;纳米乳球，所述油包液态COsubgt;2/subgt;纳米乳球通入水相中利用液态COsubgt;2/subgt;气化膨胀过程原位生成油包COsubgt;2/subgt;微泡，微泡可以与水相中目标组分发生反应，可以实现目标组分的闪速富集分离，该方法具有生成微泡速率快，数量多，且微泡尺寸均质可控等优势，形成的微泡可以广泛用于矿物或溶液中稀贵富集分离、水体污染物脱除、难浮煤提质强化等方面，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种微泡的制备方法，具体涉及一种利用CO₂液气相变制造微泡的方法，还涉及微泡在矿化冶金系统的水体污染物脱除或微细矿物富集分离，或者浮游萃取系统的金属离子大相比富集分离，或者盐湖或海水提锂方面的应用，属于微泡制造技术及选冶应用领域。

背景技术

分离富集技术在化工、冶金、选矿等工业生产过程中发挥着重要作用，如矿物或溶液中战略金属离子富集分离、水体污染物脱除、难浮煤提质强化等过程均离不开目标组分的富集分离。对于低浓度溶液的富集分离以及微细矿物浮选提质，存在过程效率低、难以深度分离等问题，工业上常用油泡(即油膜包覆气泡)技术来强化稀溶液大相比萃取以及微细矿物油泡浮选。现有油泡主要通过油膜包覆气泡和微流控两种途径来制备油泡。采用油蒸汽包覆在气泡表面来制备油泡，加热过程存在安全隐患；采用微流控技术制备油泡，油泡产生速率慢，处理通量小，且两种方法均存在油泡尺寸不均匀、稳定性差以及设备复杂等缺陷。如中国专利(CN103949353A)提出一种低阶煤油泡浮选过程强化方法及装置，采用加热后的油蒸气覆盖在气泡表面制备油泡，该装置需要将油加热为蒸汽，存在一定的安全隐患。中国专利(CN103736295A)开发一种气泡表面有机液膜大相比萃取装置用于稀土浸出液中低浓度有价金属分离，由于采用内外套管(毛细管)的油泡分布器，存在设备制造复杂，油泡产生速率慢、数量低等不足。

超临界流体具有安全、绿色、高效等优势，常用超临界萃取分离溶液中有机物。如果利用超临界流体用于制备油泡能够有效克服传统油泡制备技术中存在安全性隐患、油泡数量低、设备复杂等劣势，具有很好的工业应用前景。因此，开发一种超临界表面活性油泡制造系统具有重要意义。

发明内容

针对现有微泡制备技术存在安全隐患、油泡数量少、尺寸不均匀、稳定性差等不足，本发明的第一个目的旨在提供一种利用CO₂液气相变制备微泡的方法，该方法具有生成微泡速率快、数量多、微泡尺寸均质可控等显著优势，且方法安全稳定、工艺操作简单，具有很好的工业应用前景。

本发明的第二个目的是在于提供一种利用CO₂液气相变生成微泡的应用方法，该方法形成微泡的过程安全稳定、微泡尺寸均质可控，用于矿物或溶液中稀贵富集分离、水体污染物脱除、难浮煤提质强化等方面，能够实现目标物的闪速深度富集分离，具有很好的工业应用前景。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用CO₂液气相变制备微泡的方法，该方法是将超临界CO₂与油相浮萃药剂在高压釜内进行高速剪切搅拌，得到均质超临界CO₂油相微乳液，将均质超临界CO₂油相微乳液经过缓冲和控压后，通过毛细孔道分布器生成油包液态CO₂纳米乳球，所述油包液态CO₂纳米乳球通入水相中利用液态CO₂气化膨胀过程原位生成油包CO₂微泡。