[01927368]绿色浮选技术及其污废资源化回收处理

建设美丽中国，实现国家“双碳 ”目标，需要开发能同时缓解能源短缺、环境保护和 CO2 减排等方面压力的清洁可再生能源，也需要加强资源再回收利用 技术的开发与应用。浮选技术，作为一种高效的液固分离技术，从早期的金属矿 与原煤洗选、含油废水除油、印染废水脱墨、废水中重金属脱除，到最近的废旧 塑料循环再利用、生物基原材料提取等众多行业领域，都有广泛的应用。但是传 统浮选技术普遍存在能耗高、下游污染重等技术难题。因此，项目建立了以固- 液-固多相界面相互作用为核心的绿色浮选理论，开发了一种新型浮珠浮选新技 术，利用合成与修饰手段，研发廉价、绿色和高效的新型低密度浮珠材料（图 1）， 实现水处理用及废旧塑料回收用的高效浮珠产品的规模化生产，同时开发具有自 主知识产权的浮珠浮选治理水华藻的关键技术，并完成在西安景观水体或城区范 围河道水体的中试实验，最终将该技术推广至在全国更多水体环境的治理与废旧 塑料回收。该技术具有制备工艺简单、去除效率高以及节能环保等特点，因此在 水体水华藻治理、废旧塑料回收再利用、以及能源微藻制取生物柴油等多行业领 域都具有重要的应用价值。

主要创新点

（1）绿色新型浮珠合成技术

选用市场常见的空心低密度材质，利用合成与修饰等手段，制备微米级低密 度空心浮珠。颗粒之间的有效粘附是影响分离率（采收率）的主要因素，而颗粒 间的斥力，以及浮珠材料上的吸附位点过少等都是影响浮珠材料与微藻间形成有 效粘附的因素。因此，浮珠功能材料通常以生产成本较低的空心浮珠材料作为微 藻浮选中的载体， 采用低浓度的

化学药剂或者生物药剂对浮珠进 行合成，改变浮珠表面电性或亲 疏水性，提高浮珠与微藻的粘附 能力。

通过对基底材料硅硼酸钠采用化学沉淀法包覆 PDDA ，具体制备过程如下图所示。最终，可以得到的 SLPMs 新型浮珠，实验测试表明可使浮珠颗粒与微藻间的有效粘附增加同时微藻的采收率得到大幅提 高（最高可达 98.43%）。

（2）绿色浮珠浮选技术

以绿色新型浮珠代替传统浮选技术中的气泡，实现了高效、低耗与环境友好 的绿色分离，目前在能源微藻的采收、混合废旧塑料的分选回收以及环境水体污 染治理等方面取得了良好的效果。相比于常用的絮凝/沉淀法，本技术不会出现 药剂-颗粒结合体沉降在水中而引起的二次污染与实际未清除问题；相比于常规 气浮法，本技术操作简单，不需要曝气环节，大大降低了动力消耗和运行成本。 同时，研究发现开发出的新型浮珠材料可重复利用3-4 次，且采收率均达 80%以 上。

（3）捕集体再分离技术

为了降低浮珠处理技术的经济成本，实现浮珠的循环利用，我们研发微藻与 浮珠结合体的再分离技术---磁性浮珠再分离技术：利用磁珠微藻聚合体的磁性， 在后续磁场作用下对富集得到的絮体从水体中吸引并分离。目前实验室制备得到 的磁性浮珠材料。