(一)離子浮選
離子浮選的基礎(chǔ)是表面活性劑在液-氣界面吸附和目的物與表面活性劑之間發(fā)生作用。若分離物就是表面活性劑本身，則只有前一作用。
A 表面活性劑在液-氣界面的吸附
異極性的表面活性劑分子在水-氣界面或水-油界面上定向排列，極性端朝水，非極性端向氣或油，形成正吸附，顯著降低水的表面能。
稀溶液的吸附可用吉布斯(Gibbs)吸附式表達(dá)。可以通過(guò)測(cè)定曲線(如圖1所示)，利用吉布斯式計(jì)算出各濃度下的吸附量Γ：
式中LM、MN--中線段長(zhǎng)度。
B 影響表面活性劑吸附量Γ的因素
吸附量Γ直接關(guān)系到離子浮選的分選效率。影響Γ的大小的因素大體上有以下三方面。
a 表面活性劑的結(jié)構(gòu)
表面活性劑的結(jié)構(gòu)包括極性基與非極性基結(jié)構(gòu)。極性基主要決定表面活性劑分子斷面大小和對(duì)目的離子分子的作用形式，因而直接影響最大吸附量Γ∞;非極性基主要決定藥劑的疏水性能即表面活性，分子結(jié)構(gòu)也影響臨界膠束形成及臨界膠束濃度(CMC)大小。表面活性劑中極性基的數(shù)目或雙鍵、三鍵數(shù)目增加，將減少表面活性劑的疏水性，因而將減少表面活性劑在液-氣界面的趿附。
b 表面活性劑濃度
吸附量與表面活性劑濃度之比Γ/C稱為富集比，也稱為分配系數(shù)。富集比作為表面活性劑濃度的函數(shù)示于圖2，在低濃度時(shí)，富集比Γ/C較高，在一定濃度之后開(kāi)始降低。加入少量表面活性劑時(shí)，表面活性劑分子或離子大都吸附在液-氣界面上，殘留在溶液中的數(shù)量極少，體系的自由能最大限度降低。隨著表面活性劑用量的增加，在液-氣界面上的吸附逐漸趨于飽和。留在溶液中的相對(duì)數(shù)量逐漸增加，富集比開(kāi)始降低，當(dāng)液-氣界面上達(dá)到吸附飽和時(shí)，多余的表面活性劑全部留在溶液中，富集比進(jìn)一步降低。當(dāng)達(dá)到生成臨界膠束的臨界濃度(CMC)后，雖然濃度增加，但呈分子或離子態(tài)組分的濃度并沒(méi)有增加，液-氣界面上吸附密度及表面能不改變，因而Γ/C迅速降低，出現(xiàn)折點(diǎn)。要獲得高的分選效率，需控制表面活性劑濃度在CMC 以下。由于表面活性劑在低濃度下具有高的富集比，因而離子浮選特別適于低濃度物料的分離。
兩種表面活性劑A和B的相對(duì)分配系數(shù)aAB定義為
ΓA和ΓB分別為組分A和B在溶液濃度為CA、CB時(shí)在液-氣界面的吸附量。從A中分出B必須在aAB極大值下進(jìn)行，因而應(yīng)在剛好略低于A物質(zhì)(相對(duì)含量較大者)的CMC條件下進(jìn)行分選。
c 介質(zhì)環(huán)境影響介質(zhì)環(huán)境影響包括離子強(qiáng)度、pH值、介質(zhì)溫度等。通常離子強(qiáng)度的增加或溫度降低將增加表面活性劑在各種界面上的分配率。但另一方面，離子強(qiáng)度的增加還可促進(jìn)膠束的形成，從而降低富集比。此外，離子強(qiáng)度還影響泡沫的穩(wěn)定性，泡沫間水的流失等因素，因而介質(zhì)環(huán)境因素對(duì)表面活性劑在液-氣界面的吸附影響比較復(fù)雜，需具體對(duì)待。
C 表面活性劑與溶質(zhì)間的作用形式作為捕收劑的表面活性劑與目的物之間的作用形式大體上分為如下三種。
a 靜電締合作用
離子型表面活性劑可在液-氣界面吸附形成雙電層，電荷符號(hào)相反的目的離子靠靜電引力聚集在此雙電層的緊密層和擴(kuò)散層中，并隨氣泡進(jìn)入泡沫層形成兩相泡沫(圖3)。由于靜電引力和分子熱運(yùn)動(dòng)，形成擴(kuò)散雙電層，目的離子在擴(kuò)散雙電層中的分布按波爾茲曼方程：
式中Γ———反電離子的吸附量;
C———反電離子在溶液中的濃度;
z———反電離子的價(jià)數(shù);
ΨT———表面活性劑吸附產(chǎn)生的電位;
k———單位體積摩爾數(shù)轉(zhuǎn)換成單位面積摩爾數(shù)的常數(shù);
φ———特性吸附產(chǎn)生的電位;
k———波爾茲曼常數(shù);
T———絕對(duì)溫度;
e———電子電荷。
