[发明专利]一种基于微藻表面特性的微藻浮选效率预测装置及方法

权利要求书

1.一种对微藻浮选效率进行预测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、微藻和探测液接触角的测定，过程如下：

步骤101、微藻液的洗涤和PH调节：将微藻液用去离子水洗涤两次，再向洗涤后的微藻液中加入HCL溶液或者NaOH溶液，通过PH检测计(14)对洗涤后的微藻液的PH值进行实时检测并将检测到的洗涤后的微藻液的PH值发送至控制器(1)，使洗涤后的微藻液的PH值为5～10，得到待处理微藻液；

步骤102、待处理微藻液的离心：将步骤101中得到的待处理微藻液放入盛有去离子水的离心杯中，再将离心杯置入离心模块(11)进行离心处理，得到离心处理后的待处理微藻液；

步骤103：藻坪的制作：采用注射器抽取步骤102中离心处理后的待处理微藻液的下层微藻液1mL～2mL，得到滤液；再将所述滤液滴4滴～5滴平铺于载玻片上，载玻片在常温下自然晾干制成藻坪；

步骤104：微藻和探测液接触角的检测：采用所述注射器将探测液滴在步骤103中制成的藻坪上，得到微藻探测液测定样本，当达到定时器(6)设定的时间时，摄像机(3)对微藻探测液测定样本的图像进行采集，并将采集到的微藻探测液测定样本图像通过图像采集模块(4)和控制器(1)发送至数据处理设备，所述数据处理设备调用接触角计算模块，得到微藻和探测液接触角θ，并将检测到的微藻和探测液接触角θ发送至控制器(1)，且通过显示器(8)对微藻和探测液接触角θ进行同步显示；

步骤二、微藻Zeta电位的测定，过程如下：

步骤201、微藻测定样本的制作：先向微藻液加入HCL溶液或者NaOH溶液，通过PH检测计(14)对微藻液的PH值进行实时检测并将检测到的微藻液的PH值发送至控制器(1)，使微藻液的PH值为5～10，得到待检测微藻液，再从待检测微藻液中取10mL待检测微藻液微藻液放入试管中，将所述试管静置10min～15min，然后从所述试管中取上清液，得到微藻测定样本；

步骤202、微藻Zeta电位的测定：采用Zeta电位测量仪(5)对步骤201中得到的微藻测定样本进行检测，并将检测到的微藻Zeta电位发送至控制器(1)，同时通过显示器(8)对微藻Zeta电位进行同步显示，并根据微藻Zeta电位选择浮选剂十六烷基三甲基溴化铵；

步骤三、微藻表面自由能的计算：首先，采用所述数据处理设备且根据公式得到探测液总表面能，其中，为探测液的范德华力，为探测液得电子能力，为探测液失电子能力；然后，采用所述数据处理设备且根据公式得到微藻表面的范德华力微藻表面得电子能力和微藻表面失电子能力

最后，采用所述数据处理设备且根据公式得到微藻表面自由能ΔG_coh；

步骤四、微藻的浮选：先取1.0L微藻液置入锥形瓶中，将锥形瓶放入搅拌模块(7)中搅拌2min～4min后，将锥形瓶中1.0L微藻液放入浮选槽中，再向所述浮选槽中添加HCL溶液或者NaOH溶液，通过PH检测计(14)对所述浮选槽中微藻液的PH值进行实时检测并将检测到的所述浮选槽中微藻液的PH值发送至控制器(1)，使所述浮选槽中微藻液的PH值为5～10，然后向所述浮选槽中添加45mg/L～55mg/L浮选剂十六烷基三甲基溴化铵，调节所述浮选槽的转速为800rpm～1000rpm搅拌5min～7min后向所述浮选槽充气，通过空气流量计(2)对充气流量进行实时检测并将检测到的充气流量发送至控制器(1)，使所述浮选槽的充气流量为180L/h～200L/h，边搅拌边充气进行浮选，得到尾料，其中，浮选时间为10min～15min；

步骤五、微藻浮选效率的计算：采用所述数据处理设备且根据公式得到浮选效率W，其中，T表示尾料的重量，F表示1.0L微藻液的重量，α表示1.0L微藻液中微藻的密度，β表示尾料中微藻的密度；

步骤六、获取浮选效率和微藻表面自由能的关系：在步骤一中微藻液的PH值为p₁、p₂、p₃、...、p_n时，分别获取微藻表面自由能为ΔG_coh1、ΔG_coh2、ΔG_coh3、...、ΔG_cohn，同时，在步骤五中所述浮选槽中微藻液的PH值为p₁、p₂、p₃、...、p_n时，分别获取浮选效率W₁、W₂、W₃、...、W_n；采用所述数据处理设备调用绘图软件，以微藻表面自由能ΔG_cohi为横坐标，浮选效率W_i为纵坐标，绘制出微藻表面自由能ΔG_coh1、ΔG_coh2、ΔG_coh3、...、ΔG_cohn和浮选效率W₁、W₂、W₃、...、W_n对应的各个点，并拟合得到微藻表面自由能ΔG_cohi和浮选效率W_i之间的关系曲线和表达式，且通过显示器(8)进行同步显示，其中，i的取值分别为1、2、3、...、n，5≤p₁＜p₂＜p₃＜....＜p_n≤10。