A sedimentação é um processo de separação de misturas heterogêneas, aquelas que aprentam mais de uma fase (por exemplo, água misturada com areia). Ela consiste em deixar a gravidade atrair para o fundo do recipiente a substância mais pesada, e as mais leve vão ficando na parte de cima. Quando as partículas das substâncias são muito pequenas, vão demorar muito para se sedimentar. Para acelerar o processo, foi criada a centrífuga, onde coloca-se as substâncias dentro do equipamento, que vai girar em altas rotações, fazendo a parte mais densa se acumular no fundo. Este processo é bastante utilizado em exames de sangue, para separar o sangue do plasma.
A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas, principalmente de misturas compostas por líquidos (imiscíveis ou não (que não se misturam)). O recipiente contendo as substâncias é inclinado, derramando a substância mais leve (que fica em cima), em outro recipiente.
Um processo mais eficiente seria utilizando um sifão ou o funil de bromo.
Um canudo é colocado de forma que fique uma ponta em um recipiente vazio, e a outra, no meio da substância mais leve no outro recipiente, como mostrado na figura abaixo:
O funil de bromo é um recipiente de vidro em forma de balão, com uma abertura em cima e uma torneira em baixo. A mistura dos líquidos imiscíveis é colocada no balão, e um béquer fica em baixo da torneira. A torneira é aberta, e o líquido mais denso (que fica em baixo) vai escorrer para o béquer através da torneira.
A tamisação ou peneiração, como é mais conhecido, é um processo de separação de mistura sólidas, onde os sólidos têm dimensões diferentes e é usada também para desfazer aglomerados de alguma substância que está aglumerada por algum motivo.
A peneiração é feito com uma peneira, também chamada de tamises. Este processo é muito usado na fabricação de medicamentos manipulados, em construções civis onde o pedreiro separa a areia das sujeiras (pedras, folhas, etc.), para desfazer aglomerados da farinha de trigo antes de preparar um bolo e em vários outros lugares. 
- Centrifugação (misturas heterogéneas)
Quando numa mistura de sólidos e líquidos, os sólidos possuem uma dimensão muito pequena, não são úteis nem a filtragem nem a decantação. O pequeno tamanho das partículas sólidas provoca uma obstrução dos poros do filtro, tornando a filtragem muito lenta mesmo que se produza vácuo por meio de uma bomba no interior do recipiente, para acelerar a filtragem. Por outro lado, a pequena dimensão das partículas faz com que sejam retidas pelo líquido, de modo que podem demorar muito tempo a depositar-se no fundo do recipiente, tornando ineficaz a decantação. Neste caso, introduz-se a mistura em tubos de ensaio que, colocados numa centrifugadora, giram em posição quase horizontal a grande velocidade, aumentando assim a rapidez com que se deposita o sólido compactado no fundo do tubo. Verte-se o líquido que sobrenada e fica completa a separação.
- Centrifugação manual – Existem centrifugadoras industriais de grande valia e eficácia que giram a mais de 20.000 rotações por minuto mas, nos laboratórios continuam a utilizar-se pequenas centrifugadoras que, pelo seu baixo preço e fácil manejo, servem para trabalhos simples que não necessitam de altas velocidades nem de muitos minutos de centrifugação.
- Separação magnética (misturas heterogéneas)
Trata-se de um método de separação específico das misturas com um componente ferromagnético como o cobalto, o níquel e, principalmente, o ferro. Estes materiais são extraídos pelos ímanes, fenómeno que se pode aplicar para reter as suas partículas ou para desviar a sua queda.
- Destilação (misturas homogéneas)
A destilação é eficaz na separação de dois ou mais líquidos solúveis entre si. Cada líquido possui uma temperatura de ebulição própria. Os líquidos podem ser separados por meio de um destilador. Ferve-se uma solução formada por líquidos num destilador, sendo a primeira fracção de líquido que se recolhe a que corresponde ao líquido mais volátil, dado que foi o primeiro a entrar em ebulição. Pode utilizar-se eficazmente sempre que os líquidos misturados ou dissolvidos não possuam temperaturas de ebulição muito parecidas. Em caso contrário é preciso utilizar destilações muito mais complexas.
- Destilação fraccionada - para a separação dos componentes das misturas homogéneas líquido-líquido, recorre-se muitas vezes à destilação fraccionada. Ao aquecer a mistura num balão de destilação, os líquidos destilam-se na ordem crescente de seus pontos de ebulição e podem ser separados. O petróleo é separado em suas fracções por destilação fraccionada, tal como mostra na figura:
- Cristalização (misturas homogéneas)
Quando se deseja separar um componente sólido de uma solução líquido-sólido, pode deixar-se evaporar o líquido até que a solução fique saturada. A partir desse momento, o sólido ir-se-á separando em cristais. Pode-se acelerar este processo aumentando a temperatura e o contacto com o ar. Os cristais húmidos podem ser secados com um papel de filtro ou numa estufa, ou por filtragem ou decantação, quando a quantidade de líquido for muito grande.
A flotação consta em separar misturas heterogêneas sólidas com densidades diferentes através de uma densidade intermediária, nesse caso o mais comum e mais utlizado, é a água. A flotação é um método de separação de misturas. Trata-se de uma técnica de separação muito usada na indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no tratamento de esgoto, entre outras utilizações. A técnica utiliza diferenças nas propriedades superficiais de partículas diferentes para as separar. As partículas a serem flotadas são tornadas hidrofóbicas pela adição dos produtos químicos apropriados. Então, fazem-se passar bolhas de ar através da mistura e as partículas que se pretende recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a superfície, onde se acumulam sob a forma de espuma. Resumindo, a flotação é um processo de separação de sólido-líquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas de gás fazendo com que ele se separe do líquido do sólido.
A catação é um tipo de separação de misturas do tipo "sólido-sólido". As substâncias são separadas manualmente e pode utilizar uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador para a separação. É utilizada na separação de grãos bons de feijão dos carunchos e pedrinhas. Também é utilizada na separação dos diferentes tipos de materiais que compõem o lixo como vidro, metais, borracha, papel, plásticos que para serem destinados a diferentes usinas de reciclagem. metodo basico no diferente de tamanho e de aspctos visiveis das particulas de uma misturas de solidos granulados.Um dos solidos é retirado com pinças ou com as mãos.
EX:mistura de feijão e impurezas 
- Separação por sublimação (misturas heterogéneas)
A sublimação é a passagem directa de sólido a gás que sofrem algumas substâncias como o iodo, em determinadas condições de pressão e temperatura. A sublimação pode-se aplicar às soluções sólidas e às misturas, sempre uma das substâncias possa sofrer este fenómeno. Basta aquecer a mistura ou solução à temperatura adequada e recolher os vapores que, quando arrefecem, se vêem submetidos a uma sublimação regressiva, ou seja, passam directamente de gás a sólido.
Levigação é um método de separação de misturas heterogêneas de sólidos. Quando uma mistura se forma por substâncias sólidas de densidades diferentes, pode-se utilizar uma corrente de água para separá-las. É o caso do ouro, que nos garimpos normalmente é encontrado junto a uma porção de terra ou areia.Usa-se uma rampa de madeira ou uma bacia em que se passa uma corrente de água que serve para separar essas substâncias.
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