Verfahren zum Bewirken einer doppelten Umsetzung von in Losung vorhandenen
Ionenbildnern unter Verwendung eines Ionenaustauschers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines Verfahrens, bei dem mit Hilfe von Ionenaustauschern eine doppelte Umset zung von in Lösung vorhandenen Ionenbild- nern bewirkt wird.
Wiederholt wurde bereits vorgeschlagen, eine doppelte Umsetzung von beispielsweise zwei loslichen Ionenbildnern B1S1 und B2S2, wobei in der Losung Bi und Si bzw. B2 und S2 entgegengesetzt geladene Ionen sind, mit Hilfe von lonenaustausehern so auszuführen, dass gemäss der Gleichung
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zwei andersartige L¯sungen erhalten werden, die untersehiedlich BiS2 und B2S1 enthalten.
Will man diese Umsetzung bewerkstelligen, so wird zuerst eine Lösung von B2S2 über einen B1-ionenhaltigen Ionenaustauscher geleitet, der die Fähigkeit aufweist, seine B1 Ionen unter Aufnahme von B2-Ionen auszutauschen.
Diese Phase des Umsetzungsvorganges, die sogenannte Beladung des Ionenaustauschers, lässt sich durch die Gleichung
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angehen, in der B1 [X] und B2 [X] den Ionenaustauscher untersehiedlich in dem Zustand bezeiehnen, bei dem er mit t B1-Ionen und in dem Zustand, bei dem er mit B2-Ionen beladen ist.
Der nunmehr mit B2-Ionen beladene Ionenaustauscher wird, nachdem er mit Wasser ausgewaschen worden ist, ansehliessend dadurch regeneriert, dass man durch ihn eine Bisai- Lösung leitet.
Diese Regenerierung lässt sieh durch die Gleichung
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angeben.
Summiert man die Gleiehungen 2 und 3, so zeigt sich, dass eine doppelte Umsetzung von Bisai und B2S2 eingetreten ist, aus der sich B1S2 und B2S1 ergeben haben ; an dem Vorgang hat sich der Ionenaustauscher ausschliesslich als Ioneniibertrager beteiligt.
Im allgemeinen zeigt ein Ionenaustauseher den auszutauschenden B1-und B2-Ionen ge- genüber ein versehiedenes Verhalten, indem beispielsweise die Ionen der einen erwähnten Art von ihm stÏrker gebunden werden als die der andern und auch von ihm weniger leicht abgegeben werden als die der andern.
Obgleieh die Beladungsreaktion gemäss der Gleichung 2 nicht wesentlich verschieden ist von der Regenerierungsreaktion gemäss der Gleichung 3, so lassen sich diese Reaktionen doch unterscheiden, und zwar indem man unter Beladung diejenige Behandlung, bei der der ionenbeladene Austauscher mit einer Lösung in Berührung gebracht wird, die Ionen enthÏlt, welche von dem Ionenaustau- scher stärker gebunden werden als die Ionen, die der Ionenaustauscher im Verlauf der er wähnten Behandlung freigibt, während unter der Bezeichnung Regenerierung diejenige Behandlung verstanden werden soll, bei der der ionenbeladene Austauscher mit einer Losung in Berührung gebracht wird, die Ionen enthÏlt,
welche von den bereits erwähnten Ionen versehieden sind und welche f r alle Mischverhältnisse, in denen beide erwähnten Ionen in Lösung nebeneinander vorhanden sein können, wie auch für einen Teil dieser Verhältnisse vom Ionenaustauscher weniger stark gebunden werden als diejenigen Ionen, welche der Ionenaustauseher während der Regenerierungsbehandlung genötigt ist, freizugeben.
Bei den obenerwähnten Gleichungen gilt die Annahme, dass die B2-Ionen vom Ionenaustauscher stÏrker gebunden werden als die B1-Ionen
Beim Bewirken einer doppelten Umsetzung von in Lösung vorhandenen Ionenbild- nern B1S1 und B2S2 verfährt man häufig in der Weise, da¯ die einander abwechselnden Beladungen und Regenerierungen des Ionenaustauschers in zwei Reihen von seriengeschal- teten, mit Ionenaustausehern bescliiekten SÏulen zum Austrag gebracht-werden,
und zwar wirddanndurch die eine der erwähnten SÏulenreihen eine B2S2-Losimg geleitet und so die Beladung des Ionenaustauschers herbeigeführt und durch die andere Säulenreihe eine B1S1-L¯sung geleitet und so die Regenerierung des Ionenaustauschers bewirkt.
Das erforderliehe abwechselnde Beladen und Regenerieren geht aus dem Umstand hervor, dass in gewissen Zeitabständen die erste SÏule abgetrennt, dann der andern SÏulenreihe abfuhrseitig beigefügt und, nachdem sie zwisehenzeitlieh ausgewaschen worden ist, bei welcher Waschung die Lösung, die in dem freien Raum zwischen den Ionenaustauseher- kornern verblieben ist, entfernt wird.
Es ist ohne weiteres deutlich, dass im ur sächlichen Zusammenhang mit der Eigenschaft des Ionenaustauschers, weniger leicht, unter gleichzeitiger Aufnahme von Bi-Ionen, B2 Ionen auszutauschen als umgekehrt, es nicht möglich ist, ohne weiteres aus der einen SÏulenreihe, deren Ionenaustauscher durch Zuleiten von B2S2-L¯sung beladen wird, eine annähernd reine BiS2-Losung abzuführen und zugleich aus der andern Säulenreihe, deren Ionenaustauscher durch Zuleiten von BlSl- Lösung regeneriert wird, eine annähernd reine B2S1-Losung abzulassen.
Wählt man die Verhältnisse, unter denen gearbeitet wird, derart, dass man infolge der Beladung eine annähernd reine BiS2-Losung gewinnt, so fÏllt bei der Regenerierung mit einer B1S1-L¯sung eine Lösung an, die ausser einer reichlichen Menge B2S1 eine beträcht- liche Menge B1S1 enthält, während umgekehrt, wenn die Regenerierung derart ausgeführt wird, dass eine annähernd reine B2S1- Lösung gewonnen wird, bei der Beladung eine Lösung anfällt, die ausser einer grosseren Menge B1S2 auch noch B2S2 enthält.
In den meisten Fällen ist es nicht möglieh, aus derartigen Losungen, welche mehrere Stoffe nebeneinander haben, diese Stoffe einzeln quantitativ zu gewinnen ; stets verbleiben Mutterlaugen, die für eine Weiterverarbeitung nicht in Betracht kommen. Diese sind dann fortzuschaffen, was mit einem Verlust gleichbedeutend ist.
VerfÏhrt man nunmehr erfindungsgemäss, so ist es möglieh, die Mutterlaugen weitzuverarbeiten ; man braucht nichts abfliessen zu lassen, und Materialverluste werden somit völlig vermieden.
Die erfindungsgemässe Regenerierung nimmt man. derart vor, dass man eine BiSi- Lösung durch eine Reihe von in Serienschal- tung angeordneten SÏulen durchleitet und, indem man in dieser Weise verfährt, aus der nämlichen Säulenreihe eine annähernd reine B2S1-L¯sung abf hrt, wobci man in gewissen Zeitabständen die erste Säule dieser Reihe, deren Ionenaustauscher in der erwähnten Weise partiell regeneriert worden ist, aus der Reihe von SÏulen entfernt und nach zwischenzeitlicher Auswaschung des Ionenaustauschers in eine Reihe von Säulen einsetzt, deren Ionen austauseher zu beladen ist, wÏhrend man die erfindungsgemässe Beladung derart vornimmt, dass man eine B2S2-L¯sung in die erste SÏule der ersten Gruppe einer Reihe von seriengeschalteten Säulen,
die aus zwei Gruppen von SÏulen zusammengesetzt ist, einleitet, weiterhin in gewissen Zeitabständen die inzwi schen völlig beladene erste SÏule aus der ersten der zwei Gruppen entfernt und nach zwischenzeitlicher Auswaschung des Ionenaus- tauschers in eine Reihe von zu regenerierenden SÏulen einsetzt, wobei am Ende der jeweiligen Regenerationsperiode die SÏulen derart umgewechselt werden, dass bei der nunmehr neu angefangenen Periode die erste SÏule der zweiten Gruppe die Funktion der letzten SÏule der ersten Gruppe erf llt.
Zudem wird die Flüssigkeit, die wÏhrend der Beladung aus der letzten SÏule der Reihe, zugleich die letzte SÏule der zweiten Gruppe, austritt und die eine reichlich B1S2, jedoch nur wenig B2S2 enthaltende Losung darstellt, beispielsweise durch Kühlen und Kristallisie- ren in einer Hilfsapparatur, zum grössten Teil von dem in der Lösung vorhandenen B1S2 befreit ; die. verbleibende, verhältnismässig BlS2-arme, jedoch B2S2-reiche Mutterlauge wird nach Konzentrierung durch Verdanp- fung kontinuierlich der ersten Saule der zweiten Gruppe wieder zugeleitet.
Unter der Bezeichnung annähernd reine B2S1-L¯sung¯ soll im Sinne dieser Anmeldung eine Lösung verstanden werden, wie sie bei der Regenerierung anfällt, in der das molare Verhältnis
B2S1 ? 0,98ist
B2S1+B1S1
Eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens soll an Hand beigefügter Zeichnung, die eine schematische Darstellung des Betriebsganges zeigt, nachstehend erläutert werden.
Die Figur zeigt zwei Reihen von SÏulen ; die Säulen, die einer Beladung unterzogen wurden, sind bei den zum ersten Teil der Reihe gehörenden SÏulen mit A, bei den zum zweiten Teil gehörenden mit C bezeichnet.
Die zu regenerierenden SÏulen sind mit D bezeichnet.
Die SÏulen werden in gewissen Zeitabstän- den durch oben erwähntes Entfernen und Ein- setzen gewechselt, und zwar in der Weise, dass die SÏule D1 die Funktion übernimmt, die die SÏule C3 in der vorherigen Periode erfüllte, D2 die Funktion übernimmt, die die Saule D1 in der vorherigen Periode erfüllte, D3 die Funktion übernimmt, die die SÏule D2 in der vorherigen Periode erf llte, Ai die Funktion übernimmt, die die SÏule D3 in der vorherigen Periode erfüllte, A2 die Funktion übernimmt, die die SÏule Ai in der vorherigen Periode erfüllte, A3 die Funktion iibernimmt,
die die SÏule A2 in der vorherigen Periode erfüllte, C1 die Funktion übernimmt, die die SÏule A3 in der vorherigen Periode erfüllte, C2 die Funktion übernimmt, die die SÏule Ci in der vorherigen Periode erf llte, C3 die Funktion übernimmt, die die Säule C2 in der vorherigen Periode erfüllte.
Im Verlauf jeder jeweiligen Periode wird der Säule, die dann als Ai funktioniert, eine B2S2-Losung zugeleitet, die anschliessend nacheinander durch die jeweiligen A-und C- SÏulen strömt, wobei der in diesen Säulen vorhandene Ionenaustauscher B2-Ionen unter Abgabe von B1-Ionen aufnimmt. Aus der SÏule, die in der jeweiligen Periode als. C3 funktioniert, tritt eine L¯sung aus, die. stark B1S2-haltig ist, jedoch nicht als eine reine B1S2-L¯sung anzusprechen ist, da sie auch noch B2S2 enthält.
In der mit Vi bezeichneten Hilfsapparatur wird der grössere Teil des gelösten B1S2 aus der Losung entfernt und in der Hilfs- apparatur V2 die verbliebene Mutterlauge durch Verdampfung konzentriert Die so konzentrierte Mutterlauge wird darauf in kon tinnierliehem Verfahren der Säule Ci zuge- leitet.
Einzeln hat man für jeden vorkommenden Fall festzustellen, ob der Ionenaustauscher, der das Besehickungsmaterial in der Säule Cj darstellt, die periodisch aus der zweiten Gruppe entfernt und in die erste Gruppe ein- gegliedert wird, seine richtige Zusammenset- zung hat. Weiterhin ist die Menge der naeli der Entfernung des B1S2 verbleibenden und anschliessend in der zweiten zu beladenden Gruppe von Säulen rezirkulierenden Mutterlauge sowie die verwendete Zahl der Säulen, das eine und das andere an Hand von Gleiehgewichtsmengen und Lösliehkeitsdiagrammen, festzustellen.
Wenn man in dieser Weise verfährt, ist es im Prinzip möglieh, in der ersten Gruppe über eine (Anfangs) Säule zu verfügen, die jedesmal am Ende der jeweiligen Periode einen Ionenaustauscher enthält, dessen Zustand einer völligen Verwandlung in B2 [X] ent sprieht, während bei dieser Beladung weiterhin aus der Lösung, die aus der letzten Säule der Reihe austritt, reines BiS2 gewonnen wird. Die Mutterlauge, die nach der Gewinnung des B1S2 verbleibt, wird, ohne dass man etwas einbüsst, der ersten Säule der zweiten Gruppe zugeleitet.
Bemerkt sei, dass im Falle, dass man die Regenerierung in der Weise ausführt, dass, ausgehend von einer BlSl-Lösung, zum Schluss eine reine B2Si-Losung gewonnen wird, die Säule, die am Ende der jeweiligen Regenerationsperiode abgetrennt wird, nie einen völlig regenerierten Ionenaustauscher, sondern neben einem Überschuss an Bt [X] auch eine gewisse Menge B2 [X] enthalten wird.
Die Erfindung ist selbstverständlich bei sämtlichen doppelten Umsetzungen anwendbar, gleichgültig, ob diese mit Kationenaus- tauschern oder mit Anionenaustauschern bewerkstelligt werden.
Zum Schluss sei nachstehend ein Beispiel einer doppelten Umsetzitng erwähnt, bei der das erfindungsgemässe Verfahren Anwendung gefunden hat.
I ? eispiel
Es wurde eine doppelte Umsetzung von in
Lösung vorhandenem Ca (N03) 2 und KCl be werkstelligt. Infolge dieser Umsetzung wurde KNO3 in Form von Kristallen und eine CaCl2-Lösung erhalten.
Als Kationenaustauscher wurde das nor male Handelserzeugnis Dowex-50 (sulfo niertes Styrol) verwendet. Dieses Material ver mag leichter K-Ionen gegen Ca-Ionen auszu tauschen als umgekehrt ; im vorliegenden
Fall funktionierte, entsprechend obigem Text, die KCl-Lösung als BlSi-Lösung und die
Ca (NO3) 2-Lösung als B2S2-Lösung. Der Be ladungsvorgang wurde mit sechs serienge schalteten Säulen, die in zwei Gruppen zu drei gegliedert waren, durchgeführt.
Für jeden Regenerationsvorgang genügten vollauf drei seriengeschaltete Säulen.
Der Inhalt der Säulen belief sich auf 100
Liter Dowex-50 je Säule ; deren Kapazität betrug 218 Grammäquivalente CaO je Säule.
Der freie Raum zwischen den Körnern des
Kationenaustausehers entsprach 40 Liter je
Saule.
Je Regenerationsperiode wurden der Reihe von Säulen, deren Kationenaustauscher zu regenerieren war, 100 kg 25%ige KCl-L¯sung zugeleitet und aus der Reihe insgesamt 62 kg CaCl2-Lösung abgeführt, die einen CaCl2
Gehalt von 15, 6 /o und einen KCl-Gehalt von 0,2% aufwies, nachdem ein Vorlauf abgelas sen worden war, der sich auf etwa 30 kg Was ser belief und jener Menge entsprach, die in dem freien Raum zwischen den Dowex-50-
Körnern verblieben war, welche Menge Wasser von der zwischen jede Regeneration und Be ladung eingeschalteten Waschung herrührte.
Der Kationenaustauscher, der die Beschik- kung der am Ende einer Regenerationsperi ode abgetrennten Säule bildet, war nach Be endung der Regenerierung bis auf 80 ouzo re generiert bis zu einem Zustand, bei dem eine
Bindung von K-Ionen vorliegt. In dem freien
Raum zwischen den Dowex-50-Körnern waren 48 kg 25 /oige KCl-Lösung verblieben ; diese
Lösung wurde durch Auswaschen entfernt, worauf die Säule anschliessend in die zu beladende Reihe von Säulen eingesetzt wurde.
Je Beladungsperiode wurden der zu beladenden Reihe von Säulen 81, 8 kg 60%ige Ca (NO3) 2-Lösung (Temperatur 90 C) zugeleitet ; aus der letzten Säule-der Reihe wurden, ausser einem Vorlauf von etwa 30 kg Wasser, insgesamt 55, 5 kg Lösung abgeführt, die durch- schnittlich 13, 50% Ca (N03) 2, 38, 7 kg KN03 und 47, 8% H2O enthielt.
Aus dieser Lösung wurden, nachdem durch Kühlung die Kristallisierung des KNO3 bewirkt war, dureh Aussclleuderung 17, 6 kg KNO3 in kristallisierter Form gewonnen ; aus der verbleibenden Mutterlauge wurden je Periode durch Verdampfen insgesamt noch 20 kg Wasser entfernt ; die konzentrierte Mut terlauge wurde der ersten Säule der zweiten Gruppe zugeleitet. Die Menge dieser Mutterlauge belief sich je Periode auf 18, 4kg mit einem durchschnittlichen Gehalt von 40, 8 /o Ca (NO3) 2 und 21, 2 /o KNO3.
Die am Ende einer Beladungsperiode abgetrennte erste SÏule enthielt einen Kationenaustauscher, der 1000/oit mit Ca-Ionen beladen worden war ; in dem freien Raum zwischen den Dowex-50-Körnern verblieben 58 kg 601/oigne Calciumnitratl¯sung, die durch Waschung entfernt wurden, bevor der in der SÏule vorhandene Ionenaustauscher wieder regeneriert wurde.
Method of causing duplicate conversion of those present in solution
Ion formers using an ion exchanger
The invention relates to an improvement of a method in which, with the aid of ion exchangers, a double conversion of ion formers present in solution is brought about.
It has already been proposed repeatedly that a double conversion of, for example, two soluble ion formers B1S1 and B2S2, with oppositely charged ions in the solution Bi and Si or B2 and S2, be carried out with the aid of ion exchangers so that according to the equation
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two different solutions can be obtained, which contain different BiS2 and B2S1.
If this conversion is to be carried out, a solution of B2S2 is first passed over an ion exchanger containing B1 ions, which has the ability to exchange its B1 ions while absorbing B2 ions.
This phase of the conversion process, the so-called loading of the ion exchanger, can be expressed by the equation
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approach, in which B1 [X] and B2 [X] refer to the ion exchanger differently in the state in which it is loaded with t B1 ions and in the state in which it is loaded with B2 ions.
The ion exchanger, which is now loaded with B2 ions, is then regenerated after it has been washed out with water by passing a bisai solution through it.
This regeneration lets see through the equation
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specify.
If equations 2 and 3 are added up, it can be seen that a double conversion of Bisai and B2S2 has occurred, from which B1S2 and B2S1 result; The ion exchanger took part in the process exclusively as an ion carrier.
In general, an ion exchanger behaves differently with respect to the B1 and B2 ions to be exchanged, in that, for example, the ions of the one type mentioned are bound by it more strongly than those of the other and are also given off less easily by it than those of the others.
Although the loading reaction according to equation 2 is not significantly different from the regeneration reaction according to equation 3, these reactions can still be distinguished by the treatment under loading in which the ion-laden exchanger is brought into contact with a solution which It contains ions which are more strongly bound by the ion exchanger than the ions released by the ion exchanger in the course of the treatment mentioned, while the term regeneration is to be understood as the treatment in which the ion-laden exchanger is brought into contact with a solution , which contains ions,
which of the ions already mentioned are different and which for all mixing ratios in which both mentioned ions can be present in solution next to one another, as well as for some of these ratios, are less strongly bound by the ion exchanger than those ions which the ion exchanger requires during the regeneration treatment is to release.
The above equations assume that the B2 ions are more strongly bound by the ion exchanger than the B1 ions
When bringing about a double conversion of the ion formers B1S1 and B2S2 present in solution, one often proceeds in such a way that the alternating loads and regenerations of the ion exchanger are brought to discharge in two rows of columns connected in series with ion exchangers,
namely, a B2S2 solution is then passed through one of the rows of columns mentioned and thus the loading of the ion exchanger is brought about and a B1S1 solution is passed through the other row of columns and thus brings about the regeneration of the ion exchanger.
The required alternating loading and regeneration results from the fact that at certain time intervals the first column is separated, then added to the other row of columns on the discharge side and, after it has been washed out in the meantime, during which washing the solution that is in the free space between the ion exchangers - grain remains is removed.
It is immediately clear that, in the causal connection with the property of the ion exchanger, less easy to exchange B2 ions with simultaneous uptake of Bi-ions than vice versa, it is not possible to easily transfer ion exchangers from one column row is loaded by B2S2 solution to discharge an almost pure BiS2 solution and at the same time to drain an almost pure B2S1 solution from the other row of columns, the ion exchanger of which is regenerated by supplying BIS1 solution.
If the conditions under which the work is carried out are chosen in such a way that an almost pure BiS2 solution is obtained as a result of the loading, a solution is obtained during regeneration with a B1S1 solution which, in addition to a large amount of B2S1, contains a considerable amount of Liche amount B1S1, while conversely, if the regeneration is carried out in such a way that an approximately pure B2S1 solution is obtained, a solution is obtained during the loading which also contains B2S2 in addition to a larger amount B1S2.
In most cases it is not possible to obtain quantitatively these substances individually from such solutions, which have several substances next to one another; mother liquors always remain which cannot be considered for further processing. These are then to be carried away, which is equivalent to a loss.
If one proceeds according to the invention, it is possible to process the mother liquors further; nothing needs to be drained off, and material losses are completely avoided.
The regeneration according to the invention is used. in such a way that a BiSi solution is passed through a series of columns arranged in series and, by proceeding in this way, an approximately pure B2S1 solution is obtained from the same column series, whereby the The first column of this series, the ion exchanger of which has been partially regenerated in the manner mentioned, is removed from the series of columns and, after the ion exchanger has been washed out in the meantime, is inserted into a series of columns whose ion exchanger is to be loaded, while the inventive loading is carried out in such a way that that a B2S2 solution is placed in the first column of the first group of a series of columns connected in series,
which is composed of two groups of columns, continues at certain time intervals the meanwhile fully loaded first column is removed from the first of the two groups and, after the ion exchanger has been washed out in the meantime, starts in a series of columns to be regenerated, with the In the respective regeneration period, the columns are changed over in such a way that the first column of the second group fulfills the function of the last column of the first group in the newly started period.
In addition, the liquid that emerges from the last column of the row during loading, which is also the last column of the second group, and which is a solution containing plenty of B1S2 but only a little B2S2, for example by cooling and crystallizing in an auxiliary apparatus, for the most part freed from the B1S2 present in the solution; the. Remaining mother liquor, which is relatively poor in BIS2 but rich in B2S2, is continuously returned to the first column of the second group after concentration by evaporation.
In the context of this application, the designation approximately pure B2S1 solution is to be understood as meaning a solution such as that obtained during regeneration, in which the molar ratio
B2S1? 0.98 is
B2S1 + B1S1
An example embodiment of the method according to the invention will be explained below with reference to the accompanying drawing, which shows a schematic representation of the operating sequence.
The figure shows two rows of columns; The columns that have been subjected to loading are marked with A for the columns belonging to the first part of the series, and C for those belonging to the second part.
The columns to be regenerated are labeled D.
The columns are changed at certain time intervals by removing and inserting as mentioned above, in such a way that column D1 takes over the function that column C3 fulfilled in the previous period, D2 takes over the function that the column performed D1 fulfilled in the previous period, D3 takes over the function that the column D2 fulfilled in the previous period, Ai takes over the function that the column D3 fulfilled in the previous period, A2 takes over the function that the column Ai fulfilled in the previous period Period fulfilled, A3 takes over the function,
which fulfilled the pillar A2 in the previous period, C1 takes over the function that the pillar A3 fulfilled in the previous period, C2 takes over the function that the pillar Ci fulfilled in the previous period, C3 takes over the function that the pillar C2 fulfilled fulfilled in the previous period.
In the course of each respective period, a B2S2 solution is fed to the column, which then functions as Ai, which then flows successively through the respective A and C columns, the ion exchanger B2 ions present in these columns releasing B1- Absorbs ions. From the column, which in the respective period as. C3 works, a solution escapes that. contains a lot of B1S2, but cannot be considered a pure B1S2 solution, as it also contains B2S2.
In the auxiliary apparatus labeled Vi, the greater part of the dissolved B1S2 is removed from the solution and the remaining mother liquor is concentrated by evaporation in the auxiliary apparatus V2. The mother liquor concentrated in this way is then fed to the column Ci in a continuous process.
For each case that occurs, it is necessary to determine individually whether the ion exchanger, which represents the loading material in column Cj, which is periodically removed from the second group and incorporated into the first group, has its correct composition. Furthermore, the amount of mother liquor remaining after the removal of B1S2 and then recirculating in the second group of columns to be loaded, as well as the number of columns used, one and the other, must be determined using equilibrium weights and solubility diagrams.
If you proceed in this way, it is in principle possible to have an (initial) column in the first group, which contains an ion exchanger at the end of each period, the state of which is a complete transformation into B2 [X], while with this loading, pure BiS2 is still obtained from the solution that emerges from the last column in the series. The mother liquor that remains after the B1S2 has been obtained is fed to the first column of the second group without any loss.
It should be noted that in the event that the regeneration is carried out in such a way that, starting from a BISI solution, a pure B2Si solution is finally obtained, the column that is separated at the end of the respective regeneration period never completely regenerated ion exchanger, but in addition to an excess of Bt [X] also a certain amount of B2 [X].
The invention can of course be used in all double conversions, irrespective of whether these are carried out with cation exchangers or with anion exchangers.
Finally, an example of a double implementation is mentioned below in which the method according to the invention has been used.
I? example
A double implementation of in
Solution of existing Ca (N03) 2 and KCl be made. As a result of this conversion, KNO3 was obtained in the form of crystals and a CaCl2 solution.
The normal commercial product Dowex-50 (sulfonated styrene) was used as the cation exchanger. This material may be easier to exchange K ions for Ca ions than vice versa; in the present
According to the text above, the KCl solution worked as a BlSi solution and the
Ca (NO3) 2 solution as B2S2 solution. The loading process was carried out with six columns connected in series, which were divided into two groups of three.
For each regeneration process, three columns connected in series were sufficient.
The content of the columns amounted to 100
Liters of Dowex-50 per column; their capacity was 218 gram equivalents CaO per column.
The free space between the grains of the
Cation exchanger corresponded to 40 liters each
Pillar.
For each regeneration period, 100 kg of 25% KCl solution were fed to the row of columns, the cation exchanger of which was to be regenerated, and a total of 62 kg of CaCl2 solution, containing a CaCl2
Content of 15.6 / o and a KCl content of 0.2%, after a forerun had been drained, which amounted to about 30 kg of water and corresponded to the amount that was in the free space between the Dowex 50-
The amount of water left was the amount of water left over from the washing between each regeneration and loading.
The cation exchanger, which forms the feed of the column separated at the end of a regeneration period, was generated up to 80 ouzo after the end of the regeneration up to a state in which one
Binding of K ions is present. In the free
The space between the Dowex 50 grains was 48 kg of 25% KCl solution; this
Solution was removed by washing, whereupon the column was then inserted into the row of columns to be loaded.
For each loading period, 81.8 kg of 60% Ca (NO3) 2 solution (temperature 90 ° C.) were fed to the row of columns to be loaded; From the last column in the series, a total of 55.5 kg of solution were discharged, in addition to a forerunner of about 30 kg of water, containing on average 13.50% Ca (N03) 2.38.7 kg KN03 and 47.8% Contained H2O.
After the crystallization of the KNO3 had been brought about by cooling, 17.6 kg of KNO3 were obtained in crystallized form by centrifugation; a total of 20 kg of water were removed from the remaining mother liquor per period by evaporation; the concentrated mother liquor was fed to the first column of the second group. The amount of this mother liquor amounted to 18.4 kg per period with an average content of 40.8 / o Ca (NO3) 2 and 21.2 / o KNO3.
The first column, which was separated off at the end of a loading period, contained a cation exchanger which had been loaded 1000 / oit with Ca ions; 58 kg of 60% calcium nitrate solution remained in the free space between the Dowex 50 grains, which were removed by washing before the ion exchanger present in the column was regenerated.