CH313763A - Process for causing a double conversion of ion formers present in solution using an ion exchanger - Google Patents

Process for causing a double conversion of ion formers present in solution using an ion exchanger

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CH313763A
CH313763A CH313763DA CH313763A CH 313763 A CH313763 A CH 313763A CH 313763D A CH313763D A CH 313763DA CH 313763 A CH313763 A CH 313763A
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ion
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Hasselder Willem
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Stamicarbon
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/026Column or bed processes using columns or beds of different ion exchange materials in series

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Description

  

  



  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
EMI1.1     
 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
EMI1.2     
 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
EMI1.3     
 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
EMI1.1
 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
EMI1.2
 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
EMI1.3
 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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Bewirken einer doppelten Umsetzung von in Losung vorhandenen Ionenbildnern BiSl und B2S2, wobei in der Losung B1 und S1 bzw. B2 und S2 entgegen- gesetzt geladene Ionen sind, unter Verwendung eines Ionenaustauschers, bei welchem Verfahren mittels Durehleitung von B2S2 Losung durch eine Reihe von seriengeschal- teten, mit Ionenaustausehern beschickten SÏulen der erwähnte Ionenaustauseher beladen wird und die erste Säule der erwähnten Reihe in gewissen Zeitabständen am Ende der jeweiligen Beladungsperiode aus der Reihe von Säulen entfernt imd nach zwischenzeitlicher Auswaschung ihres Ionenaustauschers in eine Reihe von zu regenerierenden Säulen eingesetzt wird, PATENT CLAIM Process for bringing about a double conversion of ion formers BiSl and B2S2 present in the solution, with oppositely charged ions in the solution B1 and S1 or B2 and S2, using an ion exchanger, in which process by passing B2S2 solution through a series The ion exchanger is loaded from series-connected columns charged with ion exchangers and the first column of the series mentioned is removed from the row of columns at certain time intervals at the end of the respective loading period and, after its ion exchanger has been washed out in the meantime, is used in a row of columns to be regenerated , weiterhin mittels Durchleitwng von BiSi-Lösung durch eine andere Reihe von seriengesehalteten, mit Ionenaustauseher be schickten Säulen der in den erwähnten SÏulen vorhandene Ionenaustauselier regeneriert wird und die erste Saule dieser Reihe, ebenfalls in gewissen Zeitabständen, am Ende der jeweiligen Regenerierungsperiode aus der Reihe von Säulen entfernt und nach zwi schenzeitlicher Auswaschung des Ionenaustauschers in eine Reihe von Säulen eingesetzt wird, deren Ionenaustauscher zu beladen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierung in der Weise durchgeführt wird, dass aus der Reihe von Säulen, deren Ionenaus- tauscher regeneriert wird, Furthermore, by passing BiSi solution through another series of columns in series and sent with ion exchangers, the ion exchangers present in the mentioned columns are regenerated and the first column of this series, also at certain time intervals, at the end of the respective regeneration period from the series of columns removed and, after the ion exchanger has been washed out in the meantime, is inserted into a row of columns whose ion exchanger is to be loaded, characterized in that the regeneration is carried out in such a way that from the row of columns whose ion exchanger is regenerated, eine annähernd reine B2Si-Losung abgeführt wird, während die Beladung in einer Reihe von seriengeschal- teten Säulen erfolgt, die aus zwei sich aus mehreren Säulen zusammensetzenden Grup- pen besteht, wobei der ersten SÏule der ersten Gruppe eine B2S2-L¯sung zugeleitet wird, aus der letzten SÏule der zweiten Gruppe eine reichlich B1S2, jedoch nur wenig B2S2 enthaltende Lösung abgeführt wird, welche zum gröl3ten Teil von BiS2 befreit wird, worauf die verbleibende, verhältnismässig B1S2-arme, jedoch B2S2-reiche Mutterlauge naeh Konzentrierung durch Verdampfung kontinuierlich der ersten Säule der zweiten Gruppe zu- geleitet wird, an almost pure B2Si solution is discharged, while the loading takes place in a series of columns connected in series, which consists of two groups composed of several columns, with a B2S2 solution being fed to the first column of the first group , from the last column of the second group a solution containing plenty of B1S2, but only a little B2S2, is discharged, which is freed for the most part from BiS2, whereupon the remaining, relatively B1S2-poor, but B2S2-rich mother liquor is continuously concentrated by evaporation is fed to the first column of the second group, während am Ende der jeweiligen Regenerationsperiode die Säulen derart umgewechselt werden, dass bei der näehsten Beladungsperiode die erste Säule der zweiten Gruppe die Funlition der letzten SÏule der ersten Gruppe erfüllt. while at the end of 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 during the next loading period.
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