DE102009043605A1 - Process for the formation of non-soluble compounds - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Bildung von nichtlöslichen chemischen Verbindungen aus Salzen, die in einer zu behandelnden wässrigen Lösung enthalten sind, mit einem Reaktor, der Folgendes enthält: ein Paar unterschiedlich aufgebaute Elektroden aus unterschiedlichem Material, die sich gegenüberliegend an einer Seite des Reaktors befinden, und an eine Stromversorgung und eine magnetische Induktionsquelle außerhalb der Vorrichtung angeschlossen sind; ein zweites Elektrodenpaar, das unterschiedlich aufgebaut und aus unterschiedlichem Material ist, und innerhalb des Reaktors sich gegenüberliegend und neben dem ersten Elektrodenpaar eingebaut ist, angeschlossen an einen Frequenzgenerator, der sich außerhalb des Reaktors befindet; ein spiralförmiges leitfähiges Teil, das sich außerhalb des Reaktors befindet und an eine Stromversorgung und eine magnetische Induktionsquelle angeschlossen ist, wobei durch dieses Element der Strom fließt, der spezifische Magnetfelder erzeugt; Eindüsung von photonisierter Luft, die von einer Luftpumpe und einem Photonenemitter erzeugt wird und über eine Kapillare in den Reaktor eintritt, die benachbart zu der Elektrode angebracht ist, die an den negativen Pol der Stromversorgung angeschlossen ist, sodass die Kapillare möglichst nah am Reaktorboden ist; Elektrofeld- und Magnetfelderzeuger nebst einem regulierbaren Frequenzerzeuger, die sich außerhalb des Reaktors befinden; Rühreinrichtung mit Geschwindigkeitsregulierung, die sich in der Mitte des Reaktors befindet.An apparatus for forming non-soluble chemical compounds from salts contained in an aqueous solution to be treated, comprising a reactor comprising: a pair of differently constructed electrodes of different material located opposite to one side of the reactor and to a reactor Power supply and a magnetic induction source are connected outside the device; a second pair of electrodes of different construction and material, installed inside the reactor opposite each other and adjacent to the first pair of electrodes, connected to a frequency generator located outside the reactor; a spiral conductive member located outside the reactor and connected to a power supply and a magnetic induction source, through which element flows the current generating specific magnetic fields; Injecting photonic air generated by an air pump and a photon emitter and entering the reactor via a capillary located adjacent to the electrode connected to the negative pole of the power supply such that the capillary is as close as possible to the reactor bottom; Electric field and magnetic field generator together with an adjustable frequency generator located outside the reactor; Stirring device with speed control, which is located in the middle of the reactor.
Description
ANWENDUNGSBEREICH DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION
Anwendungsbereich der Erfindung ist die Rückgewinnung von löslichen Salzen, indem diese über chemische, elektrische und magnetische Prozesse in nicht-lösliche Salze umgewandelt werden.scope of application The invention is the recovery of soluble Salts, adding these over chemical, electrical and magnetic Processes are converted into insoluble salts.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIKDESCRIPTION OF THE STATE OF THE TECHNOLOGY
Nach dem Stand der Technik gibt es zahlreiche Prozesse, in denen über chemische Reaktionen nichtlösliche Produkte erreicht werden, und andere Reaktionen, die im Ergebnis lösliche Salze erzeugen, die daher nicht von der wässrigen Lösung abgetrennt werden können.To In the state of the art there are numerous processes in which chemical reactions non-soluble products are achieved and other reactions which, as a result, produce soluble salts, therefore not separated from the aqueous solution can be.
Die vorliegende Erfindung löst dieses technische Problem, indem alle löslichen Salze von einer wässrigen Lösung genommen werden und in nicht-lösliche Bestandteile umgewandelt werden.The The present invention solves this technical problem by: all soluble salts of an aqueous solution taken and converted into non-soluble components become.
Beispiele
für Prozesse, in denen nicht-lösliche Salze gebildet
werden, gibt es wie folgt im Stand der Technik:
In der japanischen
Veröffentlichung
In the Japanese publication
In
der
In
der
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung von nichtlöslichen chemischen Verbindungen in einem flüssigen Medium durch physische Anreize. Die dabei entstehenden Verbindungen können organisch oder anorganisch sein, einfach oder komplex. Das technische Problem, das durch diese Erfindung gelöst wird, besteht darin, dass hoch lösliche Salze in nicht-lösliche Verbindungen verwandelt werden, sodass sie dann von der wässrigen Lösung abgetrennt werden können und so die Salze und die gereinigte restliche Flüssigkeit genutzt werden können.The The present invention comprises a process for forming insoluble ones chemical compounds in a liquid medium physical incentives. The resulting compounds can be organic or inorganic, simple or complex. The technical problem which is solved by this invention is that highly soluble salts in non-soluble compounds be transformed so that they then from the aqueous solution can be separated and so the salts and the purified remaining liquid can be used.
Reaktionen und physikalischen Veränderungen laufen in einer einzigen Phase oder Reaktor ab, wie etwa die anfängliche Fällung von Komplexen, die als Keime für spätere Nukleations- und Absorptionsmechanismen von anderen gebildeten Stoffen wirken. Die Bildung dieser ersten ausgefällten Produkte ergibt sich aus dem Einwirken eines elektrischen und magnetischen Feldes, das mittels eines ultrafiltrierten und über Elektroden übertragenen Stroms angewandt wird. Hinzu kommt der Ionenbeitrag aus einer der Elektroden, die als Opferelektrode wirkt.reactions and physical changes take place in a single one Phase or reactor, such as the initial precipitation of complexes that act as germs for subsequent nucleation and absorption mechanisms of other formed substances. The formation of these first precipitated products gives arising from the action of an electric and magnetic field, that by means of an ultrafiltered and transmitted via electrodes Electricity is applied. In addition comes the ion contribution from one of the Electrodes, which acts as a sacrificial electrode.
Dann erfolgt ein zweiter Ionenbeitrag, normalerweise mit Aluminium, Kalzium, Eisen, Blei oder Zinn, um neue Verbindungen mit den in der wässrigen Lösung enthaltenen Salzen zu bilden. Damit nehmen die ursprünglich gebildeten Keime durch diese neuen Verbindungen an Größe zu. Zudem kommt es in dieser Phase zur Absorption von anderen gebildeten nicht komplexen Salzen.Then there is a second ion contribution, usually with aluminum, calcium, Iron, lead or tin to make new connections with those in the aqueous Solution to form salts. This is the original take formed germs through these new compounds in size to. In addition, it comes in this phase for the absorption of other formed not complex salts.
Die unterschiedlichen Verbindungen werden durch die Selektivität der Prozesse gebildet, die durch die Anwendung der elektromagnetischen Wellen in einem Funkfrequenzspektrum von 1 KHz bis 2 MHz bewirkt werden, mit einem Generator von elektromagnetischen Wellen mit unterschiedlicher Geometrie und Frequenz.The Different compounds are affected by the selectivity the processes formed by the application of the electromagnetic Waves are effected in a radio frequency spectrum of 1 KHz to 2 MHz, with a generator of electromagnetic waves with different Geometry and frequency.
Mögliche Anwendungsbereiche dieser Technik sind unter anderem:
- – Entsalzung von Meereswasser, Ausfällung von Chloriden und Sulfaten.
- – Entfernung von Salzen aus saurem Wasser aus dem Bergbau.
- – Ausfällung von Salzen aus PLS-Lösungen aus dem Bergbau.
- – Behandlung von Trinkwasser, Ausfällung von Chloriden und Sulfaten.
- – Behandlung von Wasser aus Heizkesseln bzw. Kühlwasser, Beseitigung von Sulfaten und Chloriden.
- – Behandlung von Wasser zur Bewässerung, Ausfällung von Chloriden und Sulfaten.
- – Behandlung von Wasser zur Bewässerung, Ausfällung von Phospaten und Nitraten.
- – Behandlung von Abwässern, Ausfällung von Chloriden, Sulfaten und Phosphaten.
- – Behandlung von Abwässern, Ausfällung von Nitraten und Nitriten.
- – Ausfällung von Salzen in Produktionsprozessen von Pharmaprodukten oder chemischen Wirkstoffen allgemein.
- – Ausfällung von Salzen als Vorbehandlung für die Ultrafiltrierung und Umkehrosmose.
- - Desalination of seawater, precipitation of chlorides and sulphates.
- - Removal of salts from acidic water from the mining industry.
- - Precipitation of salts from PLS solutions from the mining industry.
- - Treatment of drinking water, precipitation of chlorides and sulfates.
- - Treatment of water from boilers or cooling water, elimination of sulphates and chlorides.
- - Water treatment for irrigation, precipitation of chlorides and sulphates.
- - Water treatment for irrigation, precipitation of phosphates and nitrates.
- - Treatment of waste water, precipitation of chlorides, sulphates and phosphates.
- - Treatment of waste water, precipitation of nitrates and nitrites.
- - Precipitation of salts in production processes of pharmaceutical products or chemical agents in general.
- Precipitation of salts as pretreatment for ultrafiltration and reverse osmosis.
Diese Anwendungsmöglichkeiten sind die bekanntesten Beispiele. Allerdings können in zahlreichen weiteren Prozessen die Vorteile genutzt und Salze, die normalerweise löslich sind, unlösbar gemacht werden. So kann die Leistung und/oder Reinheit der Produkte optimiert werden. Wenn im Rahmen eines Prozesse die Technologie der vorliegenden Erfindung teilweise oder ganz eingesetzt wird, so fällt dies in den Bereich dieser Erfindung.These Uses are the best known examples. However, in many other processes the Benefits and salts that are normally soluble, be made insoluble. So can the performance and / or Purity of the products to be optimized. If in the context of a process the technology of the present invention partially or completely used this is within the scope of this invention.
Bei dieser Technik wird ultrafiltrierter Gleichstrom angewandt, und zwar mit einer variablen Geometrie von sinusartigen Wellen, gedämpftem Sägezahnimpuls, Rechteckschwingungen und einem elektromagnetischen Signal des Funkfrequenzspektrums. Dabei wird mit einem Elektrodenpaar gearbeitet. Auf diese Weise können die Fällungsreaktionen verstärkt werden.at This technique uses ultrafiltered direct current, and although with a variable geometry of sinusoidal waves, damped Sawtooth pulse, square waves and an electromagnetic Signal of the radio frequency spectrum. This is done with a pair of electrodes worked. In this way, the precipitation reactions be strengthened.
Für die besagte Ausfällung sollte vorzugsweise ein pH-Spektrum von pH 4 bis pH 12 gegeben sein. Allerdings kann der Prozess mit jedem beliebigen pH-Wert aus der pH-Skala durchgeführt werden und man erhält trotzdem gute Ergebnisse. Es schließt sich eine isokinetische Koagulationsphase der Fällungspartikel an, wobei die Koagulation elektrisch unterstützt wird. Die eingesetzte Spannung entspricht elektrischen und magnetischen Feldern innerhalb eines Spektrums von einem bis hundert Volt, während die angewandte Stromstärke zwischen 10 mA und 3 A liegen muss. Wie schon erwähnt, werden die Spannung und das elektromagnetische Signal über Elektroden aufgebracht, die sich in der zu behandelnden Lösung befinden. Die Elektroden können aus unterschiedlichem Material bestehen, wobei es sich je nach Qualität des Wassers um Blei, Platin, Aluminium, Kupfer, Kohle, Gold, Zinn, Zink, Eisen, Titanium, Bor, Nickel oder Diamant handeln kann.For said precipitate should preferably be a pH spectrum be given from pH 4 to pH 12. However, the process can work with performed at any pH from the pH scale and you still get good results. It closes an isokinetic coagulation phase of the precipitation particles, wherein coagulation is electrically assisted. The used voltage corresponds to electric and magnetic fields within a range of one to a hundred volts while the applied current is between 10 mA and 3 A. got to. As already mentioned, the voltage and the electromagnetic Signal applied across electrodes, located in the too to be treated solution. The electrodes can Made of different materials, depending on the quality of water around lead, platinum, aluminum, copper, coal, gold, tin, Zinc, iron, titanium, boron, nickel or diamond can act.
Der
gesamte Vorgang zur Bildung von nicht-löslichen Stoffen
wird in einem einzigen Gerät vorgenommen, das aus folgenden
Bestandteilen besteht:
Ein Reaktor mit einem unterschiedlich
aufgebauten Elektrodenpaar aus unterschiedlichem Material. Die Elektroden
sind gegenüberliegend an einer Seite des Reaktors angebracht.
Die Elektroden sind an eine Stromquelle und eine magnetische Induktion
angeschlossen, die sich außerhalb des Gerätes
befinden.The entire process of forming non-soluble substances is carried out in a single device consisting of:
A reactor with a differently constructed electrode pair made of different materials. The electrodes are mounted opposite one side of the reactor. The electrodes are connected to a power source and a magnetic induction, which are located outside the device.
Ein zweites Elektrodenpaar. Auch hier sind die Elektroden unterschiedlich aufgebaut und aus unterschiedlichem Material. Sie befinden sich gegenüberliegend innerhalb des Reaktors neben dem ersten Elektrodenpanr. Sie sind an einen Frequenzgenerator angeschlossen, der sich außerhalb des Reaktors befindet.One second pair of electrodes. Again, the electrodes are different constructed and made of different materials. They are opposite within the reactor next to the first Elektrodenpanr. They are connected to a frequency generator, which is outside the reactor.
Ein spiralförmiges leitendes Teil, das sich außerhalb des Reaktors befindet und an eine Stromquelle und eine magnetische Induktionsquelle angeschlossen ist. Durch dieses Teil wird der Strom, der spezifische Magnetfelder erzeugt, geleitet.One spiral conductive part that extends outside of the reactor and to a power source and a magnetic Induction source is connected. Through this part, the electricity, generates the specific magnetic fields, passed.
Eindüsung von photonisierter Luft, die über eine Luftpumpe und einen Photonenemitter erzeugt wird. Die Luft wird über eine Kapillare neben einer Elektrode in den Reaktor geleitet. Die Elektrode ist an den negativen Pol der Stromquelle angeschlossen, sodass die Kapillare möglichst nah am Reaktorboden liegt.injection of photonized air via an air pump and a Photon emitter is generated. The air is through a capillary passed next to an electrode in the reactor. The electrode is connected to the negative pole of the power source, so that the capillary as close as possible to the bottom of the reactor.
Ein Elektro- und Magnetfeldgenerator, außerdem ein regulierbarer Frequenzgenerator, die sich außerhalb des Reaktors befinden.One Electric and magnetic field generator, as well as an adjustable one Frequency generator located outside the reactor.
Ein Rührwerk mit Geschwindigkeitsregulierung, das sich in der Mitte des Reaktors befindet.One Agitator with speed control, located in the Center of the reactor is located.
Der gesamte Prozess kann außerdem in einer Installation mit mehreren Geräten vorgenommen werden.Of the In addition, whole process can be in an installation with several devices are made.
Die Erzeugung von Niederschlägen erfordert einen bestimmten Druck und eine bestimmte Temperatur, wobei die Werte zwischen 1 und 10 bar bzw. 0 bis 90°C liegen. Das kommt daher, dass der Fällungsprozess ein Konzentrationsvorgang ist, bei dem sich die Gleichgewichtskoristante verschiebt, was eine Übersättigung ermöglicht. Die Temperatur wirkt auf die Kinetik der Reaktion, wobei der Fällungsprozess verstärkt wird, da der Zusammenstoss der Moleküle beschleunigt wird. Damit wird auch die Kinetikkonstante erhöht. Wird externer Druck angewandt, wird das gleiche Resultat erreicht. Ein klares Beispiel hierfür ist die Ausfällung von Jarosit, die unter normalen Bedingungen nicht möglich ist. Deshalb müssen diese Variablen berücksichtigt werden.The Generation of precipitation requires a specific one Pressure and a certain temperature, the values being between 1 and 10 bar or 0 to 90 ° C. That is because of that the precipitation process is a concentration process which shifts the equilibrium constant, which is a supersaturation allows. The temperature affects the kinetics of the reaction, whereby the precipitation process is strengthened, since the Clash of molecules is accelerated. This will be also increases the kinetic constant. If external pressure is applied, the same result is achieved. A clear example of this is the precipitation of jarosite, which under normal conditions not possible. That's why these variables need be taken into account.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURE
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION
Der
Prozess läuft in einem einzigen Schritt ab. Gearbeitet
wird mit einem Reaktor (
BEISPIEL 1:EXAMPLE 1:
Wird
diese Methode zur Entsalzung von Meerwasser eingesetzt, so wird
wie folgt vorgegangen:
Zunächst wird eine Luftmischung,
die durch Photone läuft, direkt auf das Meerwasser angewandt.
Es entstehen folgende Reaktionen: If this method is used for the desalination of seawater, the procedure is as follows:
First, an air mixture that passes through photons is applied directly to the seawater. The following reactions occur:
Die obige Reaktion wird eingesetzt bis pH > 9.8 Einheiten. Das elektrische Feld wird über Aluminiumelektroden aufgebracht, wodurch eine zweite elektrolytische Reaktion wie folgt bewirkt wird: The above reaction is used until pH> 9.8 units. The electric field is applied via aluminum electrodes, causing a second electrolytic reaction as follows:
Das Aluminium reagiert mit den OH-Ionen und bildet de erste Nukleation auf der Basis der folgenden Reaktion: The aluminum reacts with the OH ions to form the first nucleation based on the following reaction:
Haben sich die Aluminiumhydroxidkeime gebildet, wird Kalziumhydroxid dosiert und eine Funkfrequenz mit einer Wellenlänge von 1,8 MHz eingesetzt. So setzt dann folgende Reaktion zur Sulfat-, Chlorid- und Phosphatfällung ein: Once the aluminum hydroxide nuclei have formed, calcium hydroxide is metered and a radio frequency with a wavelength of 1.8 MHz is used. Thus, the following reaction then begins for sulphate, chloride and phosphate precipitation:
Alternativ kann auch ionisches Kupfer parallel zur Bildung von ionischem Aluminium in einem Kupferelektrodenpaar gebildet werden, wobei zuerst folgende Reaktion stattfindet: Alternatively, ionic copper may be formed in parallel with the formation of ionic aluminum in a pair of copper electrodes, with the first reaction taking place first:
Das Nitrat wird von dem Medium auf der Grundlage folgender Reaktionen erfasst: The nitrate is detected by the medium on the basis of the following reactions:
Damit und in dem vorherigen Funkfrequenzmedium und dem Feld entsteht folgende Reaktion: This and in the previous radio frequency medium and the field produces the following reaction:
Die Chloride, Sulfate, Phosphate und Nitrate sind ausgefällt. Die Abtrennung von Anionen führt zur Abtrennung von Aluminium, Kupfer und Kalzium. Jeder gebildete Niederschlag besitzt eine große Absorptionsfähigkeit für Schwermetalle.The Chlorides, sulfates, phosphates and nitrates are precipitated. The separation of anions leads to the separation of aluminum, Copper and calcium. Every formed precipitate possesses a large one Absorption capacity for heavy metals.
Diese so entstandenen Feststoffe sind im Allgemeinen Mikroniederschläge, die größer werden müssen. Um das Wachstum zu fördern, wird eine Flockung provoziert, indem Polymer hinzugegeben wird und anschließend durch Absetzen und Filtern abgetrennt wird.These resulting solids are generally microprecipitates, that need to get bigger. To the growth To promote flocculation is provoked by polymer is added and then by settling and filtering is separated.
Folgende
Tabelle zeigt die Betriebsbedingungen und Dosierung, unter denen
der Vorgang mit Meerwasser aus San Antonio in der V. Region in Chile
durchgeführt wurde.
Die
folgende Tabelle zeigt die erreichte Wirkung bei der Beseitigung
der Salze aus dem Meerwasser. Die Spalte „roh” bezieht
sich auf die Qualität des Meerwassers. Die Spalte „behandelt” gibt
die nach der Flockung und Filterung mit Sand und Kohle erreichten
Werte an. Die Spalte „% Beseitigung” gibt die
insgesamt erreichten Ergebnisse an.
Beispiel 2:Example 2:
Ein weiteres Beispiel für die Ausfällung von Salzen ist die Fällung von Sulfaten aus Abwässern des Bergbaus.One another example of the precipitation of salts is the precipitation of sulphates from wastewater from mining.
Dafür wurde Wasser aus dem Bergwerk Collahuasi verwendet, das ursprünglich einen Sulfatgehalt von 5.200 mg/L hatte.Therefore Water from the Collahuasi mine was used originally had a sulphate content of 5,200 mg / L.
Bei
der benutzten Verbindung handelte sich es um Niederschlag als Natriumjarosit.
Das
Element M kann Natrium oder Kalium sein. Es wurde folgender Mechanismus
eingesetzt:
Zunächst wird eine Luftmischung durch
Photone geleitet. Die Mischung wird direkt auf das Meereswasser
angewandt. Es entstehen folgende Reaktionen: The element M may be sodium or potassium. The following mechanism was used:
First, an air mixture is passed through photons. The mixture is applied directly to the seawater. The following reactions occur:
Die obige Reaktion wird auf pH > 9,8 Einheiten angewandt. Das elektrische Feld wird über Aluminiumelektroden aufgebracht, was eine zweite elektrolytische Reaktion wie folgt bewirkt: The above reaction is applied to pH> 9.8 units. The electric field is applied via aluminum electrodes, causing a second electrolytic reaction as follows:
Das Aluminium reagiert mit den OH-Ionen und bildet die erste Nukleation in folgender Reaktion: The aluminum reacts with the OH ions and forms the first nucleation in the following reaction:
Dabei bilden sich die ersten Keime von Hydroxidaluminium, die dann in dem Medium mit Funkfrequenz und elektrischem Feld als Jarosit ausfallen.there form the first germs of hydroxide aluminum, which then in the medium with radio frequency and electric field as Jarosit fail.
Die
Voraussetzungen sind wie folgt:
Folgende
Resultate wurden erreicht:
In dieser Art und Weise können unterschiedliche unlösliche Elemente gebildet werden, mit denen Salze reduziert werden können.In This way can be different insoluble Elements are formed, with which salts can be reduced.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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