DE1292627B

DE1292627B - Verfahren zum Trennen von Ionengemischen in Fluessigkeiten

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Publication number: DE1292627B
Application number: DEK38765A
Authority: DE
Original assignee: KOLLSMAN PAUL
Current assignee: KOLLSMAN PAUL
Priority date: 1958-09-26
Filing date: 1959-09-25
Publication date: 1969-04-17
Also published as: NL243758A; US3025227A; GB886979A; DE1792301A1; NL127471C

Description

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Es ist bekannt, Ionengemische in Flüssigkeiten Der Raum zwischen den Elektrodenkammern 24

unter Einwirkung eines elektrischen Stromes und und 25 wird durch Ionenaustauschermembranen 36, eines Gravitationsfeldes in von Ionenaustauscher- z. B. in vier Kammern 32, 33, 34 und 35 getrennt, membranen seitlich begrenzten Kammern, die von Diese Kammern können in Behandlungskammern

einem zwischen Elektroden erzeugten Feld durch- 5 33 und 34, die die reinen Produkte liefern, und setzt sind, in Fraktionen zu trennen. Schutzkammern 32 und 35 aufgeteilt sein, die zwi-

Für Flüssigkeiten niedriger Ionenkonzentration sehen den Behandlungskammern 33 und 34 und den reicht die Selektivität der Ionenaustauschermem- Elektrodenkammern liegen und die Behandlungsbranen aus. Die Fähigkeit der Membranen, den kammern gegen eine Verunreinigung durch Ionen, Durchgang von Anionen bzw. Kationen zu hemmen, io die aus den Elektrodenkammern stammen, schützen, wird jedoch zunehmend schwächer, wenn der Ionen- Jede Behandlungskammer hat an der einen Seite

konzentrationsunterschied der an die Membranen eine Zuführungsleitung 37 für die Flüssigkeit mit dem angrenzenden Flüssigkeitsschichten wächst. Ionengemisch und an der anderen Seite mehrere

Das bekannte Verfahren zum Trennen von Ionen- Abzugsleitungen 40, 41 und 42.

gemischen in Flüssigkeiten unter gleichzeitiger Ein- 15 Die Schutzkammern können auch mit drei entwirkung eines elektrischen Stromes und eines Gravi- sprechenden Entnahmeleitungen versehen sein, damit tationsfeldes in von Ionenaustauschermembranen seit- die Bedingungen in den Schutzkammern den Bedinlich begrenzten, die Flüssigkeit enthaltenden Kam- gungen in den Behandlungskammern 33 und 34 somern, die von einem zwischen Elektroden erzeugten weit wie möglich gleichen. Für die Einleitung des elektrischen Feld durchsetzt sind, derart, daß das 20 Lösungsmittels sind am Boden Leitungen 43 angeelektrische Feld quer durch die Membranen und die bracht, die über eine Vertikalkammer 44 durch dazwischenliegenden Flüssigkeitsschichten tritt, wo- kleine Öffnungen 45 in der Wand 46 mit dem bei die Membranen so ausgerichtet sind, daß die Kammerinnern verbunden sind. An Stelle der Wand Richtung des Gravitationsfeldes einen Winkel mit der 46 kann auch ein Gitter verwendet werden. Membrannormalen bildet, und wobei die Flüssigkeit 25 Bei dem Apparat der F i g. 4 tritt die Flüssigkeit in Zweigflüsse gespalten wird und diese Zweigflüsse mit dem Ionengemisch durch die Leitung 137 und in mehrere, nebeneinanderliegende, von Membranen das Lösungsmittel durch die Leitung 143 ein. gleicher Polarität voneinander getrennte, gleichartige Es wurde ein Apparat gebaut, der im Prinzip der

Behandlungskammern eingeleitet werden, und wobei in F i g. 1 gezeigten Konstruktion entsprach und elf die Fraktionen der Ionen durch Sammlung von 30 Anionenmembranen aufwies, welche zehn Zwischen-Flüssigkeit aus gleichen, in der Richtung des Gravi- kammern und zwei Elektrodenkammern an den tationsfeldes sich übereinander anordnenden Flüssig- Enden bildeten, wobei die Elektrodenkammern keitsschichten nebeneinanderliegender Behandlungs- Platinelektroden enthielten. Eine jede Membran maß kammern abgezogen werden, wird erfindungsgemäß 150 · 150 mm bei 1 mm Stärke. Die Breite einer jeden dadurch verbessert, daß ein Lösungsmittel in den 35 Zwischenkammer betrug 2 mm, wobei sie durch ein Teil der Kammern eingeleitet wird, in dem sich das inertes Gitter oder Netz von 2 mm Stärke und 6 mm Konzentrat ansammelt. Maschenweite aufrechterhalten wurde. Es waren

Der Lösungsmittelzufluß vermindert nicht nur das Einlaßkanäle 37 für eine jede Behandlungskammer Konzentrationsmaximum, welches ein entsprechendes vorgesehen, die von einer gemeinsamen Leitung zum Durchschlüpfen von Ionen durch die Membranen zur 40 Zuführen der Mischung her abgezweigt waren. Für Folge haben würde, sondern treibt auch die Ionen die Zuführung von Lösungsmittel am Boden einer in der der Schwerkraft bzw. Beschleunigungskraft jeden Behandlungskammer waren zwölf Einlaßentgegengesetzten Richtung, d. h. in der Richtung öffnungen 45 vorgesehen, -wobei eine jede Öffnung der die geringste Ionenkonzentration enthaltenden durch ein Loch von etwa 1 mm Durchmesser gebildet Schicht, und zwar werden Ionen geringerer Beweg- 45 wurde. Gegenüber dem Einlaß 37 waren drei Fraklichkeit stärker in der Richtung des einströmenden tionenentnahmeleitungen 40, 41 und 42 vorgesehen. Lösungsmittels mitgenommen als Ionen größerer Die erste und die zehnte Behandlungskammer wurden Beweglichkeit. Hierdurch wird eine schärfere Tren- als Schutzkammern verwendet, und ihre Auslaßnung der Ionenarten erzielt. Zweckmäßigerweise leitungen waren zusammengeführt. Die entsprechenwird das Lösungsmittel gleichmäßig verteilt einge- so den Auslaßleitungen der anderen acht Behandlungsleitet. kammern waren in gleicher Weise zu drei Auslaß-

Das erfindungsgemäße Verfahren soll unter Bezug- leitungen zusammengeführt, die als obere, mittlere nähme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert und untere Auslaßleitung bezeichnet werden, werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrich- 55
tung längs der Linie 1-1 der Fig. 2, Beispiel I

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung
längs der Linie 2-2 der F i g. 1, Ein wäßriges Gemisch von gleichen Volumina

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch die Vorrich- 0,02-n-KF und 0,02-n-LiCl bildet die zu fraktionerende tung längs der Linie 3-3 der Fi g. 1 und 60 Flüssigkeit, und Wasser wurde als Lösungsmittel ver-

F i g. 4 einen der Ansicht der F i g. 2 ähnlichen wendet. Die Flüssigkeitsmischung wurde auch in die Vertikalschnitt einer abgewandelten Form. Elektrodenkammern eingebracht, um als Elektrolyt

Die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 besteht zu dienen, der mit einer Geschwindigkeit von 30 ecm/ aus einem Gehäuse 21, in welchem eine Kathode 22 Min. durch eine jede Elektrodenkammer hindurch- und eine Anode 23 in Elektrodenkammern 24 und 25 65 ging. Das Lösungsmittel wurde mit einer Geschwinangeordnet sind. Die Leitungen 28, 29, 30 und 31 digkeit von 16,25 ccm/Min. zugeführt. Die Flüssigkeit •dienen zur Spülung der Elektrodenkammern 24 mit dem Ionengemisch wurde mit einer Geschwindig- und 25. keit von 10 ccm/Min. in die Behandlungskammern

Claims

3 4 eingebracht, und die Ausströmungen wurden auf die eines elektrischen Stromes und eines Gravitationsfolgenden Geschwindigkeiten eingestellt: feldes in von Ionenaustauschermembranen seit-Obere Fraktion 12ccm/Min. lich begrenzten, die Flüssigkeit enthaltenden Mittlere Fraktion 6 ccm/Min. Kammern, die von einem zwischen Elektroden Untere Fraktion 3 ccm/Min. 5 erzeugten elektrischen Feld durchsetzt sind der- Obere Ausströmung aus der art> daß das einsehe Feld quer durch die Schutzkammer 3 ccm/Min. Membranen und die dazwischenliegenden Flüssig-Mittlere Ausströmung aus der keitsschichten tritt, wobei die Membranen so aus- Schutzkammer .. 1,5 ccm/Min. f e,richte! smd'da? die Richtung des Gravitations- Untere Ausströmung aus der 10 J des eine,n Wfke]. 1^- Mf^br™maleii Schutzkammer . 0,5 ccm/Min. blIdet,' und w°bei die FluislSke*m Zweigflusse gespalten wird und diese Zweigflusse in mehrere Die angelegte Spannung betrug 12 Volt. nebeneinanderliegende, von Membranen gleicher Nach 160 Betriebsminuten zeigten die Fraktionen Polarität voneinander getrennte, gleichartige Be- das folgende Verhältnis von K zu Li (in Mol): 15 handlungskammern eingeleitet werden, und wobei Obere Franktion 0,28 di,e Fraktionen der Ionen durch Sammlung von Untere Franktion 3,6 Flüssigkeit aus gleichen m der Richtung des Gravitationsfeldes sich übereinander anordnen- Das Verhältnis Cl zu F (in Mol) betrug: den Flüssigkeitsschichten nebeneinanderliegender Obere Fraktion 0 39 20 Behandlungskammern abgezogen werden, da- Untere Fraktion 26 durch gekennzeichnet, daß ein Lösungs- ' mittel in den Teil der Kammern eingeleitet wird, Patentansprüche- in dem sich Konzentrat ansammelt. ' 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

1. Verfahren zum Trennen von Ionengemischen 25 kennzeichnet, daß das Lösungsmittel gleichmäßig

in Flüssigkeiten unter gleichzeitiger Einwirkung verteilt eingeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen