DE1297582B - Fluessig-Fluessig-Extraktionsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Die Besonderheit dieses Systems beruht nicht nur Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren, bei dem aus auf der, momentan betrachtet, sehr großen Phasenzwei miteinander nicht vollständig mischbaren Flüs- grenzfläche zwischen den Flüssigkeiten durch die sigkeiten A und B von unterschiedlicher Dichte, von Bildung dünner Flüssigkeitswände der im Unterdenen die eine durch eine wäßrige Lösung und die 5 schuß vorhandenen Flüssigkeit, die die Flüssigkeitsandere durch ein organisches Lösungsmittel gebildet teilchen der im Überschuß vorhandenen Flüssigkeit wird, eine unterschiedliche Volumenanteile dieser einhüllt, sondern auf der starken Intensivierung des Flüssigkeiten enthaltende Dispersion hergestellt wird. Stoffaustausches durch fortlaufende Neubildung Der Ausdruck »Flüssig-Flüssig-Extraktion« soll (durch die einwirkenden Kräfte) und Verschwinden dabei jeden Stoffübergang zwischen zwei als Träger- io von Oberflächen; diese fortlaufende Erneuerung der phasen dienenden, miteinander unvollständig misch- Phasengrenzfläche verläuft so rasch, daß Diffusionsbaren Flüssigkeiten umfassen, der gegebenenfalls von phänomene von der Phasengrenzfläche her in das chemischen Reaktionen begleitet sein kann. Phaseninnere, wie man an Hand von Versuchen

Für die Durchführung von Extraktionen der an- zeigen kann, praktisch nicht ins Gewicht fallen, gegebenen Art sind verschiedenartige Verfahrens- 15 Das erfindungsgemäße Flüssig-Flüssig-Extraktionsweisen und Vorrichtungen bekannt, die im wesent- verfahren ist demnach im wesentlichen dadurch geliehen darauf abzielen, die Kontaktoberfläche zwi- kennzeichnet, daß man die Flüssigkeit A mit einem sehen den zu mischenden flüssigen Phasen zu ver- Volumenanteil von mehr als etwa 60 und weniger als größern, um dadurch den Stoffaustausch zwischen etwa 90 Volumprozent unter Rühren in dem von der den beiden Phasen zu beschleunigen. So wird z. B. so Flüssigkeit B im Ruhezustand eingenommenen Raum weitgehend eine rotierende Mischvorrichtung ver- oder in der Nähe der Grenzfläche der Flüssigkeiten A wendet, die einekreisendeFließbewegung innerhalb der und B in der Flüssigkeit B als kontinuierlicher Phase in einem Mischgefäß befindlichen flüssigen Phasen mit einem Volumenanteil von weniger als etwa 40 erzeugt mit radialem Abfluß vom Rand des Dreh- und mehr als etwa 10 Volumprozent dispergiert. körpers zur Gefäßwand und vertikaler Umwälzung 25 Die Erzeugung eines solchen Dispersionssystems, der gesamten Flüssigkeit. Man kennt aber auch verti- bei dem die im Überschuß vorhandene flüssige kai auf und ab bewegte perforierte Scheiben, die im Phase A in der in geringerer Menge vorhandenen, allgemeinen in Extraktionssäulen Verwendung finden. als kontinuierliche Phase wirkenden flüssigen Phase B Liegen unterschiedliche Volumenanteile der zu dispergiert wird und das im nachfolgenden der Einmischenden flüssigen Phasen vor, so wird die im 30 fachheit halber als »inverse Dispersion« bezeichnet Überschuß vorhandene flüssige Phase gewöhnlich zur wird und damit die praktische Ausnutzung der günkontinuierlichen Phase, in der die in geringerem stigen, vorstehend geschilderten Eigenschaften eines Volumenanteil vorhandene Phase dispergiert wird. solchen Systems kann relativ einfach erreicht werden: Dabei wird der Vergrößerung der Kontaktoberfläche In der Nähe der Phasengrenzfläche zweier in unterdurch möglichst feine Dispergierung der im Unter- 35 schiedlichen Volumenanteilen vorhandenen flüssigen schuß vorhandenen Phase durch die Notwendigkeit Phasen fallen die unterschiedlichen Volumenanteile der nachfolgenden Trennung der beiden Phasen eine nicht ins Gewicht, und es ist hier ohne weiteres mög-Grenze gesetzt, da sehr fein dispergierte Teilchen lieh, daß die flüssige Phase mit größerem Volumen extrem lange Absetzzeiten erfordern oder auch prak- durch eine verhältnismäßig heftige Mischbewegung tisch gar nicht mehr abtrennbar sind. Bei Durch- 40 innerhalb der flüssigen Phase mit kleinerem Volumen führung im technischen Maßstab richtet sich damit oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen den beidie Geschwindigkeit des gesamten Verfahrens nach den flüssigen Phasen allmählich in die flüssige Phase der Absetzgeschwindigkeit, und es müssen unverhält- mit kleinerem Volumen hineingestoßen, von dieser nismäßig große Absetzräume geschaffen werden. eingehüllt und in dieser dispergiert wird. Die er-Je größer nun die Volumendifferenz zwischen den 45 zeugte, zunächst teilweise Dispersion der flüssigen zu mischenden flüssigen Phasen ist, um so ausge- Phase mit größerem Volumen in der flüssigen Phase prägter wird die Neigung zur Bildung einer schwer mit kleinerem Volumen als kontinuierliche Phase trennbaren feinen Dispersion der im Unterschuß vor- breitet sich dann in den von der flüssigen Phase mit handenen Phase, und es wurden daher zahlreiche größerem Volumen eingenommenen Raum aus durch Verfahren vorgeschlagen, die Bildung einer solchen 5° eine überlagerte Umwälzung oder Umlaufströmung, feinen Dispersion zu verhindern, die jedoch zu keiner die ausreicht, das ganze System zu erfassen, jedoch endgültig zufriedenstellenden Lösung des Problems nicht so heftig ist, daß die gebildete inverse Dispergeführt haben. Aufgabe war es daher, ein Flüssig- sion gebrochen und in eine normale Dispersion über-Flüssig-Extraktionsverfahren zu finden, durch das geführt wird. Diese Umlaufströmung kann erzeugt der Stoffaustausch zwischen den flüssigen Phasen 55 werden durch geeignete Wahl der Form und Art der intensiviert, aber gleichzeitig eine rasche Trennung Bewegung der Mischvorrichtung, ihre Lage relativ der erzeugten Dispersion erzielt werden kann. zur Phasengrenzfläche (im Ruhezustand) und ihre Das erfindungsgemäße Flüssig-Flüssig-Extraktions- Wechselwirkung mit den Gefäßwänden, insbesondere verfahren basiert auf der Erkenntnis, daß die Disper- mit der an die flüssige Phase mit kleinerem Volumen gierung der im Überschuß vorhandenen Flüssigkeit 60 angrenzenden, im wesentlichen horizontal verlaufenin der in geringerem Volumenanteil vorhandenen den Gefäßwand, d. h. dem Bodenteil oder der auf Flüssigkeit als kontinuierliche Phase durch geeignete der Flüssigkeitsoberfläche angebrachten Decke des Maßnahmen möglich ist und zu einem instabilen Gefäßes.

System führt, das nur durch fortlaufende Einwirkung Als Rührer kann sowohl ein rotierender Rührer

der erzeugenden Kräfte aufrechterhalten werden 65 als auch eine vertikal hin- und herbewegte Rührvor-

kann und sich bei Wegfallen dieser Kräfte sehr rasch richtung mit relativ lange Amplitude und kleiner

und vollständig in die bildenden Bestandteile auf- Frequenz verwendet werden, wobei jedoch stets der

trennt. Wirkungsmittelpunkt der Rührbewegung innerhalb

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der im Unterschuß vorhandenen Flüssigkeit B liegen dazu brauchbar, in einer ersten Flüssigkeit quasisoll, stabil enthaltene feinste Tröpfchen einer zweiten

Wenn man einen rotierenden Rührer verwendet, Flüssigkeit zu »extrahieren«, was zur raschen so muß der Bewegungsmittelpunkt innerhalb der Klärung von nach üblichen Extraktionsverfahren erFlüssigkeit B liegen. Dasselbe ist allgemein auch bei 5 haltenen trüben Flüssigkeiten ausgenutzt werden einem vertikal hin- und herbewegten Rührer der Fall; kann, indem man beispielsweise eine Extraktionswenn jedoch sehr wenig von der im Unterschuß vor- behandlung gemäß der Erfindung unter Verwendung handenen Flüssigkeit B, die die schwerere Phase sei, von etwa 30 Volumprozent der zweiten Flüssigkeit vorhanden ist und die Grenzflächen zwischen den vornimmt.

Flüssigkeiten A und B somit sehr nahe am Gefäß- io Obgleich verschiedene Rührerformen vorgesehen boden liegt, so ist diese Bedingung nur einzuhalten, werden können, wird bevorzugt ein Mischteller mit wenn man mit sehr geringer »Hubhöhe« arbeitet. Da vielen Durchbrücken mit Einrichtungen zur Erzeujedoch bei einem Mischvorgang mit relativ geringen gung eines richtungsabhängigen Fließwiderstandes Mengen an Phase B der Gefäßboden an der Rühr- verwendet. So verursacht eine konische Fläche am wirkung praktisch teilnimmt und durch die Wechsel- 15 Umfang einer kreisförmigen Scheibe einen Unterwirkung zwischen Rührer und Gefäßboden eine be- schied im Fließwiderstand bei der Auf- und Abbewesondere intensive Mischwirkung innerhalb der in gung. Im Fall eines perforierten Mischtellers beträgt geringen Mengen vorhandenen Phase B beobachtet die gesamte Fläche der Durchbrüche vorzugsweise wird, kann in diesem Fall der Bewegungsmittelpunkt etwa ein Drittel bis ein Zehntel der vertikalen Prodes Rührers auch in die Phase A hinein verschoben 20 jektion seiner Fläche, sein. Die Geschwindigkeit der Auf- und Abbewegung

Die erforderliche Rührwirkung hängt von Gestalt, eines Mischtellers kann gleich oder unterschiedlich

Größe bzw. Größenverhältnis und relativer Lage von sein. Wenn jedoch der Fließwiderstand des Misch-

Gefäß und Rührvorrichtung ab sowie vom Bewe- tellers bei der Bewegung zum Mittelpunkt des

gungstyp der letzteren. Die zweckmäßig zu wählen- »5 Gefäßes hin groß ist, so ist eine schnelle Bewegung

den Rührbedingungen lassen sich durch einen ein- des Rührers in dieser Richtung oft wirkungsvoll,

fachen Vorversuch ermitteln, wobei durch visuelle Wenn der Mischteller in Nähe des Gefäßbodens

Beobachtung oder Leitfähigkeitsmessungen leicht angeordnet ist (wenn die Flüssigkeit B schwer ist),

entschieden werden kann, ob eine normale oder liegt sein unterer Umkehrpunkt zweckmäßigerweise

inverse Dispersion entstanden ist. 30 möglichst nahe am Gefäßboden und umgekehrt,

Einen gewissen zusätzlichen Einfluß auf die wenn die Flüssigkeit B die leichtere ist, der obere Bildung der inversen Dispersion haben Oberflächen- Umkehrpunkt möglichst nahe der Begrenzungswand spannung, Dichte, Viskosität, Temperatur und an- in Nähe der Flüssigkeitsoberfläche. Je stärker sich wesende Fremdsubstanzen. Allgemein wird um so jedoch der Mittelpunkt des Bewegungshubes eines schwächer gerührt, je kleiner die Differenz der spezi- 35 Mischtellers der Gefäßwand (d. h. Boden oder Decke) fischen Gewichte beider Flüssigkeiten oder je größer von der Grenzfläche zwischen der leichteren und der die Viskosität der zu dispergierenden flüssigen Phase schwereren Flüssigkeit (im Ruhezustand) her nähert, ist. Bei Oberflächenspannung anwesender Fremd- um so höher liegen die minimal notwendigen Fresubstanz besteht keine ausgeprägte Tendenz, und ihr quenzen der Bewegung des Mischtellers, um eine Einfluß kann daher nicht generell vorausgesagt 40 einheitliche Bildung einer inversen Dispersion im gewerden, samten Gefäß zu erreichen. Die geeignetsten Bedin-

Im allgemeinen kann eine inverse Dispersion gungen für die Gestalt, Amplitude und Frequenz erhalten werden, wenn man die Rührgeschwindigkeit eines Mischtellers sind abhängig von der Gestalt des bis zu der Rührgeschwindigkeit erhöht, bei der eine Mischgefäßes, den Eigenschaften der Mischflüssignormale Dispersion entstehen würde. Die Um- 45 keit und der Stellung des Mischtellers, wälzung zur Ausbreitung der zunächst in Nähe der Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Phasengrenzfläche gebildeten Dispersion wird ent- Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen weder durch den Rührer selbst oder durch zusatz- F i g. 1 und 2 ein zylindrisches Mischgefäß mit liehe Vorrichtungen herbeigeführt. Diese geringe kegelstumpfförmigem Boden und vertikal hin- und Zirkulation kann beispielsweise mit einem Band- 50 herbewegten Mischteller im unteren Bereich des mischrührer oder einer Flüssigkeitsumlaufpumpe Gefäßes, in dem eine inverse Dispersion erzeugt erreicht werden. wird, bei der die im Unterschuß vorhandene Flüssig-

Bei der kontinuierlichen Durchführung des Ver- keit B die schwerere ist,

fahrens, die in einer oder mehreren Stufen im Gegen- F i g. 3 und 4 ein ähnliches Mischgefäß mit anoder Gleichstrom erfolgen kann, ist es gleichgültig, 55 schließendem Absetzgefäß und damit verbundenem in welchen Verhältnissen die flüssigen Phasen primär zylindrischen Überlaufgefäß als Schnittdarstellung vorliegen, da das erfindungsgemäß brauchbare und in Aufsicht,

Volumenverhältnis der Flüssigkeiten zueinander Fig. 5, 6 und 7 eine weitere erfindungsgemäße

durch angemessenen Rücklauf bzw. Rückstau einer Ausführungsform mit horizontalzylindrischem Misch-

der Phasen, also durch unterschiedliche Verweil- 60 gefäß mit anschließendem horizontalzylindrischem

zeiten bzw. Durchlaufgeschwindigkeiten der Flüssig- Absetzgefäß und Überlauf und mit einem hin- und

keiten, erreicht werden kann. Auf diese Weise kann herbewegten, perforierten, wannenförmigen Rührer

z. B. leicht ein optimales Verhältnis von Flüssigkeit B in Nähe des Bodens,

zu Flüssigkeit A von etwa 2 : 8 bis 2,5 : 7,5 erreicht F ig. 8 bis 12 weitere Ausführungsformen von

werden, und zwar unabhängig vom Einspeisungs- 65 Mischgefäßen mit Rührern,

verhältnis der beiden Flüssigkeiten am Eingang der Fig. 13, 14 und 15 eine mehrstufige Extraktions-

Extraktionsanlage. anlage mit horizontalzylindrischen Mischgefäßen und

Das erfindungsgemäße Verfahren ist z. B. auch vertikal hin- und herbewegten schalenförmigen Rühr-

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vorrichtungen in Nähe des Bodens sowie anschlie- zogenen Pfeile 17. Die im Mischgefäß erzeugte Dißenden horizontalzylindrischen Absetzgefäßen, spersion gelangt über die Öffnung 11 in das Absetz-Fig. 16 den unteren Teil eines Mischgefäßes mit gefäß, wo sich die beiden Phasen wieder trennen, nahe am Boden angeordnetem Mischteller, dessen Dabei wird die Dispersion im rechten Teil des Ab-Rührstab eine Verlängerung nach unten trägt, die für 5 setzgefäßes durch die Wand 9 zurückgehalten, über eine Pumpwirkung ausgenutzt wird, und deren Oberkante die Dispersion bzw. bereits abge-Fig. 17 ein Diagramm für die Wirksamkeit der sonderte leichtere Phase abläuft (während ein ÜberExtraktionen in Abhängigkeit von der Extraktions- treten der Dispersion zu der im linken Abschnitt des zeit. Absetzgefäßes befindlichen schwereren Phase über F i g. 1 und 2 dienen zur Erläuterung des erfin- io den Durchgang unter der Wand 9 zu einer normalen dungsgemäßen Verfahrens an Hand eines Flüssig- Dispersion führen würde).

Flüssig-Systems, bei dem die im Unterschuß vornan- Das Überlaufgefäß 8 wird zur Einstellung der dene Phase B die schwerere ist. Verwendet wird ein Flüssigkeitshöhe in vertikaler Richtung verschoben, aufrechtes zylindrisches Mischgefäß mit kegelstumpf- wodurch die mittlere Dichte der Flüssigkeit im förmigem Boden und einem hin- und herbewegten 15 Misch- und Trenngefäß gesteuert wird, d. h. das Verperforierten Mischteller. Dabei zeigt Fig. 1 den An- hältnis der beiden flüssigen Phasen zueinander. Das f angszustand bei der Erzeugung einer inversen Di- zurückgehaltene Volumen der schwereren Flüssigkeit spersion und Fig. 2 deren laufende Erhaltung durch hängt von der Größe, Form und Anordnung der anhaltende Rührbewegung. Öffnung 11 ab (die gegebenenfalls auch aus zwei Wie man in F i g. 1 sieht, wird durch die Auf- und 20 oder mehreren Öffnungen bestehen und in ihrer Abbewegung des Mischtellers zunächst der direkt Funktion als Rückführungsorgan durch eine oder oberhalb der Phasengrenzfläche befindliche Teil der mehrere Verbindungsleitungen zwischen dem unteren im Überschuß vorhandenen leichteren Phase in der Teil des Absetzgefäßes und dem Mischgefäß unterals kontinuierliche Phase wirkenden schwereren stützt werden kann) sowie von der Funktion des Flüssigkeit dispergiert, die in Bodennähe mengen- 25 Überlaufgefäßes, wenn sich das Einspeisungsverhältmäßig überwiegt. Im Verlauf der Rührbewegung nis vom angestrebten Volumenverhältnis der beiden wandert dann die Phasengrenzfläche zum oberen Flüssigkeiten im Mischgefäß unterscheidet. Das Ende des Mischgefäßes bzw. zur Flüssigkeitsober- heißt, das Verhältnis von leichterer zu schwererer fläche, wobei, unterstutzt durch die vertikale Zirku- Flüssigkeit im Mischgefäß kann durch Rücklauf von lationsströmung, immer mehr von der leichteren 30 schwererer Phase über die Öffnung 11 eingestellt Phase in die schwerere hineingetrieben wird. Man er- werden. Wenn diese öffnung jedoch zu hoch liegt, reicht schließlich den in Fig. 2 veranschaulichten nähert sich das Verhältnis von leichterer zu schwemetastabilen Zustand, wobei die gesamte oder nahezu rerer Flüssigkeit im Mischgefäß dem Beschickungsdie gesamte Menge der im Überschuß vorhandenen verhältnis, während bei zu tief liegender Öffnung die leichteren Phase in der als kontinuierliche Phase wir- 35 aus dem Mischgefäß austretende Dispersion zu der kenden, in geringerer Menge vorhandenen schwere- schwereren flüssigen Phase im Absetzgefäß gelangt ren Phase durch die beibehaltene Rührwirkung in und sich ein Teil in eine normale Dispersion umDispersion gehalten wird. wandelt, wodurch die Trennwirkung herabgesetzt ist. F i g. 3 und 4 zeigen ein aufrechtes zylindrisches Die optimale Anordnung der Öffnung liegt in un-Mischgefäß mit konischem Boden und einem in Nähe 40 mittelbarer Nähe der Grenzfläche zwischen der des Bodens angeordneten perforierten Mischteller schwereren und der invers dispergierten flüssigen sowie einem angrenzenden kastenförmigen Absetz- Phase.

gefäß und einem damit verbundenen Überlaufgefäß. Ein zu großer Öffnungsquerschnitt bei 11 führt zu Dabei ist 1 ein Mischgefäß, 2 ein sich auf und ab einer gewissen Mischbewegung im Absetzgefäß sobewegender Schaft (dessen Bewegung durch den 45 wie zu Störungen im Mischgefäß, und außerdem Pfeil 3 angedeutet wird) mit einem Mischteller 4 am treten Schwierigkeiten bei der Einstellung des Flüsunteren Schaftende, 5 ist der Boden des Misch- sigkeitsverhältnisses im Mischgefäß auf. Ist die Öffgef äßes, 6 einer der Durchbrüche im Mischteller, nung 11 zu klein, so ist der Flüssigkeitsübergang vom 7 ein Absetzgefäß, 8 ein Kontroll- oder Überlauf- und zum Absetzgefäß infolge des erhöhten Strögefäß, 9 eine Sperrwand, um eine gegenläufige Strö- 5° mungswiderstandes behindert. Unter diesen Gesichtsmung im Absetzgefäß zu hemmen, und 10 eine punkten sollte daher eine optimale Öffnungsgröße Sperrwand zur Verhinderung einer Rückströmung ausgewählt werden, wobei dann kontinuierlich und der voneinander getrennten Flüssigkeiten, die gleich- stabil unter Aufrechterhaltung eines konstanten zeitig als Trennwand gegenüber der (inversen) Di- Flüssigkeitsverhältnisses gearbeitet werden kann, spersion wirkt, 11 ist eine öffnung für den Über- 55 Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine andere kontigang von Flüssigkeit aus dem Mischgefäß in das nuierlich arbeitende Vorrichtung mit horizontal-Absetzgefäß und gegebenenfalls den Rücklauf von zylindrischem Mischgefäß mit perforiertem Rührschwererer Flüssigkeit oder einem an schwerer Flüs- teller in Nähe des Gefäßbodens sowie einem ansigkeit reichen Gemisch in das Mischgefäß, 12 bzw. grenzenden horizontalzylindrischen Absetzgefäß und 13 ist je ein Auslaß für die abgetrennte leichtere 60 einem damit verbundenen zylindrischen Überlaufbzw, schwerere Flüssigkeit. Der Auslaß 13 führt gefäß.

zum Überlaufgefäß 8 mit Einlaß 14 und einer Lei- Die einzelnen Teile dieser Vorrichtung entspre-

tung 15, die zum Abziehen der schwereren Flüssig- chen, abgesehen von der Form, im wesentlichen der

keit und gleichzeitig zur Einstellung des Volumens in F i g. 3 und 4 gezeigten Anordnung, wobei aller-

der schwereren Phase im Überlaufgefäß dient. 65 dings die Sperrwände im Absetzgefäß fehlen und

Die Fließrichtung der leichteren Flüssigkeit wird zusätzlich zwei Zulaufstutzen für die beiden Flüssig-

durch die gestrichelten Pfeile 16 angedeutet und die- keiten beim Mischgefäß vorgesehen sind, sowie eine

jenige der schwereren Flüssigkeit durch die ausge- gewisse obere Abdeckung und ein Schauglas 10 am

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Absetzgefäß zur Kontrolle des Flüssigkeitsspiegels sigkeit in geringerer und leichtere Flüssigkeit in

der schwereren Phase. größerer Menge vorliegt. Jede Stufe umfaßt ein hori-

Durch Auf- und Abwärtsbewegung des Überlauf- zontalzylindrisches Mischgefäß mit angrenzendem gefäßes wird das optimale Flüssigkeitsverhältnis von horizontalzylindrischen Absetzgefäßen.
2 : 8 bis 2,5 :7,5 automatisch eingehalten. Je kleiner 5 Bei diesen Figuren ist 1 ein Mischgefäß, 2 ein Abdieses Verhältnis ist, um so rascher scheiden sich setzgefäß, 3 eine vertikal hin- und herbewegte Rührdie beiden Phasen im Absetzgefäß voneinander ab schale, 4 eine Trennwand mit einer öffnung 8 und 5 und um so kleiner kann gegebenenfalls das Absetz- ein geeigneter Auslaß für die abgetrennte schwerere gefäß sein. Wenn das Verhältnis dagegen größer ist, flüssige Phase. Die beiden Flüssigkeiten werden an d. h. dicht bei 4:6 liegt, so ist der Stoffübergang im io entgegengesetzten Enden in die Anlage eingeführt. Mischgefäß geringer und die inverse Dispersion Die leichtere Flüssigkeit fließt in Richtung des gestabiler, strichelten Pfeiles 6, während die schwerere Flüssig-

Gelangt relativ mehr Flüssigkeit B in die Extrak- keit in Richtung des durchgezogenen Pfeiles 7 fließt, tionsanlage, als dem im Sinne der Erfindung opti- In jeder Stufe werden die beiden Flüssigkeiten unter malen Volumenverhältnis der Flüssigkeiten A und B 15 Bildung eines invers dispergierten Systems miteinentspricht, so können natürlich zur Aufrechterhai- ander gemischt; die Dispersion trennt sich schnell und tung dieses optimalen Verhältnisses Anteile der vollständig im Absetzgefäß, und die erhaltenen SubPhase A über entsprechend vorgesehene Verbindun- stanzen bzw. Produktlösungen werden aus den Abgen bzw. Verbindungsleitungen rückgeführt werden setzgefäßen der ersten und letzten Stufe abgezogen, (welch letztere z. B. im oberen Teil der Vorrichtung so Wenn die dargestellte Vorrichtung verwendet wird, angeordnet sind, wenn die Flüssigkeit A die leich- kann die leichtere Flüssigkeit unter der Wirkung der tere Phase ist). Schwerkraft von Stufe zu Stufe fließen, während die

Die in F i g. 8 und 9 gezeigten Vorrichtungen er- schwerere Flüssigkeit zu den einzelnen Stufen mit geben eine Wechselwirkung zwischen dem Boden einer Pumpe befördert werden muß.
und der in Nähe des Bodens angeordneten Rühr- 25 Bei einer kontinuierlichen Extraktion mit mehreren vorrichtung und sind für den Fall geeignet, wo die Stufen kann auch die zu extrahierende Phase oder das schwerere Flüssigkeit in geringerer Menge und die Extraktionsmittel kontinuierlich von Stufe zu Stufe leichtere Flüssigkeit in größerer Menge vorliegt. Die geführt werden, während die jeweils andere Phase Vorrichtungen gemäß F i g. 10 bis 12 ergeben eine jeder Stufe frisch zugeführt wird.
Wechselwirkung zwischen der Trennwand bzw. Ab- 30 Fig. 16 zeigt z.B. den unteren Teil des Mischdeckung in Nähe der freien Flüssigkeitsoberfläche gefäßes, in dem in Nähe des Bodens eine Rühr- und der im oberen Teil des Gefäßes angeordneten scheibe angeordnet ist, deren nach unten verlängerter Rührvorrichtung und sind für den Fall geeignet, wo Schaft zum kontinuierlichen Ansaugen einer Flüssigdie leichtere Flüssigkeit in geringerer Menge und die keit ausgenutzt wird, die in einem tiefer gelegenen schwerere Flüssigkeit in größerer Menge vorhanden 35 Gefäß abgetrennt wurde. Dabei ist 1 ein Mischgefäß, ist. Die Form des Bodens, der Seitenwand, der Ab- 2 ein Mischteller und 3 ein mit dessen verlängertem deckung und Rührvorrichtungen und die Anordnung Schaft verbundener Kolben; 4 und 5 sind Steuer- bzw. des Rührstabes können, wie die Figuren zeigen, sehr Rückschlagventile.

verschieden sein. Sie haben jedoch jeweils einen Fig. 17 zeigt Kurven für die unterschiedliche

großen Einfluß auf den Mischzustand. 40 Wirksamkeit von Flüssig-Flüssig-Extraktionen, die

Wenn z.B. Bodenfläche, Trennwand und Rühr- zum'einen gemäß der Erfindung unter Bildung einer

vorrichtung, wie in Fig. 9 und 11 gezeigt wird, inversen Dispersion und zum anderen in üblicher

eben ausgebildet sind, so sind die zulässigen Bereiche Weise durch Dispergieren der in geringerer Menge

der Amplitude und Frequenz der Hin- und Her- vorhandenen Flüssigkeit in der als kontinuierliche

bewegungunddesFlüssigkeitsvolumenverhältnisseszur 45 Phase wirkenden im Überschuß vorhandenen Flüssig-

Bildung der inversen Dispersion und die Bereiche keit durchgeführt wurden. Längs der Ordinate ist die

für stabilen Betrieb enger, und die Wirksamkeit ist Wirksamkeit der Murphree-Stufe E_M und längs der

nicht gut. Die Wirksamkeit ist jedoch besser, wenn Abszisse die nominale Verweilzeit Θ im Mischgefäß

man den Rührteller in exzentrische Stellung bringt. aufgetragen. Nähere Angaben über die Aufnahme der

Die Wirksamkeit ist ebenso geringer, wenn ein auf- 50 Kurven finden sich im folgenden Beispiel 2.

rechtes zylindrisches Mischgefäß mit einem flachen Wie die Kurven 3 und 4 der Fig. 17 zeigen, ist die

Boden verwendet wird, an Stelle eines aufrechten Extraktionswirkung für die inverse Dispersion höher

zylindrischen Mischgefäßes mit einem kegelstumpf- als die für die normale Dispersion. Es folgen Beispiele

förmigen Boden und einem Rührteller, der an sei- zur weiteren Erläuterung der Erfindung,
nem Umfang einen kegelstumpfförmigen Rand auf- 55
weist, wie in F i g. 1 bis 4 gezeigt ist. Wenn sowohl

der Boden bzw. die Abdeckung als auch die Rühr- Beispiel 1
vorrichtung kegelstumpfförmige Gestalt haben, wie

in Fig. 1 bis 4 und 10 gezeigt wird, oder wenn Eine rohe wäßrige 10,3%ige Phosphorsäurelösung sowohl der Boden als auch die Rührvorrichtung 6° wurde durch Umsetzung von Phosphaterz mit Abfallparallel zueinander gekrümmt sind, wie in F i g. 5 schwefelsäure hergestellt, die neben freier Schwefeibis 7 gezeigt wird, so ist die Rührwirkung höher, säure große Mengen Eisensulfate usw. enthält und und der Bereich der zulässigen Verhältnisse von von der Hydrolysestufe des mit Schwefelsäure arbei-Flüssigkeit B zu Flüssigkeit A ist dementsprechend tenden Verfahrens zur Herstellung von Titandioxyd größer. 65 herstammt. Die erhaltene wäßrige Lösung enthält

F i g. 13, 14 und 15 zeigen eine mehrstufige Gegen- 3,8% Eisensulfate, 0,9% Al₂O₃, 0,9 % MgO usw. und

strom-Extraktionsbatterie für kontinuierlichen Be- außer Phosphorsäure eine geringe Menge freier

trieb, die verwendet wird, wenn die schwerere Flüs- Schwefelsäure.

Die Phosphorsäure wird aus dieser wäßrigen einer Länge von 2,5 cm und einer Breite von 1,1 cm, Lösung mit 15,5% Wasser enthaltendem η-Butyl- der um seine vertikale Achse bewegt wird und so analkohol extrahiert. Da nun der Verteilungskoeffizient geordnet ist, daß sich der Mittelpunkt der Rührvorder Phosphorsäure zwischen der zu extrahierenden richtung 0,7 cm vom Gefäßboden entfernt befindet, Phase und dem Extraktionsmittel bei 0,1 bis 0,15 5 d. h. innerhalb des Raumes, der im Ruhezustand von liegt, muß man für eine wirksame Extraktion in einem der in geringerer Menge vorhandenen flüssigen Phase mehrstufigen Gegenstromverfahren große Lösungs- eingenommen wird, wird im gesamten Gefäß eine mittelmengen, d. h. das Fünf- bis Zehnfache der inverse Dispersion gebildet, indem man die Rorohen wäßrigen Phosphorsäurelösung verwenden. tationsgeschwindigkeit langsam bis auf 350 Umdre-

Bei der Durchführung der Extraktion wurden fünf io hungen pro Minute steigert. Es wird annähernd das

verschiedene Arbeitsweisen gewählt: gleiche Ergebnis erzielt wie bei (1) und 2).

(1) Die Extraktion wird absatzweise durchgeführt, (4) Die absatzweise Extraktion wird in der gleichen unter Verwendung des zylindrischen Mischgefäßes Weise und Vorrichtung, wie bei (1) und (2) durchgemäß F i g. 1 und 2 mit einem Durchmesser von geführt, nur, daß der Mittelpunkt der Auf- und Ab-11 cm. In dieses Mischgefäß werden 206 g rohe wäß- 15 bewegung des Mischtellers 5 cm vom Gefäßboden rige Phosphorsäurelösung und 794 g wasserhaltiger entfernt angeordnet ist, d. h. innerhalb des Raumes, n-Butylalkohol (in den unteren bzw. oberen Teil des der im Ruhezustand von der im Überschuß vorhan-Gefäßes) gegeben. Die Gesamthöhe der Flüssigkeit denen flüssigen Phase eingenommen wird. Es bildet beträgt 13 cm und die Grenzschicht zwischen beiden sich eine normale Dispersion der Phosphorsäure-Phasen befindet sich 3 cm über dem Gefäßboden. 20 lösung in dem als kontinuierliche Phase wirkenden Der Rührer wird so angeordnet, daß der Mittelpunkt n-Butylalkohol. Nach 2 Minuten Rühren wird der seiner vertikal oszillierenden Bewegung 1,7 cm vom Rührer abgestellt. Selbst nach einstündigem Stehen Gefäßboden entfernt ist, d. h. innerhalb des Raumes hat sich die n-Butylalkoholphase noch nicht vollstänliegt, der im Ruhezustand von der in geringerer dig abgesondert, und es wird im Vergleich zu den Menge vorhandenen flüssigen Phase eingenommen 25 unter (1) bis (3) mitgeteilten Ergebnissen eine niedwird. rigere Extraktionswirkung beobachtet.

Der Rührer ist ein runder perforierter Mischteller (5) Die absatzweise Extraktion wird in der gleimit einem unter etwa 45° nach oben abgebogenen chen Weise und Vorrichtung durchgeführt wie bei Rand. Seine Bodenfläche hat einen Durchmesser von (3), nur, daß der Mittelpunkt der Mischvorrichtung 2,5 cm, die Fläche des oberen Randes hat einen 30 4 cm vom Boden entfernt angeordnet ist, d. h. innerDurchmesser von 4 cm, die Tiefe des Tellers ist etwa halb des Raumes, der im Ruhezustand von der im 0,75 cm, und die Bodenfläche hat sechs runde Löcher Überschuß vorhandenen flüssigen Phase eingenomvon 0,6 cm Durchmesser. Der Mischteller wird mit men wird. Es bildet sich eine gleichmäßige normale einer Amplitude von 3 cm (der Vertikalhub des Dispersion der rohen wäßrigen Phosphorsäurelösung Mischtellers liegt im Abstand von 0,2 bis 3,2 cm vom 35 im n-Butylalkohol. Nach 2 Minuten Rühren wird der Boden des Gefäßes) und einer Frequenz von Rührer abgestellt. Die feine Dispersion der Phosphor-450 Schwingungen pro Minute betätigt. säurelösung bleibt hartnäckig in der n-Butylalkohol-

Die beiden flüssigen Phasen werden schnell mitein- phase und es wird eine längere Zeit für die Phasenander vermischt, und es bildet sich eine praktisch ein- trennung durch Sedimentation benötigt. Wie bei (4) heitliche Dispersion von n-Butylalkohol in der als 40 wurde im Vergleich zu (1) bis (3) eine geringere Exkontinuierliche Phase wirkenden rohen Phosphor- traktionswirkung beobachtet,
säurelösung, die 2 Minuten gerührt wird. Nach Ab- Soweit nicht anders vermerkt, bedeuten die Prostellen des Rührers beginnt die Flüssigkeit, sich in zentangaben hier und in den folgenden Beispielen zwei Phasen zu trennen, und nach etwa einer Minute Gewichtsprozent,
wird eine vollständige Trennung in zwei klare Phasen 45
beobachtet. _ . -19

Die Konzentration an H₃PO₄ in den beiden so er- ei spie
haltenen Phasen beträgt 0,83% in der n-Butylalkohol-

phase und 7,0% in der rohen Phosphorsäurelösung. Die kontinuierliche Flüssig-Flüssig-Extraktion wird

Der daraus errechnete Verteilungskoeffizient der 50 in einer Vorrichtung durchgeführt, die neben einem

Phosphorsäure liegt bei 0,118, d. h. ganz in der Nähe Mischgefäß wie im Beispiel 1 ein Absetzgefäß auf-

des Gleichgewichts-Verteilungskoeffizienten, der einen weist. Verglichen werden die Extraktionskoeffizienten

Wert von 0,121 hat. bei inverser und normaler Dispersion. Als zu extra-

(2) Es wird eine absatzweise Extraktion in der hierendes Material wird eine wäßrige Lösung die gleichen Vorrichtung und unter den gleichen Bedin- 55 1 Mol/l FeSO₄, 0,3% H₂SO₄ und 10% H₃PO₄ entgungen wie unter (1) beschrieben durchgeführt, wo- hält, verwendet. Daneben wird mit Wasser gesättigter bei allerdings der Mittelpunkt der vertikal oszillie- n-Butylalkohol mit einer wäßrigen Lösung mit 1 Mol/l renden Bewegung des Mischtellers in 2 und 2,5 cm FeSO₄ und 0,3% H₂SO₄ gemischt und nach EinHöhe (vom Gefäßboden an gerechnet) vorgesehen stellen des pH-Wertes auf 3 wird die obere klare wird. Das Ergebnis ist etwa das gleiche wie bei (1), 60 Flüssigkeit abgetrennt und als Extraktionslösung ver- und es wird eine Dispersion von n-Butylalkohol in wendet, deren Dichte 0,84 g/ml beträgt. Die kontider als kontinuierliche Phase wirkenden rohen Phos- nuierliche Extraktion wird unter den in Tabelle 1 anphorsäurelösung erzielt. gegebenen Bedingungen durchgeführt. Nach Er-

(3) Unter Anwendung des gleichen Mischgefäßes reichen eines stationären Zustandes werden Flüssig- und der gleichen Mengen an gleichem zu extrahieren- 65 keitsproben aus der anfallenden organischen Phase dem Material und Extraktionsmittel wie bei (1) und und der aus dem Absetzgefäß entfernten gereinigten (2) sowie unter Verwendung eines rotierenden Ruh- Phase entnommen und die H₃PO₄-Konzentration gerers mit vier unter 45° geneigten Rührblättern mit messen. F i g. 17 zeigt eine graphische Darstellung der

beobachteten Werte, und zwar ist längs der Ordinate die Wirksamkeit der Murphree-Stufe (Definition von E_M gemäß J. H. Perry »Chemical Engineer's Handbook«, 3. Auflage, S. 698, McGraw-Hill Book Inc., New York, 1950) und längs der Abszisse die nominale Verweilzeit Θ im Mischgefäß. K_sa (min-¹) ist der Gesamtstoffübergangskoeffizient, bezogen auf die Lösungsmittelphase. Wenn die Probelösung nicht klar ist, wird sie mit Hilfe der Zentrifuge getrennt und dann analysiert.

Tabelle 1	Rührer	vertikal oszillierender perfo	rotierender Flüeelrührer se-
	rierter Mischteller gemäß	maß (5) Beispiel 1
	(1) Beispiel 1
Rührmethode	vertikal oszillierende Bewe	Rotation mit vertikaler TJm-
	gung;	A ^^^ fc**v ίλυι,ι A A Λ 4 fe T %■" A. l· A. I ■■ %Λ A ^S 4 V*S Λ-il wälzung
	Amplitude: 3 cm;	Drehzahl: 250 U/min
	Frequenz: 8,3 Hz
Gesamtes Flüssigkeitsvolumen im Mischgefäß	900 ml	900 ml
Volumen des Extraktionsmittels zu Volumen
des zu extrahierenden Materials	85:15 [Fig. 17(1)];	90:10 [Fig. 17(3)]
	75:25 [Fig. 17(2)];
Nominale Verweilzeit im Mischgefäß	1,25 ~ 5,1 Minuten	1,25 ~ 5,1 Minuten
Nominale Verweilzeit im Absetzgefäß	0,875 ~ 5,1 Minuten	1,25 ~ 5,1 Minuten
Einlaßöffnung beim Mischgefäß	zu extrahierendes Material:	zu extrahierendes Material:
	oberer Teil des Gefäßes	oberer Teil des Gefäßes
	Extraktionsmittel:	Extraktionsmittel:
	unterer Teil des Gefäßes	unterer Teil des Gefäßes
Auslaßöffnung des Mischgefäßes	Flüssigkeitsoberfläche	Gefäßboden
Dispersionszustand	inverse Dispersion	normale Dispersion

Die Kurve 4 der Fig. 17 gilt für ein Volumen verhältnis von 90 · 10 und wurde durch Extrapolation aus den Kurven 1 und 2 erhalten.

Wie die Kurven zeigen, ist die Extraktionswirkung bei Bildung einer inversen Dispersion höher als bei normaler Dispersion. Weiter nimmt, wie ein Vergleich der Kurven 1, 2 und 4 zeigt, die Extraktionswirkung mit zunehmendem Anteil der in geringerer Menge vorhandenen flüssigen Phase zu, was wohl darauf zurückzuführen ist, daß die Größe der dispergierten Teilchen dann abnimmt, was allerdings die Trenngeschwindigkeit und Ausbildung von zwei Schichten herabsetzt. Der bevorzugte Bereich für den Anteil der in geringerer Menge anwesenden flüssigen Phase liegt danach bei etwa 15 bis 30%, insbesondere bei 20 bis 25 Vo.

Beispiel 3

Phosphorsäure wird kontinuierlich unter Anwendung der in den F i g. 5, 6 und 7 gezeigten Vorrichtung aus roher Phosphorsäurelösung wie im Beispiel 1 (kleinere Fraktion) mit wassergesättigtem n-Butylalkohol (größere Fraktion) extrahiert. Die horizontalzylindrische Vorrichtung hat einen Durchmesser von 11 cm, einen sich hin- und herbewegenden Rührer mit parallel zum Gefäßboden gekrümmter perforierter Rührschale (Länge 7,3 cm, Breite 3,3 cm) mit 14 Löchern von 0,5 cm Durchmesser sowie ein zylindrisches Überlaufgefäß. Am Boden des Gefäßes werden 50 ml rohe Phosphorsäurelösung pro Minute eingeführt und im oberen Bereich 450 ml n-Butylalkohol pro Minute, und die Rührschale wird mit einer Amplitude von 2 cm und einer Frequenz von 550 Schwingungen pro Minute bewegt (wobei der Weg der Rührschale zwischen 0,2 und 2,2 cm, vom Boden an gerechnet, liegt). Es bildet sich eine Dispersion von Butylalkohol

(größere Fraktion) in der rohen Phosphorsäurelösung (kleinere Fraktion). Die Dispersion gelangt durch eine Öffnung (von 7 cm Breite und 1 cm Höhe in 2,2 bis 3,2 cm Entfernung vom Gefäßboden) im unteren Teil der Trennwand zwischen dem Misch- und Absetzgefäß in das Absetzgefäß, wo eine Trennung in leichtere und schwerere Flüssigkeiten stattfindet. Die leichtere Flüssigkeit wird durch eine Öffnung im oberen Teil des Absetzgefäßes abgezogen, während die Füllvolumen des Absetzgefäßes bei 900 ml gehalten wird (d. h., die Höhe der freien Oberfläche der Flüssigkeit ist 9,1 cm vom Boden entfernt).

Füllvolumina und Füllhöhen sind in Misch- und Absetzgefäß etwa gleich. Die schwerere Phase wird mit Hilfe des Überlaufgefäßes abgezogen, wobei die Grenzfläche zwischen leichter und schwerer Flüssigkeit im Absetzgefäß bei 2,7 cm gehalten wird (d. h., die schwerere Phase macht 20 Volumprozent der gesamten Flüssigkeit im Absetzgefäß aus).
Durch Rücklauf (bzw. Rückstau) von schwererer Flüssigkeit oder eines an schwerer Flüssigkeit reichen Flüssigkeitsgemisches in das Mischgefäß wird also das Volumenverhältnis von schwererer zu leichterer Flüssigkeit im Mischgefäß nahe bei dem im Absetzgefäß gehalten, d. h. bei etwa 20%, unabhängig von der Zulaufgeschwindigkeit der schwereren und leichteren Phase von 450 bzw. 50 ml pro Minute. Bei diesem Beispiel werden ebenso gute Ergebnisse erzielt wie bei Beispiel 1 (1) bis (3).

Beispiel 4

Eine Vanadium führende Schlacke wird mit Schwefelsäure ausgezogen, wodurch eine rohe Vanadiumsulfatlösung mit 0,7% Vanadium (berechnet als

Claims (4)

13 14

VgO₅), 4,7% Eisen (als Fe) und geringen Mengen an beiden Phasen. Die Tantalkonzentrationen (ausge-Ti, Mg, Ca usw. in SuIfatfonn erhalten wird. Aus die- drückt in Ta₂O₅) der so erhaltenen wäßrigen Lösung ser Lösung wird das Vanadium mit Kerosin, das und Methylisobutylketonphase liegen bei 0,12% und 0,3 MoiyiDi-2-äthylhexylphosphorsäure und 0,2 Mol/l 0,93%, woraus ein Verteilungskoeffizient für das Tributylphosphat enthält, extrahiert. 5 Tantal zwischen beiden Phasen von 7,95 ermittelt

Eine diskontinuierliche oder absatzweise Extrak- wird, der fast gleich dem bei 7,98 liegenden Gleichtion wird in einer Vorrichtung analog zu Beispiel 1 gewichts-Verteilungskoeffizienten ist. Auch bei dieser durchgeführt: 372 g der rohen Vanadiumsulfatlösung relativ kurzzeitigen Extraktion wird also bereits nahe- und 498 g des vorstehend angegebenen Kerosins wer- zu der Gleichgewichtszustand erreicht, den in das Mischgefäß eingebracht, in dem die Vana- io

diumlösung die untere Phase bildet. Die Gesamtflüs- Beispiel 6

sigkeitshöhe beträgt 10,4 cm; die Grenzfläche zwischen den beiden Lösungen liegt bei 4,1 cm (vom Um die von der Urannitratextraktion im Rahmen Gefäßboden an gerechnet). Ein Rührer wird in der der Aufbereitung von Kernbrennstoffstäben herstam-Weise montiert, daß der Mittelpunkt der vertikalen 15 mende Lösungsmittehnischung aus Tributylphosphat Hin- und Herbewegung seines perforierten Tellers in und Kerosin in einem Verhältnis von 7:3 wieder ver-1,7 cm Höhe liegt, d. h. innerhalb des im Ruhe- wenden zu können, muß man die darin enthaltenen zustand von der kleineren Fraktion eingenommenen radioaktiven Materialien durch Waschen mit einer Raumes. Durch Auf- und Abbewegung des Rührers geeignete Chemikalien enthaltenden wäßrigen Lömit einem Gesamthub von 3 cm (wobei die Umkehr- 20 sung entfernen. Die bei den üblichen Verfahren in punkte des Rührers in 0,2 und 3,2 cm Höhe liegen) sehr feinem Zustand in der Lösungsmittehnischung und einer Rührfrequenz von 450 Schwingungen pro suspendierten Waschwassertröpfchen verbleiben hart-Minute werden die beiden flüssigen Phasen rasch mit- nackig in der organischen Phase, und eine vollstäneinander gemischt, wobei ein nahezu einheitliches dige Trennung in die beidenPhasen erfordert ziemlich Dispersionssystem erzielt wird, bei dem die rohe 25 lange Zeiten und mithin große Absetzgefäße, wäßrige Vanadiumsulfatlösung, d. h. die in geringerer Bessere Ergebnisse können dagegen erzielt werden, Menge vorhandene Phase, die kontinuierliche Phase wenn man diesen Waschvorgang gemäß der Erfinbildet, in der die Kerosin-Lösung als nichtkontinuier- dung durchführt. Dazu wird ein 9 cm breiter und liehe Phase dispergiert ist. Die Rührbewegung wird 18 cm langer Mischteller vom Trogtyp mit 14 Löchern 4 Minuten lang fortgesetzt und dann gestoppt, wo- 30 mit einem Durchmesser von 1,3 cm in einem horizondurch die Dispersion sehr rasch beginnt, sich in zwei talzylindrischen Gefäß verwendet (Innendurchmesflüssige Phasen zu trennen. Nach etwa 30 Sekunden ser 30 cm, Länge 30 cm) und in der Weise montiert, kann eine vollständige klare Trennung der beiden daß der Bewegungsmittelpunkt der vertikalen Hin-Phasen beobachtet werden. Die Vanadiumkonzentra- und Herbewegung des Mischtellers in dem im Ruhetionen (ausgedrückt in V₂O₅) dieser beiden so erhal- 35 zustand von der in geringerer Menge vorhandenen tenen Phasen liegen bei 0,17% für die wäßrige Lö- Phase eingenommenen Raum liegt, sung und 0,39% für die Kerosinphase. Der daraus 4,51 einer 0,lnormalwäßrigen Natriumkarbonatermittelte Verteilungskoeffizient für das Vanadium lösung (schwerere Phase) und 10,51 der angegebenen zwischen den beiden Phasen liegt mit 2,28 ganz in Lösungsmittelmischung werden in das Extraktionsder Nähe des Gleichgewichts-Verteilungskoeffizien- 40 gefäß gebracht und mit einem Rührerhub von 4 cm ten, der 2,33 beträgt. Die Verteilung des Vanadiums bei einer Frequenz von 300 Schwingungen pro Minute zwischen beiden Phasen erreicht mithin innerhalb gerührt, wobei die Lösungsmittehnischung innerhalb relativ kurzer Zeit nahezu den Gleichgewichtszustand. der Natriumkarbonatlösung dispergiert wird. Nach

Abschalten des Rührers haben sich die beiden Pha-

B ei spiel 5 45 sen nach etwa 3 Minuten wieder vollständig vonein

ander getrennt, wobei in der Lösungsmittelphase

Rohes Tantaloxyd wird in einer wäßrigen Lösung lediglich Spuren Na₂CO₃ festgestellt werden können, von Flußsäure und Schwefelsäure gelöst; man erhält d. h., daß eine vollständige Abtrennung der wäßrigen eine rohe wäßrige Tantalfluoridlösung mit 1,6% Tan- Phase von der Lösungsmittelphase in überraschend tal (ausgedrückt in Ta₂O₅). Aus dieser wäßrigen Lö- 50 kurzer Zeit erreicht wird, was üblicherweise große sung wird das Tantal mit Methylisobutylketon extra- Schwierigkeiten bereitet und lange Absetzzeiten erhiert. fordert.

314 g der rohen wäßrigen Tantalfluoridlösung und Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren an-

486 g Methylisobutylketon werden in einer zu Bei- wendbar auf Extraktion von Essigsäure, die in einer spiel 1 analogen Vorrichtung mit dem gleichen Vo- 55 geringeren Menge Wasser gelöst ist, mit einer größelumenverhältnis und unter gleichen Rührbedingungen ren Menge Toluol; Extraktion von Essigsäure, die in gerührt und gemischt, wobei jedoch die Rührerfre- einer geringeren Menge Methylisobutylketon gelöst quenz 550 Schwingungen pro Minute beträgt. Es ist, mit einer größeren Menge Wasser; Extraktion wird so eine nahezu einheitliche Dispersion erhalten, von Anilin aus einer geringeren Menge Nitrobenzol bei der die rohe Tantalfluoridlösung, d. h. die in 60 mit einer größeren Menge Wasser, geringerer Menge vorhandene Phase, die kontinuierliche Phase bildet, in der das Methylisobutylketon,

d. h. die im Überschuß vorhandene Phase, als nicht- Patentansprüche:

kontinuierliche Phase verteilt ist. Die Rührbewegung

wird 3 Minuten lang fortgesetzt und dann gestoppt, 65 1. Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren, bei

woraufhin die Dispersion sehr rasch beginnt, sich in dem aus zwei miteinander nicht vollständig misch-

zwei Phasen zu trennen. Nach etwa 30 Sekunden baren Flüssigkeiten A und B von unterschiedbeobachtet man eine vollständig klare Trennung der licher Dichte, von denen die eine durch eine wäß-

rige Lösung und die andere durch ein organisches Lösungsmittel gebildet wird, eine unterschiedliche Volumenanteile dieser Flüssigkeiten enthaltende Dispersion hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die FlüssigkeitA mit einem Volumenanteil von mehr als etwa 60 und weniger als etwa 90 Volumprozent unter Rühren in dem von der Flüssigkeit B im Ruhezustand eingenommenen Raum oder in der Nähe der Grenzfläche der Flüssigkeiten A und B in der Flüssigkeit B als kontinuierlicher Phase mit einem Volumenanteil von weniger als etwa 40 und mehr als etwa 10 Volumprozent dispergiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil der Flüssigkeit B zwischen 15 und 30 Volumprozent liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem vertikal hin- und hergehenden Mischteller, dessen Bewegungsmit-

telpunkt innerhalb des von der Flüssigkeit B im Ruhezustand eingenommenen Raumes liegt, gerührt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Amplitude von etwa ein Dreißigstel bis die Hälfte, vorzugsweise mehr als ein Zwanzigstel der kleinsten inneren Ausdehnung des Mischgefäßes bei seinem größten horizontalen Querschnitt und mit einer solchen Frequenz gerührt wird, daß das Produkt aus der kleinsten Gefäßinnenausdehnung beim maximalen horizontalen Querschnitt (in Meter) und der Frequenz (in Schwingungen pro Minute) gleich 5 bis 500, vorzugsweise etwa 20 bis 300 m/min ist, wobei die senkrechte Projektion der Tellerfläche etwa zwei Drittel bis ein Zwanzigstel, vorzugsweise ein Viertel bis ein Zehntel des maximalen horizontalen Querschnitts des Gefäßes ausmacht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 909 525/414