DE1467286A1 - Verfahren zur Fraktionierung von Mischungen aus löslichen Stoffen durch FlUssig/Flüssig-Gegenstromextraktion - Google Patents

Description

Patentanwalt : I 4 6 / Z 8 φ

Karl A. Br öse

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O-8G23 h\.:.·. -lisn - PullaoS Wi«l«Slr.2,T.Hu:9.79335 70.7 931782

/Bä Müncben-Pullach, 12. J?eb. 59

Patentanmeldung P 14 6'/ 286.7
Thorium Ltd. London

NEUJS UNTtHLAGEN

Verfahren zur fraktionierung von Mischungen aus löslichen Stoffen durch Flüssig/Flüssig-Gegenstromextraktion

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chargenweisen Fraktionierung eines Gemisches aus mindestens zwei Stoffen unterschiedlicher Löslichkeit in zwei miteinander nicht misch "baren Lösungsmitteln verschiedener Wichte durch flüssig/ Flüssig-Gegenstromextraktion, wobei eine Charge aus beiden Lösungen der Stoffe im Gegenstrom durch die aus mehreren Stufen, insbesondere Misch/Absetz-Einheiten, bestehende Trennzone einer Extraktionsanlage geführt wird.

Die Grundzüge der Lösungsextraktion sind allgemein bekannt und im einzelnen z.B. im "Chemical Engineering Handbook",' 3* Ausgabe, von J.H. Perry beschrieben.

Nach der üblichen kontinuierlichen Gegenetrom-LÖsungsextraktion wird für gewöhnlich eine aus zwei Stoffen bestehende Mischung aufgetrennt. Zur Auftrennung einer aus drei Stoffen bestehenden Mischung benötigt das bekannte Verfahren zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge, und zwar zur Abtrennung des Stoffes A von den Stoffen B und C einen ersten Arbeitsgang und einen weiteren Arbeitsgang zur Trennung der Stoffe B und C. Liegen mehr als drei Miechungskomponenten

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Νβυθ Unterlagen (Art. 7 % 1 Abs. 2 Nr. I Satz 3 dM Änderung·»·, v. 4.9.1067)

vor, so sind entsprechend mehr Arbeitsgänge erforderlich.

Bei der bekannten fraktionierten Destillation wird die Trennung zweier Flüssigkeiten mit ähnlichen Siedepunkten in einer Destiallierkolonne durchgeführt, in welcher die aufsteigenden Dämpfe in innigen Kontakt mit der nach unten strömenden Flüssigkeit gebracht werden. Der den Kolonnenkopf erreichende Dampf wird kondensiert und das Kondensat mit der Flüssigkeit in die Kolonne zurückgeführt. Zweckmässigerweise wird zu Beginn dieses Prozesses das gesamte Kondensat in die Kolonne zurückgeführt, bis die flüchtigere Komponente in der aus dem Kolonnenkopf zurückströmenden Mischung vorherrscht. Diese Arbeitsweise ist als Rückflußverfahren bekannt.

Wenn eine begrenzte Ausbeute an flüchtigsten Bestandteilen erhalten werden soll,wird nur ein Teil des Kondensates aus dem Kolonnenkopf in die Kolonne zurückgeführt, während der andere Teil als Endprodukt abgezogen wird. Das Verhältnis dieser beiden Anteile wird als Kückflußverhältnis bezeichnet, durch das der Trennungsgrad bestimmt wird. Flüssigkeiten mit dicht bei-einanderliegenden Siedepunkten sind schwer voneinander zu trennen und erfordern hohe RückflußVerhältnisse, bei denen der größte Teil des Kondensates in die Kolonne zurückfließt, was eine verhältnismässig geringe Ausbeute zur Folge hat.

Während bei der fraktionierten Destiallation die Trennbarkeit vom Unterschied in der Flüchtigkeit der beiden zu trennenden Komponenten abhängt, ist bei der Gegenstrom-Lösungseartraktion der Unterschied in der Löslichkeit der beiden Komponenten in zwei im wesentlichen miteinander unmischbaren Lösungsmitteln verschiedener Wichte maßgebend.

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Überträgt man die Grundsätze der fraktionierten Destiallatio ι auf die tflüssig/Flüssig-Gegenstromextraktion, so ist hier einerseits zu unterscheiden zwischen einer kontinuierlich und einer diskontinuierlichen Extraktionsmethode, andererseits zwischen der Kückführung der Lösungsmittel und dem Kückfluß der gelösten Stoffe. Die Kückführung der Lösungsmittel erfolgt zum entgegengesetzten Ende der '.trennanlage, an dem sie entnommen waren, während der Hückfluß der gelösten Stoffe zum gleichen Ende, aus dem sie austraten, vor sich geht.

Bei den bekannten Gegenstrom Extraktionsverfahren sind also zu unterscheiden:

I. Die kontinuierliche Methode (z.B. gemäli der USA-Patentschrift 3 177 196). Diese hethode besteht aus der kontinuierlichen Fraktionierung einer Zweistoffmischung unter Einleiten in der Mitte, Abziehen des leichter siedenden Stoffes am Kopf und des schwerer siedenden Stoffes am Boden der Kolonne. Mit dieser hethode können in einem Arbeitsgang hehrstoffgemische in mehr als zwex Bestandteile nicht getrennt wenfen, im Gegensatz zur kontinuierlichen fraktionierten Destillation, mit der dies erreicht werden kann, denn eine Lösung, die einer dazwischenliegenden Trennstufe der tottraktionsanlage entnommen wird, ergibt keinen reinen bzw. angereicherten Einleitest andteil, sondern ein Stoffgemisch.

2. Die diskontinuierliche Methode (gemäli der britischen Patentschrift 8£5 208), bei der es sich um die chargenweise fraktionierung einer gegebenen Menge eines hehrstoffgemische£ in mehrere Bestandteile handelt, cei weicher jedoch nur für j einen eintigsuestandteii de:· gelöster, otoffe ein vollstär.di-j

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ger Rückfluß innerhalb eines Arbeitsganges zur Anwendung kommt und nach genügender Anreicherung dieser Bestandteil für sich allein abgezogen wird. Nach diesen/erfahren können also die Bestandteile eines Hehrstoffgemisches nur einzeln nacheinander angereichert und abgetrennt werden, indem nach der Extraktion des ersten Bestandteiles aus dem Stoffgemisch ein weiterer Bestandteil einem vollständigen Rückfluß unterzogen und hierbei in einem der beiden Lösungsmittel angereichert und abgetrennt wird. Theoretisch sind somit in diesem Falle zur Abtrennung von Bestandteilen unter vollständigem Bückfluß jeweils eines einzelnen derselben nacheinander ⁿ Gleichgewichtszustände erforderlich.

Die bisherigen Gegenstrom-uctraktionsmethoden, und zwar sowohl die kontinuierlich als auch die diskontinuierlich bzw. mit oder ohne Rückfluß betriebenen Methoden dieser Art, waren daher zu einer Auftrennung eines Stoffgemischeβ in mehr als zwei Bestandteile in einem durchgehenden Arbeitsgang, wie dies bei der fraktionierten Destiallation der !'all ist, nicht geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Gegenstrom-Lösungsextraktionsverfibren die Auftrennung eines Kehrβtoffgemisches, u.a. auch eines solchen aus drei und mehr Bestandteilen, in einem Arbeitsgang derart vorzunehmen, daß die einzelnen Bestandteile bzw. Fraktionen in konzentrierter Form gleichzeitig anfallen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Jede der im Gegenstrom an den Enden der Trennzone einzeln austretende Lösungen in je eine Aufnahmezone (Waschzone) geleitet wird, in der die in der betreffenden Lösung enthaltenen Stoffe von dem anderen, in reiner Form entgegengeführten Lösungs-

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mittel aufgenommen und auf dem gleichen Wege aus der Aufnahm zone in die Trennzone zurückgeführt werden, wobei dieser vollständigeRückfluß der gelösten Stoffe in beide Enden der Trennzone bis zur Erreichung des gewünschten Reinheitsgrades der Stoffe durchgeführt wird, worauf nach Abstellung des Gegenstrombetriebes diejenigen Einheiten der Trennzone entleert werden, welche die Einzelstoffe bzw. Fraktionen in der angestrebten Konzentration enthalten.

Aus Zweckmässigkeitsgrünaen werden bei der folgenden Erläuterung der Erfindung die beiden Stofflösungen und die betreffenden Lösungsmittel jeweils als organische Phase S₂ und als wässrige Phase O₁ bezeichnet, wie dies allgemein üblich ist, doch ist die Erfindung auf ein solches Lösungsmitte lpaar nicht beschränkt.

Die Gegenstrom-Lösungsextraktion wird zwar im allgemeinen in Kolonnen durchgeführt, doch werden für das erfindungsgemäße Verfahren die auch hierfür bekannten Misch/Absetzgefäße als Einzelstufen der Trennzone bevorzugt. Hierbei entspricht grundsätzlich jedes Misch/Absetzgefäß einer theoretischen Trennstufe, in der die beiden Phasen S₁ und Sp kontinuierlich aufeinandertreffen und miteinander gemischt werden, wobei die Mischung im Absetzgefäß in leichte und schwere Phasen getrennt wird. Bei mehrstufigen Verfahren fließen diese beiden Phasen in zueinander entgegengesetzter Richtung in benachbarte Misch/Absetzgefäße.

Die Trennung einer Mischung aus Seltenen Erden durch Lösungsextraktion bereitet wegen der ähnlichen Löslichkeiten der in ihrer Gruppe benachbarten Elemente Schwierigkeiten. Aus diesen Grunde wurde bisher das Ionenauatauechverfahren als beste Methode zum Trennen von Seltenen Erden angesehen,

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die daher auch schnellere Fortschritte als die Lösungsextraktion zu verzeichnen hat. Diese Auffassung dürfte durch die vorliegende Erfindung, die eine »harfe Trennung auch der Seltenen Erden ermöglicht, widerlegt sein.

Der Begriff "vollständiger Rückfluß" wurde bisher im allgemeinen lediglich als theoretischer Maßstab zur Berechnung der für einen gegebenen Trennungsgrad erforderlichen Arbeitsstufen in einer Anlage zu» kontinuierlichen Abscheiden gelöster Stoffe angesehen und hat daher bisher keine praktische Bedeutung gehabt. Demgegenüber bietet die Erfindung ein sehr wirksames Chargensystem mit vollstandigem Kückfluß nicht nur eines gelösten Bestandteiles, sondern aller Bestandteile eines Gemisches an jedem Ende der Trennanlage. Es ist bisher auch nicht erKannt worden, da« eine solche chargenweise Extraktionsmethode sogar zur Trennung Seltener Erden unter Benutzung von Tributylpbosphat und Wasser als Lösungsmittelpaar dienen kann. Obgleich Tributylphosphat und. Wasser als Lösungsmittel zum Trennen Seltener Erden in einem kontinuierlichen Verfahren bekannt sind, war nicht ohne weiteres vorauszusehen, daß diese Lösungsmittel auch für das erfindungsgemäße Chargenverfahren geeignet sind und eine gute Trennung erlauDen, und zwar ohne unerwünschte Erscheinungen in den endständigen Trennstufen, in denen der Rückfluß am wirkungsvollsten ist. Dies konnte angesichts der bisherigen Bewertung des Begriffes des "vollständigen Rückflusses umso weniger vorausgesehen werden. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren gerade für die Auftrennung einer Mischung aus Salzen von zwei oder mehr Seltenen Erden mit Hlfe von Tributylphosphat und Wasser als Lösungsmittelpaar besonders geeignet ist.

Ein vollständiger Rückfluß im Sinne der Erfindung kann auf

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verschiedene Art durchgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß eine Lösung der Stoffe am Ende der Trennzone abgezogen wird una die darin gelösten Stoffe dem zweiten Lösungsmittel übertragen werden, mit dem sie am gleichen Ende der Trennzone, an dem sie vorher ausgetreten waren, in diese zurückgeführt werden um darin einer weiteren Trennbehandlung unterzogen zu werden. Die Menge des aus der Trennzone austretenden der Lösung entgegenströmenden reinen zweiten Lösungsmittels, das die in der ersten Lösung enthaltenen Stoffe aufnimmt, wird vorzugsweise wesentlich größer bemessen als die erste Lösung. Die hierdurch entstehende dünnere Lösung wird dann auf die erforderliche Konzentration der von ihr au'genommenen Stoffe eingeengt, bevor sie in die Trennzone an dem Ende eintritt, an dem vorher die erste Lösung austrat.

Eine andere Möglichkeit zur Erzielung des vollständigen Rückflusses besteht darin, die austretende Lösung einzudampfen und die erhaltene konzentrierte Lösung an dem Ende der Trennzone in diese zurückzuführen, an dem die Lösung vorher ausgetreten war. Sie kann auch bis zur Trockne eingedampft werden, worauf der Rückstand dem zweiten, in der umgekehrten Richtung in die Trennzone eintretenden Lösungsmittel zugesetzt wird.

Der Rückfluß der gelösten Stoffe kann auch durch deren chemische Ausfällung eingeleitet werden. Da jedoch aus wirtschaftlichen Gründen der Umlauf der Lösungsmittel geboten erscheint und üblich ist, kommen chemische Verfahren im allgemeinen nicht in Betracht, weil sie den Lösungsmittelumlauf meist ausschließen.

Ee ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Rückfluß der gelösten Stoffe in ihren Lösungsmitteln und der LösungsmitteL-

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umlauf nicht gleichbedeutend sind, denn

a) das abgezogene Lösungsmittel, aus dem die gelösten Stoffe entfernt worden sind, tritt am anderen Ende der Trennzone wieder in diese ein, wfarend

b) die gelösten Stoffe an dem gleichen Ende der Trennzone in diese zurückgeführt werden, an dem sie vorher ausgetreten sind·

Der vollständige Kückfluß der gelösten Stoffe muß stets an beiden Enden der Trennzone erfolgen, hingegen können im Rahmen der Erfindung beide oder auch nur ein Lösungsmittel umlaufen. Handelt es sich um Nitrate der Seltenen Erden, können günstige Änderungen des erfindungsgemäßen Verfahrene vorgenommen werden, indem z.B. die in der austretenden Lösung enthaltenen Seltenen Erden bzw. deren Nitrate mittels eines Alkalihydroxyds oder -karbonats ausgefällt, das Präzipitat in einer Säure gdöst und diese Lösung an dem Ende der Trennzone in diese zurückgeführt werden, aus dem die Seltenen Erden austraten.

Die vorliegende Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß der Inhalt der Trenneinheiten sowohl von Zwischenstufen als auch von Endstufen abgezogen werden kann, zumal die Zahl der Konzentrationespitzen der verschiedenen Stoffe bzw. Fraktionen von der Länge der Trennzone, d.h. von der Zahl der Trenneinheiten bzw. -stufen abhängig ist. Die Zahl der Trenneinheiten hängt von den Mengenverhältnissen der aus dem ursprünglichen Gemisch gelösten und ausgeschiedenen Stoffe ab.

Die Arbeitsweise unter vollständigem Kückfluß gewährleistet eine maximale Leistung je Trenneinheit. Der unter vollü aiad« Geooaaa -

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wird bestimmt durch die Gleichung

^A1 ^{: B}1 « ß Cn-I),
^An ^{: ß}n

worin A und B zwei zu trennende Stoffe, A^, : B,, deren Verhältnis in der ersten Einheit, A_n : B_n deren Verhältnis in der η-ten Einheit sind und ß der Trennfaktor, d.h. das Konzentrationsverhältnis von A und B in den beiden Lösungsmitteln ist.

Bei der Trennung mehrerer Gemischkomponenten Α,Β,Ο,Β wird eine derselben von dem leichteren Lösungsmittel weniger herausgelöst als die anderen. Angenommen es handelt sich hierbei um die Komponente A, so liegen die Trennfaktoren &ra» ^ßiA unä- ^βτΐΔ vor, wobei ß_BA usw. das Mengenverhältnis von B usw. zu A darstellt.

Es bilden sich bei der Trennung dieser Mehrstoffmischung Serien von verschiedenen Komponentengruppen, wie die weiter unten wiedergegebenen Beispiele zeigen, und diese Gruppen unterscheiden sich durch wachsende &q. - usw. Werte. Sie-Trennung jedes dieser benachbarten Komponentenpaare (BA, CA, DA) erfordert zur Erzielung der angestrebten Reinheit eine Mindestzahl von Trennstufen bzw. -einheiten, die sich aus der oben angegebenen Gleichung errechnen lässt. Wenn z.B. die Mischung aus den Stoffen A,B,0,D in dieser Folge getrennt werden soll, so errechnet eich die Zahl der Trennstufen aus der Gleichung

^ün^{: B}n " Β_ηΏ Cⁿ~ ' in der

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^ÜCB " 1st.

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Unter den Bedingungen des vollständigen Rückflusses wird der Strom der gelösten Stoffe in dem «inen Lösungsmittel durch den Strom der gelösten Storfe in dem in entgegengesetzter .Richtung fließenden anderen Lösungsmittel ausgeglichen. Die zu trennende Stoffmischung wird zunächst in jedem der beiden Lösungsmittel in der bevorzugten Konzentration gelöst, und die so gebildete Zweiphasenmischung wird Misch/Absetzgefäß-Einheiten der Trennzone zugeführt. Das wirksame Verhältnis der benutzten Lösungsmittel wird teilweise durch die Notwendigkeit bestimmt, zwei im Gegenstrom geführte Phasen in der Trennzone zu bekommen, die dann unter vollständigem Rückfluß der gelösten Stoffe arbeiten, bis der gewünschte Trennungsgrad erreicht ist.

Die erhaltenen Produkte bestehen aus den gelösten Stoffen, die durch Entleerung derjenigen Trenneinheiten gewonnen werden, in welchen diese Stoffe in der gewünschten ReInheit sich angesammelt haben. Diejenigen Trenneinheiten, welche die betreffenden Stoffe in der erforderlichen Reinheit enthalten, also entleert werden können, lassen sich aus obiger Gleichung berechnen. Jedoch kann die Zeitdauer des voll standigen Rückflusses bis zum Erreichen eines vorbestimmten Reinheitsgrades der Stoffe nur durch wiederholte Analysen ermittelt werden. °obald die Trennung das gewünschte Maß erreicht hat, werden nach Abstellung des Gegenstrombetriebes diejenigen Misch/Abseta^Einheiten entleert, welche die gewünschten Stoffe in der angestrebten Reinheit enthalten.

Wenn in einer ausreichenden Zahl von Trenneinheiten, z.B. drei Stoffe voneinander zu trennen sind, so können deren

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Konzentrate zugleich den Einheiten an beiden Enden der Trenn zone und den mittleren Einheiten entnommen werden.

In der Zeichnung; sind mehrere Ausführungsformen von Trennungssystemen nach Maßgabe der Erfindung dargestellt. Ee zeigen:

Fig. 1 eine Flüssig/ Flüssig-Gegenstromextraktionsanlage zur Durchführung des erfindungsgeinäßen Verfahrens;

Fig. 2 und 3 ein Ende der Anlage mit verschiedenen Kückflußarten·,

Fig. 4 eine der in Fig. 1 dargestellten Anlageähnliche Anlage, in der jedoch der Lösungsmittelumlauf nicht eingezeichnet ist« und

Fig. 5 ein anderes Trennungssystern, das insbesondere für das Verfahren zum Trennen der in den unten beschriebenen Beispielen behandelten Stoffe geeignet ist.

Die Fiü88ig/FlüS8ig-Trennanlage gemäß Fig. 1 besteht aus einer sich aus einer Mehrzahl von an sich bekannten Misch/Ab· setz-Einheiten zusammensetzenden Trennzone, einer Austauschzone und zwei Verdampfern A und B. Hit I sind die Einlasse sum Füllen der Misch/Absetz-Einheiten mit den Ausgangslösungen des zu trennenden Gemisches und mit D die Auslässe Entleeren dieser Einheiten bezeichnet.

wahrend des Betriebes wird diese Anlage von zwei Lösungsmitteln S₁ und S₂ im Gegenstrom durchströmt. Das Lösungsmittel &2 tritt am linken lande der Trennzone bei 1 in diese ein und mit in ihm gelösten Stoffen am rechten Ende der Trennzone aus· Diese Lösung strömt dann durch die Leitung 2 in die Austauscbzone, aus welcher das reine Lösungsmittel S₂ bei 3 auetritt und über die Leitung 4 zum Einlaß

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1 der Trennzone zurückkehrt. Dae Lösungsmittel S^ tritt bei 5 in die Austauscbzone ein und nimmt in dieser die zuvor in dem Lösungsmittel S₂ gelösten Stoffe auf. Die neue Lösung (S₁ + gelöste Stoffe) verläßt die A_ustauschzone "bei 6 und gelangt in den Verdampfer A, in dem ein Teil des Lösungsmittels S^₁ verdampft wird und als Kondensat in die Austauschzone zurückkehrt, während die in dem Verdampfer A eingeengte Lösung über die Leitung 8 am rechten Ende der Trennzone in diese eintritt, sie durchströmt und am linken Ende

die Trennzone bei 9 austritt. Von hier aus gelangt diese Lösung (S,, + gelöste Stoffe) in den Verdampfer b und wird in diesem erneut eingeengt, wobei ein Teil des Lösungsmit- '■ . teIs S₁ verdampft wird und als Kondensat am rechten Ende ι des Verdampfers B austritt, um über die Kückleitung 10 mit ι dem aus dem Verdampfer A über die Leitung 7 kommenden Teil j des Lösungsmittels S₁ vereinigt und in die Austauschzone zurückgeleitet zu werden. Der verbleibende Teil der Lösung ! (S₁ + gelöste Stoffe) verläßt den Verdampfer B bei 1ί und ι tritt bei 12 in die Trennzone ein.

Diese ötromungswege der Lösungemittel und Lösungen innerhalb der i-xtraktionsanlage bewirken also in der Austauschzone einen Übergang der gelösten Stoffe aus dem Lösungsmittel S₂ auf das Lösungsmittel S^, mit dem die gelösten ι Stoffe in die Trennzone zurückkehren, nachdem die Lösung : o. - gelöste Stoffe in dem Verdampfer A auf eine bestimmte ötoifkonzentration eingeengt worden ist. Diese eingeengte S. Lösung der Stoffe wird in der Trennzone im aegenstrom zum Lösungsmittel S^ geführt, so daß sich in dieser Zone die gelösten ötoffe auf die i'renneinheiten verteilen. Diejenigen Stoffe die in dem Lösungsmittel S, das linke ün&e der Trennzone verlassen,werden nach erneuter Einengung der betreffenden Lösung in dem Verdampfer B als Konzentrierte S„-

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Lösung am gleichen Ende der Trennzone wieder in diese zurückgeführt. Naturgemäß müssen die durch die beiden Einengungen verminderten Mengendes Lösungsmittels S., derjenigen Menge entsprechen, die für das erfindungsgemäße Verfahren benötigt wird. Innerhalb der Anlage entsteht kein Verlust des Lösungsmittels S^. Dies gilt auch für das Lösungsmittel S₂, das in reinem Zustand in die Trennzone eintritt, in der es im Gegenstrom zur S2-Lösung aus dieser gelöste Stoffe aufnimmt, um letztere in der Austauschzone auf das Lösungsmittel S₁ zu übertragen und danach als reines Lösungsmittel in die Trennzone zurückzukehren.

Diese beiden Kreisläufe sind jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren nicht unbedingt erforderlich, wie aus Sig. 4 hervorgeht, in der ein kontinuierlicher Zustrom und Abzug der reinen Lösungsmittel S^ und S₂ veranschaulicht ist, wobei jedoch kein Zusatz oder Abzug der gelösten Stoffe erfolgt, so lange das System unter vollständigem Rückfluß betrieben wird.

Wie bereits dargetan wurde, erfolgt der vollständige Rückfluß der Stofflösungen an beiden Enden der Trennzone. Auch hier verlassen die Stoffe in dem Lösungsmittel S₂ die Trennzone und werden in der Austauschzone von dem Lösungsmittel S,| aufgenommen, worauf diese S^-Lösung der Stoffe in den Verdampfer A gelangt, in dem ein Teil des Lösungsmittels S,| verdampft wird, während der restliche Teil dieses Lösungsmittels zusammen mit den darin gelösten Stoffen über die Leitung 8 in die Trennzone zurückgeführt wird und diese durchlauft. Das aas dem gegenüberliegenden Ende der Trennzone austretende Lösungsmittel S^ mit darin noch gelösten Stoffen, die in der Trennzone nicht ausgeschieden wurden, gelangt in den Verdampfer B und wird in diesem teilweise ver

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dampft. Von hier aus kehrt die konzentrierte <i„-Lösung über die Leitung 11 bei 12 in die Trennzone zurück.

Anstelle der Austauscbzone mit den nachgeschalteten. Verdampfern A und B kann bei dem erfindungsgemaiien /erfahren auch eine andere Kombination zur Anwendung kommen, z.B. eine Austauscbzone zusammen mit einem Verdampfer oder auch nur je ein Verdampfer an jedem Ende der Trennzone.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante tritt das Lösungsmittel So bei 1$ in die Austauschzone ein und übernimmt in dieser die aus der Trennzone mit dem Lösungsmittel S^ kommenden Stoffe, worauf die hierdurch erhaltene o^-Lösung der Stoffe über die Leitung 14 in eine Konzentrationszone gelangt und aus dieser in konzentrierter Form bei 1 in die Trennzone strömt.

Fig. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, bei welcher lediglich ein Verdampfer benutzt wird, in dem die aus der Trennzone kommende Lösung bis zur Trockne eingedampft wird. Die hierbei anfallenden Stoffe werden von dem Lösungsmittel Sg aufgenommen und über die strichpunktierte Leitung 15 in die Trennzone bei 1 zurückgeführt.

Der Umlauf wird solange fortgesetzt, bis in der Trennzone der angestrebte Reinheitsgrad der Stoffe erreicht ist. Aus dem LösungsitteIstrom werden keine gelösten Stoffe abgezogen, vielmehr wird nur reines Lösungsmittel abgeführt und üblicherweise wieder zurückgeführt. Es wird also ein vollständiger Rückfluß der gelösten Stoffe durchgeführt. Ist der gewünschte Reinheitsgrad der Stoffe erreicht, so wird der Gegenstrombetrieb abgestellt, worauf die Trenneinheiten, in denen die getrennten Stoffe angereichert und gesammelt wor-

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den sind, geleert werden. Danach werden diese Einheiten erneut gefüllt, und es beginnt ein weiterer Arbeitsgang mit Gegens trombe trieb'.

Zur Vorbereitung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die in i?'ig. 1 dargestellte An^ge zunächst mit den zu trennenden stoffen und den Lösungsmitteln beschickt, indem die Lösungen dieser otoife durch die Einlasse I in die Trennzone eingeleitet werden. Au« Vorratsbehaltern werden dann durch die Einlasse 1 und 8 weitere Lösungen und/oder Lösungsmittel zugegeben, bis die Trennzone und die Kückflußleitungen von beiden Seiten her vollständig angefüllt sind. 1st ein Umlauf der Lösungsmittel vorgehen, so werden auch die Umlaufleitungen gefüllt.

Nach dem Küllvorgang bei I und θ beginnt der liegenstimbetrieb, der durch geeignete Maßnahmen eingeleitet wird. rJei einem Lüsun^smittelumlauf werden die JegenstrÖme durch kontinuierliche Wiedereinleitunt der Lösungsmittel in den Einlaß ; der Prennzone uni den Einlaß 5 der Austauschzone aufrechterhalten.Ist Jedoch Kein Losungsmitte^-uulauf vorgesehen, soywird durcr. diese ^ii^üs-se '. und y frisches, also keine gelosten Stoffe enthaltendes Losun^srittej. zugeführt.

i)er viegenstromfluii wird so lange fortgesetzt, bis durch mehrere Kengenuüiwälzungen in der Extrakticnsanlage eine Auftrennung der gelösten Stoife entsprechend ihren Trennfaktoren in den Einheiten der Trennzone stattgefunden bat. Danach wird der viegenstrombetrieb mit Kilfe der Absperrventile G, denen jeweils ein Druckbehälter zur Vergleichmäßigung der ötromführung zugeordnet sein kann, gestoppt, worauf mindestens eine der Trenneinheiten, die einen der ge-

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lösten Stoffe in der erforderlichen Konzentration enthält, durch die zugehörigen Auslässe D geleert wird.

Obwohl vorstehend nur von zwei Bestandteilen der zu trennenden Stoffmischung die Rede ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Trennung von Stoffmischungen aus mehr als zwei Bestandteilen zur Anwendung kommen, wie dies auch aus den nachstehend beschriebenen Beispielen hervorgeht. Das erfindungsgemäße diskontinuierliche Verfahren eignet sich besonders zur Trennung einer Mschung aus mindestens zwei Seltenen Erden, die bezüglich zweier nicht miteinander reagierenden Lösungsmitteln unterschiedlicher Wichte verschiedene Trennfaktoren aufweisen. Bei der Trennung von Praseodymuna Neodymnitraten werden z.B. ein organisches Losungsmittel, insbesondere Tributylphosphat (TBP), und als zweites Lösungsmittel Wasser benutzt.

Fig. 5 zeigt eine Anlage, in der nur eines der beiden Lösungsmittel umläuft.Die Betriebsweise dieser Anlage geht aus den nachstehenden Beispielen hervor.

Die neispiele "\ bis 3 beziehen sich auf die Trennung von Kitraten der Seltenen Erden in je einer Tributylphosphat- unc Wasserlösung. Hierzu können auch andere Losungsmittelpaare (S^ und ό_Ί) verwendet werden, z.ü. ein Lösungsmittelpaar, bei dem S^ aus einer Kischung gleicher Volumenteile TBP und öhelisol A (eine von der Shell Chemical Co. hergestellte Aromatenfraktion) und ο_η aus Wasser besteht, oder ein Lösungn mittelpaar, bei dem 3^ aus einer 50-^igen Isooctansäurelösuni; in Shellsol A und 2,₍ ebenfalls aus Wasser besteht.

Nicht nur Mischungen aus Seltenen Erden, sondern auch solche ι aus anderen Stoffen können mit Hilfe des erfindungsgemäßen !

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Verfahrens aufgetrennt werden. So zeigt das Beispiel 4- die trennung eines Methylpbeno!gemisches, wie es als Produkt der Teersäuredestillation anfällt. Diese Phnole sind wegen ihrer fast übereinstimmenden Siedepunkte nach den bisher üblichen Verfahren sehr schwer voneinander zu trennen. Das Beispiel 5 betrifft die Trennung von Kobalt und Nickel, also von zwei Metallen fast gleichen Atomgewichtes. Diese zur Erläuterung der Erfindung dienenden Beispiele können beliebig vermehrt werden, denn die Erfindung ermöglicht die Auftrennung aller Gemische aus miteinander verwandten chemischen Verbindungen unterschiedlicher Löslichkeit in zwei verschiedenen Lösungsmitteln.

In den folgenden Beispielen 1 bis 3 sind die erhaltenen Analysenwerte der betreffenden Stoffe auf deren Oxydformeln umgerechnet.

Beispiel 1

Das Trennverfahren wurde in diesem Falle in einer 12-Stufen-Trennanlage gemäß Fig. 1 durchgeführt. Als Lösungsmittel S₂ wurde TBP (Tributylphosphat) und als Lösungsmittel S^ Wasser verwendet. Aus einer Mischung von Praseodym- und Neodymnitraten wurden folgende Lösungen bereitet:

eine 250 g/1-Ldsung der Nitrate in TBP (S₂) und eine 690 g/1-Lösung der Nitrate in Wasser (S^)·

Die 12 Misch/Absetz-Einheiten der Trennzone wurden durch die Einlaufstellen I mit beiden Lösungen gefüllt. Durch Einleiten zusätzlicher U₁-Lösung (wässrige 690 g/1-Nitratlösung) an der Einlaufstelle 8 mit einer Fließgeschwindigkei von 4,6 ml/min und von reinem TBP an der Einlaufeteile 1 mit einer Geschwindigkeit von 10 ml/min wurde der Gegen-

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strombetrieb eingelextet.

£s hat sich in der Praxis als zweckmässig erwiesen, daß die zu Beginn des /erfahrene einzufüllenden beiden Phasen aus Lösungen der aufzutrennenden Stoffmischung bestehen, da hierdurch die zur Bildung dieser Lösungen während des Trennprozesses benötigte Zeit eingespart wird.

Die aus der Trennzone bei 2 austretende TBP-Lösung der Nitrate der Seltenen Erden (S.E.), also die i^-Lösung, gelangt in die 5-stufige Austauschzone und wird in dieser mit einer verfcltnismässig großen ftenge reinen Wassers (S^), das mit einer Geschwindigkeit von 20 ml/min bei 5 einläuft, derart behandelt, daß die gesamten S.Ja.-Nitrate aus dem TBP (ö₂) in das Wasser (S₁) übergehen, so daß ein vollständiger Hückfluß der gelösten Nitrate erhalten wird. Die entstehende, verhältnismässig dünne wässrige S^-Lösung verlässt bei 6 die Austauschzone, wird in dem Verdampfer A auf eine Nitratkonzentration von 690 g/l eingeengt und danach über die Leitung 8 mit einer Geschwindigkeit von 4,6 ml/min in die Trennzone an deren Einlaßstelle für die wässrige Phase eingeleitet. Das in der Austauschzone entsalzte TBP verläßt bei 3 die Austauschzone und kehrt über die Rücklaufleitung 4 am Austrittsende für die wässrige Phase bei 1 in die Trenn znne zurück.

Nachdem der Gegenstrombetrieb lang genug angelaufen ist, daß ein ständiger Hückfluß der konzentrierten wässrigen S₁-Lösung erfolgt, braucht selbstverständlich keine zusätzliche wässrige Lösung von ausaen in das System zugeführt zu werden. Ebenso verhält es sich mit. dem TBP-Zusatz von aussen, der nicht mehr benötigt wird, sobald der Hücklauf von reinem TBP aus dem Verdampfer A in die Trennzone von-

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stattengeht. Wenn auch das abgedampfte und anschließend kondensierte Wasser durch die Leitungen 7 und 10 wieder in die Austauschzone zurückgeleitet wird, so wird, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist, ein in sich geschlossenes System erbalten.

Die wässrige S,₍-Lösung, die bei 9 aus der l'rennzone austritt und in dieser einen Teil ihres Nitratgehaltes an das TBI' abgegeben hat, wird in dem Verdampfer B wiederum auf eine Nitratkonzentration von 690 g/l eingeengt und über die Leitung 11 und den Einlaß Vc mit einer Geschwindigkeit von 10 ml/min am gleichen Ende der Trennzone, aus dem sie vorher ausgetreten war, in diese Zone zurückgeführt.

Durch diese Behandlung der an beiden Enden der Trennzone austretenden Lösungen wird ein vollständiger KückfluJ der gelosten Nitrate f^fährleistet, da hinter jedem Ende der Trennzone die Lösungen auf einen Nitratgehalt von 690 g/l und das bei 5 in die Austauschzone mit einer Geschwindigkeit von 20 iiil/n:in eintretende überschüssige wasser vollständig verdampft wird, wobei dieses in den Verdampfern A ur.i ο zurückgewonnene «uoser durch die Leivui.cen ? u:.d ". in lie Austausche one -ο: J? zurückgeführt wird.

Die für eine hcn^er.uiv.·^;.lzur.5 erfo^dor-icheZeit erlitt sici. aus den 7-rhäitnis dir Jesastr.erit-e b-jider Lösungei: Iu leu 12 Kisch/Absetceinhe ifcen zur otrJaiungsgeschwindigkeit von 4,6 nl/min. Es wurden vier hengenumwälzungen durchgeführt.

Nach Stillsetzung des Segenstrombetriebes ergab die Ard.yse der wässrigen Phasen in den 12 Trenneinheiten jeweils die folgenden Jcwichtsverhältnisse an Fr zu Nd (als Oxyde berechnet.

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Einheit Pr/Nd	1 4,8	2 4,1	3 3,0	4 2,0	5 1,5	6 1,2
Einheit Pr/Nd	7 0,8	8 0,6	9 0,4	10 0,29	11 0,21	12 0,16

Der aus den Endstufen abgezogene Inhalt wurde auf Pr und Nd aufgearbeitet.

Beispiel 2

Zur Gewinnung eines Praseodymkonzentrates wurde in der gleichen Anlage, deren Trennzone jedoch diesmal aus 21 hisch/Absetz-Einheiten bestand, eine hischung aus Praseodym Lanthan, Neodym, Yttrium und anderen Seltenen Erden behandelt. Nach fünf Kengenumwälzungen wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Einheit

^ΡΓ6°11

To

Nd 4

andere ti.JS.-Oxyde (La, Y usw.) in %

Ί	0,7	-	99,3
3	2,6	-	97,3
5	10,2	0,17	89,6
7	35,5	0,8	59,6
9	67,5	2,1	30,4
	86 »4	3,8	9,8
13	88,2	6,5	5,3
':5	81,7	'•'■,3	7,0
'7	66,0	'6,8	'^7,2
'9	43,7	17,7	38,6
	21,6	"2,9	65,6

(vorwiegend La^O₇) (vorwiegend Y u.a. S.E.)

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Hieraus ergibt sich, daß ein gutes Praseodymkonzentrat in den mittleren Stufen der Trennzone anfällt und gleichzeitig eine Trennung von Pr, La, Nd, Y und anderen Seltenen Erden erbalten worden ist. Ausserdem zeigt dieses Beispiel, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Mischungen auqnehr als zwei Komponenten getrennt werden können, wobei die Konzentration einer Komponente in einigen der mittleren Trenn stufen erhalten wird.

Beispiel 3

In einer im wesentlichen gleichen, jedoch 50-stuf j,gen Anlage, d.h. einer Anlage, deren Trennzone aus 50 Misch/Absetz-Einheiten bestand, wurde eine Mischung aus Lanthan, Praseodym, Neodym, Samarium und kleinen Mengen schwerer Seltener Erden aufgetrennt. Nach vier hengenumwälzungen wurden folgende Ergebnisse erzielt:

andere S.E.-Oxyde

Einheit	Pr6°11	Nd2O3
1-19	0,01	-
28	57,6	1,0
29	80,2	1,9
30	89,5	3,0
31	92,7	4,9
32	91,3	6,8
33	88,7	10,6
45	10,4	89,1
46	8,6	91, ί
47	6,1	91,5
48	4,6	90,1
49	3,6	88,2
50	2,6	79,8

etwa	100 % I*2°3
41,4	(vorwiegend La2
17,9	Il Il
7,5	Il Il
2,4	Il Il
1,9	ti ti
0,7	H W
0,5	(vorwiegend Sm2
	YpO, u. schwere
0,3	"° "
2,4	Il Il
5,3	ti η
8,2	Il II
17,6	it ti

ere)

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Dieser Versuch ergab also gute Praseodyin- und i.eodymkonaentrate.

Beispiel 4 Trennung eines Phenolgemisches

In diesem Versuch wurde ein Gemisch aus verschiedenen Methylphenolen nach dem in Pig. 5 gezeigten Schema getrennt. Das aus der Teersäuredestiallation stammende Phenolgemisch: hatte folgende Zusammensetzung:

15 % 2,6-Xylenol,
48 % p-Kresol und
37 *> m-Kresol

Es wurden zwei Lösungen von je 4,8 1 bereitet, nämlich

a) eine wässrige Phase O₁ in Form einer Lösung von 10 Gew.-% des Phenolgemisches in 4,5 %-iger wässriger Natronlauge und

b) eine organische Phase fc>₂ in Form einer Lösung von 10 Gew.- % des Phenolgemisches in Benzol.

In die 32 Einheiten der Trennzone wurden durch die Einlasse I de 300 ml dieser Lösungen eingefüllt. Während dieses Füllvorganges blieben die Auslässe D geschlossen und die Dosierpumpen A,B,0 ausser Betrieb, so daß keine Strömungen bestan -j den. Ausserdem wurden die Behälter T₁ mit Benzol, T₂ mit ver-i dünnter Schwefelsäure und T₅ mit reiner 4,5-?fc-iger Watronlauge gefüllt. Danach wurden die Pumpen A,B,C angelassen und hierdurch in den 300 ml - Einheiten der Gegenstrombetrieb mit einer Geschwindigkeit von 1 l/h eingeleitet. !

Der Hückfluiä der Stofflösungen an jedem Ende der Trennzone ging folgendermaßen vor sich:

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·<■■) ic: der organischen Phase J^ durcn Versetzen der auj der ■irtnnzone (rechte) c.antretenden Benzol-ösung mit frischer 4,;- 9*>-iger Natronlauge in einer 5-stufi^en Rückf lulizone, wobei die Phenole aus ion. iwxuol in die wässrige Natronlauge übergehen unc als wässrige Phase ό. in die Trennzone zurückgeführt werden;

b) bei der wässrigen Phase ώ_Λ durch neutralisieren der aus der l'rennzone (links) austretenden wässrigen Lösung mit aus dem Behälter T₂ kommender verdünnter schwefelsäure in einer ίο-stufigen rtückflußzone una anschließendes Herauslösen der HienoIe mit aus dem behälter T., über die 1-iunpe A zu^efuhrten reinen Benzol.

Da -«.-reits in der ersten otufe dieser --ötufen-Hückfiußzone die wässrige i-l.ase ο una die zugef.ihrte oäure zusammentreffen und demzufolge eine hengenvcrdopye-ung entsteht, haben die in dieser Zone angeordneten hisch/Absetz-iinheiten ein FaSüongsveriüo^en von o^. il~. Js aus der xtücKf iuiizone austretende wasser wird ausgeschieden, lj kann gesammext und später auf einen etwaigen itescgehait an Phenolen untersucht werden.

Die Anlage wurde ait diesen RückixUisiaiinahmen, die einen vollständigen rtückflu^i der PLeno!lösungen gewährleisten, so lange betrieben, bis drei Lengenumwäizungen in der l'rennzone durchgerührt waren, üanii wurden die drei L ο si erp amp en stillgesetzt. Die Analyse der wässrigen Phasen aller *renneinheiteii er^au folgendes:

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Einheit 2,6-Xylenol p-Kresol m-Kresol

1 100,0

3 99,9 0,1

4 97,8 2,2

5 81,8 18,7 0,2

6 19,9 78,5 1,6

7 2,3 95,2 2,5

8 0,1 96,2 3,7

9 - 95,1 4,9 11 - 91,4 8,6 13 - 86,1 13,9 15 - 78,9 21/1 18 - 64,6 35,4 21 - 47,9 52,1 24 - 30,2 69,8 26 - 19,9 80/ι 28 - 12/1 87,9 30 - 6,6 93,4 3'' - 4,7 95,3 32 - 3,2 96,8

Hieraus gent hervor, dall die einzelnen Komponenten in ausreii chender Reinheit aus folgenden Einheiten der Trennzone erbalten wurden:

Einheiten Produkte durchschnittlicher

Reinheitsgrad

- 4 2,6-Xyienol über 98 %

8-1" p-Kresoi über 95

J 30-32 m-Kresol über 95 %

Nach erneuter Füllung der entleerten Einheiten mit den vorgej nannten Lösungen des Phenolgemisches wurde dieses in einem

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neuen Verfahrensgang in seine Komponenten getrennt. Nach ebenfalls drei Mengenumwälzungen wurden die Pumpen A,B,C stillgesetzt, die Auslässe D geöffnet und der Inhalt der einzelnen Einheiten in entsprechenden Behältern aufgefangen. Hierbei zeigte sich, daß auch dieser Verfahrensgang in den gleichen Einheiten dieselben Produkte gleichen Reinheitsgrades wie zuvor erbrachte.

Aus den abgezogenen Lösungen wurden die Phenole nach bekannten Verfahren zurückgewonnen.

Beispiel 5 Trennung einer Mischung aus Kobalt und Nike

In diesem Falle kamdas gleiche System wie bei der Trennung des Phenolgemisches zur Anwendung, lediglich mit dem Unterschied, daß die Trennzone aus 25 Einheiten bestand.

Bei dem zu trennenden Ausgangsgut handelte es sich um eine Mischung aus je 50 % Kobalt- und Nickelsulfaten. Eö wurden folgende Lösungen bereitet:

a) als organische Phase S₂ ^eine *£a\jng v^n 11 g/l der Metallsulfate in 1,0 molarer Naphthensäure, die durch Behandlung von 1,0 Mol Naphthensäure mit einer Lösung aus 29 g/l der Sulfatmischung in 0,7 h 1 wässriger Natronlauge hergestellt wurde;

b) als wässrige Phase S₁ eine Lösung von 37 g/l der Sulfat mischung in Wasser.

Von jeder dieser Lösungen wurden 3 750 ml in die 25 Einhei ten der Trennzone eingefüllt. Der Behälter T^ wurde mit reiner Naphthensäure, der Behälter T₂ mit 0,3-molaxer Natronlauge und der Behälter T, mit wässriger O,23-N-Schwe felsäure gefüllt. Durch Anstellen der Pumpen A,B wurde der Gegenstromb^trieb aufgenommen, nachdem die Puqpe A auf eine

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-. 26 -

Leistung von 1,0 l/h und die Pumpe B auf 0,785 l/h eingeregelt wurden.

Der Rückfluß der Lösungen an Jedem Ausströmende der Trennzone ging folgendermaßen vor sich:

a) Die aus der Trennzone austreten* wässrige Phase S₁ wird in der ersten Einheit der Rückflußzone, die hinter dem betreffenden Austrittsende der Trennzone liegt, mit der aus dem Behälter T₂ kommenden Natronlauge gemischt und damit alkalisch gemacht. Diese alkalische wässrige Phase S₁ trifft auf die aus dem Behälter T₁ in die Rückflußzone im Gegenstrom eintretende Naphthensäure und gibt an diese die hetallionen ab. Die entstehende organische Phase S₂ tritt am Austrittsende der wässrigen Phase in die Trennzone ein, während die aus der Kückflußzone ausströmende wässrige Abfall-Lösung ggf. gesammelt und auf einen etwa noch vorhandenen Gehalt an Metallresten untersucht wird.

b) Die aus dem anderen Ende der Trennzone austretende organische Phase S₂ wird in der diesem Ende der Trennzone nachgeschalteten Rückflußzone dem Gegenstrom der aus dem Behälter T₅ kommenden 0,24-N-Schwefelsäure ausgesetzt und gibt die Metallionen an diese ab. Die hierdurch entstehende wässrige Phase S₁ strömt am gleichen Knde in die Trennzone ein, an dem die organische Phase austritt.

Diese beiden Rückflußvorgänge ergeben anen vollständigen Rückfluß der Metall-Losungen an beiden Enden der Trennzone, die sie im Gegenstrom durchlaufen. Nach drei Mengenumwälzungen wurden die drei Dosierpumpen stillgesetzt und der Trennvorgang beendet. Die Analyse der aus den Einheiten der Trennzone einzeln abgezogenen wässrigen Lösungen zeigte folgende

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	- 27 -	Nickel
Ergebnisse:		0,6
Einheit	Cobalt	1,0
Ί	99,4	1,5
2	99,0	2,4
3	98,5	3,6
4	97,6	5,2
5	96,4	7,5
6	94,8	10,6
7	92,3	14,7
8	89,4	'9,9
9	85,3	^6,4
10	80,	34,:
11	73,ί	4c,-
«2	65,9	5%8
'3	57,3	60,,
!4	48,2	69,
"5	39,3	76,3
•6	30,9	8£,4
17	23,7	£7,3
•18.	•7,6	91, c
;9	2,7	93,3
20	9,0	95,8
2'	6,2	97,3
2^	4,2	93,3
23	2,7	99,0
24	1,7
25	1,0

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U b 718 b

Εε ergibt eich somit, daß die Trenneinheiten 1 bis 5 Kobalt der.gewünschten Heinheit von durchschnittlich Über 97 % und die Einheiten 21 bis 25 Nickel einer Keinheit von durchschnittlich über 96 % erbrachten*

Alle Einheiten wurden wieder mit neuen Ausgangelösungen S^ und So gefüllt, worauf durch Massen der Pumpen A,B₁O ein neuer Arbeitszyklus durchgeführt wurde. Dieser erbrachte in den endständigen Einheiten.der Trencsone Kobalt und Nickel der gewünschten Heinheit.Diese endständigen Einheiten wurden nach Stillsetzung der Pumpen in Behälter entleert.

Die in den abgezogenen Lösungen enthaltenen Iletalle werden* nach bekannten Metboden ausgeschieden·

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele, die lediglich zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner Vorzüge dienen, beschränkt.

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Claims (5)

1467288 PATENTANSPRÜCHE ■3BZ3331S3I3II3

1. Verfahren zur chargenweisen Fraktionierung eines Gemisches aus mindestens zwei Stoffen unterschiedlicher Löslichkeit in zwei miteinander nicht mischbaren Lösungsmitteln verschiedener Wichte durch Flüssig/FlüäBig-Ggegenstromextraktion, wobei eine Charge aus beiden Lösungen des Gemisches durch die aus mehreren Stufen, insbesondere Misch/Absetz-Einheiten, bestehende Trennzone einer Extraktionsanlage geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Jede aus dem Gegenstrom an den Enden der Trennzone einzeln austretenden Lösungen in je eine in ihrer Strömungsrichtung liegende Austauschzone (Waschzone) geleitet wird, in'der die in der Lösung enthaltenen Stoife von dem entgegenströmenden zweiten reinen Lösungsmittel aufgenommen und in gleicher Stromungsrichtung aus der Austauschzone in die Trennzone am gleichen Ende derselben, an dem sie vorher austraten, zurück geführt werden, wobei dieser vollständige Rückfluß der gelösten Stoffe in beide Enden der Trennzone bis zur Erreichung des gewünschten Reinheitsgrades der Stoffe durchgeführt wird, worauf nach Abstellung des Gegenstrombefcriebes diejenigen Einheiten der Trennzone entleert werden, welche die Einzelstoffe bzw. Fraktionen in der angestrebten Konzentration enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromfluß der beiden Lösungen bis zur Anreicherung von mindestens drei Bestandteilen eines Mehrstoffgemisches in mindestens drei Stufengruppen der Trennzone aufrechterhalten wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fraktionierung eines Gemisches aus Seltenen Erden als Lösungsmittel Tributylpbosphat und Wasser benutzt werden.

909882/151$ Neue Unterlagen (Art / _s ι m,_s. ₂ Mr. ι satz 3 *

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Trennung eines Gemisches aus Kobalt und Nickel.

5. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und zur Trennung eines Gemisches aus verschiedenen llethylpbenolen.

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