DE1467286B

DE1467286B - Process for fractionating a mixture of at least two substances with different solubility in two immiscible solvents of different densities by liquid / liquid countercurrent extraction

Info

Publication number: DE1467286B
Authority: DE
Inventors: Leonard George Kemp William Palmer Vicars Cross Chester Shernngton (Großbritannien)
Original assignee: Thorium Ltd
Current assignee: Thorium Ltd

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fraktionierung eines Gemisches aus mindestens zwei Stoffen unterschiedlicher Löslichkeit in zwei miteinander nicht mischbaren Lösungsmitteln verschiedener Wichte durch Flüssig/Flüssig-Gegenstromextraktion.The invention relates to a method for fractionating a mixture of at least two Substances of different solubility in two immiscible solvents of different types Weight by liquid / liquid countercurrent extraction.

Es ist grundsätzlich bekannt, die Fraktionierung eines Gemisches aus mindestens zwei Stoffen unterschiedlicher Löslichkeit in zwei miteinander nicht mischbaren Lösungsmitteln verschiedener Wichte durch Flüssig/Flüssig-Gegenstromextraktion durchzuführen, indem die beiden Lösungen des Gemisches durch die aus mehreren Stufen, insbesondere Misch/ Absetz-Einheiten, bestehende Trennzone einer Extraktionsanlage geführt und die aus dem Gegenstrom an den Enden der Trennzone in je einem der beiden Lösungsmittel austretenden Stoffe in oder zusammen mit dem zweiten Lösungsmittel am gleichen Ende der Trennzone, an dem sie vorher austraten, wieder in die Trennzone zurückgeführt werden. Bei den bekannten Gegenstromextraktionsverfahren sind weiterhin grundsätzlich zu unterscheiden:It is known in principle, the fractionation of a mixture of at least two different substances Solubility in two immiscible solvents of different densities to carry out by liquid / liquid countercurrent extraction by adding the two solutions of the mixture through the separation zone of an extraction plant, which consists of several stages, in particular mixing / settling units out and from the countercurrent at the ends of the separation zone in one of the two Solvent leaks in or together with the second solvent at the same end of the Separation zone, at which they previously exited, can be returned to the separation zone. With the known Countercurrent extraction processes must also be distinguished in principle:

1. Die kontinuierliche Methode (z. B. gemäß der USA.-Patentschrift 3 177 196). Diese Methode besteht aus der kontinuierlichen Fraktionierung einer Zweistoff mischung unter Einleiten in der Mitte, Abziehen des leichterlöslictien Stoffes am Kopf und des schwererlöslichen Stoffes am Boden der Kolonne. Mit dieser Methode können in einem Arbeitsgang Mehrstoffgemische in mehr als zwei Bestandteile nicht getrennt werden, im Gegensatz zur kontinuierlichen fraktionierten Destillation, mit der dies erreicht werden kann; denn eine Lösung, die einer dazwischenliegenden Trennstufe der Extraktionsanlage entnommen wird, ergibt keinen reinen bzw. angereicherten Einzelbestandteil, sondern ein Stoffgemisch.
2. Die diskontinuierliche Methode (gemäß der britischen Patentschrift 825 208), bei der es sich um die chargenweise Fraktionierung einer gegebenen Menge eines Mehrstoff gemisches in mehrere Bestandteile handelt, bei welcher jedoch nur für einen einzigen Bestandteil der gelösten Stoffe ein vollständiger Rückfluß innerhalb eines Arbeitsganges zur Anwendung kommt und nach genügender Anreicherung dieser Bestandteil für sich allein abgezogen wird. Nach diesem Verfahren können also die Bestandteile eines Mehrstoffgemisches 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 Rückfluß jeweils eines einzelnen derselben nacheinander η Gleichgewichtszustände erforderlich.1. The continuous method (e.g., according to U.S. Patent 3,177,196). This method consists of the continuous fractionation of a two-component mixture with introduction in the middle, removal of the more easily soluble substance at the top and the less soluble substance at the bottom of the column. With this method, multicomponent mixtures cannot be separated into more than two components in one operation, in contrast to continuous fractional distillation, with which this can be achieved; because a solution that is taken from an intermediate separation stage of the extraction system does not result in a pure or enriched individual component, but a mixture of substances.
2. The discontinuous method (according to British Patent 825 208), which is the batch fractionation of a given amount of a multicomponent mixture into several components, but in which only a single component of the dissolved substances is completely refluxed within one operation is used and after sufficient enrichment this component is deducted for itself. According to this method, the constituents of a multicomponent mixture can only be enriched and separated one after the other by subjecting a further constituent to a complete reflux after the extraction of the first constituent from the substance mixture and thereby enriching and separating it in one of the two solvents. Theoretically, in this case, η states of equilibrium are required in each case for the separation of constituents under complete reflux.

Die bisherigen Gegenstrom-Extraktionsmethoden, und zwar sowohl die kontinuierlich als auch die diskontinuierlich bzw. mit oder ohne Rückfluß betriebenen Methoden dieser Art, waren daher zu einer Auftrennung eines Stoffgemisches in mehr als zwei Bestandteile in einem durchgehenden Arbeitsgang, wie dies bei der fraktionierten Destillation der Fall ist, nicht geeignet.The previous countercurrent extraction methods, both continuous and discontinuous or methods of this type operated with or without reflux, were therefore in favor of a separation a mixture of substances into more than two components in one continuous operation, such as this is the case with fractional distillation, not suitable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Gegenstrom-Lösungsextraktionsverfahren die Auftrennung eines Mehrstoffgemisches, unter anderem auch eines solchen aus drei und mehr Bestandteilen, in einem Arbeitsgang derart vorzunehmen, daß die einzelnen Bestandteile bzw. Fraktionen in konzentrierter Form gleichzeitig anfallen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art, bei dem die beiden Lösungen des Gemisches durch die aus mehreren Stufen, insbesondere Misch/Absetz-Einheiten, bestehende Trennzone einer Extraktionsanlage geführt und die aus dem Gegenstrom an den Enden der Trennzone in je einem der beiden Lösungsmittel austretenden Stoffe in oder zusammen mit dem zweiten Lösungsmittel am gleichen Ende der Trennzone, an dem sie vorher austraten, wieder in die Trennzone zurückgeführt werden, im wesentlichen dadurch gelöst, daß eine Charge aus beiden Lösungen des Gemisches eingesetzt und die Rückführung der gelösten Stoffe in beide Enden der Trennzone vollständig und bis zur Erreichung des gewünschten Reinheitsgrades der sich in den Einheiten der Trennzone bildenden Fraktionen durchgeführt wird, worauf, nach Abstellung des Gegenstrombetriebes, diejenigen Einheiten der Trennzone entleert werden, welche die EinzelstoffeIt is an object of the present invention in a countercurrent solution extraction process the separation of a multicomponent mixture, including one made up of three and more Components, to be carried out in one operation in such a way that the individual components or fractions occur at the same time in concentrated form. The object on which the invention is based is in a method of the type described above, in which the two solutions of the mixture by the Separation zone of an extraction plant consisting of several stages, in particular mixing / settling units out and emerging from the countercurrent at the ends of the separation zone in one of the two solvents Substances in or together with the second solvent at the same end of the separation zone which they previously exited, are returned to the separation zone, essentially dissolved by that a batch of both solutions of the mixture used and the return of the dissolved Substances in both ends of the separation zone completely and until the desired degree of purity has been achieved the fractions forming in the units of the separation zone is carried out, whereupon, after shutdown of countercurrent operation, those units of the separation zone are emptied which contain the individual substances

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bzw. Fraktionen der angestrebten Konzentration ent- vorausgesehen werden. Es hat sich gezeigt, daß dasor fractions of the desired concentration are not anticipated. It has been shown that that

halten. erfindungsgemäße Verfahren gerade für die Auf-keep. method according to the invention just for the

Eine bevorzugte Durchführungsform des erfindungs- trennung einer Mischung aus Salzen von zwei oderA preferred embodiment of the inventive separation of a mixture of salts of two or

gemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß mehr Seltenen Erden mit Hilfe von Tributylphosphataccording to the method is characterized in that more rare earths with the help of tributyl phosphate

jede der aus dem Gegenstrom an den Enden der Trenn- 5 und Wasser als Lösungsmittelpaar besonders geeigneteach of the countercurrent at the ends of the separating 5 and water is particularly suitable as a solvent pair

zone einzeln austretenden Lösungen in je eine in ihrer ist.zone is one in each of the emerging solutions.

Strömungsrichtung liegende Austauschzone (Wasch- Ein vollständiger Rückfluß im Sinne der ErfindungExchange zone lying in the direction of flow (washing- A complete reflux within the meaning of the invention

zone) geleitet wird, in der die in der Lösung enthal- kann auf verschiedene Art durchgeführt werden, bei-zone), in which the contained in the solution can be carried out in various ways, both

tenen Stoffe von dem entgegen strömenden zweiten spielsweise dadurch, daß eine Lösung der Stoffe amten substances from the counter-flowing second, for example, in that a solution of the substances on

reinen Lösungsmittel vollständig aufgenommen und io Ende der Trennzone abgezogen wird und die darin ge-pure solvent is completely absorbed and withdrawn at the end of the separation zone and the

in dessen Strömungsrichtung aus der Austauschzone lösten Stoffe dem zweiten Lösungsmittel übertragenin the direction of flow from the exchange zone, dissolved substances are transferred to the second solvent

in die Trennzone am gleichen Ende derselben, an dem werden, mit dem sie am gleichen Ende der Trennzone,into the separation zone at the same end of the same, at the one with which they are at the same end of the separation zone,

sie vorher austraten, zurückgeführt werden. an dem sie vorher ausgetreten waren, in diese zurück-they left before, will be returned. on which they had previously left, to return to this

Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden bei der fol- geführt werden, um darin einer weiteren Trenn-For reasons of expediency, the following will be followed to include a further separation

genden Erläuterung der Erfindung die beiden Stoff- 15 behandlung unterzogen zu werden. Die Menge des ausThe two substance treatments to be subjected to the following explanation of the invention. The amount of out

lösungen und die betreffenden Lösungsmittel jeweils der Trennzone austretenden der Lösung eiitgegen-solutions and the relevant solvents in each case of the solution exiting the separation zone

als organische Phase S₂ und als wäßrige Phase S₁ be- strömenden reinen zweiten Lösungsmittels, das die inas the organic phase S ₂ and as the aqueous phase S ₁ flowing pure second solvent, which the in

zeichnet, wie dies allgemein üblich ist, doch ist die Er- der ersten Lösung enthaltenen Stoffe vollständig auf-draws, as is common practice, but the earth of the substances contained in the first solution is completely

findung auf ein solches Lösungsmittelpaar nicht be- nimmt, wird vorzugsweise wesentlich größer bemessenFinding on such a solvent pair is not concerned, is preferably dimensioned much larger

schränkt. 20 als die erste Lösung. Die hierdurch entstehenderestricts. 20 as the first solution. The resulting

Die Gegenstrom-Lösungsextraktion wird zwar im dünnere Lösung Wird dann auf die erforderliche Konallgemeinen in Kolonnen durchgeführt, doch werden zentration der von ihr aufgenommenen Stoffe eingefür das erfindungsgemäße Verfahren die auch hierfür engt, bevor sie in die Trennzone an dem Ende eintritt, bekannten Misch/Absetz-Gefäße als Einzelstufen der an dem vorher die erste Lösung austrat.
Trennzone bevorzugt. Hierbei entspricht grundsätzlich 25 Eine andere Möglichkeit zur Erzielung des volljedes Misch/Absetz-Gefäß einer theoretischen Trenn- ständigen Rückflusses besteht darin, die austretende stufe, in der die beiden Phasen S₁ und S₂ kpntinuier- Lösung einzudampfen und die erhaltene konzentrierte lieh aufeinandertreffen und miteinander gemischt Lösung an dem Ende der .Trennzone in diese zurückwerden, wobei die Mischung im Absetzgefäß in leichte zuführen, an dem die Lösung vorher ausgetreten war. und schwere Phasen getrennt wird. Bei mehrstufigen 30 Sie kann auch bis zur Trockne eingedampft werden, Verfahren fließen diese beiden Phasen in zueinander worauf der Rückstand dem zweiten, in der umgeentgegengesetzter Richtung in benachbarte Misch- kehrten Richtung in die Trennzone eintretenden Absetz-Gefäße. Lösungsmittel zugesetzt wird.Although the countercurrent solution extraction is carried out in the thinner solution, it is then carried out in columns as required, but the concentration of the substances absorbed by it for the process according to the invention is also restricted for this purpose, before it enters the separation zone at the end, known mixing / settling - Vessels as individual stages on which the first solution previously emerged.
Separation zone preferred. Another possibility for achieving a theoretical separating constant reflux in every mixing / settling vessel is basically to evaporate the emerging stage, in which the two phases S ₁ and S ₂ kpntinu- solution and the concentrated lent meet and mixed with one another solution at the end of the. Separation zone are returned to this, the mixture in the settling vessel in light feed at which the solution had previously emerged. and heavy phases is separated. In the case of multi-stage processes, these two phases can also be evaporated to dryness, whereupon the residue is transferred to the second settling vessels, which enter the separation zone in the opposite direction in the opposite mixing direction. Solvent is added.

Die Trennung einer Mischung aus Seltenen Erden Der Rückfluß der gelösten Stoffe kann auch durchSeparation of a mixture of rare earths The reflux of solutes can also be through

durch Lösungsextraktion bereitet wegen der ähnlichen 35 deren chemische Ausfällung eingeleitet werden. Daprepared by solution extraction because of the similar 35 whose chemical precipitation is initiated. There

Löslichkeiten der in ihrer Gruppe benachbarten EIe- jedoch aus wirtschaftlichen Gründen der Umlauf derSolubilities of the neighboring EIe in their group, however, for economic reasons, the circulation of the

mente Schwierigkeiten. Aus diesem Grunde wurde bis- Lösungsmittel geboten erscheint und üblich ist,difficulties. For this reason, until solvent appears advisable and is common,

her das Ionenaustauschverfahren als beste Methode kommen chemische Verfahren im allgemeinen nichtChemical processes in general do not come up with the ion exchange process as the best method

zum Trennen von Seltenen Erden angesehen, die daher in Betracht, weil sie den Lösungsmittelumlauf meistfor the separation of rare earths, which is therefore considered because they mostly involve the solvent circulation

auch schnellere Fortschritte als die Lösungsextraktion 40 ausschließen.also rule out faster advances than solution extraction 40.

zu verzeichnen hat. Diese Auffassung dürfte durch die Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Rückflußhas to record. It should be noted, however, that the reflux

vorliegende Erfindung, die eine scharfe Trennung der gelösten Stoffe in ihren Lösungsmitteln und derpresent invention, which provides a sharp separation of the solutes in their solvents and the

auch der Seltenen Erden ermöglicht, widerlegt sein. Lösungsmittelumlauf nicht gleichbedeutend sind, dennalso the rare earth allows to be refuted. Solvent circulation are not synonymous, because

Der Begriff »vollständiger Rückfluß« wurde bisher a) das abgezogene Lösungsmittel, aus dem die geim allgemeinen lediglich als theoretischer Maßstab zur 45 lösten Stoffe entfernt worden sind, tritt am anderen Berechnung der für einen gegebenen Trennungsgrad Ende der Trennzone wieder in diese ein, während erforderlichen Arbeitsstufen in einer Anlage zum b) die gelösten Stoffe an dem gleichen Ende der kontinuierlichen Abscheiden gelöster Stoffe angesehen Trennzone in diese zurückgeführt werden, an dem und hat daher bisher keine praktische Bedeutung ge- sie vorher ausgetreten sind,
habt. Demgegenüber bietet die Erfindung ein sehr 5° Der vollständige Rückfluß der gelösten Stoffe muß wirksames chargenweise arbeitendes Verfahren mit stets an beiden Enden der Trennzone erfolgen, hinvollständigem Rückfluß nicht nur eines gelösten Be- gegen können im Rahmen der Erfindung beide oder Standteiles, sondern aller Bestandteile eines Gemisches auch nur ein Lösungsmittel umlaufen. Handelt es sich an jedem Ende der Trennanlage. Es ist bisher auch um Nitrate der Seltenen Erden, können günstige Ännicht erkannt worden, daß eine solche chargenweise 55 derungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorge-Extraktionsmethode sogar zur Trennung Seltener nommen werden, indem z.B. die in der austretenden Erden unter Benutzung von Tributylphosphat und Lösung enthaltenen Seltenen Erden bzw. deren Ni-Wasser als Lösungsmittelpaar dienen kann. Obgleich träte mittels eines Alkalihydroxyds oder -karbonats Tributylphosphat und Wasser als Lösungsmittel zum ausgefällt, der Niederschlag in einer Säure gelöst und Trennen Seltener Erden in einem kontinuierlichen Ver- 60 diese Lösung an dem Ende der Trennzone in diese fahren bekannt sind, war nicht ohne weiteres voraus- zurückgeführt werden, aus dem die Seltenen Erden zusehen, daß diese Lösungsmittel auch für das er- austraten.The term "complete reflux" has hitherto been used: a) the withdrawn solvent, from which the substances generally dissolved have only been removed as a theoretical measure, re-enters the separation zone at the other calculation of the end of the separation zone for a given degree of separation, while required Work stages in a plant for b) the dissolved substances are returned to the separation zone at the same end as the continuous separation of dissolved substances, to which, and therefore has so far no practical significance, they have previously emerged,
have. In contrast, the invention offers a very good 5 ° The complete reflux of the dissolved substances must be effective batch-wise working process with always at both ends of the separation zone, complete reflux not just a dissolved counterpart can be both or part of the invention, but all components of one Mixture circulate only one solvent. It is at each end of the separation plant. So far it has also been about nitrates of the rare earths, it has not been recognized that such a batch-wise modification of the process according to the invention pre-extraction method can even be used for the separation of rare earths, e.g. by the rare earths contained in the emerging earth using tributyl phosphate and solution Earths or their Ni-water can serve as a solvent pair. Although tributyl phosphate and water were used as the solvent to precipitate by means of an alkali hydroxide or carbonate, the precipitate dissolved in an acid and the separation of rare earths in a continuous process are known, this solution at the end of the separation zone is not immediately known - be returned, from which the rare earths see that these solvents also emerged for the.

findungsgemäße Verfahren geeignet sind und eine gute Die vorliegende Erfindung bietet den weiteren VorTrennung erlauben, und zwar ohne unerwünschte Er- teil, daß der Inhalt der Trenneinheiten sowohl von scheinungen in den endständigen Trenhstufen, in 65 Zwischenstufen als auch von Endstufen abgezogen denen der Rückfluß am wirkungsvollsten ist. Dies werden kann, zumal die Zahl der Konzentrations-■konnte angesichts der bisherigen Bewertung des Be- spitzen der verschiedenen Stoffe bzw. Fraktionen von griff es des »vollständigen Rückflusses« um so weniger der Länge der Trennzone, d. h. von der Zahl der Trenn-processes according to the invention are suitable and good. The present invention offers the further pre-separation allow, without undesired grant, that the content of the separation units from both Phenomena in the final Trenh stages, in 65 intermediate stages as well as subtracted from final stages where reflux is most effective. This can be, especially since the number of concentration ■ could in view of the previous evaluation of the peaking of the various substances or fractions of if it took hold of the "complete reflux", the less the length of the separation zone; H. on the number of separating

einheiten bzw. -stufen abhängig ist. Die Zahl der Trenneinheiten hängt von den Mengenverhältnissen der aus dem ursprünglichen Gemisch gelösten und ausgeschiedenen Stoffe ab.units or levels is dependent. The number of separation units depends on the proportions of the dissolved and excreted from the original mixture Substances off.

Die Arbeitsweise unter vollständigem Rückfluß gewährleistet eine maximale Leistung je Trenneinheit. Der unter vollständigem Rückfluß zu erzielende Gleichgewichtszustand wird bestimmt durch die GleichungWorking under full reflux ensures maximum performance per separation unit. The state of equilibrium to be achieved under complete reflux is determined by the equation

A_n: B_n A _n : B _n

worin A und B zwei zu trennende Stoffe, A₁ : B₁ deren Verhältnis in der ersten Einheit, A_n: B_n deren Verhältnis in der «-ten Einheit sind und β der Trennfaktor, d. h. das Konzentrationsverhältnis von A und B in den beiden Lösungsmitteln ist.where A and B are two substances to be separated, A ₁ : B ₁ their ratio in the first unit, A _n : B _n their ratio in the «th unit and β the separation factor, ie the concentration ratio of A and B in the two Solvents is.

Bei der Trennung mehrerer Gemischkomponenten A, B, C, D 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 ßßA, ßcA und ßDA vor, wobei ßßA usw. das Mengenverhältnis von B usw. zu A darstellt.When several mixture components A, B, C, D are separated , one of them is less dissolved out by the lighter solvent than the others. Assuming that this is component A, the separation factors ßßA, ßcA and ßDA are available, where ßßA etc. represents the quantitative ratio of B etc. to A.

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 ßsA- usw. Werte. Die 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, C, D in dieser Folge getrennt werden soll, so errechnet sich die Zahl der Trennstufen aus der Gleichung When this multicomponent mixture is separated, series of different component groups are formed, as the examples given below show, and these groups differ in increasing ßsA etc. values. The separation of each of these adjacent pairs of components (BA, CA, DA) requires a minimum number of separation stages or units, which can be calculated from the equation given above, in order to achieve the desired purity. If z. If, for example, the mixture of substances A, B, C, D is to be separated in this sequence, the number of separation stages is calculated from the equation

C_n : B_n C₁IB₁ C _n : B _n C ₁ IB ₁

= ßn^n-i).= ßn ^ ni) .

in derin the

ßcB =ßcB =

ßcAßcA

ßßAßßA

Unter den Bedingungen des vollständigen Rückflusses wird der Strom der gelösten Stoffe in dem einen Lösungsmittel durch den Strom der gelösten Stoffe 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/Absetz-Gefäß-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.Under the conditions of full reflux, the solute flow in the a solvent through the flow of solutes in the opposite direction flowing other solvent balanced. The mixture of substances to be separated is first in each of the two Solvent dissolved in the preferred concentration, and the two-phase mixture thus formed is Mixing / settling vessel units supplied to the separation zone. The effective ratio of solvents used is determined in part by the need to have two countercurrent phases in the To get separation zone, which then work under complete reflux of the solutes until the desired Degree of separation is reached.

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 vollständigen Rückflusses bis zum Erreichen eines vorbestimmten Reinheitsgrades der Stoffe nur durch wiederholte Analysen ermittelt werden. Sobald die Trennung das gewünschte Maß erreicht hat, werden nach Abstellung des Gegenstrombetriebes diejenigen Misch/Absetz-Einheiten entleert, welche die gewünschten Stoffe in der angestrebten Reinheit enthalten.The products obtained consist of the dissolved substances obtained by emptying those separation units can be obtained in which these substances have accumulated in the desired purity. Those separation units which contain the substances in question in the required purity, i.e. can be emptied can be calculated from the above equation. However, the duration of the full Reflux only through until reaching a predetermined degree of purity of the substances repeated analyzes are determined. Once the separation has reached the desired level, will be after the countercurrent operation has been switched off, those mixing / settling units which do the desired are emptied Contains substances in the desired purity.

Wenn in einer ausreichenden Zahl von Trenneinheiten z. B. drei Stoffe voneinander zu trennen sind,If in a sufficient number of separation units z. B. three substances are to be separated from each other,

ίο so können deren Konzentrate zugleich den Einheiten an beiden Enden der Trennzone und den mittleren Einheiten entnommen werden.ίο so their concentrates can be used at the same time as the units taken from both ends of the separation zone and the central units.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen von Trennungssystemen nach Maßgabe der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In the drawing are several embodiments of separation systems according to the invention shown. It shows:

F i g. 1 eine Flüssig/Flüssig-Gegenstromextraktionsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 1 a liquid / liquid countercurrent extraction system to carry out the method according to the invention,

F i g. 2 und 3 ein Ende der Anlage mit verschiedenen Rückflußarten,F i g. 2 and 3 one end of the system with different types of reflux,

F i g. 4 eine der in F i g. 1 dargestellten Anlage ähnliche Anlage, in der jedoch der Lösungsmittelumlauf nicht eingezeichnet ist, und
F i g. 5 ein anderes Trennungssystem, das ins-' besondere für das Verfahren zum Trennen der in den unten beschriebenen Beispielen behandelten Stoffe geeignet ist.F i g. 4 one of the in FIG. 1 system similar to the system shown, but in which the solvent circulation is not shown, and
F i g. 5 shows another separation system which is particularly suitable for the method for separating the substances treated in the examples described below.

Die Flüssig/Flüssig-Trennanlage gemäß F i g. 1 besteht aus einer sich aus einer Mehrzahl von an sich bekannten Misch/Absetz-Einheiten zusammensetzenden Trennzone, einer Austauschzone und zwei Verdampfern A und B. Mit / sind die Einlasse zum Füllen der Misch/Absetz-Einheiten mit den Ausgangslösungen des zu trennenden Gemisches und mit D die Auslässe zum Entleeren dieser Einheiten bezeichnet.The liquid / liquid separation system according to FIG. 1 consists of a separation zone composed of a plurality of mixing / settling units known per se, an exchange zone and two evaporators A and B. With / are the inlets for filling the mixing / settling units with the starting solutions of the mixture to be separated and with D denotes the outlets for emptying these units.

Während des Betriebes wird diese Anlage von zwei Lösungsmitteln S₁ und S₂ im Gegenstrom durchströmt. Das Lösungsmittel .S₂ tritt am linken Ende 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 Austauschzone, aus welcher das reine Lösungsmittel S₂ bei 3 austritt und über die Leitung 4 zum Einlaß 1 der Trennzone zurückkehrt. Das Lösungsmittel S₁ tritt bei 5 in die Austauschzone ein und nimmt in dieser die zuvor in dem Lösungsmittel S₂ gelösten Stoffe auf. Die neue Lösung (S₁ + gelöste Stoffe) verläßt die Austauschzone bei 6 und gelangt in den Verdampfer A, in dem ein Teil des Lösungsmittels S₁ 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 (S₁ + gelöste Stoffe) in den Verdampfer B und wird in diesem erneut eingeengt, wobei ein Teil des Lösungsmittels S₁ verdampft wird und als Kondensat am rechten Ende des Verdampfers B austritt, um über die Rückleitung 10 mit dem aus dem Verdämpfer ,4 über die Leitung 7 kommenden Teil des Lösungsmittels S₁ vereinigt und in die Austauschzone zurückgeleitet zu werden. Der verbleibende Teil der Lösung (S₁ + gelöste Stoffe) verläßt den Verdampfer B bei 11 und tritt bei 12 in die Trennzone ein.During operation, this system is traversed by two solvents S ₁ and S ₂ in countercurrent. The solvent .S ₂ enters at 1 at the left end of the separation zone and exits with substances dissolved in it at the right end of the separation zone. This solution then flows through line 2 into the exchange _{zone, from which the pure solvent S 2} exits at 3 and returns via line 4 to inlet 1 of the separation zone. The solvent S ₁ enters the exchange zone at 5 and in this takes up the substances _{previously dissolved in the solvent S 2.} The new solution (S ₁ + dissolved substances) leaves the exchange zone at 6 and enters the evaporator A, in which part of the solvent S _{1 is} evaporated and returns to the exchange zone as condensate, while the solution concentrated in the evaporator A via the Line 8 enters the separation zone at the right end, flows through it and exits the separation zone at 9 at the left end. From here this solution (S ₁ + dissolved substances) reaches the evaporator B and is concentrated again in this, with part of the solvent S _{1 being} evaporated and emerging as condensate at the right-hand end of the evaporator B to be transported via the return line 10 to be combined with the part of the solvent S ₁ coming from the evaporator 4 via line 7 and returned to the exchange zone. The remaining part of the solution (S ₁ + dissolved substances) leaves the evaporator B at 11 and enters the separation zone at 12.

Diese Strömungswege der Lösungsmittel und Lösungen innerhalb der Extraktionsanlage bewirken also in der Austauschzone einen Übergang der gelösten Stoffe aus dem Lösungsmittel S₂ auf das Lösungsmittel S₁, These flow paths of the solvents and solutions within the extraction system cause a transfer of the dissolved substances from the solvent S ₂ to the solvent S ₁ in the exchange zone,

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mit dem die gelösten Stoffe in die Trennzone zurück- strichpunktierte Leitung 15 in die Trennzone bei 1with which the dissolved substances in the separation zone back-dotted line 15 in the separation zone at 1

kehren, nachdem die Lösung S₁ + gelöste Stoffe in zurückgeführt.return after the solution S ₁ + solutes returned in.

dem Verdampfer^ auf eine bestimmte Stoffkonzen- Der Umlauf wird so lange fortgesetzt, bis in der tration eingeengt worden ist. Diese eingeengte .S₁- Trennzone der angestrebte Reinheitsgrad der Stoffe Lösung der Stoffe wird in der Trennzone im Gegen- 5 erreicht ist. Aus dem Lösungsmittelstrom werden strom zum Lösungsmittel S₂ geführt, so daß sich in keine gelösten Stoffe abgezogen, vielmehr wird nur dieser Zone die gelösten Stoffe auf die Trenneinheiten reines Lösungsmittel abgeführt und üblicherweise verteilen. Diejenigen Stoffe, die in dem Lösungsmittel wieder zurückgeführt. Es wird also ein vollständiger S₁ das linke Ende der Trennzone verlassen, werden Rückfluß der gelösten Stoffe durchgeführt. Ist der genach erneuter Einengung der betreffenden Lösung in io wünschte Reinheitsgrad der Stoffe erreicht, so wird dem Verdampfer B als konzentrierte ^-Lösung am der Gegenstrombetrieb abgestellt, worauf die Trenngleichen Ende der Trennzone wieder in diese zurück- einheiten, in denen die getrennten Stoffe angereichert geführt. Naturgemäß müssen die durch die beiden Ein- und gesammelt worden sind, geleert werden. Danach engungen verminderten Mengen des Lösungsmittels S₁ werden diese Einheiten erneut gefüllt, und es beginnt derjenigen Menge entsprechen, die für das erfindungs- 15 ein weiterer Arbeitsgang mit Gegenstrombetrieb.
gemäße Verfahren benötigt wird. Innerhalb der An- Zur Vorbereitung des erfindungsgemäßen Verlage entsteht kein Verlust des Lösungsmittels S₁. Dies f ahrens wird die in F i g. 1 dargestellte Anlage zugilt auch für das Lösungsmittel S₂, das in reinem Zu- nächst mit den zu trennenden Stoffen und den Lösungsstand in die Trennzone eintritt, in der es im Gegen- mitteln beschickt, indem die Lösungen dieser Stoffe strom zur ^-Lösung aus dieser gelöste Stoffe auf- so durch die Einlasse / in die Trennzone eingeleitet wernimmt, um letztere in der Austauschzone auf das den. Aus Vorratsbehältern werden dann durch die Lösungsmittel S₁ zu übertragen und danach als reines Einlasse 1 und 8 weitere Lösungen und/oder Lösungs-Lösungsmittel in die Trennzone zurückzukehren. mittel zugegeben, bis die Trennzone und die Rück-the evaporator ^ to a certain concentration of substance. The circulation is continued until the tration has been restricted. This narrowed .S ₁ - separation zone the desired degree of purity of the substances solution of the substances is reached in the separation zone on the other hand. From the solvent stream stream to the solvent S _{2 are} passed, so that no dissolved substances are withdrawn, rather the dissolved substances are discharged to the separation units of pure solvent only in this zone and are usually distributed. Those substances that are returned to the solvent again. A complete S _{1 will} leave the left end of the separation zone and the dissolved substances will be refluxed. If the desired degree of purity of the substances has been achieved after the solution in question has been concentrated again, the countercurrent operation of evaporator B as a concentrated ^ solution is switched off, whereupon the separating equal ends of the separating zone are returned to these units, in which the separated substances are enriched guided. Naturally, what has been collected by the two inputs and must be emptied. Thereafter, reduced amounts of the solvent S ₁ , these units are filled again, and the amount that corresponds to the inventive 15 a further operation with countercurrent operation begins.
proper practice is needed. There is no loss of solvent S ₁ within the preparation of the publisher according to the invention . This procedure is the one shown in FIG. 1 also applies to the solvent S ₂ , which initially enters the separation zone with the substances to be separated and the solution level, in which it is charged in the opposite direction by the solutions of these substances flowing out to the ^ -solution this dissolved substances is then introduced through the inlets / into the separation zone in order to transfer the latter in the exchange zone to the. The solvents S ₁ are then transferred from storage containers and then further solutions and / or solvent solvents are returned to the separation zone as pure inlets 1 and 8. medium added until the separation zone and the back

Diese beiden Kreisläufe sind jedoch für das er- fiußleitungen von beiden Seiten her vollständig ange- · findungsgemäße Verfahren nicht unbedingt erforder- 25 füllt sind. Ist ein Umlauf der Lösungsmittel vorgelich, wie aus F i g. 4 hervorgeht, in der ein kontinuier- sehen, so werden auch die Umlaufleitungen gefüllt, licher Zustrom und Abzug der reinen Lösungsmittel Nach dem Füllvorgang bei 1 und 8 beginnt der S₁ und S₂ veranschaulicht ist, wobei jedoch kein Zu- Gegenstrombetrieb, der durch geeignete Maßnahmen satz oder Abzug der gelösten Stoffe erfolgt, so lange eingeleitet wird. Bei einem Lösungsmittelumlauf werdas System unter vollständigem Rückfluß betrieben 30 den die Gegenströme durch kontinuierliche Wiederwird, einleitung der Lösungsmittel in den Einlaß 1 der Trenn-However, these two circuits are not absolutely necessary for the flow lines to be completely filled from both sides. If one circulation of the solvent is pre-equalized, as shown in FIG. 4 can be seen in which a look continuous, so does the circulation loops are filled Licher influx and deduction of the pure solvent begins After the filling at 1 and 8 of the S ₁ and S is illustrated _2, but with no supply countercurrent operation, by suitable set of measures or removal of the dissolved substances takes place as long as it is initiated. In the case of a solvent circulation, the system is operated under full reflux by continuously refluxing the countercurrents, introducing the solvents into inlet 1 of the separating

Wie bereits dargetan wurde, erfolgt der vollständige zone und den Einlaß 5 der Austauschzone aufrecht-As has already been shown, the complete zone and inlet 5 of the exchange zone are upright.

Rückfluß der Stofflösungen an beiden Enden der erhalten. Ist jedoch kein Lösungsmittelumlauf vorge-Reflux of the pulp solutions at both ends of the obtained. However, if there is no solvent circulation

Trennzone. Auch hier verlassen die Stoffe in dem sehen, so wird durch diese Einlasse 1 und 5 frisches,Separation zone. Here, too, the fabrics leave the see, so through these inlets 1 and 5 fresh,

Lösungsmittel S₂ die Trennzone und werden in der 35 also keine gelösten Stoffe enthaltendes LösungsmittelSolvent S _{2 is} the separation zone and in the 35 is therefore no solvent containing any dissolved substances

Austauschzone von dem Lösungsmittel S₁ aufgenom- zugeführt.Exchange zone of the solvent S ₁ taken up supplied.

men, worauf diese S^-Lösung der Stoffe in den Ver- Der Gegenstromfiuß wird so lange fortgesetzt, bis dämpfer A gelangt, in dem ein Teil des Lösungs- durch mehrere Mengenumwälzungen in der Extrakmittels S₁ verdampft wird, während der restliche Teil tionsanlage eine Auftrennung der gelösten Stoffe entdieses Lösungsmittels zusammen mit den darin ge- 40 sprechend ihren Trennfaktoren in den Einheiten der lösten Stoffen über die Leitung 8 in die Trennzone Trennzone stattgefunden hat. Danach wird der Gegenzurückgeführt wird und diese durchläuft. Das aus dem strombetrieb mit Hilfe der Absperrventile C, denen jegegenüberliegenden Ende der Trennzone austretende weils ein Druckbehälter zur Vergleichmäßigung der Lösungsmittel S₁ mit darin noch gelösten Stoffen, die Stromführung zugeordnet sein kann, gestoppt, worin der Trennzone nicht ausgeschieden wurden, gelangt 45 auf mindestens eine der Trenneinheiten, die einen der in den Verdampfer B und wird in diesem teilweise ver- gelösten Stoffe in der erforderlichen Konzentration dampft. Von hier aus kehrt die konzentrierte S₁-Lo- enthält, durch die zugehörigen Auslässe D geleert sung über die Leitung 11 bei 12 in die Trennzone zu- wird,
rück. Obwohl vorstehend nur von zwei Bestandteilen derThe countercurrent flow is continued until damper A arrives, in which part of the solvent is evaporated through several circulations in the extractant S ₁ , while the rest of the partial flow is a Separation of the dissolved substances from this solvent together with the separation factors corresponding to their separation factors in the units of the dissolved substances has taken place via line 8 into the separation zone separation zone. Then the counter is returned and this goes through. That from the flow operation with the help of the shut-off valves C, to which any opposite end of the separation zone exiting because a pressure vessel for equalizing the solvent S ₁ with substances still dissolved therein, the flow can be assigned, stopped, in which the separation zone were not separated, reaches at least 45 one of the separation units, which is one of the in the evaporator B and is in this partially dissolved substances evaporated in the required concentration. From here the concentrated S ₁ -Lo- contains returns, through the associated outlets D emptied solution via line 11 at 12 into the separation zone,
back. Although above only of two components of the

An Stelle der Austauschzone mit den nachgeschal- 50 zu trennenden Stoffmischung die Rede ist, kann dasInstead of the exchange zone with the downstream mixture of substances to be separated, this can be done

teten Verdampfern A und B kann bei dem erfindungs- erfindungsgemäße Verfahren auch zur Trennung vonTeten evaporators A and B can also be used in the inventive method for separating

gemäßen Verfahren auch eine andere Kombination Stoff mischungen aus mehr als zwei Bestandteilen zurIn accordance with the procedure, another combination of substances consisting of more than two components is also used

zur Anwendung kommen, z. B. eine Austauschzone Anwendung kommen, wie dies auch aus den nach-come into use, z. B. an exchange zone can be used, as is also the case with the subsequent

zusammen mit je einem Verdampfer oder auch nur je stehend beschriebenen Beispielen hervorgeht. Im Falletogether with one vaporizer or also just per standing examples. In the event of

ein Verdampfer an jedem Ende der Trennzone. 55 von Stoffmischungen mit mehr als zwei zu trennendenan evaporator at each end of the separation zone. 55 of mixtures of substances with more than two to be separated

Bei der in F i g. 3 dargestellten Variante tritt das Bestandteilen wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Lösungsmittel S₂ bei 13 in die Austauschzone ein derart vorgegangen, daß der Gegenstrom der beiden und übernimmt in dieser die aus der Trennzone mit Lösungen bis zur Anreicherung von mindestens drei dem Lösungsmittel S₁ kommenden Stoffe, worauf die Bestandteilen eines derartigen Mehrstoffgemisches in hierdurch erhaltene ^-Lösung der Stoffe über die 60 mindestens drei Stufengruppen der Trennzone aufLeitung 14 in eine Konzentrationszone gelangt und rechterhalten wird. Das erfindungsgemäße diskontiaus dieser in konzentrierter Form bei 1 in die Trenn- nuierliche Verfahren eignet sich besonders zur Trenzone strömt. nung einer Mischung aus mindestens zwei SeltenenIn the case of the in FIG. 3, if the constituents occur in the process according to the invention solvent S ₂ at 13 in the exchange zone, a procedure is carried out in such a way that the countercurrent of the two and in this takes over the substances coming from the separation zone with solutions up to the enrichment of at least three substances in solvent S _1, whereupon the constituents of such a multicomponent mixture in the resulting ^ solution of the substances pass through the at least three step groups of the separation zone on line 14 into a concentration zone and are maintained. The inventive discount from this in concentrated form at 1 in the separating process is particularly suitable for the separation zone. tion of a mixture of at least two rare species

F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, bei welcher Erden, die bezüglich zweier nicht miteinander rea-F i g. 2 shows another possibility in which earths that do not react with one another with respect to two

lediglich ein Verdampfer benutzt wird, in dem die aus 65 gierenden Lösungsmitteln unterschiedlicher Wichteonly one evaporator is used, in which the out of 65 yawing solvents of different gravity

der Trennzone kommende Lösung bis zur Trockne verschiedene Trennfaktoren aufweisen. Bei der Treneingedampft wird. Die hierbei anfallenden Stoffe werden nung von Praseodym- und Neodymnitraten werdenthe solution coming to the separation zone have different separation factors up to dryness. At the Trene evaporated will. The resulting substances will be praseodymium and neodymium nitrates

von dem Lösungsmittel S₂ aufgenommen und über die z. B. ein organisches Lösungsmittel, insbesonderetaken up by the solvent S ₂ and via the z. B. an organic solvent, in particular

Tributylphosphat (TBP), und als zweites Lösungsmittel Wasser benutzt.Tributyl phosphate (TBP), and as a second solvent Used water.

F i g. 5 zeigt eine Anlage, in der nur eines der beiden Lösungsmittel umläuft. Die Betriebsweise dieser Anlage geht aus den nachstehenden Beispielen hervor.F i g. 5 shows a system in which only one of the two solvents circulates. The mode of operation of this system can be seen from the examples below.

Die Beispiele 1 bis 3 beziehen sich auf die Trennung von Nitraten der Seltenen Erden in je einer Tributylphosphat- und Wasserlösung. Hierzu können auch andere Lösungsmittelpaare (S₂ und S₁) verwendet werden, z. B. ein Lösungsmittelpaar, bei dem S₂ aus einer Mischung gleicher Volumteile TBP und einer Aromatenfraktion und S₁ aus Wasser besteht, oder ein Lösungsmittelpaar, bei dem S₂ aus einer 50%igen Isooctansäurelösung in einer Aromatenfraktion und S₁ ebenfalls aus Wasser besteht.Examples 1 to 3 relate to the separation of rare earth nitrates in a tributyl phosphate and water solution. Other pairs of solvents (S ₂ and S ₁ ) can also be used for this purpose, e.g. B. a solvent pair in which S ₂ consists of a mixture of equal parts by volume of TBP and an aromatic fraction and S ₁ consists of water, or a solvent pair in which S ₂ consists of a 50% isooctanoic acid solution in an aromatic fraction and S ₁ also consists of water.

Nicht nur Mischungen aus Seltenen Erden, sondern auch solche aus anderen Stoffen können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgetrennt werden. So zeigt das Beispiel 4 die Trennung eines Methylphenolgemisches, wie es als Produkt der Teersäuredestillation anfällt. Diese Phenole 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.Not only mixtures of rare earths, but also those made from other materials can be used with the Process according to the invention are separated. Example 4 shows the separation of a methylphenol mixture, as it is obtained as a product of tar acid distillation. These phenols are because of her Almost identical boiling points are very difficult to separate from one another using the methods customary up to now. Example 5 relates to the separation of cobalt and nickel, i.e. two metals of almost the same atomic weight. These examples, which serve to illustrate the invention, can be increased as desired, because the invention enables the separation of all mixtures of related chemical Compounds of different solubility in two different solvents.

In den folgenden Beispielen 1 bis 3 sind die erhaltenen Analysenwerte der betreffenden Stoffe auf deren Oxydformeln umgerechnet.In Examples 1 to 3 below, the analytical values obtained for the substances in question are based on their Oxide formulas converted.

For example

Das Trennverfahren wurde in diesem Falle in einer 12-Stufen-Trennanlage gemäß F i g. 1 durchgeführt. Als Lösungsmittel S₂ wurde TBP (Tributylphosphat) und als Lösungsmittel S₁ Wasser verwendet. Aus einer Mischung von Praseodym- und Neodymnitraten wurden folgende Lösungen bereitet:In this case, the separation process was carried out in a 12-stage separation plant according to FIG. 1 carried out. As the solvent S ₂ TBP (tributyl phosphate) was used and as a solvent S ₁ water. The following solutions were prepared from a mixture of praseodymium and neodymium nitrates:

eine 250-g/l-Lösung der Nitrate in TBP (S₂) und
eine 690-g/l-Lösung der Nitrate in Wasser (S₁). a 250 g / l solution of the nitrates in TBP (S ₂ ) and
a 690 g / l solution of the nitrates in water (S ₁ ).

Die zwölf Misch/Absetz-Einheiten der Trennzone wurden durch die Einlauf stellen /mit beiden Lösungen gefüllt. Durch Einleiten zusätzlicher ^-Lösung (wäßrige 690-g/l-Nitratlösung) an der Einlaufstelle 8 mit einer Fließgeschwindigkeit von 4,6 ml/Min, und von reinem TBP an der Einlaufstelle 1 mit einer Geschwindigkeit von 10 ml/Min, wurde der Gegenstrombetrieb eingeleitet.The twelve mixing / settling units of the separation zone were put through the inlet / with both solutions filled. By introducing additional ^ solution (aqueous 690 g / l nitrate solution) at the inlet point 8 with a flow rate of 4.6 ml / min, and of pure TBP at inlet point 1 at a rate of 10 ml / min, countercurrent operation was initiated.

Es hat sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, daß die zu Beginn des Verfahrens einzufüllenden beiden Phasen aus Lösungen der aufzutrennenden Stoffmischung bestehen, da hierdurch die zur Bildung dieser Lösungen während des Trennprozesses benötigte Zeit eingespart wird.In practice it has proven to be useful that the two to be filled in at the beginning of the process Phases consist of solutions of the mixture of substances to be separated, as this leads to the formation These solutions save time required during the separation process.

Die aus der Trennzone bei 2 austretende TBP-Lösung der Nitrate der Seltenen Erden (S.E.), also die >S₂-Lösung, gelangt in die 5stufige Austauschzone und wird in dieser mit einer verhältnismäßig großen Menge reinen Wassers (S₁), das mit einer Geschwindigkeit von 20 ml/Min, bei 5 einläuft, derart behandelt, daß die gesamten S.E.-Nitrate aus dem TBP (S₂) in das Wasser (S₁) übergehen, so daß ein vollständiger Rückfluß der gelösten Nitrate erhalten wird. Die entstehende, verhältnismäßig dünne wäßrige ^-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 Trennzone zurück.The TBP solution of the nitrates of the rare earths (SE) exiting from the separation zone at 2 _{, i.e. the> S 2} solution, enters the 5-stage exchange zone and is in this with a relatively large amount of pure water (S ₁ ), which with at a rate of 20 ml / min, runs in at 5, in such a way that all of the RE nitrates from the TBP (S ₂ ) pass into the water (S ₁ ), so that a complete reflux of the dissolved nitrates is obtained. The resulting, relatively thin aqueous ^ solution leaves the exchange zone at 6, is concentrated in evaporator A to a nitrate concentration of 690 g / l and then via line 8 at a rate of 4.6 ml / min into the separation zone initiated their inlet point for the aqueous phase. The TBP desalinated in the exchange zone leaves the exchange zone at 3 and returns via the return line 4 at the outlet end for the aqueous phase at 1 to the separation zone.

Nachdem der Gegenstrombetrieb lang genug angelaufen ist, daß ein ständiger Rückfluß der konzentrierten wäßrigen ^-Lösung erfolgt, braucht selbstverständlich keine zusätzliche wäßrige Lösung von außen in das System zugeführt zu werden. Ebenso verhält es sich mit dem TBP-Zusatz von außen, der nicht mehr benötigt wird, sobald der Rücklauf von reinem TBP aus dem Verdampfer^ in die Trennzone vonstatten geht. 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 F i g. 1 veranschaulicht ist, ein in sich geschlossenes System erhalten.After the countercurrent operation has started long enough that a constant reflux of the concentrated aqueous ^ solution takes place, of course, does not need an additional aqueous solution of to be fed externally into the system. It is the same with the TBP addition from the outside, which is not more is needed as soon as the return of pure TBP from the evaporator ^ into the separation zone takes place goes. Even if the evaporated and then condensed water through the lines 7 and 10 is returned to the exchange zone, as shown in FIG. 1 illustrates get a self-contained system.

Die wäßrige ^-Lösung, die bei 9 aus der Trennzone austritt und in dieser einen Teil ihres Nitratgehaltes an das TBP abgegeben hat, wird in dem Verdampfer B wiederum auf eine Nitratkonzentration von 690 g/l eingeengt und über die Leitung 11 und den Einlaß 12 mit einer Geschwindigkeit von 10 ml/Min, am gleichen Ende der Trennzone, aus dem sie vorher ausgetreten war, in diese Zone zurückgeführt.The aqueous ^ solution, which emerges from the separation zone at 9 and in this has given part of its nitrate content to the TBP, is again concentrated in the evaporator B to a nitrate concentration of 690 g / l and via the line 11 and the inlet 12 at a rate of 10 ml / min, at the same end of the separation zone from which it had previously exited, returned to this zone.

Durch diese Behandlung der an beiden Enden der Trennzone austretenden Lösungen wird ein vollständiger Rückfluß der gelösten Nitrate gewährleistet, 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 ml/ Min. eintretende überschüssige Wasser vollständig verdampft wird, wobei dieses in den Verdampfern A und B zurückgewonnene Wasser durch die Leitungen 7 und 10 in die Austauschzone bei 5 zurückgeführt wird; Die für eine Mengenumwälzung erforderliche Zeit ergibt sich aus dem Verhältnis der Gesamtmenge beider Lösungen in den 12 Misch/Absetz-Einheiten zur Strömungsgeschwindigkeit von 4,6 ml/Min. Es wurden vier Mengenumwälzungen durchgeführt.This treatment of the solutions emerging at both ends of the separation zone ensures complete reflux of the dissolved nitrates, since behind each end of the separation zone the solutions have a nitrate content of 690 g / l and that at 5 in the exchange zone at a rate of 20 ml / Min. Excess water entering is completely evaporated, this water recovered in evaporators A and B being returned through lines 7 and 10 to the exchange zone at 5; The time required for a volume circulation results from the ratio of the total amount of both solutions in the 12 mixing / settling units to the flow rate of 4.6 ml / min. Four volume circulations were carried out.

Nach Stillsetzung des Gegenstrombetriebes ergab die Analyse der wäßrigen Phasen in den zwölf Trenneinheiten jeweils die folgenden Gewichtsverhältnisse an Pr zu Nd (als Oxyde berechnet).After the countercurrent operation was stopped, the analysis of the aqueous phases in the twelve separation units showed in each case the following weight ratios of Pr to Nd (calculated as oxides).

11 22 Ein
3A
3 ieit
4ieit
4th 55 66th Pr/NdPr / Nd 4,84.8 4,14.1 3,03.0 2,02.0 1,51.5 1,21.2 77th 88th Ein
9A
9 ieit
10ieit
10 1111th 1212th Pr/Nd Pr / Nd 0,80.8 0,60.6 0,40.4 0,290.29 0,210.21 0,160.16

Der aus den Endstufen abgezogene Inhalt wurde auf Pr und Nd aufgearbeitet. 'The content withdrawn from the final stages was worked up to Pr and Nd. '

B e i s p i el 2EXAMPLE 2

Zur Gewinnung eines Praseodymkonzentrates wurde in der gleichen Anlage, deren Trennzone jedoch diesmal aus 21 Misch/Absetz-Einheiten bestand, eine Mischung aus Praseodym Lanthan, Neodym, Yttrium und anderen Seltenen Erden behandelt. Nach fünf Mengenumwälzungen wurden folgende Ergebnisse erzielt:A praseodymium concentrate was obtained in the same plant, but this time its separation zone consisted of 21 mixing / settling units, a mixture of praseodymium, lanthanum, neodymium, yttrium and treated with other rare earths. After five circulations of the volume, the following results were obtained:

trennt. Nach vier Mengenumwälzungen wurden folgende Ergebnisse erzielt:separates. After four circulations of the volume, the following results were obtained:

Pr₆O₁₁ Pr ₆ O ₁₁ Nd₂O₃ Nd ₂ O ₃ Andere S.E.-OxydeOther S.E. oxides 97,397.3 izinnciLLincoln VoVo %% (La, Y usw.) in %(La, Y etc.) in% 89,689.6 11 0,70.7 99,3 (vorwiegend99.3 (mostly 59,659.6 La₂O₃)La ₂ O ₃ ) 30,430.4 33 2,62.6 —- 9,89.8 55 10,210.2 0,170.17 5,35.3 77th 35,535.5 0,80.8 7,07.0 99 67,567.5 2,12.1 17,217.2 1111th 86,486.4 3,83.8 38,6 - ■·38.6 - ■ 1313th 88,288.2 6,56.5 65,6 (vorwiegend Y65.6 (mainly Y 1515th 81,781.7 11,311.3 u. a. S.E.)i.a. S.E.) 1717th 66,066.0 16,816.8 1919th 43,743.7 17,717.7 2121 21,621.6 12,912.9

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 erhalten worden ist. Außerdem zeigt dieses Beispiel, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Mischungen aus mehr als zwei Komponenten getrennt werden können, wobei die Konzentration einer Komponente in einigen der mittleren Trennstufen erhalten wird.This means that a good praseodymium concentrate is obtained in the middle stages of the separation zone and at the same time a separation of Pr, La, Nd, Y and other rare earths has been obtained. In addition, this example shows that, according to the process according to the invention, mixtures of More than two components can be separated, with the concentration of one component in some the middle separation stages is obtained.

Example 3

4040

¹ In einer im wesentlichen gleichen, jedoch 50stufigen 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 aufge- ¹ In an essentially identical, but 50-stage plant, i.e. a plant whose separation zone consisted of 50 mixing / settling units, a mixture of lanthanum, praseodymium, neodymium, samarium and small amounts of heavy rare earths was deposited.

Einheitunit Pr₆O₁₁ Pr ₆ O ₁₁ Nd₂O₃ Nd ₂ O ₃ Andere S.E.-Oxyde
7o ■ . Other rare earth oxides
7o ■. 1 bis 191 to 19 0,010.01 etwa 100% La₂O₃ about 100% La ₂ O ₃ 2828 57,657.6 1,01.0 41,4 (vorwiegend41.4 (mostly La₂O₃)La ₂ O ₃ ) 2929 80,280.2 1,91.9 17,9 (vorwiegend17.9 (mostly La₂O₃)La ₂ O ₃ ) 3030th 89,589.5 3,03.0 7,5 (vorwiegend7.5 (mostly La₂O₃)La ₂ O ₃ ) • 31• 31 92,792.7 4,94.9 2,4 (vorwiegend2.4 (mostly La₂O₃) ■■■■■La ₂ O ₃ ) ■■■■■ 3232 - 91,3- 91.3 6,86.8 1,9 (vorwiegend - ^: 1.9 (mainly - ^: La₈O₃)La ₈ O ₃ ) 33 ■33 ■ 88,788.7 10,610.6 0,7 (vorwiegend ^; 0.7 (mainly ^; La₂O₃) .La ₂ O ₃ ). 4545 10,410.4 89,189.1 0,5 (vorwiegend0.5 (mainly Sm₂O₃₁Y₂O₃ Sm ₂ O ₃₁ Y ₂ O ₃ und ''■'and '' ■ ' schwerere) ^: heavier) ^: • 46• 46 8,68.6 91,191.1 0,3 (vorwiegend ^v-'-^: 0.3 (mainly ^v -'- ^: Sm₂O₃; Y₂O₃ ¹ Sm ₂ O ₃ ; Y ₂ O ₃ ¹ und ^:: -i ' - ^and: -i - schwerere) 'heavier) ' 4747 6,16.1 91,591.5 2,4 (vorwiegend2.4 (mostly Sm₂O₃, Y₂O₃ -Sm ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ - und ■ ;and ■; schwerere)heavier) 4848 4,64.6 90,190.1 5,3 (vorwiegend5.3 (mostly ■ Sm₂O₃, Y₂O₃ ■ Sm ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ und ·and · schwerere)heavier) 4949 3,6 -3.6 - 88,288.2 8,2 (vorwiegend8.2 (mostly Sm₂O₃₅Y₂O₃ Sm ₂ O ₃₅ Y ₂ O ₃ undand schwerere)heavier) 5050 2,6 .2.6. 79,879.8 17,6 (vorwiegend17.6 (mostly Sm₂O₃₁Y₂O₃ Sm ₂ O ₃₁ Y ₂ O ₃ undand schwerere)heavier)

Dieser Versuch / ergab also
Neodymkonzenträte.. 'So this experiment / resulted
Neodymium concentrates .. '

gute Praseodym- undgood praseodymium and

Example 4

^! Trennung eines Phenolgemisches ^! Separation of a phenol mixture

In diesem Versuch wurde ein Gemisch aus verschiedenen Methylphenolen nach dem in F i g. 5 gezeigten Schema getrennt. Das aus der Teersäuredestillation stammende Phenolgemisch hatte folgende Zusammen-Setzung: In this experiment, a mixture of different methylphenols according to the method shown in FIG. 5 shown Scheme separated. The phenol mixture from the tar acid distillation had the following composition:

15%2,6-Xylenol,15% 2,6-xylenol,

48°/₀p-Kresolund48 ° / ₀ p-cresolund

37°/₀m-Kresol.37 ° / ₀ m cresol.

::

Es wurden zwei Lösungen von je 4,8 1 bereitet, nämlich Two solutions of 4.8 liters each were prepared, viz

a) eine wäßrige Phase S₁ in Form einer Lösung von 10 Gewichtsprozent des Phenolgemisches in 4,5 °/₀-iger wäßriger Natronlauge unda) an aqueous phase S ₁ in the form of a solution of 10 weight percent of the phenol mixture to 4.5 ° / ₀ aqueous sodium hydroxide solution and

b) eine organische Phase S₂ in Form einer Lösung von 10 Gewichtsprozent des Phenolgemisches in Benzol.b) an organic phase S ₂ in the form of a solution of 10 percent by weight of the phenol mixture in benzene.

In die 32 Einheiten der Trennzone wurden durch die Einlasse / je 300 ml dieser Lösungen eingefüllt. Während dieses Füllvorganges blieben die Auslässe D geschlossen und die Dosierpumpen A, B, C außer Betrieb, so daß keine Strömungen bestanden. Außerdem wurden die Behälter T₁ mit Benzol, T₂ mit verdünnter Schwefelsäure und T₃ mit reiner 4,5°/_oiger Natronlauge gefüllt. Danach wurden die Pumpend, B, C angelassen und hierdurch in den 300-ml-Einneiten der Gegenstrombetrieb mit einer Geschwindigkeit von 1 l/h eingeleitet. ■ . :In each of the 32 units of the separation zone, 300 ml of these solutions were introduced through the inlets. During this filling process the outlets D remained closed and the metering pumps A, B, C inoperative, so that there were no currents. In addition, the container ₁ with benzene T, T ₂ were mixed with dilute sulfuric acid and T ₃ is filled with pure 4.5 ° / _o aqueous sodium hydroxide solution. The pumps end, B, C were then started and the countercurrent operation was thereby initiated in the 300 ml units at a rate of 1 l / h. ■. :

Der Rückfluß der Stoff lösungen an jedem Ende der Trennzone ging folgendermaßen vor sich:
a) Bei der organischen Phase S₂ durch Versetzen der aus der Trennzone (rechts) austretenden Benzollösung mit'frischer 4,5°/_oiger Natronlauge. in einer 5stufigen Rückflußzone, wobei die..PhenoleThe reflux of the stock solutions at each end of the separation zone proceeded as follows:
a) The organic phase S ₂ by offsetting the mit'frischer from the separation zone (right) exiting benzene solution 4.5 ° / _o aqueous sodium hydroxide solution. in a 5-stage reflux zone, the .. phenols

aus dem Benzol in die wäßrige Natronlauge übergehen und als wäßrige Phase S₁ in die Trennzone zurückgeführt werden;pass from the benzene into the aqueous sodium hydroxide solution and are returned as the aqueous phase S ₁ to the separation zone;

b) bei der wäßrigen Phase S₁ durch Neutralisieren der aus der Trennzone (links) austretenden wäßrigen Lösung mit aus dem Behälter T₂ kommender verdünnter Schwefelsäure in einer lOstufigen Rückflußzone und anschließendes Herauslösen der Phenole mit aus dem Behälter T₁ über die Pumpe A zugeführtem reinem Benzol.b) in the aqueous phase S ₁ by neutralizing the aqueous solution emerging from the separation zone (left) with dilute sulfuric acid coming from the container T ₂ in a 10-stage reflux zone and then dissolving the phenols with the pure solution supplied from the container T ₁ via the pump A. Benzene.

Da bereits in der ersten Stufe dieser 10-Stufen-Rückflußzone die wäßrige Phase S₁ und die zugeführte Säure zusammentreffen und demzufolge eine Mengenverdoppelung entsteht, haben die in dieser Zone angeordneten Misch/Absetz-Einheiten ein Fassungsvermögen von 600 ml. Das aus der Rückfiußzone austretende Wasser wird ausgeschieden. Es kann gesammelt und später auf einen etwaigen Restgehalt an Phenolen untersucht werden. Since the aqueous phase S ₁ and the acid fed in already meet in the first stage of this 10-stage reflux zone and consequently the amount doubles, the mixing / settling units arranged in this zone have a capacity of 600 ml Water is excreted. It can be collected and later examined for any residual phenol content.

Die Anlage wurde mit diesen Rückflußmaßnahmen, die einen vollständigen Rückfluß der Phenollösungen gewährleisten, so lange betrieben, bis drei Mengenumwälzungen in der Trennzone durchgeführt waren. Dann wurden die drei Dosierpumpen stillgesetzt. Die Analyse der wäßrigen Phasen aller Trenneinheiten ergab folgendes:The plant was equipped with these reflux measures, which ensure complete reflux of the phenol solutions ensure, operated until three volume circulations were carried out in the separation zone. Then the three metering pumps were stopped. The analysis of the aqueous phases of all separation units showed the following:

Einheitunit 2,6-Xylenol2,6-xylenol p-Kresolp-cresol m-Kresolm-cresol 11 100,0100.0 __ 33 99,999.9 0,10.1 —- 44th 97,897.8 2,22.2 —- 55 81,881.8 18,718.7 0,20.2 66th 19,919.9 78,578.5 1,61.6 77th 2,32.3 95,295.2 2,52.5 88th 0,10.1 96,296.2 3,73.7 99 —- 95,195.1 4,94.9 1111th —- 91,491.4 8,68.6 1313th —- 86,186.1 13,913.9 1515th —- 78,978.9 21,121.1 1818th —- 64,664.6 35,435.4 2121 —- 47,947.9 52,152.1 2424 —- 30,230.2 69,869.8 2626th —- 19,919.9 80,180.1 2828 —- 12,112.1 87,987.9 3030th —- 6,66.6 93,493.4 3131 —- 4,74.7 95,395.3 3232 —- 3,23.2 96,896.8

Hieraus geht hervor, daß die einzelnen Komponenten in ausreichender Reinheit aus folgenden Einheiten der Trennzone erhalten wurden:This shows that the individual components are sufficiently pure from the following units of the separation zone were obtained:

Einheitenunits ProdukteProducts Durchschnittlicher
ReinheitsgradAverage
Degree of purity Ibis 4
8 bis 11
30 bis 32Ibis 4
8 to 11
30 to 32 2,6-Xylenol
p-Kresol
m-Kresol2,6-xylenol
p-cresol
m-cresol über 98%
über95°/₀
über95°/₀ over 98%
over 95 ° / ₀
over 95 ° / ₀

wurde dieses in einem 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.this was separated into its components in a new process. After three circulations, pumps A, B, C were shut down, outlets D were opened and the contents of the individual units were collected in appropriate containers. It was found that this process also produced the same products with the same degree of purity as before in the same units.

Aus den abgezogenen Lösungen wurden die Phenole ίο nach bekannten Verfahren zurückgewonnen.The phenols were recovered from the withdrawn solutions using known processes.

Example 5

Trennung einer Mischung aus Kobalt und Nickel
15 Separation of a mixture of cobalt and nickel
15th

In diesem Falle kam das gleiche System wie bei der Trennung des Phenolgemisches zur Anwendung, lediglich mit dem Unterschied, daß die Trennzone aus Einheiten bestand.In this case the same system was used as for the separation of the phenol mixture, only with the difference that the separation zone consisted of units.

Bei dem zu trennenden Ausgangsgut handelte es sich um eine Mischung aus je 50 % Kobalt- und Nickelsulfaten. Es wurden folgende Lösungen bereitet:The starting material to be separated was a mixture of 50% cobalt and nickel sulfates each. The following solutions were prepared:

a) Als organische Phase S₂ eine Lösung von 11 g/l der Metallsulfate in l,0molarer Naphthensäuren die durch Behandlung von 1,0 Mol Naphthensäure mit einer Lösung aus 29 g/l der Sulfatmischung in 0,7 Mol wäßriger Natronlauge hergestellt wurde;a) As the organic phase S _2, a solution of 11 g / l of the metal sulfates in 1.0 molar naphthenic acids which was prepared by treating 1.0 mol of naphthenic acid with a solution of 29 g / l of the sulfate mixture in 0.7 mol of aqueous sodium hydroxide solution;

b) als wäßrige Phase S₁ eine Lösung von 37 g/l der Sulfatmischung in Wasser.b) as the aqueous phase S _1, a solution of 37 g / l of the sulfate mixture in water.

Von jeder dieser Lösungen wurden 3750 ml in die Einheiten der Trennzone eingefüllt. Der Behälter T₁ wurde mit reiner Naphthensäure, der Behälter T₂ mit 0,3molarer Natronlauge und der Behälter T₃ mit wäßriger 0,23-n-Schwefelsäure gefüllt. Durch Anstellen der Pumpen A, B wurde der Gegenstrombetrieb aufgenommen, nachdem die Pumpe A auf eine Leistung von 1,0 l/h und die Pumpe B auf 0,785 l/h eingeregelt wurden.3750 ml of each of these solutions was poured into the units of the separation zone. The container T ₁ was filled with pure naphthenic acid, the container T ₂ with 0.3 molar sodium hydroxide solution and the container T ₃ with aqueous 0.23 N sulfuric acid. Countercurrent operation was started by turning on pumps A, B after pump A had been regulated to a capacity of 1.0 l / h and pump B to 0.785 l / h.

Der Rückfluß der Lösungen an jedem Ausströmende der Trennzone ging folgendermaßen vor sich:The reflux of the solutions at each outlet of the separation zone proceeded as follows:

Nach erneuter Füllung der entleerten Einheiten mit den vorgenannten Lösungen des PhenolgemischesAfter refilling the emptied units with the aforementioned solutions of the phenol mixture

a) Die aus der Trennzone austretende 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 Metallionen ab. Die entstehende organische Phase S₂ tritt am Austrittsende der wäßrigen Phase in die Trennzone ein, während die aus der Rückflußzone ausströmende wäßrige Abfall-Lösung gegebenenfalls gesammelt und auf einen etwa noch vorhandenen Gehalt an Metallresten untersucht wird.a) The aqueous phase S ₁ emerging from the separation zone is mixed with the sodium hydroxide solution coming from the container T ₂ in the first unit of the reflux zone, which is located downstream of the relevant outlet end of the separation zone, and is thus made alkaline. This alkaline aqueous phase S ₁ meets the naphthenic acid entering the reflux zone in countercurrent from the container T _{1 and releases the metal ions to it.} The resulting organic phase S ₂ enters the separation zone at the outlet end of the aqueous phase, while the aqueous waste solution flowing out of the reflux zone is optionally collected and examined for any residual metal content.

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 T₃ kommenden 0,24-n-Schwefelsäure ausgesetzt und gibt die Metallionen an diese ab. Die hierdurch entstehende wäßrige Phase S₁ strömt am gleichen Ende in die Trennzone ein, an dem die organische Phase austritt. b) The organic phase S ₂ emerging from the other end of the separation zone is exposed to the countercurrent of the 0.24 n-sulfuric acid coming from the container T ₃ in the reflux zone downstream of this end of the separation zone and releases the metal ions to it. The resulting aqueous phase S ₁ flows into the separation zone at the same end at which the organic phase emerges.

Diese beiden Rückflußvorgänge ergeben einen vollständigen Rückfluß der Metall-Lösungen an beiden Enden der Trennzone, die sie im Gegenstrom durchlaufen. Nach drei Mengenumwälzungen wurden dieThese two reflux processes result in complete reflux of the metal solutions on both Ends of the separation zone, which they pass through in countercurrent. After three rounds of volume, the

drei Dosierpumpen stillgesetzt und der Trennvorgang beendet. Die Analyse der aus den Einheiten der Trennzone einzeln abgezogenen wäßrigen Lösungen zeigte folgende Ergebnisse:three dosing pumps stopped and the separation process ended. The analysis of the units of the separation zone Aqueous solutions withdrawn individually showed the following results:

Einheitunit Kobalt
·/. cobalt
· /. Nickel
7onickel
7o 11 99,499.4 0,60.6 22 99,099.0 1,01.0 33 98,598.5 1,51.5 44th 97,697.6 2,42.4 55 96,496.4 3,63.6 66th 94,894.8 5,25.2 77th 92,392.3 7,57.5 88th 89,489.4 10,610.6 99 85,385.3 14,714.7 1010 80,180.1 19,919.9 1111th 73,673.6 26,426.4 1212th 65,965.9 34,134.1 1313th 57,357.3 42,742.7 1414th 48,248.2 51,851.8 1515th 39,339.3 60,760.7 1616 30,930.9 69,169.1 1717th 23,723.7 76,376.3 1818th 17,617.6 82,482.4 1919th 12,712.7 87,387.3 2020th 9,09.0 91,091.0 2121 6,26.2 93,893.8 2222nd 4,24.2 95,895.8 2323 2,72.7 97,397.3 2424 1,71.7 98,398.3 2525th 1,01.0 99,099.0

Es ergibt sich somit, daß die Trenneinheiten 1 bis 5 Kobalt der gewünschten Reinheit von durchschnittlich über 97°/₀ und die Einheiten 21 bis 25 Nickel einer Reinheit von durchschnittlich über 96% erbrachten. This results in that the separating units 1 through 5 of the desired purity cobalt of an average of more than 97 ° / ₀ and the units 21 to 25 nickel purity provided by an average of over 96%.

Alle Einheiten wurden wieder mit neuen Ausgangslösungen S₁ und S₂ gefüllt, worauf durch Anlassen der Pumpen A, B, C ein neuer Arbeitszyklus durchgeführt wurde. Dieser erbrachte in den endständigen Einheiten der Trennzone Kobalt und Nickel der gewünschten Reinheit. Diese endständigen Einheiten wurden nach Stillsetzung der Pumpen in Behälter entleert.All units were filled again with new starting solutions S ₁ and S ₂ , whereupon a new work cycle was carried out by starting pumps A, B, C. This produced cobalt and nickel of the desired purity in the terminal units of the separation zone. These terminal units were emptied into containers after the pumps had stopped.

Die in den abgezogenen Lösungen enthaltenen Metalle werden nach bekannten Methoden ausgeschieden.The metals contained in the withdrawn solutions are eliminated using known methods.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

109 587/402109 587/402

Claims

Patent claims:

1. Process for fractionating a mixture of at least two different substances Solubility in two immiscible solvents of different densities Liquid / liquid countercurrent extraction, the two solutions of the mixture being made by the several stages, in particular mixing / settling units, the existing separation zone of an extraction system and the countercurrent to the Ends of the separation zone in one of the two solvents emerging in or together With. the second solvent at the same end of the separation zone as it was before emerged, are returned to the separation zone, characterized in that a batch of both solutions of the mixture is used and the return of the dissolved substances in both ends of the separation zone completely and until the desired degree of purity has been achieved the fractions forming in the units of the separation zone is carried out, whereupon, after shutdown of countercurrent operation, those units of the separation zone are emptied which the Contain individual substances or fractions in the desired concentration.

2. The method according to claim 1, characterized in that each of the countercurrent to the Solutions that emerge individually at the ends of the separation zone are separated into one in each direction of flow Exchange zone (washing zone) is passed, in which the substances contained in the solution of the counter-flowing second pure solvent completely absorbed and in its flow direction from the exchange zone into the separation zone at the same end of the same at which they left before, are returned.

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