DE2039211B2 - Misch-dekantierbatterie mit rueckfuehrung - Google Patents

Description

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in eine leichte und eine schwere Phase, die im allge- einer einzigen Phase auf einmal. In den Fig. 1 und S

meinen aus einem organischen Lösungsmittel bzw. ist der Steuerkörper 44 so ausgerichtet, daß die vom

einer wäßrigen Phase bestehen. zugehörigen Überlauf kommende Menge der wäßri-

Die im folgenden als leichte Phase betrachtete gen Phase in eine zurückgeführte Fraktion (Pfeil Z₁) organische Phase läuft aus dem Dekantiergefäß 16 S und eine zur folgenden Stufe 12, geführte Fraktion in Form einer sehr dünnen Überlaufschicht über eine (Pfeil /₀) aufgeteilt wird, während die gesamte Lösehr lange Schwelle 24 ab. Diese organische Phase sungsmittelmenge der Stufe 12₄ zugeführt wird wird von einer schrägen Ebene 26 und darauf von (Pfeil /„).

einem Kanal28 gesammelt, der sie bis zum Gehäuse Im Gegensatz dazu wird bei der in Fig. 4 gezeig-

eines Verteilers 30 weiterleitet. io ten Stellung des Steuerkörpers 44 die Gesamtmenge

Die im folgenden als schwere Phase betrachtete der wäßrigen Phase der folgenden Stufe 12₂ zugeführt wäßrige Phase wird vom Dekantierer 16 durch eine (Pfeil /₄) und die Lösungsmittelmenge in eine zugeneigte Rille 32 abgenommen und gelangt in den rückgeführte Menge (Pfeil /₅) und eine der folgenden Sumpf 34 eines einstellbaren Überlaufgefäßes 36. Die Stufe 12₄ zugeführte Menge (Pfeil /_a) aufgeteilt.
Schwelle dieses einstellbaren Überlaufgefäßes ist in 15 Wie ersichtlich, münden im Sumpf am Boden jedes einem in seiner Höhe einstellbaren Regelelement 38 Mischgefäßes, beispielsweise des Mischgefäßes 14!, ausgebildet, das mit seinem Gehäuse durch eine Ge- die Zuführungsleitungen der wäßrigen Phase und des windeverbindung 40 gekuppelt ist. Das Regelelement Lösungsmittels, welche von den Verteilern der auf 38 endet in einem Vierkantzapfen 41, wodurch es der einen und anderen Seite des Mischgefäßes liegengedreht und damit seine Höhe geregelt werden kann, 20 den Stufen kommen, sowie eine Leitung, welche eine um die Grenzfläche im zugehörigen Dekantierer 16 zurückgeführte Menge wäßrige Phase oder Lösungsauf einer beliebigen gewählten Höhe zu halten, die mittel zuführt.

von den Dichten der benutzten Lösungen unabhän- Die Gesamtmenge der in den Sumpf 19 jedes

gig ist. Es ist so möglich, in den Dekantierern aller Mischgefäßes eintretenden Flüssigkeiten wird von

Stufen die Lösungsvolumina proportional zu ihren a$ einer Ansaug- und Emulgiervorrichtung erfaßt. Jede

Durchsätzen zu halten und in jeder Stufe für die vor- dieser Vorrichtungen 18 (Fig. 3) weist einen Pro-

handenen Phasen gleiche Verweilzeiten zu erhalten. peller 58 auf, der von einer senkrechten Propeller-

Die vom Überlaufgefäß 36 kommende wäßrige welle 60 getragen wird. Alle Wellen 60 werden von Phase gelangt durch einen Kanal 42 zum Gehäuse einem einzigen Motor 62 über ein Zahnradgetriebe des Verteilers 30. In diesem Gehäuse ist ein Steuer- 30 64 angetrieben. Der Motor 62 und das Zahnradkörper 44 drehbar, der aus einem mit Ausnehmungen getriebe werden von einem Gehäuse 66 getragen, das versehenen zylindrischen Körper aus beispielsweise mit dem Gestell der Batterie durch nicht gezeigte Polytetrafluoräthylen besteht. Die Elastizität und Vorrichtungen fest verbunden ist.
guten Reibungseigenschaften dieses Werkstoffs ge- Jeder Propeller 58 dreht sich in einer stromliniennügen für die Abdichtung. Der Körper 44 trägt an 35 förmigen Umlenkeinrichtung 67, wodurch er gleichseinem unteren Teil einen in den Figuren nicht sieht- zeitig die zu mischenden Lösungen aus dem Sumpf baren zylindrischen Zentrierfortsatz, der in einen ent- 19 ansaugen und emulgieren kann. Jede Umlenkeinsprechend geformten Sitz des Gehäuses eingreift. Die richtung 67 ist der Höhe nach unabhängig von den Oberseite des Steuerkörpers trägt ihrerseits einen Be- anderen Umlenkeinrichtungen einstellbar durch eine dienungsknopf 45, wodurch der Körper mittels eines 40 Schraubverbindung zwischen einer die Einrichtung Schraubenziehers gedreht werden kann. tragenden Muffe 68 und einer am Gehäuse 66 be-

Die dem Steuerkörper 44 in dem als sein Sitz wir- festigten Hülse 70. Nachdem ihre Höheneinstellung

kenden Gehäuse des Verteilers 30 gegebene Ausrich- einmal erfolgt ist, kann jede Umlenkeinrichtung 67

tung verändert entsprechend für eine der Phasen das durch Blockierungsvorrichtungen festgestellt werden,

Verhältnis zwischen der der folgenden Stufe in der 45 beispielsweise durch Klemmschrauben 72. Jede Welle

Fließrichtung dieser Phase zugeführten Menge und der 60 trägt oberhalb des Propellers 58 einen Konus 74,

zurückgeführten, d. h. zum Mischer der gleichen um durch Zentrifugalkraft die längs der Welle auf-

Stufe zurückgeführten Menge dieser Phase. Wie in steigenden Tröpfchen abzuschleudern und zu verhin-

den Fig. 1, 2, 4 und 5 gezeigt, weist das Gehäuse dem, daß diese bis zum Antriebsmechanismus auf-

des Verteilers 30 vier Ablaufwege auf, von denen 50 steigen.

zwei dem Lösungsmittel (leichte Phase) und zwei der Der untere Endabschnitt der Welle 60 ist kegelwäßrigen Phase (schwere Phase) vorbehalten sind. förmig ausgebildet, um zu verhindern, daß möglicher-Für das Lösungsmittel ist ein Rückführungskanal 46 weise eine Luftblase hängenbleibt. Im übrigen bevorgesehen, an den sich eine Leitung 48 anschließt, günstigt der durch die zurückgeführte Emulsion rings welche das Lösungsmittel in den Sumpf 19 am Boden 55 um die Rührerwelle erzeugte Aufstrom die Beseitides entsprechenden Mischgefäßes 14 zurückführt, gung von Blasen.

und ein Kanal 50, der sich in einer Leitung 52 fort- Die vom Propeller 58 geförderte Emulsionsmenge

setzt, welche das Lösungsmittel zum Mischgefäß der wird durch Veränderung der Höheneinstellung der

folgenden Stufe in der Fließrichtung des Lösungs- Umlenkeinrichtung 67 geregelt, und man kann so

mittels führt (Stufe 12₄ in Fi g. 1). 60 auch die Größe der Dispersionströpfchen einstellen,

Entsprechend ist für die wäßrige Phase eine mit wodurch man sich vom Einfluß der Durchflußmenge

der Leitung 48 und über diese mit dem Sumpf 19 oder der physikalischen Eigenschaften der Lösungen

des Mischgefäßes 14 verbundene Rückführungslei- frei machen kann. Für jede gewünschte Extraktion

tung 54 und eine mit dem Mischgefäß der folgenden kann daher der günstigste Kompromiß zwischen der

Stufe in der Fließrichtung der wäßrigen Phase (Stufe 65 Größe der Emulsionströpfchen und der zulässigen

12₂ in Fi g. 1) verbundene Leitung 56 vorgesehen. Dekantierungszeit verwirklicht werden. Eine sehr

Der in den Fig. 1, 2, 4 und 5 gezeigte Verteiler feine Emulsion erhöht zwar die Austauschfläche zwi-

ermöglicht selbstverständlich nur die Rückführung sehen den Phasen, erfordert jedoch viel längere De-

kantierungszeiten, welche möglicherweise mit den gewünschten Durchsätzen nicht mehr vereinbar sind.

Die Vorteile der beschriebenen Misch-Dekantierbatterie ergeben sich aus dem Obigen und werden daher nur noch einmal kurz zusammengefaßt.

Die Hauptbedeutung liegt in der Möglichkeit, einen regelbaren Teil des Durchsatzes einer der Phasen zurückzuführen, da eine rasche Diffusion des gelösten Stoffs in der aufnehmenden Phase gewährleistet, werden kann. Bekanntlich ist es wünschenswert, eine Emulsion durch Dispergierung der abgebenden Phase in der durchgehenden aufnehmenden Phase .zu bilden. In den bekannten Misch-Dekantierern entwickelt sich jedoch eine stabile Emulsion, bei der die Phase mit geringerem Durchsatz in der Phase mit höherem Durchsatz dispergiert ist, und es ist bei den erforderlichen Konzentrationsfaktoren (welche das Verhältnis der Durchsätze bestimmen) außerordentlich häufig, daß die Phase mit geringerem Durchsatz die aufnehmende Phase darstellt. Da die rückgeführte Menge nicht geregelt werden kann, bildet diese aufnehmende Phase dabei die dispergierte Phase, und die. erhaltene Emulsion zeigt nicht die maximale Austauscheignung. Dagegen ermöglicht die erfindungsgemäße,Batterie durch Rückführung der Phase mit dem geringsten Nominaldurchsatz in einer Stufe die künstliche Erhöhung des tatsächlichen Durchsatzes in dieser Stufe und infolgedessen die Rückkehr zur günstigsten Emulsion.

Außerdem ist jede Stufe, die ein Mischgefäß, ein Dekantiergefäß und die Verbindungsleitungen umfaßt, von den benachbarten Stufen vollkommen unabhängig, wodurch die Verteilung der Phasen genau eingestellt werden kann. Der Übergang der Emulsion durch Überlauf zum Dekantiergefäß und der schweren und leichten Phase zu den benachbarten Stufen vom Dekantiergefäß verhindert die Rückkehr der Lösung zum Dekantiergefäß und damit mögliche Änderungen der Zusammensetzung bei der Abnahme von Proben während des Dekantierens. Da der Überlauf in Form dünner Schichten erfolgt, wird die Höhe der Grenzfläche nicht gestört. Die in den Dekantierern angeordneten Gitter bzw. Netze begünstigen außerordentlich stark das Zusammenfließen der Tropfen der dispergierten Phase. Der Antrieb aller Propellerwellen durch einen einzigen Motor gewährleistet eine vollkommene Gleichmäßigkeit der Umdrehungsgeschwindigkeiten. Schließlich eignet sich die erfindungsgemäße Misch-Dekanticrbatterie in vollkommener Weise für Fernsteuerung, bei spielsweise mittels Manipulatoren. Die Batterie kann auch sowohl in einem Block wie durch Zusammenbau unabhängiger Einheiten hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Die bisher verwandten Misch-Dekantieranlagen Patentansprüche: eignen sich schlecht zur Regelung der Phasendurchsätze in den aufeinanderfolgenden Stufen, besonders

1. Misch-Dekantierbatterie mit Rückführung zur Regelung des Verhältnisses zwischen der von zur mehrstufigen Flüssig-flüssig-Gegenstrom- 5 jedem Dekantiergefäß zurückgeführten und der extraktion, in der jede Stufe ein Mischgefäß auf- nächsten Stufe zugeführten Flüssigkeitsmenge. Eine weist, in dessen Boden die Phasenzuführungs- solche Regelung ist erwünscht, um die Arbeitsbedinleitungen münden und das mit einem Rührer und gungen jeder Stufe in der Batterie berücksichtigen einem Überlauf zur Verbindung mit dem folgen- zu können. Die bekannten Misch-Dekantierbatterien den Dekantiergefäß versehen ist, das durch zwei io erlauben noch weniger weitergehende Veränderungen Abnahmevorrichtungen, nämlich einen Überlauf der Regelung, um die jeweiligen Durchsätze im Fall für die leichte Phase und eine Bodenöffnung mit tiefgreifender Veränderung der Arbeitsbedingunanschließendem Überlauf für die schwere Phase, gen, beispielsweise bei Veränderung der Art der mit den benachbarten Stufen verbunden ist, da- durchzuführenden Extraktion, rasch und einfach andurch gekennzeichnet, daß die Ab- 15 zupassen.

nahmevorrichtungen (28, 32) in einem Steuer- Durch die Erfindung soll eine Misch-Dekantier-

baren Verteiler (30) münden, der mit dem Misch- batterie mit Rückführung geschaffen werden, welche gefäß (14) der gleichen Stufe und den Misch- den praktischen Anforderungen besser als die bisher gefäßen der beiden benachbarten Stufen verbun- bekannten Vorrichtungen entspricht und insbesonden ist und einen Steuerkörper (44) enthält, der 90 dere die obenerwähnten Regelungsmöglichkeiten aufdie Verbindung von der zum Verteiler führenden weist.

Abnahmevorrichtung zu der zum. Mischgefäß der Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer

gleichen Stufe zurückführenden Ableitung und zu Misch-Dekantierbatterie der eingangs angegebenen der zur nächsten Stufe führenden Ableitung, wo- Art dadurch gelöst, daß die Abnahmevorrichtungen bei das Verhältnis der diesen beiden Ableitungen »5 in einem steuerbaren Verteiler münden, der mit dem zufließenden Anteile der abgenommenen Durch- Mischgefäß der gleichen Stufe und den Mischgefäßen satzmenge dieser Phase jeweils anders ist, und der beiden benachbarten Stufen verbunden ist und gleichzeitig von der Abnahmevorrichtung der einen Steuerkörper enthält, der die Verbindung von anderen Phase zum Verteiler zu deren Ableitung der zum Verteiler führenden Abnahmevorrichtung zum Mischgefäß der in Fließrichtung dieser ande- 30 zu der zum Mischgefäß der gleichen Stufe zurückren Phase nächstliegenden Stufe herstellt. führenden Ableitung und zu der zur nächsten Stufe

2. Misch-Dekantierbatterie nach Anspruch 1, führenden Ableitung, wobei das Verhältnis der diesen dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmevor- beiden Ableitungen zufließenden Anteile der abgerichtung (32) für die schwere Phase eine Boden- nommenen Durchsatzmenge dieser Phase jeweils rille und einen Überlauf (36) mit regelbarer 35 anders ist, und gleichzeitig von der Abnahmevorrich-Schwellenhöhe aufweist. tung der anderen Phase zum Verteiler zu deren Ableitung zum Mischgefäß der in Fließrichtung dieser

anderen Phase nächstliegenden Stufe herstellt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf 40 die F i g. 1 bis 5 Bezug genommen. Es zeigt

Die Erfindung betrifft eine Misch-Dekantierbatterie Fig. 1 schematisch als Draufsicht die vier ersten mit Rückführung zur mehrstufigen Flüssig-flüssig- Stufen der Batterie, wobei einige Elemente aus Grün-Gegenstromextraktion, in der jede Stufe ein Misch- den der Klarheit abgehoben sind,
gefäß aufweist, in dessen Boden die Phasenzufüh- F i g. 2 eine Ansicht der auseinandergezogenen rungsleitungen münden und das mit einem Rührer 45 Einzelteile einer der Stufen der Batterie der F i g. 1, und einem Überlauf zur Verbindung mit dem folgen- F i g. 3 einen Schnitt längs III-III der F i g. 1,
den Dekantiergefäß versehen ist, das durch zwei Ab- Fig. 4 und 5 schematisch die Verteilung der nahmevorrichtungen, nämlich einen Überlauf für die Durchsätze der wäßrigen Phase und des Lösungsleichte Phase und eine Bodenöffnung mit anschlie- mittels für zwei verschiedene Stellungen des Verteißendem Überlauf für die schwere Phase, mit den be- 50 lers der in Fi g. 2 gezeigten Stufe,
nachbarten Stufen verbunden ist. Die in Fig. 1 teilweise gezeigte Misch-Dekantier-

Eine Vorrichtung der angegebenen Art ist aus der batterie weist eine Reihe gleicher Stufen U₁, H₂, deutschen Auslegeschrift 1 288 561 bekannt. Sie ge- 12₃... auf, die abwechselnd nach der einen und stattet ebenso wie andere bekannte Typen solcher anderen Seite hin gerichtet (Kopf bei Fuß) auf einem Anlagen die selektive Extraktion eines gelösten Stof- 55 Gestell angeordnet sind. Beispielsweise weist die in fes durch Übergang aus einer abgebenden in eine auf- Fig. 2 gezeigte Stufe 12, ein Mischgefäß 14 und ein nehmende Phase, wobei diese Phasen aus nicht Dekantiergefäß 16 auf. In das Mischgefäß 14 taucht mischbaren Flüssigkeiten bestehen, abwechselnd ein Saugpropeller 18, der zu mischende Lösungen in unter Bildung einer Emulsion gemischt und an- einem Sumpf 19 ansaugt und sie emulgiert. Diese in schließend nach Absetzen dekantiert werden und im 60 F i g. 3 gezeigte Vorrichtung wird weiter unten be-Gegenstrom strömen. Die abgebende und die auf- schrieben. Das Mischgefäß 14 und das Dekantiernehmende Phase sind häufig eine wäßrige Lösung gefäß 16 stehen über einen Oberflächen-Überlauf 20 und ein organisches Lösungsmittel. Von den wichti- (Fig. 2) miteinander in Verbindung, wodurch die gen Anwendungen solcher Anlagen sei besonders er- Emulsion in Form einer dünnen Schicht in das Dewähnt die Reinigung von Lösungen, die beim Auf- 65 kantiergefäß 16 überläuft. In diesem Dekantiergefäß lösen bestrahlter Kernbrennstoffe anfallen, und die sind quer zur Strömungsrichtung der Emulsion Gitter selektive Extraktion von Plutonium aus diesen oder Netze22 (Fig. 2) angeordnet, welche das DeLösungen, kantieren beschleunigen. Die Emulsion trennt sich so