DE2153896C3 - Verwendung eines rotierenden Magnetfeldes und von magnetischen Teilchen zum Abscheiden gelöster Stoffe aus wässrigen Lösungen - Google Patents
Verwendung eines rotierenden Magnetfeldes und von magnetischen Teilchen zum Abscheiden gelöster Stoffe aus wässrigen LösungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines elektromagnetischen Drehfeldes und von gegebenenfalls mit
einem Überzug versehenen stäbchenförmigen ferromagnetischen Teilchen zum Abscheiden von Ionen von
gelösten Schwermetallsalzen, Eisensalzen, Kupfersalzen, Chromsalzen und Mangansalzen durch deren
Ausfällung mit Ca(OH)2, wobei die stäbchenförmigen Teilchen zylindrische ferromagnetische Teilchen mit
einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser zwischen 1,1 und 30 sind und das Drehfeld eine magnetische
Induktion von wenigstens 0,1 Tesla hat
Es ist bereits bekannt, Flüssigkeiten mittels eines sich ändernden magnetischen Feldes zu rühren oder zu
durchmischen. In die Flüssigkeit sind dabei Permanentmagnete mit einer Größe von 0,1 μπι bis 1 cm
eingebracht. Diese Elemente können dabei die Form von Stäben oder Nadeln haben und zum Schutz gegen
Korrosion mit einer Beschichtung aus Kunststoff, Kautschuk oder dergleichen versehen sein. Als Magnetfeld
wird ein einphasiges Wechselfeld benutzt, mit dem eine relativ niedrige Induktion erreicht wird (US-PS
32 19 318).
Es ist weiterhin bekannt, mittels eines, die Wand eines kreisförmigen Behälters durchdringenden magnetischen
Drehfeldes die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit, welche elektrisch leitend ist, durch Induzieren
von Wirbelströmen in eine Rotationsbewegung um die Behälterachse zu versetzen. Da diese Rotationsbewegung
zur Achse hin abnehmen würde, wird ein ringförmiger Behälter verwendet. Die durch das
Magnetfeld herbeigeführte Bewegung der Flüssigkeit dient zur Behandlung, beispielsweise zur Reinigung,
Veredelung, insbesondere jedoch zur Vermischung. Damit auch eine Durchmischung von Flüssigkeiten mit
geringer oder fehlender elektrischer Leitfähigkeit möglich ist, werden in die Flüssigkeit frei bewegliche
Körper mit großem elektrischem Leitvermögen, beispielsweise Metallkugeln, eingebracht, in welchen unter
dem Einfluß des magnetischen Drehfeldes Wirbelströme induziert werden, die eine Bewegung der Kugeln in
Richtung des Drehfeldes herbeiführen. Die Bewegung dieser Kugeln überträgt sich auf die umgebende
Flüssigkeit, wodurch die Flüssigkeit ebenfalls in Bewegung versetzt wird. Die Metallkugeln können
durch einen Überzug gegen Korrosion geschützt werden (DTPS 3 16 499).
Diese bekannten Maßnahmen dienen somit lediglich zum Rühren oder Durchmischen von Flüssigkeiten.
Zum Stand der Technik gehört weiterhin ein Verfahren, bei welchem in Flüssigkeiten fein suspendierte
Agglomerate dadurch gebildet werden, daß der Flüssigkeit geeignete chemische Flockungsmittel zugegeben
werden. Diese Agglomerate enthalten ferromagnetische Teilchen, die in der Flüssigkeit bereits
vorhanden waren oder der Flüssigkeit zugesetzt wurden.
Wenn die Flüssigkeit mit den Agglomeraten durch ein Magnetfeld strömen gelassen wird, werden die Agglomerate
magnetisch induziert, so daß sie einander
ίο anziehen und große Klumpen bilden, die sich absetzen.
Das Flockungsmittel wird als Lösung in einer Konzentration von etwa 1% zugesetzt. Als ferromagnetische
Teilchen wird Gichtgasstaub verwendet. Das zur Anwendung gelangende Magnetfeld ist ein konstantes
Magnetfeld (GB-PS 12 40 970).
Schließlich ist noch ein Verfahren bekannt, welches zum Reinigen und Trennen elektrisch leitender Flüssigkeiten
dient, die sich unter dem Einfluß von Elektrizität nicht zersetzen. Bei diesem Verfahren wird die leitende
Flüssigkeit in einem ortsfesten Behälter mittels eines rotierenden Magnetfeldes bewegt, wobei Komponenten
unterschiedlichen spezifischen Gewichtes aus dem Parabolidkörper der rotierenden Flüssigkeit dadurch
entfernt werden, daß diese Komponenten in verschiedenen Abständen von der Drehachse abgezogen werden
(US-PS 20 99 593).
Zum Abscheiden von gelösten Stoffen aus wäßrigen Lösungen ist es bekannt, diesen Lösungen entsprechende
Reagenzien zuzusetzen, um dadurch die gelösten
V) Stoffe auszufällen, wobei die ausgefällten Stoffe dann
separiert werden. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, die für die Ausfällung erforderlichen
Reagenzien in einer Größenordnung zwischen 150 und 300% des stöchiometrischen Verhältnisses zuzusetzen,
(5 also in einem erheblichen Überschuß.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, durch geeignete Maßnahmen bei
erheblich eingeschränktem Reagenzienverbrauch die gelösten Stoffe aus wäßrigen Lösungen abzuscheiden.
■to Diese Aufgabe wird durch die in der eingangs
beschriebenen Verwendung aufgeführten Maßnahmen gelöst.
Die erfindungsgemäß verwendeten Maßnahmen haben den Vorteil, daß die für die Ausfällung
erforderliche Reagenzmenge erheblich geringer ist als die stöchiometrisch erforderliche und bei etwa ein
Drittel bis etwa zwei Drittel der stöchiometrischen Menge liegt. Dieser für den Fachmann naturgesetzwidrig
erscheinende Effekt ergibt sich durch die erfindungsgemäß verwendeten Maßnahmen völlig überraschend
und war in keiner Weise vorhersehbar.
Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.
In einem Behälter mit einem Fassungsvermögen von 1,51 befinden sich 0,51 Abwasser mit 3 g/l H2SO4 und
ho gelöste Salze, mit einem Anteil an Eisen von 1000 mg/1,
an Kupfer von 50 mg/1, an Chrom von 5000 mg/1, an Blei von 600 mg/1 und an Mangan von 500 mg/1. Das
elektromagnetische Drehfeld rotiert mit 3000 U/min und hat eine magnetische Induktion von 0,11STeSIa. In
('s die Lösung sind 100 g/l ferromagnetische, mit Polymerisatmaterial
überzogene Teilchen mit einem Durchmesser von 1,8 mm und einer Länge von 13,5 mm
eingebracht. Das Verhältnis l/c/beträgt somit 7,5.
Vergleichsversuche
In der nachstehenden Tabelle 1 werden für verschiedene
auf das stöchiometrische Verhältnis bezogene Mengen an zugegebenem CaO, abhängig von der
Behandlungszeit, die am Ende des jeweiligen vorstehend beschriebenen Versuchs festgestellten Mengen an
noch vorhandenen Metallionen angegeben. Zum Vergleich werden die entsprechenden Restmengen angege-
ben, die man nach Ablauf eines Vergleichsversuchs erhält, bei dem die gleichen Ausgangs- und zugesetzten
Mengen mit einem Rührer heftig während der gleichen Behandlungszeit gerührt werden.
Man sieht, daß die Restmengen an Metallionen bei der erfindungsgemäßen Behandlung des Abwassers
bereits nach sehr kurzen Behandlungszeiten äußerst gering sind, wobei die eingesetzten CaO-Mengen weit
unter den Mengen liegen können, die dem stöchiometrischen Verhältnis entsprechen.
CaC-Zugabe, bezogen auf die | 70 | 70 | 0,5 | 90 | 90 | 100 | 200 |
stöchiometrische Menge in % | 0,1 | ||||||
Behandlungszeit in s | ov> | 10 | 0,1 | 0,5 | 10 | 10 | 20 |
Restgehalt in mg/1 bei dem | 0,1 | ||||||
Versuch mit Drehfeld | 2,1 | ||||||
Fe | 0,7 | — | — | — | — | ||
Cu | 0,4 | 0,1 | — | — | — | ||
Cr | 1,4 | 579,2 | — | — | — | — | |
Pb | 2,4 | 31,2 | Spuren | — | — | — | |
Mn | 2,7 | 1271,9 | 0,7 | 0,4 | 0,1 | 0,1 | |
Restgehalt in mg/1 bei dem | 362,8 | ||||||
Versuch mit Rührer | 294,5 | ||||||
Fe | 729,4 | 137,5 | 129,4 | 17,5 | 0,5 | ||
Cu | 44,3 | 29,4 | 27,1 | 24,5 | 0,1 | ||
Cr | 3564,2 | 1137,2 | 39.2 | 9,2 | 2,7 | ||
Pb | 437,5 | 124,9 | 95,1 | 6,7 | 0,1 | ||
Mn | 329.7 | 94,7 | 71,1 | 4,3 | 0,1 |
Der Einfluß des Verhältnisses von \/d der ferromagnetischen
Teilchen auf den FällungsprozeB bei is
unterschiedlichen zugesetzten CaO-Mengen, jedoch sonst gleichen Versuchsbedingungen, ergibt sich aus
Tabelle 2. Die Versuchsdauer liegt bei allen Versuchen bei 3 min.
Man sieht, daß die Restgchalte am Ende der Versuche zwischen den Werten von \ld 1,1 und 30 einem Minimum
zustreben. Dies wird darauf zurückgeführt, daß unter dem Einfluß des Magnetfelds und der Rührwirkung der
ferromagnetischen Teilchen, abhängig von deren Verhältnis \ld von 1,1 nach 30 und von 30 nach 1,1, im
Wasser zunehmend Hydroxydionen gebildet werden, die zur Fällungsreaktion ebenso wie durch die Stöße an
den gefällten Mikrokristallcn erzeugte Gitterdefektstellen beitragen.
CaO-Zugabe, bezogen auf die
stöchiometrische Menge in %
stöchiometrische Menge in %
30
70
90
Restgehalt in mg/1 bei \ld von
1,1 6
1,1 6
16
30
756,0 | 723,1 | 500 | 724,2 | |
38,1 | 34,8 | 26,4 | 34,9 | |
Fe | 349,7 | 320,1 | 2643,1 | 321,0 |
Cu | 361,5 | 354,2 | 312,7 | 353,4 |
294,3 | 274,0 | 272,9 | 274.2 | |
2,9 | 1,4 | 1,62 | ||
Pb | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,93 |
I Mn | 3,2 | 2,7 | 1,1 | 2.6 |
1,7 | 1.3 | 0.9 | 1,13 | |
4,3 | 3,9 | 2.7 | 3,95 | |
0,52 | 0,23 | 0,23 | ||
0,39 | 0,17 | _ | 0,19 | |
0,1 | Spuren | — | Spuren | |
0,74 | 0,45 | Spuren | 0,43 | |
0,93 | 0,63 | 0.1 | 0.63 | |
Fe | ||||
Cu | ||||
Cr | ||||
Pb | ||||
Mn | ||||
Fe | ||||
Cu | ||||
Cr | ||||
Pb | ||||
Mn |
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung eines elektromagnetischen Drehfeldes und von gegebenenfalls mit einem Überzug versehenen stäbchenfömigen ferromagnetischen Teilchen zum Abscheiden von Ionen von gelösten Schwermetallsalzen, Eisensalzen, Kupfersalzen, Chromsalzen und Mangansalzen durch deren Ausfällung mit Ca(OH)2, wobei die stäbchenförmigen Teilchen zylindrische ferromagnetische Teilchen mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser zwischen 1,1 und 30 sind und das Drehfeld eine magnetische Induktion von wenigstens 0,1 Tesla hat.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1550371A CH538294A (de) | 1971-10-25 | 1971-10-25 | Verfahren zur Ausscheidung von gelösten Stoffen aus Lösungen |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2153896B2 DE2153896B2 (de) | 1977-10-13 |
DE2153896C3 true DE2153896C3 (de) | 1978-06-15 |
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ID=4409604
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DE2153896A Expired DE2153896C3 (de) | 1971-10-25 | 1971-10-28 | Verwendung eines rotierenden Magnetfeldes und von magnetischen Teilchen zum Abscheiden gelöster Stoffe aus wässrigen Lösungen |
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CN110170283B (zh) * | 2019-05-29 | 2020-11-17 | 浙江大学 | 一种铜基合金气凝胶的制备方法 |
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