DE253429C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 253429 KLASSE Ud. GRUPPE

Verfahren zur

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. September 1911 ab.

Vorliegende Erfindung bezweckt die Nutzbarmachung elektroosmotischer Prozesse, d. h. dei transportierenden Wirkung des elektrischen Stromes bei der Trennung und Gewinnung der kleinsten Teilchen in einer Suspension, einem Suspensionsgemisch oder in sogenannten kol·- loidalen Lösungen.

Elektroosmotische Prozesse eignen sich insbesondere für die Reinigung und Scheidung von Gemischen fein verteilter Körper in Suspen- oder in kolloider Form. Durch das vor-Verfahren läßt sich nun sowohl eine Scheidung der feinsten oder kolloiden Teile eines Gemisches voneinander erreichen, wie auch eine Reinigung der gewünschten Fraktion von fremden Beimengungen und schließlich eine mehr oder minder große Entwässerung der sich an der Elektrode ansetzenden Masse erzielen.

Für die genannten Zwecke beginnt die Elektroosmose sich mehr und mehr in die Praxis einzuführen, und insbesondere ist es die Reinigung und Gewinnung von Ton usw., bei der die Anwendung der Elektroosmose in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht Resultate ergibt, die durch die bisherigen Gewinnungsverfahren nicht erreicht werden konnten.

Bei dem elektroosmotischen Verfahren wird die zu behandelnde Masse in Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit zu einer dünnen Aufschlämmung suspendiert oder kolloidal gelöst und ihr zweckmäßig ein Elektrolyt zugesetzt, dessen Natur vorzugsweise

basisch ist, wenn elektronegative, und sauer, wenn elektropositive Substanzen gewonnen werden sollen. Es möge im folgenden die Gewinnung eines Tones — elektronegative Substanz — als Beispiel zugrunde gelegt werden. Die sinngemäße Übertragung der gemachten Ausführungen auf andere Substanzen versteht sich dann von selbst.

In einem Quirl wird die Tonsubstanz in Wasser zu einer dünnen Aufschlämmung suspendiert und ihr eine geringe Menge eines geeigneten Elektrolyten, z. B. Natriumhydroxyd, zugesetzt. Diese Suspension wird in einen oder mehrere Bottiche oder Bassins geleitet, wobei in letzterem Fall die Einrichtung so getroffen sein kann, daß die Flüssigkeit, wenn gewünscht, die Bottiche der Reihe nach durchfließen kann und die Zeit, während welcher die Flüssigkeit in jedem derselben bleiben soll, nach Belieben gewählt werden kann. Aus einem oder mehreren Bottichen kann nun die Suspension einer Osmosemaschine zugeführt werden, d. h. einer Maschine, in der durch die Wirkung des elektrischen Stromes die Suspension in der nachstehend beschriebenen Weise beeinflußt wird. Das schließlich erzielte Endprodukt wird bestimmt durch die Konzentration der Suspension zwischen den Elektroden der Osmosemaschine, die Strömungsgeschwindigkeit und den Elektrplytzusatz sowie naturgemäß durch die Stromverhältnisse.

Durch die Wirkung des geeigneten Elektrolyten geraten die elektronegativen Tonteilchen

(Z. Auflage, ausgegeben am 7. Oktober

in den Solzustand, d. h. in lebhafte Schwingung (Brownsche Bewegungen), während die entgegengesetzt geladenen Teile in Gelzustand und die groben Teile, von der sie einhüllenden Tonsubstanz befreit, zu Boden fallen. Auch bei den in Schwingung befindlichen elektronegativen Tonteilchen tritt allmählich eine Fraktionierung ein, indem die gröberen sich, weniger lange schwingend, auch weniger lange

ίο in Schwebe erhalten wie die feineren. Nach einer gewissen Zeit enthält die Suspension nur noch allerfeinste Teilchen, die überhaupt nicht oder doch nur durch sehr langes Abstehenlassen zum Niederschlag zu bringen sind. Die diese Bestandteile enthaltende Flüssigkeit wird nun der Osmosemaschine zugeführt, in der durch den Strom diese Bestandteile an der einen Elektrode niedergeschlagen werden. Indem man die Zeit, während welcher man die Suspension in den einzelnen Bottichen beläßt, ehe sie der Elektroosmose unterworfen wird, entprechend wählt, hat man es in der Hand, ein Material von beliebiger gewünschter Korngröße zu gewinnen. Es läßt sich z. B. bei Verwendung mehrerer Bottiche erreichen, daß sich in dem ersten die Verunreinigungen, also Sand, Kalk, Eisenverbindungen usw., absetzen, während in dem zweiten Bottich sich nur Tonsubstanzen einer bestimmten Korngröße, in dem dritten wieder Fraktionen von anderer bestimmter, aber gegen die zweite kleinerer Korngröße niederschlagen. Die Osmosemaschine liefert dann das Material in gewünschtem Feinheitsgrad in hoher Reinheit und stichfester Form.

Die Kombination des Absetzverfahrens mit dem elektroosmotischen ergibt eine große Anzahl von Variationsmöglichkeiten, d. h. sie gewährt den Vorteil, daß sowohl die Auswahl einer bestimmten Korngröße desselben Materiales, wie auch eine Auswahl einer bestimmten Fraktion aus Suspensionsgemischen sich erzielen läßt.

Neben diesen in bezug auf das Endprodukt wesentlichen Vorteilen besteht ein weiterer Vorzug der Kombination darin, daß durch sie eine'Entlastung der Osmosemaschine erreicht wird, indem nämlich gewisse Bestandteile, die sonst die Maschine durchfließen bzw. in dieser durch Aufwendung elektrischer Energie ausgeschieden werden müßten, nunmehr schon vor Eintritt der Suspension in die Osmosemaschine ausgeschieden werden. Dadurch ist eine Ersparnis an Strom bedingt.

Das im obigen erläuterte Verfahren läßt sich noch weiter verbessern, wenn man es unter Kreislauf der Flüssigkeit durchführt. Es wird dabei die aus der Osmosemäschine ausfließende Suspension in einen oder mehrere Bottiche weitergeleitet, in denen nunmehr wieder Ausscheidungen stattfinden, die durch elektroosmotische Vorgänge in der Osmosemaschine bedingt sind. Von diesen Bottichen wird die Suspension in den oben erwähnten Quirl zurückgepumpt, um gegebenenfalls durch Zusatz neuen Materiales wieder angereichert zu werden. Dadurch, daß die Suspension die Osmosemaschine im Kreislauf mehrfach durchläuft, wird sie mehr und mehr von Säurerestern befreit, die nach der Anode wandern und mit dem Ton entfernt werden bzw. bei Anwendung eines vor die Anode geschalteten Diaphragmas im Anodenraum verbleiben. In je weiterem Maße die Suspension von Säureresten befreit wird, in um so stärkerem Maße überwiegt die Wirkung des »geeigneten« Elektrolyten. Das Resultat ist, daß sowohl die Scheidung der Substanzen schärfer hervortritt als auch die abgeschiedenen Teile trockner, d. h. fester werden. Während in manchen Fällen ohne Anwendung des Kreislaufes die Ausscheidungen wasserreich sind, ergeben unter Kreislauf wasserarme Ausscheidungen die in der Regel stichfest zu gewinnen sind.

Die Suspension in der Osmosemaschine ist verschiedenen Einwirkungen unterworfen. Es hat sich z. B. als besonders vorteilhaft erwiesen, die Suspension etwa mittels Rührwerkes durch eine perforierte oder aus Lochblech hergestellte Kathode hindurchzuführen. Die Suspension passiert an dieser eine durch elektroosmotische Wasserausscheidung wasserreiche Schicht, die durch elektrolytische Ausscheidung von Alkali alkalisch ist. Hierdurch treten neue Ausscheidungen ein, und die Suspension tritt hochgeladen in den Zwischenraum zwischen den Elektroden.

Wie bereits oben erwähnt, ist für das Verfahren auch die zwischen den Elektroden herrschende Konzentration der Suspension von Einfluß, und es hat sich gezeigt, daß von de: Konzentration die Stromausbeute abhängt. Diese letztere wird nämlich günstiger mit zunehmender Konzentration der Suspension. Das Rührwerk hat daher ferner die Aufgabe, eine Verarmung im Anodenraum zu verhindern. An Stelle des Rührwerkes könnte auch eine andere geeignete Vorrichtung, die der Flüssigkeit die nötige Geschwindigkeit und Richtung erteilt, benutzt werden. no

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur elektroosmotischen Behandlung von Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks getrennter Gewinnung von Stoffen verschiedener Korngröße oder bestimmter Fraktionen aus Suspensionsgemischen das elektroosmotische Verfahren mit dem mechanischen Absetzverfahren abwechselnd zur Anwendung bringt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension im Kreislauf behandelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension mittels Rührwerkes o. dgl. durch die eine perforierte Elektrode nach der zweiten hindurchgetrieben wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Suspension zwischen den Elektroden möglichst hoch gehalten wird.