NL1019847C2 - Elektrochemische cel voorzien van een ionenwisselend hars ter verwijdering van ionen uit een al of niet waterige oplossing. - Google Patents

Description

J* m

Korte aanduiding: Elektrochemische cel voorzien van een ionenwisselend hars ter verwijdering van ionen uit een al of niet waterige oplossing.

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een elektrochemische cel voor het verwijderen van ionen uit een al of niet waterige oplossing door ionenuitwisseling ter vorming van een al of niet waterige oplossing die vrij van dergelijke ionen is, welke cel omvat: afzonderlijke, door een ionenwisselend membraan gescheiden, 10 kathode- en anoderuimtes, met elk hierin aangebracht respectievelijk een kathode en anode, voorzien van een ionenwisselend hars, waarbij de kathode- en anoderuimtes noodzakelijke toe- en afvoerlei dingen bezitten.

Een dergelijke elektrochemische cel is op zich bekend uit het Amerikaans octrooi schrift 5.954.935, welke elektrochemische cel wordt 15 toegepast voor de deïonisatie van waterige oplossingen. Volgens de in

Figuur 1 van dat octrooi schrift weergegeven tekening omvat de elektrochemische cel een met een anionwisse!end hars gevulde kathoderuimte en een met een kationwisselend hars gevulde anoderuimte, waarbij tussen de kathoderuimte en de anoderuimte een zogenaamd centraal 20 compartiment is gelegen dat van de twee elektroderuimtes is gescheiden door een anionwisselend membraan en een kationwisse!end membraan. In een dergelijke elektrochemische cel wordt een te behandelen oplossing eerst naar de kathoderuimte en door het hierin aanwezige anionwisselend hars geleid en vervolgens toegevoerd aan de anoderuimte en het hierin 25 aanwezige kationwisselend hars. Tijdens de passage door de kathode- en anoderuimtes wordt de oplossing gedeïoniseerd, welke gedeïoniseerde oplossing na het verlaten van de anoderuimte uiteindelijk wordt afgevoerd. Van de leiding die de te behandelen oplossing aan de kathoderuimte toevoert, wordt een aftakking tot stand gebracht, welke 30 aftakking naar het centrale compartiment wordt geleid. In het centrale compartiment worden de anionen en kationen, die het anionwisselend

* a i Oö 'A

2 membraan en het kationwisselend membraan passeren, overgebracht naar de hierin aanwezige vloeistof en aldus met deze vloei stofstroom afgevoerd. Een nadeel van een dergelijke, uit drie compartimenten bestaande elektrochemische cel is dat er steeds sprake is van twee afzonderlijke 5 membranen, namelijk een anionwisselend membraan en een kationwisselend membraan. In de praktijk is gebleken dat dergelijke membranen na verloop van tijd kunnen verstoppen en aldus tot blokkades leiden, hetgeen ongewenst is. Een ander nadeel van een dergelijk, uit drie compartimenten bestaande elektrochemische cel is dat er in de elektrochemische cel 10 diverse vloei stofstromen zijn te onderscheiden, welke vloei stofstromen een complexe procesvoering vereisen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een elektrochemische cel voor het verwijderen van ionen uit een waterige oplossing door ionenuitwisseling ter vorming van een waterige 15 oplossing die vrij van dergelijke ionen is, welke cel de hiervoor genoemde problemen volgens de stand van de techniek ontbeert.

De elektrochemische cel zoals vermeld in de aanhef wordt door de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de cel als twee afzonderlijke compartimenten, gescheiden door het ionenwisselend 20 membraan, is op te vatten, waarbij slechts in een van de compartimenten een ionenwisselend hars aanwezig is.

Doordat de onderhavige elektrochemische cel slechts twee afzonderlijke compartimenten omvat, is er sprake van slechts een enkel ionen-wisselend membraan. Het hiervoor geschetste probleem van verstoppen 25 is aldus aanzienlijk gereduceerd. Een ander voordeel is dat de elektrochemische cel twee afzonderlijke vloei stofstromen kent, hetgeen een vereenvoudigde procesvoering mogelijk maakt.

In een bijzondere uitvoeringsvorm voor het verwijderen van anionen uit een al of niet waterige oplossing verdient het de voorkeur 30 dat het kathodecompartiment is voorzien van een anionwisselend hars, welk compartiment van het anodecompartiment is gescheiden door middel van een 1 n1QA A 7 3 anionwisselend membraan.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de onderhavige elektrochemische cel met name geschikt voor het verwijderen van kationen uit een al of niet waterige oplossing, waarbij het anodecompartiment is 5 voorzien van een kationwisselend hars, welk compartiment van het kathodecompartiment is gescheiden door middel van een kationwisselend membraan.

Onder toepassing van de hiervoor beschreven opstelling worden in het anodecompartiment kationen continu uit de te behandelen 10 oplossing weggenomen en via transport in het bed van kationwisselend hars getransporteerd naar het kathodecompartiment en afgevoerd met de in het kathodecompartiment aanwezige vloeistof. Een dergelijke configuratie maakt het mogelijk dat een nagenoeg gesloten kringloop wordt verkregen.

Dergelijke elektrochemische cellen kunnen bijvoorbeeld 15 worden opgenomen in een galvanische lijn waarbij nikkel via elektrochemische depositie wordt afgezet op een voorwerp, waarna het aldus behandelde voorwerp wordt gespoeld met water waardoor een verdunde nikkel houdende spoel waterstroom ontstaat. Dergelijk spoelwater kan niet zonder meer op het oppervlaktewater worden geloosd maar dient een 20 behandeling te ondergaan te verwijdering van nikkel. Een dergelijke nikkel bevattende spoel waterstroom is geschikt om te worden behandeld in de onderhavige elektrochemische cel.

De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een figuur worden toegelicht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat 25 een dergelijke uitvoeringsvorm niet als beperkend mag worden opgevat.

De ingesloten figuur omvat een schematische weergave van elektrochemische cel voor het verwijderen van kationen uit een waterige oplossing door ionenuitwisseling ter vorming van een waterige oplossing die vrij van dergelijke kationen is.

30 Voorbeeld.

In de bijgevoegde figuur is schematisch een elektro- . ,101984?* 4 » .

chemische cel 1 weergegeven, welke elektrochemische cel 1 een anoderuimte 4 en een kathoderuimte 5 omvat, gescheiden door een kationwisselend membraan 6. De voor het transport vereiste pompen, afsluiters, kleppen en dergelijke zijn voor een deskundige op dit gebied bekend en derhalve 5 vanuit het oogpunt van overzichtelijkheid weggelaten. De anoderuimte 4 is gevuld met een kationwisselend hars 7. Een met zware metalen verontreinigde oplossing 8, bijvoorbeeld verontreinigd met nikkel ionen afkomstig van een nikkel deposit!eproces, wordt toegevoerd aan anoderuimte 4. In anoderuimte 4 vindt een transport plaats van nikkel ionen door het 10 kati onwisselend membraan 6 in de richting van kathoderuimte 5. De aldus van zware metalen ontdane waterige oplossing wordt afgevoerd via leiding 9. In het kathodecompartiment 5 vindt een continue toevoer van een waterige enigszins zure oplossing 10 en afvoer van waterige oplossing 12, via een voorraadvat 11, plaats, waarbij eventueel via leiding 16 een spui 15 plaatsvindt. In een bijzondere uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur de van zware metalen ontdane waterige oplossing, al of niet gedeeltelijk, via een leiding 13 toe te voeren aan een vat 14 waarin zich de te reinigen oplossing bevindt, van welk vat 14 de inhoud opnieuw wordt toegevoerd via leiding 15 aan anoderuimte 4. Een dergelijke configuratie 20 is met name gewenst indien het gehalte zware metalen in de waterige oplossing in leiding 9 nog onvoldoende laag is, of indien een verdunning van de met zware metalen verontreinigde oplossing 8 is gewenst. Het moet echter duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding niet tot een dergelijke recycle is beperkt.

25 1019847

Claims (3)

1. Elektrochemische cel voor het verwijderen van ionen uit een al of niet waterige oplossing door ionenuitwisseling ter vorming van een 5 al of niet waterige oplossing die vrij van dergelijke ionen is, welke cel omvat: afzonderlijke, door een ionenwisselend membraan gescheiden, kathode- en anoderuimtes, met elk hierin aangebracht respectievelijk een kathode en anode, voorzien van een ionenwisselend hars, waarbij de kathode- en anoderuimtes zijn voorzien van noodzakelijke toe- en 10 afvoerl ei dingen, met het kenmerk, dat de cel als twee afzonderlijke compartimenten, gescheiden door het ionenwisselend membraan, is op te vatten, waarbij slechts in een van de compartimenten een ionenwisselend hars aanwezig is.

2. Cel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het 15 verwijderen van anionen uit een al of niet waterige oplossing het kathodecompartiment is voorzien van een anionwisselend hars, welk compartiment van het anodecompartiment is gescheiden door middel van een anionwisselend membraan.

3. Cel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het 20 verwijderen van kationen uit een al of niet waterige oplossing het anodecompartiment is voorzien van een kationwisselend hars, welk compartiment van het kathodecompartiment is gescheiden door middel van een kationwisselend membraan. 25 - 1019847