NO20130459A1

NO20130459A1 - Fremgangsmate og apparatur for fremstilling av magnesium

Info

Publication number: NO20130459A1
Application number: NO20130459A
Authority: NO
Inventors: Tatsushi Iwamoto; Kenichi Akamine; Junichi Okuyama
Original assignee: Ihi Corp
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-04-16
Also published as: CA2810648A1; SG188458A1; AU2011299918A1; US20130161200A1; GB201306089D0; CA2810648C; WO2012033083A1; JP2012057230A; JP5824793B2; GB2497256A; AU2011299918B2

Abstract

I utvinningsmetoden og utvinningsapparaturen for magnesium separeres anodelektrolysert vann (7a) og katodelektrolysert vann (7b) fremstilt ved elektrolyse av sjøvann, alkalisk materiale innføres i det anodelelektrolyserte vannet for å justere pH, magnesium utfelles som magnesiumhydroksid j det katodeelektrolyserte vannet og utvinnes, og det anodeelektrolyserte vannet, etter pH-justering, og det katodeelektrolyserte vannet, etter karbonatfiksering, sammenblandes, og uttømmes i en tilstand hvor pH av det sammenblandede vannet er identisk med en pH av sjøvann. Som et resultat kan magnesium utvinnes fra sjøvann samtidig som det ikke utøves innvirkning på miljøet.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og apparatur for utvinning av magnesium fra sjøvann ved elektrolyse av sjøvann.

Det kreves prioritet fra japansk patentsøknad nr. 2010-203353, inngitt 10 september 2010, hvis innhold er innbefattet heri som henvisning.

Teknisk bakgrunn

I de senere år har magnesium med høy spesifikk styrke tiltrukket seg oppmerksomhet som et fremtidig strukturelt materiale og etterspørselen forventes å øke i fremtiden. Imidlertid blir magnesium primært raffinert fra mineralet, og er ujevnt fordelt i begrensede geografiske områder, og det ville være ønskelig å etablere andre fremgangsmåter for å oppnå magnesium, bortsett fra import, for å sikre stabil tilførsel i fremtiden.

Som kjent eksisterer magnesium som et mineral, og er også inneholdt i sjøvann. Dersom magnesium følgelig kunne utvinnes fra sjøvann, ville dette i stor grad bidra til stabil tilførsel av magnesium. Når store mengder magnesium utvinnes fra sjøvann er det, på den annen side, en mulighet for å påvirke miljøet, så som ved å endre sjøvannets sammensetning. Følgelig må utvinning av magnesium fra sjøvann gjennomføres uten å påvirke miljøet.

Patentdokument 1 viser en elektrolysetank for å oppnå ferskvann, klorgass og magnesiumhydroksid fra sjøvann, og patentdokument 2 viser en fremgangsmåte hvori pH av dypt sjøvann elektrolyseres, eller pH heves ved tilsats av alkali, og hydroksider så som Mg og Ca utfelles og utvinnes som et sediment.

Liste over siterte publikasjoner

Patentdokument

Patentdokument 1: japansk ugransket patentsøknad, første publikasjon nr. S51-77586

Patentdokument 2: japansk ugransket patentsøknad, første publikasjon nr. 2007-167786.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Teknisk problem

I lys av de aktuelle forhold tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte og en apparatur for utvinning av magnesium som er i stand til å utvinne magnesium fra sjøvann uten å belaste miljøet.

Løsning på problemet

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for utvinning av magnesium som innbefatter: elektrolysering av sjøvann, separering av anodisk elektrolysert vann og katodisk elektrolysert vann fremstilt ved elektrolyse av sjøvann; innføring av alkalisk materiale i det anodisk elektrolyserte vannet for å justere pH; utfelling av magnesium som magnesiumhydroksid i det katodisk elektrolyserte vannet, og utvinning av magnesiumhydroksidet; og sammenblanding av det anodisk elektrolyserte vannet etter pH-justering og det katodisk elektrolyserte vannet etter utvinning av magnesiumhydroksidet og uttømming av det sammenblandede vannet i en tilstand hvor en pH av det sammenblandede vannet er identisk med en pH av sjøvannet.

I dette tilfellet kan det alkaliske materialet være betongavfall. Jern, som er et løselig metall, kan anvendes i anodesideelektroden for å forårsake oppløsning av jern (III) ioner i det anodisk elektrolyserte vannet i elektrolyseprosessen for sjøvann.

I tillegg vedrører foreliggende oppfinnelse en apparatur for utvinning av magnesium, som innbefatter: en elektrolysetank som har en anode og en katode; en barrierefilm som oppdeler det indre av elektrolysetanken i et anodesideområde som inneholder anoden, og et katodesideområde som inneholder katoden; en første behandlingstank som lagrer anodisk elektrolysert vann fremstilt i anodesideområdet; en andre behandlingstank som lagrer katodisk elektrolysert vann fremstilt i katodesideområdet; en kraftenhet som leverer kraft til anoden og katoden; en tilførselsinnretning for alkalisk materiale som tilfører alkalisk materiale til den første behandlingstanken; og en utvinningsenhet som utvinner magnesiumhydroksid utfelt i den andre behandlingstanken, hvori spillvann fra den første behandlingstanken og spillvann fra den andre behandlingstanken blandes sammen, og uttømmes i en tilstand hvor pH av det sammenblandede vannet er identisk med en pH av sjøvann.

I dette tilfelle kan krafttilførselsenheten ha minst en fotovoltaisk celle, brenselscelle, vindkraftgenerator, bølgekraftgenerator, hawarmekraftgenerator eller solvarmekraftgenerator. Krafttilførselsenheten kan inneholde en brenselscelle som anvender hydrogengass generert på katodesideområdet, og oksygengass generert på anodesideområdet. Det alkaliske materialet tilført fra tilførselsinnretningen for alkalisk materiale kan være betongavfall. Videre kan anoden inneholde jern som forbrukbar elektrode og den forbrukbare elektroden kan oppløse jern (III) ioner.

Fordelaktige effekter av oppfinnelsen

I henhold til magnesiumutviimingsfremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir sjøvann elektrolysert, anodisk elektrolysert vann og katodisk elektrolysert vann fremstilt ved elektrolysen av sjøvann separeres, alkalisk materiale innføres i det anodisk elektrolyserte vannet for å justere pH, magnesium utfelles som magnesiumhydroksid i katodisk elektrolysert vann, og utvinnes, og det anodisk elektrolyserte vannet etter pH-justering og det katodisk elektrolyserte vannet etter magnesiumhydroksidutvinning sammenblandes, og uttømmes med en pH identisk med den av sjøvann. Følgelig kan, ifølge foreliggende oppfinnelse, magnesium utvinnes fra sjøvann uten innvirkning på miljøet.

I fremgangsmåten for magnesiumutvinning ifølge oppfinnelsen er det mulig samtidig å behandle industrielle avfallsprodukter når betongavfall anvendes som det alkaliske materialet.

I fremgangsmåten for magnesiumutvinning ifølge foreliggende oppfinnelse blir, når jern som er et oppløselig metall anvendes i anodesidelektroden, jern (III) ioner oppløst i det anodisk elektrolyserte vannet i elektrolyseprosessen for sjøvann, og jern (III) ioner som er et næringsmiddel for fytoplankton tilføres til havet. Som et resultat fremmes formeringen av fytoplankton, idet det oppnås fiksering av karbondioksidgass ved fytoplankton.

I henhold til apparaturen for magnesiumutvinning ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det: en elektrolysetank som har en anode og en katode; en barrieremembran som deler det indre av elektrolysetanken i et anodesideområde som inneholder anoden, og et katodesideområde som inneholder katoden; en første behandlingstank som lagrer anodisk elektrolysert vann produsert i anodesideområdet; en andre behandlingstank som lagrer katodisk elektrolysert vann produsert i katodesideområdet; en krafttilførselsenhet som leverer kraft til anoden og katoden; en tilførselsinnretning for alkalisk materiale som tilfører alkalisk materiale til den første behandlingstanken; og en utvinningsenhet som utvinner magnesiumhydroksid utfelt i den andre behandlingstanken, hvorved, ved sammenblanding av spillvann fra den første behandlingstanken og spillvann fra den andre behandlingstanken, spillvann tømmes med en pH som er identisk med den av sjøvann. Følgelig er det mulig å utvinne magnesium fra sjøvann uten innvirkning på miljøet.

I utvinningsapparaturen for magnesium ifølge foreliggende oppfinnelse er det, når krafttilførselsenheten har minst en fotovoltaisk celle, brenselscelle, vindkraftgenerator, bølgekraftgenerator, hawarmekraftgenerator eller solvarmekraftgenerator, mulig å utvinne magnesium uten innvirkning på miljøet.

I utvinningsapparaturen for magnesium ifølge foreliggende oppfinnelse blir, når krafttilførselsenheten inneholder en brenselscelle som anvender hydrogengass generert ved katodesiden, og oksygengass generert på anodesiden, en del av kraften anvendt i sjøvannselektrolysen gjenanvendt i sjøvannselektrolysen. Følgelig oppnås energibevarelse.

Når det alkaliske materialet tilført fra tilførselsinnretningen for alkalisk materiale i utvinningsapparaturen for magnesium ifølge foreliggende oppfinnelse er betongavfall, kan behandling av betongavfall som er et industrielt avfallsprodukt, samtidig utføres.

Når anoden i utvinningsapparaturen for magnesium ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter jern som en forbrukbar elektrode, oppløser den forbrukbare elektroden jern (III) ioner, og avleverer derved jern (III) ioner, som er et næringsmiddel for fytoplankton i havet. Som et resultat oppnås det at formeringen av fytoplankton fremmes, og fiksering av karbondioksidgass ved fytoplankton fremmes.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er en skjematisk skisse av en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er en graf som viser katodestrømtetthet og utfellingsforhold for CaCC>3 og Mg(OH)2i utførelsesformen. Figur 3 er et blokkdiagram som viser materialbalanse i utførelsesformen ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 4 er et skjematisk blokkdiagram som viser magnesiumutvinningsapparaturen ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Beskrivelse av utførelsesformer

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse beskrives nedenfor med henvisning til tegningene.

Prinsippene for en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er først beskrevet i figur 1.

I figur 1 indikerer 1 en elektrolysetank, 2 indikerer en første behandlingstank og 3 indikerer en andre behandlingstank.

Elektrolysetanken 1 har en elektrolytisk behandlingsbeholder 4 fremstilt av korrosjonsresistent materiale, så som rustfritt stål, og den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4 har et innløp 5 ved oppstrømsenden, og et utløp 6 ved nedstrømsenden. Sjøvann 7, som strømmer fra innløp 5, løper uniformt gjennom det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4, og tømmes fra utløpet 6.

Forskjellige fremgangsmåter kan anvendes som en metode for å frembringe strømmen av sjøvannet 7. For eksempel kan den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4 være neddykket i vann for å utnytte havstrøm, og få sjøvannet 7 til å strømme gjennom det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4; eller en skrue eller lignende kan tilveiebringes i innløpet 5 for å skape vannstrøm ved å rotere denne skruen ved hjelp av en motor; eller sjøvannet kan tas inn ved hjelp av en pumpe eller lignende, og avleveres til innløpet 5.

En barrieremembran 8 er tilveiebrakt inne i den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4 i strømningsretningen av sjøvannet. Barrieremembranen 8 deler det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen i to, med det resultat at en strøm av sjøvannet 7 separert av barrieremembranen dannes inne i den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4.

Barrieremembranen 8 anvender et materiale og en struktur hvorigjennom den elektriske strømmen passerer og som forhindrer eller stopper sammenblanding av de separate strømmene. For eksempel kan det anvendes uglaserte plater i form av fliser lagt ut i rekker, eller porøse lag eller lignende fremstilt av syntetisk harpiks.

I tilfellet hvor det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4 er oppdelt av barrieremembranen 8, kan det tenkes forskjellige formater, så som vertikal oppdeling, lateral oppdeling og konsentrisk oppdeling, men det følgende er en beskrivelse av tilfellet hvor det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen er vertikalt oppdelt ved hjelp av barrieremembranen 8.

En positiv elektrode (anode) 9 er tilveiebrakt langs den øvre veggoverflaten av den

elektrolytiske behandlingsbeholderen 4, en negativ elektrode (katode) 11 er tilveiebrakt langs den nedre veggoverflaten, og anoden 9 og katoden 11 er forbundet til henholdsvis den positive polen og den negative polen av en krafttilførselsenhet 12. Følgelig dannes det et anodesideområde 9a og et katodesideområde 1 la i den elektrolytiske

behandlingsbeholderen ved oppdelingen av det indre av den elektrolytiske behandlingsbeholderen 4 ved hjelp av barrieremembranen 8.

Kraftkilden av krafttilførselsenheten 12 er valgfri, men en krafttilførselskilde som anvender naturlig energi, så som fotovoltaisk kraftgenerering, vindkraftgenerering, bølgekraftgenerering, hawarmekraftgenerering og solvarmekratfgenerering, eller en brenselscelle som har uskadelige emisjoner er foretrukket. En komposittinnretning omfattende to eller flere kraftkilder, så som fotovoltaisk kraftgenerering, vindkraftgenerering, bølgekraftgenerering, hawarmekratfgenerering, solvarmekratfgenerering og en brenselscelle kan også anvendes. I tilfellet hvor kraften leveres fra et elektrisk kraftanlegg, er det videre også akseptabelt å anvende overskudds nattkraft.

Som anode 9 anvendes det en anode som er et løselig metall innsatt som et forbrukbart elektrodemateriale 13 i en bøtte (lagringsbeholder for forbrukbar elektrode) av nettformede eller porøse plater av et uløselig metall, så som titan. Jern er foretrukket som det innsatte forbrukbare elektrodematerialet 13. Deke bare er jern lett å oppnå som et avfallsmateriale, men jern (III) ionene som oppløses tjener som næringsmidler for formering av fytoplankton. Som et resultat gror fytoplankton ved tilførsel av jern (III) ioner til sjøvannet, og det kan også oppnås fiksering av karbondioksidgass ved hjelp av fytoplankton.

Katoden 11 anvender platinabelagt titan eller liknende. En

hydrogengjen\ånningsinmetaing 14 er tilveiebrakt i nærheten av katoden 11 eller

motsatt katoden 11, og hydrogengjenvinningsinnretningen 14 gjenvinner hydrogengass generert på katodesiden 11. Sjøvann (anodisk elektrolysert vann 7a) som flyter gjennom anodesiden 9 (anodesideområde 9a) ledes til den første behandlingstanken 2, og sjøvann (katodisk elektrolysert vann 7b) som flyter gjennom katodesiden 11 (katodesideområdet lia) ledes til den andre behandlingstanken 3.

Den første behandlingstanken 2 har en innføringsinnretning 15 for betongavfall, og betong som er avfallsmateriale innføres i den første behandlingstanken 2 ved hjelp av innføringsinnretningen 15 for betongavfall. Det innførte betongavfallet er fortrinnsvis pulverisert med et stort overflateareal, og fjernelse av aggregat, så som sand, steiner og liknende er mer foretrukket.

Hydrogengass utvunnet i sjøvannet 7 tilføres som et reduserende middel av brenselscellen til den andre behandlingstanken 3. Utfelt Mg(OH)2avsettes i den andre behandlingstanken 3, og det avsatte Mg(OH)2utvinnes. Det anodisk elektrolyserte vannet 7a som flyter ut fra den første behandlingstanken og det katodisk elektrolyserte vannet 7b som flyter ut fra den andre behandlingstanken 3 sammenblandes, og tømmes i havet etter justering av pH-verdien.

Gjennomføringene av foreliggende utførelsesform beskrives nedenfor.

Elektrolyse av sjøvann finner sted ved å pålegge spenning mellom anoden 9 og katoden 11 for å forårsake energiinteraksjon mellom anoden 9 og katoden 11, og det er primært reaksjonene av formlene (1) og (2) som finner sted på katodesiden 11.

Følgelig øker pH av sjøvann på katodesiden (katodisk elektrolysert vann 7b) på grunn av genereringen av OH" (hydroksylioner), idet det dannes CaCC^og Mg(OH)2, som vist i figur 2. Når i tillegg strømbærende volum pr. enhetsareal av katoden 11 betraktes som katodestrømtetthet Dk (A/m<2>), er katodestrømtettheten Dk og utfellingsforholdet for CaCC>3 og Mg(OH)2som vist i figur 2. Det vil si at når katodestrømtettheten Dk øker så øker utfellingsforholdet av Mg(OH)2, og det følger en mettet tilstand med hensyn til utfellingen av Mg(OH)2ved punktet hvor katodestrømtettheten Dk overskrider 2 (A/m<2>). Utfelling av CaCChavtar gradvis og utfelling av Mg(OH)2øker gradvis opp til en katodestrømtetthet på 2 (A/m<2>). Ved følgelig å kontrollere katodestrømtettheten blir det mulig å kontrollere utfellingsforholdet for CaCC>3 og Mg(OH)2, eller selektivt å utfelle CaC03og Mg(OH)2.

Ved derfor å gjennomføre elektrolyse med katodestrømtetthet Dk innstilt høyt, det vil si ved å gjennomføre elektrolyse av sjøvann ved en strømtetthet Dk på 2 (A/m<2>) eller høyere ifølge figur 2, er det mulig å få det meste av utfellingen til å være Mg(OH)2.

Det katodisk elektrolyserte vannet 7b lagres i den andre behandlingstanken 3 i en tilstand hvor Mg(OH)2er utfelt. Det utfelte Mg(OH)2avsettes i den andre behandlingstanken 3, og utfellingen utvinnes ved hjelp av en utvinningsinnretning 16 for utfelling.

I den tidligere nevnte sjøvannselektrolyseprosessen genereres oksygengass på anodesiden 9, og hydrogengass genereres på katodesiden 11. Den genererte hydrogengassen utvinnes ved hjelp av hydrogenutvinningsinnretningen 14, og leveres til brenselscellen som et reduserende middel i tilfellet hvor en brenselscelle anvendes i krafttilførselsenheten 12.

I tilfellet hvor jern anvendes som det forbrukbare elektrodematerialet 13 på anodesiden 9, finner deretter følgende reaksjoner sted, under oppløsning av jernet. Videre opptrer jernhydroksid og H<*>dannes ved hydrolyse av jern (III) ioner, for derved å redusere pH av sjøvann på anodesiden 9 (anodisk elektrolysert sjøvann 7a). ; Det anodisk elektrolyserte vannet 7a som flyter inn i den første behandlingstanken 2 gjøres surt ved hjelp av 2H+. Når betongavfallet (Ca(OH)2) innføres i den første behandlingstanken 2, nøytraliseres det sure sjøvannet ved betongavfallet i henhold til følgende formel. ; I tilfellet hvor et uløselig metall anvendes i anoden 9, eller når sjøvannselektrolyse gjennomføres ved en høy strømtetthet, genereres klor CI2, og HC1 og HCIO genereres i forbindelse med genereringen av CI2. Ettersom HC1 er sterkt sur og HCIO er et skadelig stoff for levende vesener, gjennomføres elektrolysen ved en stømtetthet som hindrer genereringen av HC1 og HCIO i størst mulig grad. Som angitt ovenfor innføres imidlertid betongavfall (Ca(OH)2) i det anodisk elektrolyserte vannet 7a, hvorved HC1 nøytraliseres ved reaksjonen: ; Sjøvannet som er blitt nøytralisert og behandlet i den første behandlingstanken 2 blir deretter sammenblandet med sjøvannet tømt fra den andre behandlingstanken 3, og sluppet ut i havet. I dette tilfellet blir pH av sjøvannet etter sammenblanding justert til 8,0, dvs. en pH som er identisk med den av sjøvann, ved å kontrollere mengden av betong som skal oppløses i det anodisk elektrolyserte vannet 7a og mengden av karbondioksidgass som skal blåses inn i det katodisk elektrolyserte vannet. ;Ifølge foreliggende oppfinnelse kan derfor utvinningen av Mg(OH)2gjennomføres kontinuerlig, og siden betongavfall anvendes i fikseringsbehandlingsprosessen kan industrielt avfallsmateriale behandles parallelt. Ettersom sjøvannet som tømmes etter utvinningen av Mg(OH)2har en pH som er identisk med den av sjøvann, er det heller ingen innvirkning på miljøet. Ettersom jern (III) ioner oppløst i den elektrolytiske prosessen forårsaker formering av fytoplankton, fremmes videre fiksering av karbondioksidgass. ;I sjøvannselektrolyseprosessen blir, som nevnt ovenfor, oksygengass generert på anodesiden 9, og hydrogengass genereres på katodesiden 11.1 tilfellet hvor en brenselscelle anvendes i kraftforsyningsenheten 12, leveres oksygengass og hydrogengass til brenselscellen, idet dette tjener som drivstoff for kraftgenerering. ;I det følgende beskrives et eksempel på materialbalanse i den ovenfor omtalte utførelsesformen med henvisning til figur 3.1 figur 3 er komponenter som er identiske med de i figur 1 gitt samme henvisningssymboler. ;Elektrolytisk reaksjon varieres ved å variere katodestrømtettheten Dk, og elektrolytisk reaksjon fremmes ved å øke katodestrømtettheten Dk. Det er derfor mulig å kontrollere pH på anodesiden 9 og katodesiden 11 i utvinningsbehandlingsprosessen for Mg(OH)2ved å kontrollere katodestrømtettheten Dk. ;Først innstilles pH av det katodisk elektrolyserte vannet 7b på 10-11, og Ca<2+>og Mg<2*>i sjøvannet utfelles fullstendig ved elektrolyse. Ved dette tidspunktet er pH av det anodisk elektrolyserte vannet av størrelsesorden 3-4. For å gjennomføre utvinning av Mg(OH)2effektivt innstilles katodestrømtettheten på 2 (A/m<2>) eller høyere.

Utvinning av Mg(OH)2som er utfelt i den andre behandlingstanken 3 gjennomføres deretter. pH-verdien av det katodisk elektrolyserte vannet 7b som strømmer ut fra den andre behandlingstanken 3 innstilles på 10-11. Betongavfall tilføres i den første behandlingstanken 2, og pH av det anodisk elektrolyserte vannet som strømmer ut fra den første behandlingstanken 2 justeres til 4-5. pH-verdien av det utstrømmende anodisk elektrolyserte vannet 7a er et eksempel, og den innførte mengden av det tidligere nevnte betongavfallet justeres slik at pH er 8,0-8,2 når det anodisk elektrolyserte vannet 7a og det katodisk elektrolyserte vannet 7b sammenblandes. Ved å innstille pH av det uttømte spillvannet på 8,0 til 8,2 kan utvinning av Mg(OH)2gjennomføres samtidig som spillvann tømmes uten at de fysikalske egenskapene til sjøvannet endres. Følgelig er det ingen innvirkning på miljøet.

Ved å raffinere det utvunnede Mg(0H)2kan magnesiummetall fremstilles.

I den foregående utførelsesformen ble betongavfall anvendt som nøytraliseringsmidlet for det anodisk elektrolyserte vannet 7a, men et hvilket som helst nøytraliseringsmiddel er akseptabelt, forutsatt at det er avfallsmateriale som har alkalinitet, slik som kullaske som produseres i termoelektriske kraftanlegg.

I den foregående utførelsesformen ble sjøvannselektrolyse gjennomført under sirkulering av sjøvann inne i elektrolysetanken 1, men det er også akseptabelt å anvende et satssystem hvor av-på ventiler er tilveiebrakt i henholdsvis innløp 5 og utløp 6, sjøvannselektrolyse gjennomføres i en tilstand hvor innløp 5 og utløp 6 er lukket, og sjøvannet inne i elektrolysetanken 1 erstattes etter elektrolytisk behandling.

Figur 4 viser en oversikt over en Mg(OH)2utvinningsapparatur i henhold til en utførelsesform ifølge foreliggende oppfinnelse.

I figur 4 er komponenter som er identiske med de vist i figur 1 gitt de samme henvisningssymbolene. Videre er, i utførelsesformen vist i figur 4, en brenselscelle anvendt som kraftkilde.

I denne apparaturen er et utvinningsrør 21 for hydrogengass tilveiebrakt som utvinner hydrogengass som genereres på hydrogenutvinningsinnretaingssiden 14 av elektrolysetanken 1, og som avleverer den til brenselscellen 18, og et utvinningsrør 22 for oksygengass som utvinner oksygengass som genereres på anodesiden 9 av elektrolysetanken 1, og som avleverer denne til brenselscellen 18. Henholdsvis hydrogengassutvinningsrøret 21 og oksygengassutvinningsrøret 22 har ventilatorer 23 og 24 for justering av stømningsraten for gass for å justere strømningsraten av oksygengassen og hydrogengassen som leveres til brenselscellen 18.

Kraften generert av brenselscellen 18 akkumuleres i krafttilførselsenheten 12, og tilførselen av akkumulert kraft kontrolleres slik at en foreskrevet katodestrømtetthet Dk oppnås i katoden 11. Mangler i mengden kraft generert av brenselscellen 18 suppleres ved kraft fra fotovoltaisk kraftgenerering, vindkraftgenerering eller bølgekraftgenerering eller kraft fra elektriske kraftanlegg.

Et sjøvannstilførselsrør 25, en betongavfallstank 26 (ekvivalent med den første behandlingstanken 2) og en utvinningstank 27 (ekvivalent med den andre behandlingstanken 3) er forbundet med elektrolysetanken 1.

Surt vann som er det anodisk elektrolyserte vannet 7a tilføres til betongavfallstanken 26, betongavfall tilføres til betongavfallstanken 26, pH justeres slik at vannet er svakt surt, og det justerte vannet tømmes ut.

Alkalisk vann som er det katodisk elektrolyserte vannet 7b inneholdende Mg(OH)2tilføres til utvinningstanken 27. Mg(OH)2som er utfelt i utvinningstanken 27 utvinnes, og det katodisk elektrolyserte vannet 7b (alkalisk vann) hvorfra Mg(OH)2er fjernet tømmes fra utvinningstanken 27.

Etter at det sure vannet som er tømt fra betongavfallstanken 26 og det alkaliske vannet som er tømt fra utvinningstanken 27 er sammenblandet, føres uttømmingen fra utvinningsapparaturen ut i havet. pH-verdien av spillvannet justeres ved sammenblandingen av surt vann og alkalisk vann, med det resultat at pH av spillvannet i en tilstand hvor det endelig frigis fra utvinningsapparaturen er identisk med pH av sjøvann, og det utøver ingen innvirkning på miljøet.

I figur 4 indikerer 31 en pumpe som mater sjøvann inn i elektrolysetanken 1, 32 indikerer en pumpe som mater katodisk elektrolysert vann 7b til utvinningstanken 27, 33 indikerer en pumpe som tjener til tømming av vann fra betongavfallstanken 26, og 34 indikerer en pumpe som tjener til tømming av vann fra utvinningstanken 27.

Industriell anvendbarhet

Ifølge oppfinnelsen er det mulig å tilveiebringe en utvinningsmetode og en utvinningsapparatur for magnesium som gjør det mulig å utvinne magnesium fra sjøvann samtidig som innvirkningen på miljøet minimaliseres.

Liste over henvisningstegn

1: elektrolysetank

2: første behandlingstank

3: andre behandlingstank

4: elektrolytisk behandlingsbeholder

5: innløp

7: sjøvann

7a: anodisk elektrolysert vann 7b: katodisk elektrolysert vann 8: barrierefilm 9:anode

9a: anodesideområdet 11: katode

lia: katodesideområde 12: krafttilførselsenhet 13: forbrukbart elektrodemateriale 14: hydrogenutvinningsenhet 15: tilførselsinnretning for betongavfall 16: karbondioksidgassventilator 18: brenselscelle 21: utvinningsrør for hydrogengass 22: utvinningsrør for oksygengass 26: tank for betongavfall 27: utvinningstank

Claims

1. Fremgangsmåte for utvinning av magnesium, omfattende: elektrolysering av sjøvann; separering av anodisk elektrolysert vann og katodisk elektrolysert vann fremstilt ved elektrolyse av sjøvann; innføring av alkalisk materiale i det anodisk elektrolyserte vannet for å justere pH; utfelling av magnesium som magnesiumhydroksid in det katodisk elektrolyserte vannet, og utvinning av magnesiumhydroksid, og sammenblanding av det anodisk elektrolyserte vannet etter pH-justering og det katodisk elektrolyserte vannet etter utvinning av magnesiumhydroksid, og uttømming av det sammenblandede vannet i en tilstand hvor pH av det sammenblandede vannet er identisk med en pH av sjøvannet.

2. Fremgangsmåte for utvinning av magnesium ifølge krav 1, hvor det alkaliske materialet er betongavfall.

3. Fremgangsmåte for utvinning av magnesium ifølge krav 1, hvor jern, som er et løselig metall, anvendes som anodesideelektrode for å forårsake oppløsning av jern (III) ioner i det anodisk elektrolyserte vannet i sjøvannselektrolyseprosessen.

4. Apparatur for utvinning av magnesium, omfattende: en elektrolysetank som har en anode og en katode; en barrierefilm som oppdeler det indre av elektrolysetanken i et anodesideområde som inneholder anoden og et katodesideområde som inneholder katoden; en første behandlingstank som lagrer anodisk elektrolysert vann fremstilt i anodesideområdet; en andre behandlingstank som lagrer katodisk elektrolysert vann fremstilt i katodesideområdet; en krafttilførselsenhet som leverer kraft til anoden og katoden; en innføringsenhet for alkalisk materiale som tilfører alkalisk materiale til den første behandlingstanken; og en utvinningsenhet som utvinner magnesiumhydroksid utfelt i den andre behandlingstanken, hvor spillvann fra den første behandlingstanken og spillvann fra den andre behandlingstanken sammenblandes, og uttømmes i en tilstand hvor en pH av det sammenblandede vannet er identisk med en pH av sjøvann.

5. Utvinningsapparatur for magnesium ifølge krav 4, hvor krafttilførselsenheten har minst en av fotovoltaisk celle, brenselscelle, vindkraftgenerator, bølgekraftgenerator, hawarmekratfgenerator og solvarmekratfgenerator.

6. Utvinningsapparatur for magnesium ifølge krav 4, hvor krafttilførselsenheten inneholder en brenselscelle som anvender hydrogengass generert på katodesideområdet og oksygengass generert på anodesideområdet.

7. Utvinningsapparatur for magnesium ifølge krav 4, hvor det alkaliske materialet tilført fra tilførselsinnretningen for alkalisk materiale er betongavfall.

8. Utvinningsapparatur for magnesium ifølge krav 4, hvor anoden inneholder jern som en forbrukbar elektrode, og den forbrukbare elektroden oppløser jern (III) ioner.