PL47561B1 - - Google Patents

Description

Opis wydaap drukiem dnia 11 listopada 1963 r, POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47561 KI. 85 c, 4 KI. internat. C 02 c Uniiuersytet Mikolaja Kopernika *) Torun, Polska Spofób elektrolitycznego oczyszczania solanek i roztworów wodnych zawierajacych jony sodowe i (lub) potasowe od jonów magnezu i wapnia Patent trwa od dnia 13 czerwca 1961 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób oczysz¬ czania roztworów wodnych elektrolitów od jo¬ nów magnezu i wapnia droga elektrolizy roz¬ tworów.Wody naturalne i nasycone solanki, stano¬ wiace podstawowe surowce chemiczne, oczysz¬ cza sie przed ich uzyciem do celów przemyslo¬ wych od jonów wapnia i magnezu, których obecnosc wplywa na tworzenie sie warstw izo¬ lacyjnych utrudniajacych wymiane cieplna, a takze utrudnia otrzymywanie czystych pro¬ duktów krystalicznych.Znane dotychczas sposoby oczyszczania roz¬ tworów wodnych, polegaja na dodawaniu do nich takich substancji chemicznych, jak wodo¬ rotlenek wapnia, wodorotlenek sodowy, we- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa dcc. dr Zenon Czer¬ winski i prof. dr Ernest Pischinger. glan sodowy i fosforan sodowy, które reaguja z jonami magnezu i wapnia tworzac trudno- rczpuszczalne produkty (wodorotlenek magne¬ zu, weglan wapnia i fosforan wapnia). Produk¬ ty te zostaja nastepnie odfiltrowane, ze wzgle¬ du na trudnosc rozdzielenia poszczególnych skladników — tworza nieuzyteczne odpady.Zasadnicza wada tych sposobów jest koniecz¬ nosc stosowania stosunkowo kosztownych reak- tywów, które po przereagowaniu stanowia od¬ pady, a ponadto koniecznosc uciazliwego do¬ zowania reaktywów w procesie produkcji.Znane sa takze sposoby oczyszczania solanek i wód przez poddanie ich elektrolizie, w wy¬ niku której nastepuje wytracenie sie jonów metali, których weglany ewentualnie wodoro¬ tlenki sa malo rozpuszczalne, przede wszyst¬ kim jonów wapnia i magnezu.Sposoby te, na przyklad sposób podany w niemieckim opisie patentowym nr 661117 nieumozliwialy jednak jednoczesnego oddzielenia cennego wodorotlenku magnezowego od innych straconych osadów.Celem. wynalazku bylo znalezienie taOciego sposobu elektrolitycznego oczyszczania solanek i innych wodnych roztworów od jonów wap¬ nia i magnezu, który jednoczesnie umozliwialby oddzielenie wytraconego w czasie procesu o- czyszczania wodorotlenku magnezowego cd in¬ nych wytraconych osadów.Stwierdzono, ze cel ten mozna osiagnac, je¬ zeli oczyszczana. solanke lub roztwór podda sie elektrolizie do uzyskania pH elektrolitu w granicach 11—12, przy czym ewentualnie na¬ stepuje wytracenie sie Mg(OH)2 (w przypadku obecnosci jonów Mgf+2)) nastepnie elektrolit za¬ da sie gazowym dwutlenkiem wegla, przy czym wytraca sie CaC03, po czym wstrzyma sie elektrolize i dalej doprowadza dwutlenek we¬ gla az do zobojetnienia elektrolitu (w nastep¬ stwie czego Mg{OH)2 rozpuszcza sie, a jedno¬ czesnie stracaja sie jony wapnia reagujac z jo¬ nami C03—2), wytracony osad oddzieli sie i w przypadku uprzedniego stwierdzenia obecnosci jonów Mg+2, elektrolit podda wtórnej elektro¬ lizie do uzyskania jego pH 11—12, w celu po¬ nownego wytracenia jonów Mg+2 w postaci wodorotlenku, który w koncu oddziela sie.Wynalazek jest blizej wyjasniony na rysun¬ ku przedstawiajacym schematyczne zestawie¬ nie urzadzen i przebiegu procesu oczyszczania roztworów wodnych cd jonów magnezu i wap¬ nia i jednoczesnie otrzymywania chemicznie czystego wodorotlenku magnezowego i wegla¬ nu wapnia. 4 Sposób oczyszczania roztworów wodnych od jonów magnezu i wapnia wedlug wynalazku opisano ponizej.Do elektrolizera 1 wprowadza sie roztwór wodny elektrolitu albo solanke zawierajaca za¬ nieczyszczenia w postaci jonów magnezu i wapnia. Podczas przeplywu pradu elektrycz¬ nego przez elektrolizer nastepuje rozladowanie sie anionów i kationów sodu, potasu, magnezu i wapnia. Wydzielajace s:e kationy sodu rozla¬ dowujac sie na katodzie tworza metaliczny sód, który reagujac z woda wydziela wodór i dostarcza potrzebna ilosc anionów wodoro¬ tlenowych tak, ze nastepuje wzrost alkalicz¬ nosci roztworu. Natomiast na anodzie rozlado¬ wuja sie aniony chloru, SQ4—2 i inne, przy czym gazowe produkty rozpadu opuszczaja roz¬ twór. Po osiagnieciu pH 11—12, któremu odpo¬ wiada zakonczenie procesu laczenia jonów OH— i Mg+2 na trudnorozpuszczalny zwiazek Mg(OH)2, wprowadza sie do zalkalizowanego roztworu gazowy dwutlenek wegla (na przy¬ klad dwutlenek wegla odpadowy otrzymywa¬ ny jako produkt uboczny w produkcji sody kalcynowanej), który przy tej wartosci pH reaguje z anionami OH— tworzac poczatkowo aniony HCO3—, przeksztalcajace sie nastepnie w alkalicznym srodowisku na aniony CO3—2.Aniony CO3—? reagujac z kationami CaT2 tworza przy tym nierozpuszczalny w wodzie weglan wapnia.Nastepnie wstrzymuje sie doplyw pradu elektrycznego nie przerywajac doplywu dwu¬ tlenku wegla, wskutek czego alkalicznosc roz¬ tworu obniza sie i przy wartosci pH — 7 wo¬ dorotlenek magnezu przechodzi ponownie do roztworu, natomiast weglan wapnia pozostaje (przy tej wartosci pH) w postaci wytraconego osadu.Zawiesina weglanu wapnia w roztworze wod¬ nym albo solance jest nastepnie doprowadza¬ na do filtra prózniowego 2 i po oddzieleniu od roztworu zostaje wysuszona w suszarni 4, tworzac gotowy, chemicznie czysty produkt.Przesacz z filtra 2 odprowadza sie przez sepe- rator 3, polaczony z pompa prózniowa 9 do drugiego elektrolizera 5 sprzezonego szeregowo z pierwszym, gdzie poddaje sie go ponownej elektrolizie. Podczas przeplywu pradu nastepu¬ je ponowny przyrost stezenia jonów wodoro¬ tlenowych do wartosci pH 11—12, przy której, jony Mg + 2 ulegaja powtórnemu wytraceniu, po czym tak zalkalizowany roztwór kieruje sie do filtra 6, gdzie oddziela sie osad Mg(OH)2 tworzac po wysuszeniu w suszarni 7 gotowy, chemicznie czysty produkt. Natomiast oczysz¬ czony roztwór wodny pozbawiony jonów ma¬ gnezu i wapnia skierowany zostaje przez se- perator do zbiornika lub bezposrednio do pro¬ dukcji.Jako produkty uboczne procesu oczyszczania roztworu od jonów magnezu i wapnia otrzy¬ muje sie chemicznie czysty wodorotlenek ma¬ gnezu i weglan wapnia, a ponadto produkty gazowe: wodór i chlor wydzielane na elektro¬ dach w czasie elektrolizy roztworu.Opisany wyzej sposób wytracania jonów ma¬ gnezu i wapnia moze znalezc równiez zastoso¬ wanie do otrzymywania magnezu z roztworów wodnych karnalitu, kainitu, leonitu i astra- kanitu, przy czym przebieg procesu jest taki sam jak wyzej opisany. ~ 5 — PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób elektrolitycznego oczyszczania solanek i roztworów wodnych zawierajacych jony so¬ dowe i (lub) potasowe od jonów magnezu i wa¬ pnia, znamienny tym, ze solanke lub roztwór poddaje sie elektrolizie do uzyskania pH elek¬ trolitu w granicach 11—12, a nastepnie elek¬ trolit nasyca sie gazowym dwutlenkiem weg¬ la, w nastejpstwie czego ulegaja wytraceniu jo¬ ny wapniowe, po czym wstrzymuje sie elektro¬ lize i dalej wprowadza dwutlenek wegla do obnizenia pH do wartosci = 7, przy której to wartosci pH wodorotlenek magnezowy roz¬ puszcza sie i przechodzi do roztworu, a pozo¬ staly osad CaC03 odfiltrowuje sie i w przy¬ padku uprzedniego stwierdzenia obecnosci jo¬ nów Mg+2, elektrolit poddaje sie wtórne: elek¬ trolizie do uzyskania pH 11—12, przy którym, magnez ulega powtórnemu wytraceniu pod po¬ stacia nierozpuszczalnego koloidalnego wodo¬ rotlenku magnezowego, który nastepnie od¬ filtrowuje sie. Uniwersytet Mikolaja Kopernika Zastepca: inz. Zbigniew Kaminski rzecznik patentowy CbCOj HefO/A PL