SU1219110A1

SU1219110A1 - Method of cleaning substances from admixtures by fractional melting

Info

Publication number: SU1219110A1
Application number: SU843725465A
Authority: SU
Inventors: Нисон Ильич Гельперин; Геннадий Алексеевич Носов; Сергей Константинович Васильев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им.М.В.Ломоносова
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1986-03-23

Description

Изобретение относитс к области химической технологии и может быть использовано дл очистки веществ от примесей или дл разделени смесей на фракции, обогащенные тем или иным компонентом.The invention relates to the field of chemical technology and can be used for the purification of substances from impurities or for the separation of mixtures into fractions enriched in one or another component.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности очистки и сокращение продолжительности процесса.The aim of the invention is to increase the cleaning efficiency and shorten the process time.

Сущность способа заключаетс в том, что стадию нагрева кристаллической фазы осуществл ют с использованием однократного или ступенчатого индукционного нагрева . При этом исходную смесь первоначально охлаждают до ее полной или частичной кристаллизации и некоторое врем выдерживают при конечной температуре охлаждени . Затем производ т стадию фракционного плавлени с использованием индукционного нагрева со скоростью 5-20°С в 1 мин до температуры, на 6-8°С превышающей точку солидуса очищаемой смеси, при этом смесь частично расплавл етс . Образующа с жидка фаза обогащаетс низкоплавкими примес ми или же компонентом, понижающим температуру плавлени раздел емой смеси. Отделение жидкой фазы от оставшихс кристаллов осуществл ют с использованием известных приемов, а именно свободным стеканием жидкой фазы под действием гравитационных сил, фильтрацией , центрифугированием или прессованием.The essence of the method is that the step of heating the crystalline phase is carried out using single or stepwise induction heating. In this case, the initial mixture is initially cooled to its full or partial crystallization and is kept for some time at the final cooling temperature. Then, the stage of fractional melting is performed using induction heating at a rate of 5-20 ° C per minute to a temperature 6-8 ° C higher than the solidus point of the mixture being cleaned, while the mixture is partially melted. The resulting liquid phase is enriched with low melting impurities or a component lowering the melting point of the mixture to be separated. The separation of the liquid phase from the remaining crystals is carried out using known techniques, namely, free draining of the liquid phase under the action of gravitational forces, filtration, centrifugation or pressing.

Однократный индукционный нагрев используют дл разделени эвтектикообразую- щих бинарных смесей и дл очистки веществ от небольщого количества примесей, а ступенчатый нагрев - дл разделени многокомпонентных смесей и дл очистки веществ при значительном содержании примесей в исходной смеси.Single induction heating is used to separate eutectic-forming binary mixtures and to purify substances from small amounts of impurities, and step heating is used to separate multicomponent mixtures and to purify substances with a significant amount of impurities in the original mixture.

Частота изменени напр женности пол индукционного нагрева при фракционном плавлении определ етс физико-химическими свойствами компонентов раздел емых смесей. Дл веществ, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью, например очистка металлов от примесей, используют низкочастотный индукционныйThe frequency of changes in the intensity of the induction heating field during fractional melting is determined by the physicochemical properties of the components of the mixtures to be separated. For substances with high dielectric constant, such as cleaning metals from impurities, use low-frequency induction

нагрев, а дл веществ с низкой диэлектрической проницаемостью, например разделение органических смесей, используют высокочастотный или сверх высокочастотный нагрев.heating, and for substances with a low dielectric constant, such as separation of organic mixtures, use high-frequency or ultra high-frequency heating.

Пример 1. Очистка воды от минеральных солей. Исходный 10%-ный раствор NaCl в воде в количестве 200 г. охлаждают со скоростью 10°С в 1 ч от 20 до -25°С. Затем с помощью высокочастотной индукционной печи (частота изменени напр женности пол 2375 МГц) полученный кристаллический образец нагревают со скоростью 5°С в 1 мин до -18°С, после чего с помощью фильтрующей центрифуги производ т отделение оставшейс кристаллической фазы от маточника. Продолжительность нагрева 1,2 мин. В результате такого разделени получаютс кристаллическа фаза, содержаща 99,5% воды, и маточник, содержащий 21% NaCl. Выход очищенной воды 53% от исходной загрузки.Example 1. Water purification from mineral salts. The initial 10% solution of NaCl in water in an amount of 200 g is cooled at a rate of 10 ° C per hour from 20 to -25 ° C. Then, using a high-frequency induction furnace (field frequency change rate of 2375 MHz), the resulting crystalline sample is heated at a rate of 5 ° C per minute to -18 ° C, after which the remaining crystalline phase is separated from the mother liquor using a filtering centrifuge. Duration of heating 1.2 minutes. As a result of this separation, a crystalline phase containing 99.5% of water and a mother liquor containing 21% NaCl are obtained. Purified water yield 53% of the initial load.

Пример 2. Концентрирование водного раствора этилового спирта. Водный 8%-ный раствор этилового спирта в количестве 100 г охлаждают со скоростью 5°С в 1 ч до -40°С. Затем производ т трехстадийный индукционный нагрев системы со скоростью 20°С в 1 мин с раздельным отбором образующихс жидких фракций. Частота изменени напр женности пол 2275 МГц. На первой стадии систему нагревают до -32°С и отдел ют жидкую фазу MI, содеражащую 38% спирта. На второй стадии оставшуюс кристаллическую фазу нагревают до -10°С и отбирают жидкую фазу М2, содержащую 12% спирта. На третьей стадии производ т нагрев до 5°С, при этом вс оставща с кристаллическа фаза расплавл етс с получением воды, содержащей менее 0,1% спирта. Обща продолжительность нагрева 2,4 мин. Дл увеличени выхода продуктов разделени промежуточную жидкую фазу М2, получаемую на второй стадии, присоедин ютExample 2. Concentration of an aqueous solution of ethyl alcohol. An aqueous 8% solution of ethyl alcohol in an amount of 100 g is cooled at a rate of 5 ° C per hour to -40 ° C. Then, a three-stage induction heating of the system was performed at a rate of 20 ° C per minute with separate selection of the resulting liquid fractions. The frequency of change of the field strength is 2275 MHz. In the first stage, the system is heated to -32 ° C and the liquid phase MI is separated, containing 38% alcohol. In the second stage, the remaining crystalline phase is heated to -10 ° C and the liquid phase M2 containing 12% alcohol is taken. In the third stage, it is heated to 5 ° C, while all the remaining crystalline phase is melted to produce water containing less than 0.1% alcohol. Total heating time 2.4 min. In order to increase the yield of separation products, the intermediate liquid phase M2 obtained in the second stage is attached

к исходному раствору. С использованием рециркул ции фазы М2 выход концентрированного раствора М составл ет 22 г, а очищенной воды - 78 г.to the original solution. Using the recirculating phase M2, the yield of the concentrated solution M is 22 g, and that of purified water is 78 g.

Claims

METHOD FOR CLEANING SUBSTANCES FROM IMPURITIES BY FRACTION MELTING METHOD by slowly cooling the mixture to its full or partial crystallization with subsequent heating and separation of low-melting fractions, characterized in that, in order to increase the cleaning efficiency and reduce the duration of the process, the stage of heating of the resulting crystalline phase is carried out using a single or stepwise induction heating at a speed of 5–20 ° С for 1 min to a temperature 6–8 ° С higher than the solidus point of the mixture being cleaned.