Электролизер для разделения ионов

 

Изобретение относится к области химии и может быть применено для разделения ионов с близкими свойствами, для промышленного разделения и обогащения изотопов, находящихся в водных растворах в ионной форме. Изобретение позволяет увеличить скорость разделения ионов за счет использования в известной конструкции электролазера, имеющего корпус, образованный движением окружности по замкнутой кривой линии, снабженный электродами, размещенными в ионитовых чехлах, датчики, стартовую камеру, замкнутая кривая линия имеет два параллельных участка, соединенных между собой полуокружностями, диаметр которых относится к длине линейных участков 1:10, причем на линейных участках электролизера имеются выступы, выходящие за пределы скругленных участков ванны, на которых встречно-параллельно установлены источники когерентного светового излучения. 1 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае 1111

А1 (щу В 01 Э 61/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4149930/23-26 (22) 04.10.86 (46) 30.04.90. Бюл. N 16 (72) В.В.Крохв и Т.Н. Благосклонова (53) 661.183.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1043185, кл. С 25 В 9/00, 1982. (54) ЗЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ (57) Изобретение относится к области химии и может быть применено для разделения ионов с близкими свойствами, для промышленного разделения и обогащения изотопов, находящихся в водных растворах в ионной форме. Изобретение .позволяет увеличить скорость разделения ионов за счет использоваИзобретение относится к химии и может быть. использовано для разделения ионов с близкими свойствами, а также ионов различной природы, для разделения ионов одинаковой природы, но разной валентности, для промышленного и лабораторного разделения и обогащения изотопов, находящихся в водных растворах в ионной форме, для отделения ценных ионов DT малоценных . C ц е ль ю иHх x р еeг еeнHеeр а ц ииH, для качественного и количественного анализа смесей ионов и может быть применено в приборостроении, радиоэлектронике и химической промьппленности для раэ- . деления и получения ценных И особо ,чистых веществ.

2 ния в известной конструкции злектролазера, имеющего корпус, образованный движением окружности по замкнутой кривой линии, -снабженный электродами, размещенными в ионитовых чехлах, датчики, стартовую камеру, замкнутая кривая линия имеет два параллельных участка, соединенных между собой полуокружностями, диаметр которых относится к длине линейных участков 1:10, причем на линейных участках электролизера имеются выступы, выходящие за пределы скругленных участков ванны,на которых встречно"параллельно установлены источники когерентного светового излучения.

1 ил.

Целью изобретения является увеличение скорости разделения смесей ионов

На чертеже схематически изображен влектролизер.

Электролизер состоит иэ корпуса

1, имеющего два линейных участка 2 н 3 параллельно друг другу, соединенных между собой скругленными участками 4 и 5. Линейные участки имеют выступы 6 - 9,.на которые встречнопараллельно установлены источники когерентного светового излучения (ИКСИ)

10 и 11. В корпусе электролизера установлены графитовые электроды в ионитовых чехлах 12 - 15 и стартовая камера 16.

1560261

Устройство работает следующим образом.

Наполняют все камеры и ионитовые чехлы дистиллированной водой, включают охладительные водяные рубашки

l7 — 20. При выдвинутых заслонках 21 и 22 и вдвинутых до упора в противоположную стенку малых камер заслонках

23 и 24 включают в электрическую цепь 10 постоянного тока электроды 12 и 13 и вдвигают в линейный участок 2 стартовую камеру 16 с водным раствором исходной разделяемой смеси катионов

А, В и т.д., которые через перфо- 15 рированные стенки стартовой камеры в электрическом поле постоянного тока выходят в линейный участок .2 и прямолинейно движутся к электро-.v 12.

Затем включают ИКСИ 10 ° 3 резуль- 20 тате дАвления мощного свет .,ого пучка ИКСИ на движущиеся в электрическом поле катионы А,В они получают

+ дополнительное ускорение и, так как направление векторов скорости движе- 25 ния в электрическом поле и направление воздействия на катионы светового пучка ИКСИ совпадают и суммируются, разделяемые катионы А,В начинают уско+ ренно передвигаться в направлении Зр электрода 12.

По достижении катионами А,В датФ чика 25 он срабатывает и автоматически одновременно открывается заслонка

24 и вдвигаются заслонки 21 и 22 с одновременной переполюсовкой и включением пары электродов 12 и 14.

Подойдя к ионитовому чехлу 15 с электродом 14, катионы А,В вызы+ вают сигналы датчика 26, по команде 40 которого автоматически вдвигаются до упора заслонки 23 и 24, выключается пара электродов 12 и 14 и включается другая пара электродов 13 и 14 с включением ИКСИ 10, и в камере 3 повторя- 45 ется тот же процесс разделения катионов А,В, как и в линейном участке

2, только катионы уже движутся в обратном направлении. Закругленная форма двух противоположных стенок ванны обусловлена необходимостью сохранить геометрию фронта разделяемых иоо нов при его плавном повороте на 90 .

Циклы повторяют до полного разделения смеси нонов на чистые фракции катионов А,В, ИКСИ и через донные

Ф отверстия с кранами сливают в виде водных растворов в емкости-приемники целевых ионов.

Число камер-приемников целевых ионов соответствует числу одновременно разделяемых ионов.

Оптимальные параметры электролизера: расстояние мвкду соседними электродами 14-15 см в зависимости от сложности состава исходной смеси ионов; расстояния между дальше размещенными электродами по 50 см; длина электролизера 130 см, поперечное сечение ванны 4х4 см; оптимальные напряжения 60-. 120 В, величина тока 0,2—

0,5 А; диаметр цилиндрических графитовых электродов 0,5 см.

Промьппленные электролизеры могут иметь значительно большие габариты и величины применяемых токов и большие загрузки разделяемых ионов.

Работа ИКСИ основана на соответстФ вующих свойствах искусственного рубинового монокристалла с поперечным сечением 4х4 см, длиной 30 см, плотности мощности светового пучка на выходе 50-60 Вт/см при длине волны 0,7

2. микрона с частотой импульсов 5-6 имп./

/мин. Работа ИКСИ обеспечивается лампой накачки.

Пример I. Загрузка исходной разделяемой смеси катионов, образованных соединениями, содержала, г: бромистья литий 0,200; хлористый натрий 0,200; йодистья калий 0,200.

Габариты электролизера и режимы работы идентичны приведенным.

Для полного разделения смеси катионов на отдельные компоненты в предлагаемом электролизере потребовалось 3 ч, причем все катионы выделены с 97-98Х выходами по веществу.

В прототипе разделение аналогичной смеси катионов в идентичных условиях, но без ИКСИ потребовало 18 ч времени при тех же выходах катионов по веществу.

Таким образом, в предлагаемом электролизере скорость разделения катионов в шесть раз больше, чем в прототипе.

Н р и м е р 2. Загрузка исходной разделяемой смеси катионов, образованных соединениями, г: хлористый калий 0,200; йодистый цезий 0,200; фтористый рубидий 0,200.

Все остальные условия проведения опытов такие же, .как в примере 1.

В предлагаемом электролизере на полное разделение катионов на компо0261

Таким образом, скорость разделения в предлагаемом электролизере, как и в примере 1, в 6 раэ вышее, чем в прототипе.

Формула и з о б р е т е н и я

Составитель О.Зобнин

Редактор Е.Копча Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Бескид

Заказ 937 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

156 ненты потребовалось 3 ч при 97-98i . выходе по веществу, а в прототипе

18 ч.

Электролизер для разделения ионов, состоящий из корпуса, поверхность которого образована движением окружности по замкнутой кривой линии снабженного камерами-приемниками целевых продуктов, стартовой камерой, графитовыми электродами в ионитовых чехлах, отличающий с я тем, что, с целью увеличения скорости разделе5 ния ионов замкнутая кривая линия сп1 стоит из двух параллельных участков, соединенных между собой полуокружностями, причем соотношение длины па— раллельных сторон к диаметру полуокружности равно 10:1, линейные участки корпуса выступают за пределы участков корпуса,- выполненных в виде полуокружности, и их торцовые стенки выполнены из оптически прозрачного ма15 териала,-на которых встречно-соосно размещены два источника когерентного

-светового излучения.