Способ разделения электролитных растворов и расплавов

Способ разделения электролитных растворов и расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии разделения электролитных растворов и расплавов и позволяет повышать эффективность их разделения. Способ позволяет создавать градиент концентрации в объеме электролита путем воздействия на него переменным магнитным полем и одновременным пропусканием переменного электрического тока так, чтобы векторы электрического и магнитного полей были перпендикулярны друг другу и менялись синхронно по частоте и амплитуде. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Si) S С 02 F 1/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4417039/31-26 (22) 28,01.88 (46) 23.11.90. Бюл. Ф 43 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) П.M.Ñòàäíèé÷óê (53) 621.187.127(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1081129, кл. С 02 F 1/48, 1983. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНЫХ

РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ

Изобретение относится к технологии разделения (сепарации) электролитных растворов и расплавов и может быть использовано в технике там, где возникает необходимость концентрирования или очистки электролитов от примесей ионного характера, а также для создания градиента концентрации в объеме электролита с другими целями.

Цель изобретения — повьппение эффективности разделения электролитов.

На чертеже изображена схема реализации способа.

Если электролит поместить в зону, в которой векторы магнитного (В) и электрического (Е) полей направлены .соответственно вдоль координатных осей OY и ОХ, как показано на фиг., то силы Лоренца будут действовать на катион и анион в направлении, противоположном оси О, создавая градиент . концентрации (С) вдоль этой оси. Необходимо отметить также, что в соответствии с теорией эффекта Холла, силы

„.Я0„„1608136 — А.1

2 (57) Изобретение относится к технологии разделения электролитных растворов и расплавов и позволяет повышать эффективность их разделения. Способ позволяет создавать градиент .концентрации в объеме электролита путем воздействия на него переменным магнитным полем и одновременным пропусканием переменного электрического тока так, чтобы векторы электрического и магнитного полей были перпендикулярны друг другу и менялись син1 ронно по частоте и амплитуде. 1 ил., 2 табл.

Лоренца будут максимальными при перпендикулярности векторов магнитного и электрического полей:

Р =VВЕ sinai где V — скорость миграции ионов в электрическом поле.

С помощью устройства можно опытным путем доказать возникновение rpa- P диента концентрации в объеме электролита под действием пересекающихся под CK прямым углом переменных магнитного > и электрического полей, векторы кото- ф рых меняются по частоте и амплитуде ф синхронно, а также оценить эффективность разделения электролитов предла-гаемым способом. устройствб состоит из прямоуголь ной емкости 1, изготовленной из ди-, электрического материала, на противоположных стенках которой с внутренней стороны установлены электроды 2 из неферромагнитного материала. На одной из стенок емкости 1, перпенди кулярной плоскости электродов 2, раз1б 08136 мещены еще две пары проволочных э,пектродов 3, которые предназначены для измерения электропроводности раствора электролита в двух различных плоскас5 тях, удаленных на некоторое расстояние вдоль оси 0Z..

Емкость 1 заполняют исследуемым электролитом и помещают в переменное магнитное поле так, чтобы плоскости электродов 2 были параллельны вектору магнитной индукции. На электроды 2 подается переменное напря>кение от источника, изменение ЗДС которого., например, с помощью фазовращателя,, синхронизируют с магнитным полем. К электродам 3 с помощью переключа-.еля подключают кондуктометр (He показан). позволяющий измерять электропра задность или сопротивление электролита на протяжении опыта в точках объема, находящихся на некотором расстоянии вдоль координатной оси 07. По величине сопротивления электролита в верхней части емкости R з и нижней части

Кя, измеряемого с помощью двух пар электродов 3, на время опыта можнс сравнивать концентрации электролита в этих точках объема.

Па отношению R /1>,, можно судить о степени разделения электролита или произвести расчет градиента концентрации по известному расстоянию между двумя парами электродов 3. Такое сравнение будет тем более корректным, чем меньше исходная концентрация электролита взята для опыта, так как для разбавленных растг3сров зависимость их сопротивлейия от копцентра40 ции является прямолинейной, В табл. 1 и 2 даны зависимости сопротивления растворов хлористо: с водорода концентрацией 0,01 моль/л от времени их нахождения в электрсмагнитном поле, при этом табл. 1 приведена для случая синфазного изменения нектаров электрического и магнит.— ного полей, а табл„ 2 — .Iëë :антдфазного.

Л

Как видно из табп., электро-провадность раствора зле;тролита в нижней части объема электро.-гита увеличивается (сопротивление падает), а в верхней части уменьшае-ся при э > синфазпом изменении векторов магнитного и электрического полей, При -,тем концентрация раствора в двух точках объема отличается н 10 раз., что з-:а,чительно больше, чем для других известных электромагнитных способов разделения. Этот результат получен помощью устройства, предназначенного для демонстрации принципа работы способа электромагнитного разделения электралитных растнорон и расплавов °

При усовершенствовании устройства и методики проведения опытов степень разделения электролита мажет быть значительно увеличена.

Табл. 2 приведена для иллюстрации возможности создания направленного градиента концентрации раствора электролита с помощью этога способа. Так, при контрфазнам изменении векторов переменных электрического и магнитного полей "coIIIJåHòpàïèÿ в верхней части объема растет, а в нижней падает. Об этом свидетельствует увеличечие сопротивления раствора н нижней части его объема и уменьшение — в верхней во времени. Силы Лоренца н этом случае действуют на катионы и анионы в направлении координатной оси 0Z.

К преимуществам предлагаемого электромагнитного способа разделения электролитных растворов и расплавов, кроме высокой степени разделения, можно отнести следующие. Устройства для осуществления способа разделения не содержат вращающихся частей, пористых диафрагм, разделительных каНаНоТ3 и перегородок, .применение переменного тока вместо постоянного исключав-; выделение продуктов электроли"-а загрязняющих электролит и окружающую среду. Разделение электролитов протекает н изотермических условиях, что особенна важно при обога-цении электролитов, содержащих термически неустайч:3ные компоненты, например лекарственные репараты. Нет принципиальных ограничений использования предлагаемого способа разделения для очистки высокотемпературных ионных расплавон, используемых в технологии

;.алучения особо чистых веществ, напримср с целью получения I.îëóïpîâîäниковых материалов формула и з а б р е T e H H R

Способ разделения электролитных раствора>3 и р<1сTfJIQBo:, включающий воздействие на них гересекающихся магпитнс го и =-лектрическс.го полей, о т л и ч ", ю шийся тем, что, 5

1608136 6 с целью повышения его эффективности, электрического поля изменяют синхронэлектрическое и магнитное поля созда- но с изменением вектора напряженнос- .. ют переменными, причем направление ти магнитного поля.

Таблица 1

Значения показателей эа время, мин

Показатели

2 4 6 8 10

Таблица 2

Показатели

Значения показателей за время, мин (1

О 2 4 6 8 10

1, 10 0,94 0,83

7,42 8,04 8,35

0,15 0,12 0,10

2,73

2,80

0,98

Составитель О.Симоненко

Техред Л.Сердюкова - Корректор Т.Палий

Редактор Н.Яцола

Заказ 3591 Тираж 799 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101

R, кОм к /кн

Rа, кОм

К„, О э/ н

2,71

2,85

0,95

4,19

2,18

1,92

2,17

3,49

0,62

6,60

1,76

3,75

1,85

6,48

0,29

7,39

1,07

6,91

8,01 8,12

0,91 0,79

8,80 10,3