Способ разделения сложного раствора

 

Использование: разделение сложного раствора и извлечение из него полезных компонентов; может применяться на горнодобывающих предприятиях и предприятиях тяжелого и среднего машиностроения, а также для опреснения различных типов соленых вод и добычи полезных компонентов из подземных высокоминерализованных, морских и океанических вод. Сущность изобретения: на сложный раствор воздействуют электрическим полем, после чего проводят электрофлотацию. Затем проводят извлечение полезных компонентов в магнитном поле с использованием капиллярного и гидродинамического эффектов. 1 ил.

Способ разделения сложного раствора относится к области магнитного и электростатического разделения материалов.

Широко известен способ извлечения полезных компонентов путем сорбции на ионообменных смолах [1] аналог, заключающийся в поглощении сорбентом ионов из раствора.

Недостатками этого способа являются: большое потребление реагентов и материалов, нарушение экологии, сложность процесса и его обслуживания, а также высокая себестоимость и сравнительно низкая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения полезных компонентов путем хроматографии [2] - прототип, включающий в себя разделение смеси веществ и основанный на различном распределении веществ в динамических условиях между подвижной и неподвижной фазой.

Недостатками этого способа являются: сложность, относительно низкая эффективность, загрязнение окружающей среды, высокая стоимость, ограниченная область применения, а также необходимость в утилизации потребляемых материалов после их отработки.

Целью предлагаемого изобретения является: увеличение эффективности извлечения, снижение затрат путем упрощения методики и конструкции установки, экологическая чистота, а также универсальность методики для расширения области применения.

Поставленная цель достигается тем, что разделения сложных растворов включает прохождение сложного раствора через зоны разделения с поэтапным концентрированием полезных компонентов и их комплексный или силикатный завод из зоны извлечения, а также последовательное воздействие электрическим полем, электрофлотацией на сложный раствор в зонах разделения для концентрирования раствора с полезными компонентами и вывод полезного компонента из зоны извлечения посредством использования магнитного поля, капиллярных и гидродинамических эффектов.

Указанные отличия обуславливают соответствие заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень". Признаки, отличающие заявленное техническое решение, являются неизвестными, ранее они не использовались в других, известных науке технике способах, направленных на решение поставленной задачи. При этом свойства каждого отличительного признака не обуславливают сами по себе свойства всего объекта в целом.

Действительно, основное свойство заявленного технического решения заключается в том, что оно позволяет увеличить эффективность извлечения, расширить область применения, а также получить экологически чистую и практически безотходную технологию путем последовательного воздействия на проходящий через зоны распределения сложный раствор электрическим полем, электрофлотацией и посредством использования магнитного поля и капиллярных, гидродинамических эффектов для вывода сконцентрированных полезных компонентов из зоны извлечения.

Каждый из отличительных признаков сам по себе не обладает такими свойствами, т.е. совокупность отличительных признаков проявляет свойства, отличительные по своим свойствам от свойств известных признаков. Следовательно, признаки совокупности вступили во взаимодействие, а заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже, где 1, 2 зоны разделения; зона извлечения; а вход сложного раствора; б поток сконцентрированного раствора полезного компонента.

Способ осуществляется следующим образом: сложный раствор последовательно движется через зоны разделения (1 и 2), где посредством электрического поля (зона 1) и электрофлотации (зона 2) происходит концентрирование полезных компонентов. Затем раствор сконцентрированных полезных компонентов (б) попадает в зону комплексного или селективного извлечения (зона 3), откуда полезные компоненты выводятся посредством магнитного поля, капиллярных и гидродинамических эффектов.

Пример использования способа разделения сложных растворов.

Для лабораторных исследований был выбран хлоридный раствор, содержащий ионы кальция и магния с концентрацией их 10 г/л. Раствор последовательно проходит через зону 1, где под действием электростатического поля раствор разделяется на две составляющие: обедненную часть, идущую на слив, и обогащенную, поступающую в следующую зону 2, где происходит вторичное концентрирование, посредством электрофлотации проточного типа. При прохождении раствор через зону 2 происходит разделение раствора на обедненную часть, поступающую на слив, и концентрат, который поступает в зону 3, где происходит извлечение ионов путем оказания воздействия магнитным полем на движущийся раствор и улавливания ионов системой капилляров. Выведенные из раствора ионы поступают в приемные емкости. В результате лабораторных исследований, проведенных совместно с геохимической лабораторией, было установлено, что степень извлечения составила 80 85% а также, что при определенном конструктивном исполнении возможно не только комплексное извлечение, но и селективное.

Формула изобретения

Способ разделения сложного раствора, включающий извлечение полезных компонентов с использованием капиллярного и гидродинамического эффектов, отличающийся тем, что перед извлечением полезных компонентов на сложный раствор воздействуют электрическим полем, после чего проводят электрофлотацию, а извлечение полезных компонентов осуществляют в магнитном поле.

РИСУНКИ

Рисунок 1