DE464084C - Einrichtung zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Loesungen enthaltenen Gemischen durch fraktionierte Kristallisation - Google Patents

Einrichtung zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Loesungen enthaltenen Gemischen durch fraktionierte Kristallisation

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Publication number
DE464084C
DE464084C DES69331D DES0069331D DE464084C DE 464084 C DE464084 C DE 464084C DE S69331 D DES69331 D DE S69331D DE S0069331 D DES0069331 D DE S0069331D DE 464084 C DE464084 C DE 464084C
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DE
Germany
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vessels
vessel
cooling
walls
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Expired
Application number
DES69331D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Zimmermann
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0004Crystallisation cooling by heat exchange
    • B01D9/0013Crystallisation cooling by heat exchange by indirect heat exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0018Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B01D9/0031Evaporation of components of the mixture to be separated by heating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Einrichtung zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Lösungen enthaltenen Gemischen durch fraktionierte Kristallisation Bei der Zerlegung von in Lösungen enthaltenen Gemischen seltener Erden m ihre Einzelbestandteile ist oft die fraktionierte Kristallisation das einzige Mittel, um eine vollständige Trennung g der einzelnen Bestandteile voneinander zu erhalten; dies ist z. B. der Fall bei der Gewinnung von Radium aus Pechblende und bei der Gewinnung des Hafniums aus Zirlionmineralien. Durch abnechselndes Abkühlen und Eindampfen der Mutterlauge werden die einzelnen Bestandteile auskristallisiert und die schwerer löslichen von den leichter löslichen getrennt, und zwar so, daß sich zunächst die schwerer löslichen und dann die leichter löslichen Bestandteile abscheiden. Die ersten ausgeschiedenen Kristalle, die also bei der ersten Abkühlung der Mutterlauge ausfallen, enthalten zum größten Teil den am schwersten löslichen Bestandteil, jedoch auch noch geringe Mengen von weniger schwer löslichen Stoffen. Löst man nun die zuerst erhaltenen Kristalle von neuem auf und unterwirft die entstehende Lösung einer erneuten mehrfachen Kristallisation, so werden die hierbei auftretenden ersten Kristalle bereits einen wesentlich größeren Reinheitsgrad besitzen als diejenigen aus der ersten Umkristallisation der Mutterlauge. Auf diese Weise kann man durch mehrfache Umkristallisation der bei dem ersten Verfahren entstehenden einzelnen Kristallbildungen die einzelnen Bestandteile eines in einer Lösung enthaltenen Gemisches praktisch vollständig voneinander trennen.
  • Es gibt Stoffe, die erst nach tausend- oder noch mehrfacher Umkristallisierung einen technisch brauchbaren Reinheitsgrad erhalten können.
  • Es sind zwar Einrichtungen bekannt geworden, bei welchen eine Salzlösung im Gegenstrom zu einer Kühlflüssigkeit geleitet wird. Dabei scheidet sich das Salz in einzelnen hintereinander angeordneten Behältern ab. Eine solche Einrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Konzentration der Lösung allmählich sinkt und daher die Abscheidung des Salzes erschwert wird.
  • Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung, bei welcher sich die Ausscheidung von Salzen in besonders günstiger Weise durchführen läßt. Die Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer Reihe gekühlter Gefäße für die einzelnen Kristallisationen und einer Reihe. dazwischengeschalteter Gefäße zum Eindampfen der Lösung, wobei zwischen den einzelnen Gefäßen Überläufe angeordnet sind. Da infolge des Eindampfens und der Ausscheidung der Kristalle die Mutterlauge einen immer geringeren Raum einnimmt, kann man die Gefäße allmählich kleiner werden lassen.
  • Um an Raum zu sparen, kann man ferner gemäß der Erfindung jedes kleiner gestaltete Kühlgefäß innerhalb des vorhergehenden größeren Gefäßes anordnen, so daß zwei oder mehr Kühlgefäße ineinander angeordnet sind, was außerdem eine wesentliche Vereinfachung der Kühlanlage und einen geringeren Aufwand an Kühlmitteln zur Folge hat. Dementsprechend kann man auch die Gefäße, die zum Eindampfen dienen, ineinanderstellen und die einzelnen Kühl- und Eindampfgefäße in der entsprechenden Reihenfolge durch Kanäle oder Überläufe miteinander verbinden.
  • Man kann nun noch gemäß der Erfindung mehrere solche Vorrichtungen der geschilderten Art nebeneinander oder übereinander anordnen und die Mutterlauge nacheinander durch die einzelnen Gefäße hindurchlaufen lassen, so daß man Hunderte von Umkristallisationen fortlaufend vornehmen kann und doch nur einen verhältnismäßig geringen Raum für die Anordnung der hierzu erforderlichen Gefäße benötigt.
  • Um die Kühlwirkung in den Kühlgefäßen und die Heizwirkung in den Gefäßen zam Eindampfen zu erhöhen, kann man nun gemäß der Erfindung Wände anordnen, die von oben in die Gefäße hineinhängen, und zwischen diesen Wänden andere am Boden befestigte Wände anbringen und in den Wänden in irgendeiner bekannten Weise die Kühl-oder Heizvorrichtungen anordnen. Die Mutterlange wird dadurch gezwungen, an den Wänden entlang zu fließen, wodurch einerseits der Weg während der Kühlung bzw.
  • Verdampfung verlängert wird und anderseits eine große Fläche für die Kühl- bzw.
  • Heizvorrichtung geschaffen wird.
  • In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. I eine Vorrichtung, bei welcher die einzelnen Gefäße nebeneinander, und Abb. 2 eine Vorrichtung, bei welcher die Gefäße ineinander angeordnet sin.
  • In Abb. I sind I, 3 und 5 die Kühlgefäße, 2, 4 und 6 die Gefäße zum Eindampfen. Diese Gefäße sind durch die Kanäle 7, 8, 9, 10 und 11 miteinander verbunden. I2, I3 und 14 sind Wände, die irgendwie, beispielsweise an der Oberkante des Gefäßes, aufgehängt sind und in die Flüssigkeit hinabtauchen. I5 und I6 sind die zwischen ihnen liegenden Wände, die. am Boden des Gefäßes befestigt sind. In diesen Wänden befinden sich beispielsweise Heizrohre oder elektrische Heizwiderstände, die in der Abbildung mit I7 bezeichnet sind.
  • Die Wände werden in diesem Falle zweckmäßig konzentrisch gelagert.
  • Die Kristallisation geht nun folgendermaßen vor sich: Aus dem Zuführungsrohr I8 fließt die heiße Mutterlauge in das Gefäß I und fließt in der eingezeichneten Pfeilrichtung um die Kühlwände I2, I5, I3, I6 und 14 herum und läuft dann durch das Rohr 7 in das Gefäß 2. Die Strömung der Flüssigkeit an den Heizwänden vorbei in diesen und in den folgenden Gefäßen ist dieselbe wie die in dem Gefäß 1. rn dem Gefäß I scheiden sich nun durch die Abkühlung der Flüssigkeit an den Kühlwänden die ersten Kristalle aus, die sich entweder an den Wänden oder auf dem Boden des Gefäßes absetzen. Diese Kristalle enthalten zum größten Teil die Bestandteile, die am schwersten löslich sind, also am leichtesten ausgeschieden werden. Die übrigbleibende Lauge wird nun in dem Gefäß 2 von neuem eingedampft und fließt dann wiederum in heißem Zustande durch den KanalS in das Kühlgefäß 3, wo sich ebenfalls Kristalle an den Kühlwänden oder dem Boden absetzen, und zwar diesmal schon Kristalle von Bestandteilen der Mufterlauge, die leichter löslich sind als die in Gefäß I abgesetzten. Der Vorgang des Erwärmens und Abkühlens wiederholt sich in den Gefäßen 4, 5 und 6. In jedem der Gefäße 1, 3 und 5 wird ein bestimmter Bestandteil der Mutterlauge unter den Kristallen vorherrschend sein. Es können natürlich je nach den besonderen Verhältnissen auch mehr Gefäße angewendet werden. Die aus dem Abflußrohr 19 des letzten Gefäßes austretende Endlauge kann nun, wenn erforderlich, entsprechend in einer zweiten Anlage derselben Art weiter behandelt werden.
  • Die Kristalle nun, die sich in dem Gefäß I abgesetzt haben, werden neben dem Hauptbestandteil noch besondere Beimengungen enthalten. Um nun den Hauptbestandteil, der also von allen Bestandteilen der Mutterlauge am schwersten löslich war, in noch größerem Reinheitsgrad zu erhalten, kann man die Kristalle wiederum auflösen und von neuem durch eine Anlage der geschilderten Art hindurchschicken. Das gleiche Verfahren kann man mit den in den Gefäßen 3 und 5 abgesetzten Kristallen vornehmen und ebenso die Kristalibildungen der zweiten Anlage von neuem auflösen und wie beschrieben behandeln und so fort, bis man die einzelnen Bestandteile der Mutterlauge in gewünschtem Reinheitsgrad erhalten hat. Will man die in den Endlaugen enthaltenen Bestandteile ebenfalls auskristallisieren, so wird man zweckmäßig die Endlaugen der einzelnen Anlagen sammeln und dann in einer Vorrichtung der geschilderten Art durch mehrfaches Abkühlen und Wiedereindampfen behandeln. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, wird bei dauerndem Zufluß der Mutterlauge aus dem Rohre IS der Lauf der Mutterlauge durch die einzelnen Gefäße selbsttätig bewerkstelligt.
  • Da außerdem die Heiz- und Kühlvorrichtungen ebenfalls in bekannter Weise selbsttätig wirken können, ist ein Überwachen der Vorrichtung kaum erforderlich. Man kann auch mehrere in der Abb. I geschilderte Anlagen nebeneinander oder übereinander anordnen.
  • Dadurch, daß die Gefäße infolge der abgesetzten Kristalle und des Verdampfens der Mutterlauge immer kleiner werden können, wie aus Abb. I ersichtlich, kann man die kleineren Gefäße innerhalb der größeren anordnen, wobei natürlich im Innern des größeren Gefäßes ein entsprechender Raum von Heizwänden frei bleiben muß.
  • Eine Anordnung dieser Art ist in Abb. 2 als Beispiel dargestellt. Um eine leichtere Übersicht zu gewähren, ist die Bezifferung entsprechend der von Abb. I gewählt. Die Gefäße 21, 23 und 25 entsprechen den Gefäßen I, 3 und 5 der Abb. I und die Gefäße 22, 24 und 26 den Gefäßen 2, 4 und 6 der Abb. I.
  • 32 und 34 sind in das Gefäß 2I hineinhängende Eühlwände. 35 ist eine zwischen diesen angeordnete, am Boden des Gefäßes 21 befestigte Wand. Innerhalb des von der zylindrischen Wand 34 eingeschlossenen Raumes befindet sich nun das Gefäß 23, das wiederum mit Kühlwänden ausgestattet ist, und in deren Innenraum das Gefäß 25, das ebenfalls mit Kühlwänden versehen ist. Entsprechend ist die Anordnung der Heizgefäße 22, 24 und 26. Der Prozeß geht nun bei der in Abb. 2 geschilderten Vorrichtung folgendermaßen vor sich: Die Mutterlauge fließt aus dem Rohr 38 in das Gefäß 21 und nimmt um die Wände 32 und 34 herum wiederum den durch Pfeile gekennzeichneten Lauf, wobei sich ebenfalls die ersten Kristalle absetzen. Die abgekühlte Lauge fließt nun durch das Rohr 27, das durch die Wände hindurchgeführt werden kann, in das Gefäß 22. In diesem macht sie wiederum den Kreislauf um die Wände herum und fließt dann durch das Rohr 28 in das Gefäß 23 wo sie nach Umströmen der Wände wiederum durch das Rohr 29 in das Heizgefäß 24 geführt wird. Von diesem führt die Rohrleitung 30 in das Kühlgefäß 25 und von diesem wieder das Rohr 3I in das Gefäß 26, in welchem die Lauge eingedampft wird; durch das Rohr 39 wird die Endlauge abgeführt.
  • Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist sowohl für Laboratoriumszwecke wie für Fabrikbetriebe ausführbar und brauchbar und kann für alle Zwecke verwendet werden, wo durch sehr oft wiederholte Kristallisation eine Trennung irgendwelcher Bestandteile von Gemischen oder Lösungen erforderlich ist.
  • PATENTANSPRCHE: I. Einrichtung zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Lösungen enthaltenen Gemischen durch fraktionierte Kristallisation, gekennzeichnet durch eine Reihe gekühlter Gefäße für die einzelnen Kristallisationen und eine Reihe dazwischengeschalteter Gefäße zum Eindampfen der Lösung, wobei zwischen den einzelnen Gefäßen Überläufe angeordnet sind.

Claims (1)

  1. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kristallisationsgefäße fortlaufend an Größe abnehmen.
    3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Gefäße für die Kristallisationen wie auch die Gefäße zum Eindampfen ineinander angeordnet sind.
    4. Kristallisationsanlage nach Anspruch I bis 3, bestehend aus mehreren zweckmäßig übereinander angeordneten Kristallisationseinrichtungen, welche derart miteinander verbunden sind, daß sie von der Lösung nacheinander durchflossen werden können.
DES69331D 1925-03-19 1925-03-19 Einrichtung zum Trennen der einzelnen Bestandteile von in Loesungen enthaltenen Gemischen durch fraktionierte Kristallisation Expired DE464084C (de)

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DE464084C true DE464084C (de) 1928-08-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567300B1 (de) * 1961-04-07 1970-04-02 Machinenfabrik Buckau R Wolf Ag Kochapparat zum kontinuierlichen Kristallisieren von Dicksaft zu Zuckerfuellmasse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567300B1 (de) * 1961-04-07 1970-04-02 Machinenfabrik Buckau R Wolf Ag Kochapparat zum kontinuierlichen Kristallisieren von Dicksaft zu Zuckerfuellmasse

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