Электролизер для разделения ионов — SU 1560261 (original) (raw)
СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)5 В 01 Э 61/4 ЫИ КОМИТЕТ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕНПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ ССОР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ СВ Н АВТОРСИ(2 естнои конструкции элекимеющего корпус, образоижением окружности по замк ивой линии, .снабженный элек размещенными в ионитовых атчики, стартовую камеру,кривая линия имеет два па ых участка, соединенных меж полуокружностями, диаметр тносится к длине линейных 1:1 О, причем на линейных электролизера имеются высния В из тролазер ванный д нутой кр тродами чехлах, замкнут раллельн ду собой которых участков участках дя угленвстречза пределы сны,на которыхстановлены и тупы, вых ных участ но"паралл когерентн1 ил,ков сточникения. го светового излу Целен изобретения являкорости раэделени уве- есей ионов.На чертеже схематическивлектролизер.Электролизер состоит1, имеющего два линейныхи 3 параллельно друг друненныхмежду собой скругстками 4 и 5. Линейные увыступы 6 - 9,.на которыпараллельно установленыгерентного светового изл10 и 11. В корпусе электтановлены графитовые элнитовых чехлах 12 - 15 и зображен икераэ-,бр мера 16. 1) 4149930/23-26(56) Авторское свидетельство СССР 9 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 обо" гащення изотопов, находящихся в водных растворах в ионной форме, для отделения ценных ионов от малоценных . с целью их регенерации, для качественного и количественного анализа смесей ионов и может быть применено в приборостроении, радиоэлектрон и химической промьппленности для деления и получения ценных и осо ,чистых веществ. иэ корпуса участка 2 гу, соедиленными учачастки имеют е встречно- источники ко" учения (ИКСИ) ролизера ус" ектроды в иостартовая ка 1560261Устройство работает следующим образом.Наполняют все камеры и ионитовые чехлы дистиллированной водой, включают охладительные водяные рубашки 17 - 20. При выдвинутых заслонках 21 и 22 и вдвинутых до упора в противоположную стенку малых камер заслонках 23 и 24 включают в электрическую цепь О 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 рированные стенки стартовой камеры в электрическом поле постоянного тока выходят в линейный участок 2 и прямолинейно движутся к электро"; 12.Затем включают ИКСИ 103 резуль тате дАвления мощного свето ого пучка ИКСИ на движущиеся в электрическом поле катионы А ,В они получают+дополнительное ускорение и, так как направление векторов скорости движе 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 30 электрода 12.По достижении катионами А ,В датФ чика 25 он срабатывает и автоматически одновременно открывается заслонка 24 и вдвигаются заслонки 21 и 22 содновременной переполюсовкой и включением пары электродов 12 и 14.Подойдя к ионитовому чехлу 15 сэлектродом 14, катионы А ,В вызыФ + вают сигналы датчика 26, по команде 40которого автоматически вдвигаются доупора заслонки 23 и 24, выключаетсяпара электродов 12 и 14 и включается другая пара электродов 13 и 14 с включением ИКСИ 10, и в камере 3 повторяется тот же процесс разделения катионов А ,В , как и в линейном участке2, только катионы уже движутся в обратном направлении. Закругленная форма двух противоположных стенок ванны обусловлена необходимостью сохранить геометрию фронта разделяемых иоонов при его плавном повороте на 90 .Циклы повторяют до полного разделения смеси ионов на чистые фракциикатионов А ,В , ИКСИ и через донныеФотверстия 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 4 к 4 см; оптимальные напряжения 60-. 120 В, величина тока 0,2 - 0,5 А; диаметр цилиндрических графитовых электродов 0,5 см.Промышленные электролизеры могут иметь значительно большие габариты и величины применяемых токов и большие загрузки разделяемых ионов.Работа ИКСИ основана на соответствующих свойствах искусственного рубинового монокристалла с поперечным сечением 4 х 4 см, длиной 30 см, плотности мощности светового пучка на выходе 50-60 Вт/см при длине волны 0,7 микрона с частотой импульсов 5-6 имп./ /мин, Работа ИКСИ обеспечивается лампой накачки.П р и м е р 1. 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"98 Х 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 компоЗаказ 937 Тираж 537ВНИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, Ж,Подписн ретениям и открытиям при ГКНТ ССушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 5 156ненты потребовалось 3 ч при 97-98 Хвыходе по веществу, а в прототипе18 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,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения скорости разделения ионов замкнутая кривая линия со 1стоит из двух параллельных участков,соединенных между собой полуокружностями, причем соотношение длины параллельных сторон к диаметру полуок ружности равно 10:1, линейные участки корпуса выступают за пределы участков корпуса, выполненных в виде полуокружности, и их торцовые стенки выполнены из оптически прозрачного ма териала,-на которых встречно-соосноразмещены два источника когерентногосветового излучения.