机械力提取可溶物方法及装置 本发明涉及可溶物去除、提取技术,特别是利用机械力提取可学溶物的方法及装置。
目前在湿法冶金、水解氢氧、海水淡化,等可溶物的去除、提取技术领域还没有利用机械力直接解决问题的方法。利用电场力去除、提取可溶物的方法主要有电解法、电渗析法,电解法是最常用的方法之一,该方法的缺点是极板直接与液面接触,活性金属难以提取,同时电能消耗大。四川科学技术出版社1985年出版的“电镀三废处理”一书,较系统的介绍了各类镀液的处理方法,其中美国微孔研究公司设计的多级膜对电渗析器是在电解工艺的基础上增加了膜工艺,膜的应用是分离技术的一进步,但设计者的思路受传统微观局限,只提出了分离这第一步,分离后如何提取问题没有解决。中国发明专利公报95年2月8日公开了“电滤式净水器”的发明(申请号9310645.6)该发明是以电场、电泳效应的电极电化学反映来达到净水作用的,该发明有它地可取之处,解决的净水问题,但对有害离子的去除没有脱离水体,因此说也是不完全的。在现有电化学应用技术中只把注意力放在微观的电力和化学力单方面是普遍的,而对宏观与微观力的结合、转化互补问题没有去更好地开发。
本发明为克服传统技术的单一局限,力求利用机械力与微观场力结合互补、转化;用来解决物质的分解去除提取问题,开阔新的领域,达到更充分利用能源开发资源,为科技进步和经济建设服务的目的。
本发明人通过学习前人取得的知识及经验,并通过观察试验得知;电场力是一种微观物质力,被引入电场的电性物质将受到电场力的作用,物质的化学键及分子间的引力与微观物质的电性有关。自然界云可以带电随风飘动是微观力与宏观力的结合。物质的介电强度存在着差异。隔膜材料有阻止分子通过而允许离子渗透的特性。据此本发明人通过劳动提出利用机械力提取可溶物的方法及装置。
本发明是借助电场力(场强可以是103-107伏.米-1)使可溶物溶体的微观离子产生定向位移,利用绝缘材料(可以是环氧酚醛漆)的隔直流性、离子透膜(可以是素烧陶瓷)的选择渗透性使离子与母液分离通过透膜进入载体(载体可以是气体、液体、固体),再以宏观机械力至离子及载体相对于电场做宏观运动并在运动中脱离电场,离子进入载体积聚是在场内靠电场力维持的,当运动到场外突然失去电场力,两离子载体之间如同云带电一样产生电势差一有放电条件将自行放电,此时场外导放电系统正好与之时序配合使两离子载体导通放电,离子放电后在离子载体室中可以和载体分离定时取出,被分解物不断加入实现工艺循环。概述本发明的特征是;借用电场力绝缘材料离子透膜及载体,使溶体物质分域,离子进入载体分域后再对离子及载体施以机械力使之相对电场做宏观运动并离开电场,变机械力为电力,并利用场外导放电系统的时序配合使离子载体放电还源实现利用机械力提取可溶物的方法。
本发明装置由四部分构成:(一)电场部分,是两块平行对称金属极板分别安装在绝缘支承板两内侧经充电形成(场强可以是103-107伏.米-1)金属极板用环氧酚醛漆封闭绝缘,留有充放电导线并与感应式电压表联接。(二)分解箱由上、下支承托板与箱体封装为一体。箱体内丛向以素烧陶瓷隔膜将箱均分成三室,中间为溶体室两侧为离子载体室,每格室都留有充放物孔为防止离子滑动离子载体室横向隔封成小格室,每小格室设有金属放电网线、金属放电板在场外与导放电装置接通使两离子体能自动放电。(三)场外导放电部分,是安设在支承板上、电场外的金属轴、两金属放电轮组成,两放电轮与每离子载体格室上的金属放电板两两对映、在每格离子载体室行至场外时与金属放电轮接触放电。(四)托轮部分,由安在支承板下方的轴、两托轮组成,实现电场相对于分解箱运动的功用。装置中除注明材料外,箱、板等均为绝缘塑料材料。其工艺过程是,当分解箱在外力作用下相对于电场运动过程中;首先是溶体室的溶体离子被电场力作用通过隔膜进入载体室分域,当每对载体小格室运出电场时,两载体之间产生电势差,因内阻较大只有通过金属放电网线、金属放电板、金属轴、金属放电轮导通放电。还原物积存在载体室定时从排物孔引出,被分解物定时加入完成工艺循环。
本发明改变了传统电化学应用技术的微观局限性,利用机械力与微观场力的结合、互补转化实现可溶物提取,开创了新的应用领域,对充分利用能源、开发新资源将起到极其深远的影响和推动作用。
参照附图;两金属极板(1)安设在两绝缘支承板(2)内侧,接有充放电导线(3)并与感应式电压表(4)联接。下托板(5)上托板(6)夹封箱体(7),箱体(7)内丛向由离子透膜(10)将箱体均分三室,中间为溶体室(8)两侧为离子载体室(9)。溶体室(8)通过上托板(6)留有充放物孔(14),离子载体室横向用绝缘塑料板隔封成小格室,每小格室设有金属放电网线(11)并与设在上托板相对应的每块金属放电板(12)联接,每离子小格室设有充放物孔(13)。金属轴(15)安设在支承板(2)上方、金属极板(1)外面,轴(15)上安设两可动放电轮(16)与放电板(12)两两对应,当分解箱体行至场外时放电轮(16)与放电板(12)两两接触放电。托轮轴(17)安设在支承板(2)下方,通过托轮(18)托起分解箱起导向滑动行走功用。
综上所述可以清楚明了的知道本发明的具体应用:就是借助电场力即强场力。使可溶物从水体中离解,脱离水分子的约束力及极化力,通过膜,素烧陶瓷膜价格低适用性强,如果要求精度高可选用苯乙烯系阳离子及阴离子交换树脂与素浇陶瓷并用。使分离后的离子进入载体,载体应视被分解物的性质而定要求高些的可选用油,要求不高也可用水、气等,但载体的介电常数应小于溶体的介电常数。再利用机械力使离子载体相对电场运动在场外载体之间通过自身传导导体和外传导导体互相导通放电。可溶物分离还原后,是积存在载体物内,因此要求载体应是易与还原物分离的物质。载体室可增设压力表、定压阀、定压定时排放。
本发明装置也应针对要解决的对象采取适应的形式,如用于海水淡化及工业废水处理,场强可适当弱些,在103-105伏.米-1之内防止水分子离解影响效率。同时可借用水自流管道与方形分解箱对接,分解箱部分可以是4-6米长电场极板长可以是2-4米,电场在4-6米的段长内往复滑动,离子载体可以是油,在电场相对箱体滑动过程中离子进入载体并不断放电中和,海水或工业废水流出箱体即自动除去可溶物。如果是水解氢氧,其场强应尽可能强些,只要绝缘允许场强可以为107伏.米-1载体可以是水本身。参照附图可以明确的看出,本发明装置整体结构是由能相对运动的两大部分结合成,即电场极板、上导放电部分、下托轮部分为一体,分解箱为另一体。
本发明的具体实施应视具体问题、适当调整,场强、载体、即相对运动形式,但其发明的本质特征不变。