AT200587B - Verfahren zur Entfernung von Alkalichloriden aus Alkalilaugen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Entfernung von Alkalichloriden aus Alkalilaugen 
Die nach dem Billiterverfahren mittels Diaphragmen hergestellte Alkalilauge enthält je nach ihrem Gehalt an Ätznatron noch Natriumchlorid in geringen Mengen von etwa 2 bis 4 g auf 100 g NaOH. Die Verwendung der Alkalilauge beispielsweise in der Kunstseidenindustrie setzt aber eine viel reinere Lauge voraus, deren Höchstgehalt an Chloriden 0, 8 g pro 100 g NaOH nicht übersteigen darf. 



   Zur Entfernung der Chloridverunreinigung bediente man sich bisher in der Technik des Tiefkühlverfahrens, des Triple-Salzverfahrens und des Liquid-Liquid-Verfahrens von Shreve. Das Osmoseverfahren ist zwar allgemein bekannt und wird in verschiedenen Zweigen der chemischen Industrie angewendet, so beispielsweise bei der Entfernung organischer Substanzen aus den natronlaugehaltigen Ablaugen der Zellstoffgewinnung, aber es ist noch keine brauchbare Methode bekannt geworden, die es gestattet, auf osmotischem Wege die Reste der in Alkalilaugen befindlichen Alkalichloride zu entfernen.

   Mit Hilfe der dabei bisher angewendeten Membranen aus Pergament oder besonders präparierten Baumwolltüchern erreichte man zwar einen genügenden Reinigungseffekt in konzentrierteren Ätzalkalilaugen, die Haltbarkeit dieser Membranen-nur einige   Tage-muss   jedoch durch besondere Massnahmen, wie Abführung der bei der Osmose von konzentrierten Alkalilaugen auftretenden erheblichen Verdünnungswärmen durch besondere Kühlverfahren oder durch Behandlung mit konzentrierten Alkalilösungen, Lösungen organischer oder anorganischer Metallsalze oder alkoholischen Kolophoniumlösungen, um die Membranen widerstandsfähiger gegen den Angriff konzentrierter Alkalilaugen zu machen, erhöht werden. 



   Es wurde nun gefunden, dass Alkalichloride aus Alkalilaugen ausreichend entfernt werden, wenn man als Membran gelförmige, in wässerigen bzw. alkalischen Medien quellfähige aber unlösliche, polare Gruppen enthaltende Ionenaustauscherharze auf Basis von PhenolsulfosäureFormaldehyd-Kondensaten verwendet, deren Anteil an   Phenolsulfosäure   bis zu etwa 30   Mol-%   durch Phenol ersetzt wurde. Man verfährt, um das Verfahren kontinuierlich zu gestalten, dabei so, dass man auf der einen Seite die chloridhaltige konzentrierte Alkalilauge, auf der andern Seite Wasser oder eine verdünntere reine Alkalilauge an der Membran   vorbeifliessen   lässt, wobei die Lauge in das Wasser bzw. in die verdünntere Alkalilauge diffundiert.

   Zweckmässigerweise verwendet man eine grössere Anzahl von Membranen in Form einer Batterie und lässt die beiden Flüssigkeiten im Gleich- oder Gegenstrom durch die Apparatur fliessen. 



   Als polare Gruppierungen der verwendeten 
 EMI1.1 
 Kondensationsharze aus Phenolen   und/oder   Phe-   nolsulfosäure   mit Aldehydgruppen enthaltenden oder diese abgebenden Verbindungen. Man kondensiert beispielsweise 1 Mol Phenolsulfosäure im sauren Milieu mit etwa 1, 5-2 Mol Formaldehyd. Der erfindungsgemässe Effekt kann noch gesteigert werden, wenn man ein Kunstharz aus Phenol, Phenolsulfosäure und Formaldehyd verwendet, das aus etwa 0, 2-0, 3 Mol Phenol, 0, 7-0, 8 Mol Phenolsulfosäure und etwa 1, 5 bis 2 Mol Formaldehyd erhalten wurde. Die Kondensation wird bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei   80-90   C,   in Gegenwart   einer gesättigten     Wasserdampf atmosphäre   durchgeführt. 



   Da Membranen, die aus den polaren Gruppen besitzenden Kunstharzen bestehen, durch ihre Quellfähigkeit gegebenenfalls keine genügende mechanische Stabilität besitzen, werden sie mit indifferenten Kunststoffen oder Folien, Geweben od. dgl. aus indifferenten Kunststoffen oder andern Stoffen, wie Asbest, Glas usw., verstärkt. Als indifferenter Kunststoff eignet sich beispielsweise Polyvinylchlorid. Das erfindunggemässe Verfahren bringt den Vorteil, auf einfachem Wege aus technischen chloridhaltigen Alkalilaugen chloridarme Laugen von der Güte der nach dem Quecksilberverfahren gewonnenen Alkalilaugen ohne wesentlichen Energieaufwand zu erhalten. 



   Weiterhin besitzen derartige auf Kunstharzbasis aufgebaute Membranen eine wesentlich höhere Haltbarkeit (etwa bis zu   t   Jahr) als die 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 beim oben beschriebenen Osmoseverfahren verwendeten Membranen aus Pergament der Baumwolle. Man erreicht mit den erfindungsgemässen Membranen, ohne sie vorher besonders zu präparieren, eine genügende Entchloridung von konzentrierten Alkalilaugen, wobei die bei der Osmose auftretende Verdünnungswärme den Trenneffekt nicht stört. Der vorteilhaftere Trenneffekt und die bessere Haltbarkeit unserer Membranen gegenüber den bisher verwendeten ist aus Beispiel 3 klar zu ersehen. 



   Beispiel 1 : a) Herstellung der Membran : Man löst 174   Gew.-Teile Phenolsulfbsäure,   die noch aus der Phenolsulfierung einen Anteil von 20 Gew.Teilen freier Schwefelsäure enthält, unter Kühlung in 166 Gew.-Teilen 30% igem Formalin. 



  Mit dieser Lösung wird ein Polyvinylchloridgewebe durchtränkt, das anschliessend in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre zur Kondensation 2 Stunden lang einer Temperatur von   850 C ausgesetzt. wird.   Die Kondensation kann auch auf kontinuierlichem Wege über dampfbeheizte Walzen erfolgen. b) Reinigung der Natronlauge : Die konzentrierte technische Natronlauge und destilliertes Wasser werden unter Zwischenschaltung der vorher beschriebenen Membranen in einer filterpressenähnlichen Anordnung im Gegenstrom aneinander vorbeibewegt. Das NaOH tritt aus der konzentrierten Lauge durch die Membran in die wässerige Phase unter Bildung einer verdünnten,   NaCl-armen   Natronlauge über.

   An dem einen Ende der Anordnung (Eintrittsseite der konzentrierten zu entchloridenden Natronlauge) tritt die   NaCl-arme   verdünnte Natronlauge aus, während an dem andern Ende der Apparatur (Eintrittsseite des destillierten Wassers) die verdünnte Natronlauge austritt. 



   Auf diese Weise wurden mit den oben beschriebenen Phenolsulfosäuremembranen und einer chloridhaltigen Natronlauge der Konzentration 750 g/l NaOH und 15   g/l   NaCl=2, 0 g NaCl/lOOg NaOH und destilliertem Wasser die aus der nachfolgenden Tabelle zu ersehenden Ergebnisse erzielt : Es bedeuten : 
 EMI2.1 
 Spalte 3 : Leistung der Membran in g reines NaOH/m2/Stdn. 



  Spalte 4 : Analyse der reinen Lauge a)   g/l   NaOH b)   g/l   NaCl Spalte 5 : Analyse der NaCl-reichen, verdünnten Natronlauge 
 EMI2.2 
   g/l NaOHArbeitstemperatur : 45- 500 C   
Tabelle 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> I <SEP> 3 <SEP> I <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 0, <SEP> 435 <SEP> 0, <SEP> 33 <SEP> 187 <SEP> 320 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 614
<tb> 0, <SEP> 521 <SEP> 0, <SEP> 49 <SEP> 186 <SEP> 322 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 608
<tb> 0, <SEP> 572 <SEP> 0, <SEP> 53 <SEP> 236 <SEP> 180 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 520 <SEP> 13 <SEP> Mittel-
<tb> 1, <SEP> 570 <SEP> 1, <SEP> 02 <SEP> 267 <SEP> 160 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 471 <SEP> wert
<tb> 3, <SEP> 480 <SEP> 3, <SEP> 53 <SEP> 270 <SEP> 113 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 400
<tb> 6, <SEP> 460 <SEP> 6, <SEP> 18 <SEP> 273 <SEP> 85 <SEP> 0,

   <SEP> 10 <SEP> 230
<tb> 
 
Beispiel 2 : Die allgemeine Arbeitsweise . zur Herstellung der Kunstharzmembran ist gleich der im Beispiel 1 beschriebenen. 
 EMI2.4 
 enthält, mit 20 Gew.-Teilen Phenol und 166   Gew. - Teilen 30% iger   Formalinlösung. 



   Mit der auf diesem Wege hergestellten Membran konnte bei gleicher Zusammensetzung der technischen Ausgangsnatronlauge wie im Bei- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 einer Membran a) aus Pergament (12 Stunden in NaOH geweicht), b) aus Baumwollgewebe (2 Stunden mit NaOH und   l   Stunde mit   8%iger MgCl2-Lösung   vorbehandelt), c) aus einem Ionenaustauscher auf Basis von Phenolsulfonsäure-Formaldehyd gefahren. Bei allen drei Versuchen wurde eine chloridhaltige Natronlauge der Konzentration 759   g/l   NaOH und 15 g/l NaCl verwendet. Das 
 EMI3.2 
 
 EMI3.3 
 
 EMI3.4 
 ein starkes Absinken zu beobachten, wonach die Folie undicht wurde. Bei der Membran aus Baumwolle belief sich V im Mittel nur auf etwa 180. Auch diese Membran war nach 12 Tagen völlig unbrauchbar geworden. 



   Demgegenüber arbeitete unsere Membran aus einem Ionenaustauscherharz unverändert über Monate hinaus mit einem mittleren V von etwa 1700. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verwendung von gelförmigen, in wässerigen bzw. alkalischen Medien quellfähigen, aber unlöslichen polaren Gruppen enthaltenden Ionenaustauscherharzen, auf Basis von Phenolsulfosäure-Formaldehyd-Kondensaten, deren Anteil an Phenolsulfosäure bis zu etwa 30   Mol-%   durch Phenol ersetzt ist, als Membranen zur Entfernung von Alkalichloriden aus Alkalilaugen auf osmotischem Wege.

Claims (1)

1. 2. Verwendung von Ionenaustauscherharzen gemäss Anspruch 1, welche mit indifferenten Kunststoffen oder Folien, Geweben od. dgl. aus indifferenten Kunst- oder andern Stoffen, wie Asbest, Glas usw., verstärkt sind.