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Verfahren zum Konzentrieren von Salpetersäure durch Elektrolyse.
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nommen, um durch Elektrolyse von Salpetersäure diese an der Anode zu konzentrieren ; eingehende Versuche haben jedoch ergeben, dass die Zunahme der Konzentration bereits bei wenigen Prozenten über der Anfangskonzentration Halt macht, und dass dann die Elektrolyse eine Zersetzung der Säure in Sauerstoff und Stickstoffoxydo bewirkt.
Gemäss vorliegendem Verfahren kann nun im Gegensatze hiezu jede beliebige Konzentration bis zum reinen Monohydrate erzielt werden. Dieses neue Verfahren ist im Wesen dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Elektrolyse verdünnter Salpersäure an der Kathode entstehenden Stickstoffoxyde in die die Anode umgebende Salpetersäure geleitet werden,
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oxydiert werden.
Iliebei ist es vorteilhaft, dass die Sti kstoffoxyde \or ihrem Eintritte in die die Anode
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flÜssiger Form sehr leicht mit der Anodenflüssigkeit, während gasförmiges Stickstoffdioxyd verhältnismässig schwer in der Salpetersäure löslich ist ; man ist also dann gezwungen, unter erhöhtem Drucke zu arbeiten.
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dienender Apparat in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Rohre a, b, einem von dem Schenkel b al) zweigenden, in das Innere des anderen Schenkels a hineinragenden Rohre e und einem Einfüllrohre f, sowie einem Ablasshahne g. c ist die Anode und d die Kathode.
Zu Beginn des Verfahrens werden die beiden Schenkel a. b bis über die Elektroden c und d mit der zu konzentrierenden Säure gefüllt. Wird dann der elektrische Strom durch die Flüssigkeit hindurchgeschickt, so entwickeln sich an der Anode c Sauerstoff, an der Kathode d Stickstoffoxydc. Dabei wird das Verfahren so geleitet, dass an der Kathode die Konzentration der Säure nicht so weit heruntergeht und andererseits die Stromstärke nicht so hoch bemessen wird, dass Wasserstoff entsteht. Es wird vielmehr nur auf Stickstoffdioxyd und Stickstoffoxyd gearbeitet, eine Arbeitsweise, für welche sowohl bezüglich der Konzentration der zu bearbeitenden Säure, als auch bezüglich der anzuwendenden Stromstärke immerhin ein sehr weiter Spielraum besteht.
Die entwickelten Stickstoffoxyde strömen aus dem Schenkel b durch das Rohr c in Schenkel a, wo sie in der die Anode umgebenden Salpetersäure sich losen und durch den
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jegliche Nebenmanipulationen herzustellen.
Die dünne mit Stickstoffoxyden beladene Säure kann durch Erwärmung von diesen befreit und dann durch Destillation wieder auf die ursprüngliche Konzentration gebracht werden.
Die zu konzentrierende Säure wird am besten vorher mit Stickstoffoxyden gesättigt, damit der an der Anode entstehende Sauerstoff sogleich oxydierbare Bestandteile vorfindet und nicht entweicht, wenn die Salpetersäure an der Kathode noch nicht in dem Masse mit Stickstoffoxyden gesättigt ist, dass diese nach der Anode entweichen können.
Die Entwicklung der Stickstoffoxyde kann dadurch beschleunigt werden, dass der Schenkel b mässig erwärmt wird. Zur Regelung oder Ausgleichung des Druckes können Ventile oder Hähne vorgesehen sein.
Anstatt die Stickstoffoxyde in gasförmigem Zustande der Anode zuzuführen, ist es zweckmässig, wie bereits oben angegeben, sie in flüssigem Zustande in die die Anode um-
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Rohr e durch eine geeignete Kühlvorrichtung i (in punktierten Linien angedeutet) geleitet, wo sie sich verflüssigen und dann aus dem Rohre e in den Schenkel a tropfen. Es ist
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Man kann dies neue Verfahren mit Vorteil auch dazu benutzen, sogenannte, bei der Sprengstofffabrikation und bei sonstigen Nitrierungen resultierende Abfallsäure, welche aus verdünnter Schwefelsäure gemischt mit verdünnter Salpetersäure besteht, zu regenerieren, indem man als Anodentüssigkeit diese Abfallsäure und als Kathodenflüssigkeit verdünnte Salpetersäure verwendet. Der hiedurch erreichte neue technische Effekt besteht darin, dass die bei den Nitrierungen resultierende Abfallsäure entweder ganz oder zum grössten Teile wieder auf die Konzentration der ursprünglich verwendeten Säure gebracht wird. Die sogenannte Nitriersäure besteht nämlich meistens aus einer Mischung von konzentrierter Schwefelsäure mit konzentrierter Salpetersäure.
Sie erleidet durch die Nitrierungen einen Verlust an Salpersäurc und erfährt gleichzeitig eine Anreicherung mit Wasser. Die Schwefelsäure wird hier zugesetzt, um jenes Wasser an sich zu ziehen und eine weitere Aosnutzungsfähigkeit der Salpetersäure für Nitrierzwecke zu ermöglichen. Trotzdem bleibt noch ein erheblicher Teil von Salpetersäure übrig und die schliesslich nicht mehr gut nitrierfähige Säure muss als sogenannte #Abfallsäure" auf umständliche Weise in ihre Komponenten zerlegt werden, ohne dass man imstande wire, daraus die konzentrierten Säuren zurückzugewinnen.
Die Sprengstofffabrikation muss also neue Säuremengen beider Art anliaufen und die Abfallsäure als verbältoismässig geringwertiges Abfallprodukt verkaufen, ein Übelstand, welcher durch das vorliegende neue Verfahren beseitigt ist.
Übrigens haftet letzterem ein weiterer, praktisch sehr wertvoller Vorteil insofern an, als hiebei mit erheblich geringerem Stromverbrauche als bei der Konzentrierung reiner Salpetersäure gearbeitet werden kann. Die zu regenerierende Abfallsäure löst nämlich die an der Kathode entstehenden Stickstoffoxyde ebenso rasch und energisch wie reine Salpetersäure, besitzt dabei aber wegen des (gehaltes an Schwefelsäure ein erheblich besseres Leitungsvermögen, so dass der Widerstand der Flüssigkeit und infolgedessen auch der Strom-
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gemindert wird.
Zur Ausführung des Verfahrens zur Regenerierung von Abfallsäure kann natürlich jeder geeignete Apparat, insbesondere aber die auf der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung benutzt werden ; nur wird dann vorteilhaft eine zweite Einfililrühre auf der Anodenseite des Apparates vorgesehen, so dass Abfallsäure und verdünnte Salpetersäure getrennt voneinander in den Apparat einführbar sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Konzentrieren von Salpetersäure durch Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Elektrolyse der Säure air der Kathode entstehenden Stickstoffoxyde direkt in die die Anode umgebende Salpetersäure geleitet werden, um sie durch den an der Anode entstehenden Sauerstoff zu Salpetersäure zu oxydieren.