<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor de zuivering van water en de bereiding van vaste metaalhydroxyden door elektrolyse.
De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor de bereiding van vaste metaalhydroxyden door elektrolyse van een waterige metaalhoudende oplossing.
De uitvinding vindt haar belangrijkste toepassing in waterzuiveringsstations voor het neerslaan van hydroxyden en andere verbindingen zonder dat chemische reagentia dienen aangewend te worden. De voorgestelde werkwijze laat toe talrijke metalen en andere stoffen aanwezig in de oplossing te herwinnen.
De toepassing van de methode bestaat erin, metaalhydroxyden te doen neerslaan door inwerking op de pH van het water, rekening houdend met de mogelijkheden tot neerslagvorming. Neerslaan van metalen als hydroxyden betekent dat OH- ionen, d. w. z.
"watereigene"ionen aangewend worden.
Naast de precipitatie van de zware metalen door hydroxyde vorming, zijn er nog andere vormen van precipitaties. Neerslaan van metalen als karbonaten, sulfaten, sulfiden betekent dat ionen zoals cl 3 SO., S moeten toegepast worden. Deze zijn "watervreemde"ionen.
<Desc/Clms Page number 2>
Metaalionen Men+ kunnen uit waterige oplossingen neergeslagen worden als hydroxyden :
EMI2.1
Het onoplosbaar maken van Me(OH)n is pHafhankelijk.
De oplossingen van praktisch alle zware metalen onder hydroxyde vorm vertonen een sterke vermindering van hun oplosbaarheid bij stijgende pH. De evenwichtskonstante die de bovengenoemde reaktievergelijking beschrijft is de verzadigingskonstante of het oplosbaar- heidprodukt.
Als waarden van de verzadigingskonstante (of oplosbaarheidsprodukt)
EMI2.2
Kv v gelden bvb. voor
EMI2.3
<tb>
<tb> Ba++ <SEP> Ba <SEP> (OH)2 <SEP> Kv <SEP> = <SEP> 2. <SEP> 55x104 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-3. <SEP> 593 <SEP>
<tb> Ca++ <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 4. <SEP> 68x10-6 <SEP> log <SEP> K, <SEP> = <SEP> -5. <SEP> 3298
<tb> Cd++ <SEP> Cd <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 5. <SEP> 27x10-15 <SEP> log <SEP> K, <SEP> = <SEP> -14. <SEP> 278
<tb> Co++ <SEP> Co(OH) <SEP> 2 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 1. <SEP> 09x10-15 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-14. <SEP> 9626 <SEP>
<tb> Fe++ <SEP> Fe(OH)2 <SEP> Kv <SEP> = <SEP> 4.87x10-17 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-16. <SEP> 3125 <SEP>
<tb> Fe+++ <SEP> Fe <SEP> (OH) <SEP> 3 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 2. <SEP> 64x10-39 <SEP> log <SEP> K, <SEP> =-38.
<SEP> 578 <SEP>
<tb> Hg++ <SEP> Hg <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> Ky <SEP> = <SEP> 3.13x10-26 <SEP> log <SEP> K, <SEP> =-25. <SEP> 504 <SEP>
<tb> Mg++ <SEP> Mg(OH)2 <SEP> Kv <SEP> = <SEP> 5. <SEP> 61x10-15 <SEP> log <SEP> K, <SEP> = <SEP> -11. <SEP> 251
<tb> Mn++ <SEP> Mn <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> Ky <SEP> = <SEP> 2.06x10-13 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-12. <SEP> 686
<tb> Ni++ <SEP> Ni <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 7. <SEP> 47x10-16 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-15. <SEP> 127 <SEP>
<tb> Pb++ <SEP> Pb(OH)2 <SEP> Kv <SEP> = <SEP> 1. <SEP> 42x10-20 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-19. <SEP> 848 <SEP>
<tb> Sn++ <SEP> Sn <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> K, <SEP> = <SEP> 5. <SEP> 45x10-27 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> =-26. <SEP> 264 <SEP>
<tb> Zn++ <SEP> Zn(OH)2 <SEP> Kv <SEP> = <SEP> 7.
<SEP> 71x10-17 <SEP> log <SEP> Kv <SEP> = <SEP> -16.113
<tb>
Om praktische redenen gebruikt men vaak het negatief logarithme van de verzadigingskonstante.
<Desc/Clms Page number 3>
De methoden die men tot nu toe heeft toegepast om de pH te verhogen, komen neer op een chemische procesvoering, waarbij chemische produkten aangewend worden.
De uit het water geëlimineerde stoffen gaven een afzetting (slib, filterkoek, sediment...) die ergens moest gestort worden, iets wat nieuwe problemen opriep i. v. m. oppervlakte-en grondvervuiling en onkosten met zich meebracht.
Bovendien is geen enkele methode voor herwinning van de stoffen aanwezig in het slib tot nu toe doelmatig gebleken.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan deze nadelen te verhelpen. Ze stelt een werkwijze en een inrichting voor de bereiding van vaste metaalhydroxyden voor door elektrolyse van een waterige metaalhoudende oplossing.
De idee die gevolgd werd, komt erop neer, in het water, de nodige OH ionen te vormen door reduktie van zuurstof :
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
De zuurstofreduktie heeft een E waarde van 1. 23 V - 0. 059. pH en moet aan de kathode gebeuren. De kathodepotentiaal moet daarbij boven 1. 23V- 0. 059. pH zijn. Dat brengt mee dat de anodepotentiaal dus uiteraard nog hoger moet zijn.
Bij de gewone elektrolyse van water heeft men een anode op 1. 23 V - 0. 059. pH en een kathode op 0 V - 0. 059. pH. Dergelijke elektrolyse is dus ongeschikt.
Het probleem wordt als volgt opgelost :
In een electrolysecel verdeeld in twee vakken die van elkaar gescheiden zijn door een bipolaire elektrode wordt een spanning (U volt) aangebracht tussen anode (+) en kathode (-).
De kant van de bipolaire elektrode gericht naar de kathode wordt gepolarizeerd op -U/2 volt en de kant van de bipolaire elektrode gericht naar de anode op +U/2 zodanig dat de potentiaal van de kathode (-) kan verhoogd worden op een willekeurig niveau. In het kathodevak wordt lucht of zuurstof borrelend langs de kathode binnengebracht.
Door elektrolyse van het water wordt de zuurstof aan een reduktie onderworpen en omgezet tot OH-ionen.
Volgens een bijzonderheid van de uitvinding worden diafragma's geplaatst aan beide zijden van de bipolaire elektrode.
<Desc/Clms Page number 5>
Naargelang de omstandigheden kunnen nitraat- en chloorionen geëlimineerd worden.
* N03- ionen zouden N2 en 02 vrijstellen, N2 aan de kathode door reduktie van nitraationen tot stikstof :
EMI5.1
en O2 aan de anode volgens de oxydatiereactie
EMI5.2
Eveneens experimenteel vastgesteld is de
EMI5.3
dechlorering van het water met vorming van dat vervolgens omgezet wordt tot Cl-, vrijgesteld wordt aan de anode, volgens volgende vergelijking :
EMI5.4
2 9 naast de oxydatie 2 2e de anode
EMI5.5
De uitvinding heeft ook betrekking op een elektrolysecel, verdeeld in twee vakken die van elkaar gescheiden zijn door een bipolaire elektrode (i. e. een geleider die als kathode gepolariseerd wordt aan de kant die naar de anode gekeerd is, en als anode gepolariseerd wordt aan de andere kant, georiënteerd naar de kathode toe).
In het kathodevak is een opening voorzien voor de toevoer van lucht of zuurstof borrelend langs de kathode.
<Desc/Clms Page number 6>
Het gebruik van de bipolaire elektroden is echter in een elektrolysecel niet beperkt tot een enkele. Een meervoudige cel, met een aantal bipolaire elektroden en diafragma's, is eveneens bruikbaar.
Deze kenmerken en andere kenmerken en bijzonderheden van de uitvinding zullen blijken uit de volgende beschrijving, onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, die bij wijze van voorbeeld en niet in beperkende zin een uitvoering van de uitvinding tonen.
In deze tekeningen zijn : Figuur 1 een vertikale doorsnede van een eenvoudige elektrolysecel volgens de uitvinding ; Figuur 2 een vertikale doorsnede van een meervoudige elektrolysecel volgens de uitvinding, en Figuur 3 een schematische voorstelling van een meervoudige elektrolysecel van het type afgebeeld in figuur 2.
In deze figuren duiden dezelfde verwijzingstekens dezelfde of gelijkaardige elementen aan.
Figuur 1 is een principe-figuur. Ze toont een bipolaire elektrode gesitueerd tussen kathode en anode. Diafragma's worden geplaatst aan beide zijde van de bipolaire elektrode maar ze zijn niet voorgesteld.
<Desc/Clms Page number 7>
De selektie van de elektrodematerialen richt zich in het bijzonder op de bipolaire elektrode. Inderdaad is die bipolaire elektrode aan een kant anodisch gepolariseerd, aan de andere kant kathodisch. De anodische kant moet oxydatiereakties toelaten, zonder zelf aangetast te worden, bv. door Cl', Cl, sOl-, NO3-. De kathodische kant moet bestendig zijn tegen de reduktiereakties van H+, en van alle kationen in de oplossing.
Dit betekent evenwel niet dat een en hetzelfde materiaal moet gezocht worden voor anode- en kathodezijde. Het volstaat dat elke zijde van de bipolaire elektrode geëigend is voor haar doel : anode of kathode, d. w. z. oxydatie-resp. reduktiereaktie, of + resp. - gepolariseerd. Elektroden van het duplex-type (metaal A aan een kant, metaal B aan de andere kant) of van het triplex-type (A en B, gedragen op een middenstuk C) zijn daarvoor geëigend.
Als bipolaire elektrode schijnt Al een kans te hebben, die afhankelijk is van de oppervlaktetoestand.
Het is namelijk zo dat een gladde oppervlakte blijkt voldoende levensduur te hebben, na passivatie door vorming van een oxidische deklaag.
Het elektrochemisch gedrag van metalen bij de (hier aan bod komende) potentialen is niet bekend. Het vinden van goed materiaal is dan ook een experimenteel of empirisch probleem. Uit de proeven blijkt dat Ag niet geschikt is als elektrodemetaal.
Als elektrodemetaal blijkt Au wel goed geschikt te zijn. Daartoe is voldoende dat een Au-oppervlaktelaag op een drager aanwezig is.
Bovendien is het niet noodzakelijk dat A en/of B werkelijk metaaloppervlakken zijn. Zo is bv. in geval van Al, de oppervlaktelaag samengesteld uit Alz03'AIOOH (Böhmiet), AI (OH) 3. Analoog zal een Pb-oppervlakte aan
<Desc/Clms Page number 8>
de anodezijde zieh bedekken met Pb02, of met PbS04.
De metalen en de legeringen die voor het vervaardigen van de elektroden in aanmerking komen werden langs empirische weg bepaald. Bij het onderzoek zijn een groot aantal metalen en legeringen toegepast wegens de grote verscheidenheid in de samenstelling van de te behandelen oplossingen (water met ionen).
De samenstelling varieert * alnaar de anionen en de kationen (incl. H+, dus pH) * alnaar de concentraties van alle ionen * alnaar de temperatuur
Bovendien is die samenstelling ook niet konstant in de tijd tijdens de elektrolyse, aangezien het de bedoeling is de ionen uit het water te elimineren. In het bijzonder werd onderzocht of de metalen, legeringen, deklagen aan de oppervlakte van de elektroden, in steeds veranderlijke omstandigheden al of niet stabiel blijven, en tevens stroomdoorlatend zijn.
De onderstaande lijst is dus niet exhaustief, ze dient louter ter illustratie : 1/Au 2/Ag 31 Al * ongepassiveerd * na anodische oxydatie * na anodische oxydatie en dichten van de oxydelaag 4/Fe 5/Fe * na blauwen (Fe304-vorming) * na blauwen en warm inolien (om door kraken van de olie bij verhoogde temperatuur de resterende poriën te verstoppen door
C-afscheiding) 6/Inox-stalen * met Cr en Ni
<Desc/Clms Page number 9>
* met Cr, Ni en Mo 7/Inconel 8/C (grafiet) * plaat * staaf * vezels evenals metalen bedekt met een dunne laag van stearine.
Voorbeeld 1 : toepassinq op afwalwater
Een eerste voorbeeld van toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is de behandeling van water dat verontreinigd is met sulfaten. Hierbij wordt de zouthoudende waterige oplossing in het kathodevak ingevoerd en aan een elektrolyse onderworpen, en de neergeslagen hydroxyden door een filter afgevoerd.
Na behandeling blijven er sulfaationen, als
EMI9.1
HSO, in het katoliet. Dit kan eventueel geneutraliseerd en neergeslagen worden als CaS04 (K, voor CaS04 is 7. 1 In de elektrolyse wordt ook 2 vrijgesteld aan de anodeoppervlakken, en H aan de kathodekant van de bipolaire elektrode. Met een kloksysteem worden beide gassen gevangen. Bovendien kan de zuurstof die aan de anodeoppervlakte gevormd wordt, in het kathodevak geleid worden om tot OH'omgezet te worden.
Indien nodig kunnen andere metalen (V, Mo, W, Sb) neergeslagen worden als oxyden in het anodevak, en analoog verwijderd worden.
Het is ook denkbaar Hen 0 in een brandstofcel te brengen en er elektrische energie mee te bekomen die voor de elektrolysespanningsbron kan aangewend worden.
Voorbeeld 2 : Toepassing op leidinowater (stadswater)
Dat de eerste proeven gebeurd zijn met Na2SO4 oplossingen steunde op de opvatting dat andere anionen
<Desc/Clms Page number 10>
dan SO'neveneffekten geven (Cl ontwikkeling uit Cl-, NOX ontwikkeling uit N03-).
In de praktijk zal onzuiver water niet enkel sulfaten als zouten in oplossing hebben. Er zullen ook chloriden zijn.
Bij een test met leidingwater (stadswater van het waterdistributienet van Gent) bleek onmiddellijk dat het proces ook de eliminatie van de chloriden met zich meebrengt : de Cl- ionen worden aan de anode geoxydeerd tot Cl gas.
Bij een stroomsterkte van 0. 3 - 0. 4 Ampère, onder een spanning van 32 Volt, werden de pH waarden bereikt van 3 in het anodevak, en van 12 in het kathodevak, met Au-elektroden, en dit binnen een tijd van 5 minuten.
Voorbeeld 3 : Selektieve eliminatie
Reeds vroeger werd de aandacht gevestigd op het feit dat de oplosbaarheid van veel hydroxyden een minimumwaarde bereikt bij een typische pH waarde. Het is dus zaak bij het gefraktioneerd zuiveren van onzuiver water, een reeks pH waarden te bekomen.
Dit wordt mogelijk als volgt : Aan de anode is er aanzuring, tot pH 3 - 3. 5 Aan de kathode is er alkalinisatie, tot pH 13, en zelfs hoger.
In het middenvak tussen de diafragma's is de pH variërend tussen 7 en 10 alnaar de plaats.
Dit betekent dat de uitvoering met een aantal bipolaire elektroden, met tussen elke twee opeenvolgende elektroden een diafragma, kan toelaten een rij van elektrolieten te hebben met pH's tussen 3 en 13. In elk vak kan er zich een neerslag van een of meer hydroxyden vormen.
Het filteren van het eerste katoliet met afzondering van de hydroxyden die neergeslagen zijn, en
<Desc/Clms Page number 11>
het overbrengen in het volgend vak, waar de pH hoger is, om een tweede hydroxyde neer te slaan, enz., geeft de mogelijkheid een scheiding van de hydroxydeneerslagen te realiseren.
Elektrolvsestroom
De elektrolysereactie is
EMI11.1
Er wordt OH- gevormd met een equivalent getal 1 (1 OH- voor 1 e) en equivalent massa 17.
De massa aan OH- geproduceerd is
EMI11.2
met I in Ampère en t in seconden.
Het aantal OH- equivalenten is
EMI11.3
Als I=O. 35 A is dit aantal, per seconde
EMI11.4
Een elektrolyseduur van 5 minuten, of 300 seconden, geeft 1.088 10 equivalenten OH-. In 1 liter oplossing geeft dit
EMI11.5
Dat stemt overeen met de waarnemingen.
Als het gaat om kationen Me2+ die kunnen neerslaan als Me (OH) 2" en als de concentratie (Me2+) =
<Desc/Clms Page number 12>
0. 1 mol/1, moeten 0. 2 mol/1 aan OH'geproduceerd worden.
Dit kan gebeuren in
EMI12.1
minuten of 16. 66 uur.
Als de concentratie (Me2+) = 10-3 mol/l, en de stroomsterkte zou 1 A bedragen, dan zou nodig zijn :
EMI12.2
2. aan OH- 1 A. =2.
96500 =* t 96500 sec = sec
EMI12.3
of 3. minuten.
Schatten we de cellen nu, met 0. A, als hebbende een elektrodeoppervlakte van 1 dm2, dan zou voor I = 1 A een oppervlakte nodig zijn van 1/0. 35 dm2 = 3. 333 dm2.
De continuïteitsstelling van de stroomkring leidt er toe dat in alle cellen ci dezelfde stroomsterkte vloeit. De stroomdensiteit kan gevarieerd worden door de oppervlakte van de bipolaire elektroden (bu) aan te passen.
Aan de kathodezijde van elke bipolaire elektrode kan beluchting een OH--ionenvorming tot stand brengen. De pijl t in Fig. 2 betekent het inleiden van lucht of zuurstof voor beluchting.
Indien men als voorstelling neemt dat de pH bv. de hoogste waarde bereikt in de cel van de hoofdkathode,
EMI12.4
de laagste in die van de hoofdanode, en dat de pHwaarden tussen die twee elektroden variëren van hoog naar laag in de richting-, dan betekent dit dat de zones met a in Fig. 2 aangeduid (ao...) alkalisch worden, de zones met z aangeduid (z,... zuur.
De daaruit volgende praktijk is dan dat, als ao
<Desc/Clms Page number 13>
> al > a2 > ... > ai > ... > at, de selektieve neerslagvorming van de hydroxyden kan gebeuren door de oplossing in de cel cl+2, in het deelvak ai+2, in te brengen, zodat bij de pH in dit vak ai+2 de hydroxyden neerslaan die zich bij de laagste pH afzetten, en door de oplossing, na filteren van het eerste hydroxyde, te leiden in cel ci, deelvak ai+ , waar de volgende hydroxydeafzetting kan gebeuren.
Ter illustratie, en alleen wat tweewaardige kationen betreft, zou dit de volgorde
Ba, Ca, Mg, Mn, Co, Cd, Ni, Zn, Fe, Pb, Hg geven in geval de kationenconcentraties dezelfde zijn bij de invoer.
In een omgekeerde oriëntatie met de pH-waarden dalend bv. in de volgorde Zj... zt, kan de invoer gebeuren in z ;, vandaar naar z ... om te eindigen in Zt.
Samen kan de totale doorstroming voor de te zuiveren oplossing Zi... z , a ... aozijn.
Bijzonder elektrolysefenomeen
Uitgaande van metaalrijke oplossingen, die bovendien zeer zuur waren, werd vastgesteld dat op de kathoden, namelijk de hoofdkathode en kathodekanten van de bipolaire elektroden, metaalafzettingen tot stand komen, bv. Zn-metaalafzettingen. Die afzettingen hadden plaats in elektrolieten die in de gewone elektrometallurgie geen elektrokristallisatie geven. Het feit dat die afzettingen, gedeeltelijk vlak, gedeeltelijk met randeffekten (knotsen-uitgroei) al of niet totaal of gedeeltelijk hechtend, in de elektrolyse gevormd worden, is het resultaat van de situaties zelf : stroomdensiteit, hoge polarisatie, waterstofpolarisatie, en dies meer.
Dit betekent dat de afwerking van een
<Desc/Clms Page number 14>
elektroliet in een opstelling in twee stappen gebeurt : a - een afzetting van meta (a) 1 (en) op de kathode (n) b - en vervolgens een elimineren van de resterende kationen door vorming van hydroxydeneerslagen
Hierbij dient opgemerkt dat, in geval van metaalafzetting, de pH-verhoging vertraagd intreedt.
Inderdaad, als MeS04, in een waterige oplossing, in de eerste fase leidt tot de afzetting van het metaal volgens de volgende vergelijking :
EMI14.1
zetten zieh de SO42-ionen om tot HS04-, en wordt de oplossing aangezuurd, evenredig met dit afzetten van Mev. Die aanzuring werkt dus remmend op de pH-stijging, door verbruik van OH'-ionen.
EMI14.2
Neerslagvorming van andere verbindingen
In een elektroliet waarin ook anionen zoals sulfiden (S2-), sulfaten (sol-), chloriden (Cl'), carbonaten (CO') aanwezig zijn, kunnen in de hoger beschreven elektrolyse ook neerslagen, andere dan gewone hydroxyden gevormd worden, zoals basische carbonaten, carbonaten,... Wij vermelden er een aantal (de lijst is niet volledig), waarbij sulfiden, sulfaten, oxychloriden en veel andere niet vermeld zijn, teneinde de tabel beperkt te houden. Naast Ca (OHh, Ba (OHh, CaC03, BaC03 , vermelden we
<Desc/Clms Page number 15>
verbindinq mol. kristaltype naam massa CdCO3 172, 42 w Te Cd (OH) 2 162, 42 w Tr of Am CoCOs 118, 94 r Tr verbinding M kristal type naam 2CoCO3. 3Co (OH) 2.
H20 534, 74 r-v P CU2C03 187, 1 ge
EMI15.1
CuC03. gro Mo MALACHIET 2CuC03. bl Mo AZURIET
Cu (OH) 2 221, 12CuS04. 3Cu(OH)2 452,29 gro Mo BROCHANTIET FeC03 115, 86 gri Tr SIDERIET FeC03. H20 133, 87 kl PbC03 267, 21 kl Rh CERUSSIET 2PbC03. Pb (OH) 2 775, 63 w He HYDROCERUSSIET MgCO3.Mg(OH)2.3H2O 196,68 W Rh ARTINIET 3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O 365,31 W Rh HYDROMAGNESIET
EMI15.2
MgC03.
Mo LANSFORDIET MgC03. kl Rh NESQUEHORNIET
5H20 174, 39 wMnC03 114, 95 ro Rh RHODOCROSIET Hg2C03 461, 19 ge-br HgC03. 2HgO 693, 78 br-r NiC03 118, 70 lgro Rh 2NiCO3.3Ni(OH)2.4H2O 587,57 lgro Rh Ag2C03 275, 75 ge ZnCOg 125, 39 kl Tr SMITHSONIET
EMI15.3
met bl = blauw Am = amorf br-r = bruin-rood He = hexagonaal ge = geel K = kubisch ge-br = geel-bruin Mo = monoklien gri = grijs P = prismatisch gro = groen Rh = rhombisch kl = kleurloos Te = tetragonaal lgro = lichtgroen Tr = trigonaal
<Desc/Clms Page number 16>
r = rood r-v = rood-violet ro = roze w = wit
Het al dan niet ontstaan van zogenaamde basische carbonaten hangt af van de aanwezigheid van C02 in de oplossing (elektroliet). In gewone lucht, waarin CO2 aanwezig is, kan die vorming tot stand komen.
Indien gewerkt wordt met zuivere zuurstof i. p. v. lucht, d. w. z. bij afwezigheid van CO2, vormen zich geen basische carbonaten.
Vorming van zuivere hydroxyden
Naargelang men van een zuivere of gemengde beginoplossing van oplosbare metaalverbindingen uitgaat, bekomt men als neerslag ofwel een zuiver hydroxyde, een gemengd hydroxyde of ook zuivere hydroxyden. In dit laatste geval slaat eerst het zuiver metaalhydroxyde neer dat bij de laagste pH-waarde afgezet wordt.
Vervolgens kan een gemengd neerslag ontstaan. Uiteindelijk zet de neerslag af waarvoor de hoogste pH-waarde vereist is.
Dit alles belet niet dat zich vooraf metaal (of metalen) kathodisch kan (of kunnen) afzetten.
De afzettingen (metalen op de kathodeoppervlakken, hydroxyden en andere verbindingen als neerslag in de elektrolieten) worden gevormd in het kathodevak, en eveneens in de vakken tussen de kathodekant van de bipolaire elektrode (n) en het (de) diafragma ('s).
Betreffende de diafragma's volstaat het een dichtgeweven linnen te nemen. Dergelijk doek heeft een nagenoeg onbeperkte levensduur in zuur en in basisch milieu.
Voor de recipiënten, de leidingen voor
<Desc/Clms Page number 17>
rondcirculeren van elektroliet naar de meetcellen (voor pH-meting e. d.), voor de pompen, voor de filters, voor de bouten waarmee de diafragma's en de bipolaire elektroden via ringen op hun dragers werden gefixeerd, werden alleen gewone kunststoffen gebruikt van het type perspex (voor stijve platen, ringen), PVC voor leidingen, nylon,... voor bouten enz.
De bipolaire elektroden en de diafragma's worden waterdicht gemonteerd met behulp van ringen in rubber.
De filteroppervlakken zijn kunststof of gewone katoenwol.
Tijdens de elektrolyse kan neerslagvorming van CaS04 op de diafragmaoppervlakken optreden. De -waarde van CaS04 is 7, 1. 10-5. Dit leidt er toe dat, als de activiteit van so42- toeneemt in de oplossing, een neerslagvorming van CaS04 kan ontstaan bij lagere Ca++concentraties. De toename van (SO42-) ontstaat bv. als, door pH-stijging, de omzetting
EMI17.1
sc-r K' +verder doorgaat naar rechts (als de pH stijgt door OH'- produktie leidt dit tot het binden van H+ tot H2O, en vrijstelling van sol). In het bijzonder in oplossing van metaalsulfaten treedt de CaS04-precipitatie vlug op.