CA2030978A1 - Fabrication de chlorate ou de perchlorate de metal alcalin - Google Patents
Fabrication de chlorate ou de perchlorate de metal alcalinInfo
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Abstract
Fabrication de chlorate de métal alcalin, transposable à celle de perchlorate de métal alcalin, en une étape unique par électrolyse a pH compris entre 6,2 et 6,6 d'une solution aqueuse du chlorure dudit métal alcalin qui contient 100 à 200 g. de ce chlorure, dans le compartiment anodique d'une cellule d'électrolyse de type "chlore-soude" compartimentée au moyen d'une membrane de type cationique à perméabilité sélective.
Description
2~3~7~ :
FABRICATION DE CHLORATE OU DE PERCHLORATE
DE METAL ALCALIN
La presente invention concerne un procedé de fabri-cation de chlorate ou de perchlorate de metal alcalin qui comprend une électrolyse en milieu aqueux, soit du chlorure correspondant, soit du chlorate correspondant, respectivement.
Il est connu de réaliser co~munément l'électrolyse ci-dessus dans une cellule d'électrolyse conçue et agencée comme une cellule qui convient a l'électrolyse du chlorure de sodium en chlore et hydroxyde de sodium dite électrolyse "chlore-soude", mais dans laquelle la barrière poreuse, dia-10 phragme ou membrane, disposée intermédiairement entre cathode et anode, est absente, de sorte que la cellule n'est plus divisee en un compartiment cathodique et en un compartiment anodique.
Ce qui suit se rapporte à la fabrication du chlorate 15 de métal alcalin mais, comme il a eté dit, le procéde de la pr~sente invention s'appliquc auss:i a la ~abrication du p~rchlorate de metal alcalin.
L~ technique connue rappelee ci-dessus implique en pratique la présence de chrome hexavalent, chromate ou bichro-20 mate de sodium le plus souvent, pour limiter l'incidencenefaste de la rêduction cathodique des ions hypochlorites et/ou chlorates. Les inconvénients du chrome, sur le plan économique comme sur celui de la qualite de 1'environnement, sont rappeles par exemple dans le brevet des Etats Unis 25 d'Amérique n~4295951. La cathode que propose ce brevet pour l'electrolyse classique du chlorure en chlorate en cellule non compartimentee permet de diminuer mais non d'eliminer les reductions cathodiques parasites. Devoir conceder une perte, même reduite, d'energie électrique reste un desavantage 30 économique certain.
Il a éte propose des procédes de fabrication de chlorate à partir de chlorure qui font appel a une cellule compartimentée de conception et d'agencement similaires à ceux d'une cellule d'électrolyse "chlore-soude".
Par exemple, dans les procedes décrits dans le brevet francais n1502519, le brevet belge n690501, le brevet - 2~3~37~
des Etats Unis d'Amérique n3~78072, le chlore et l'hydroxyde de métal alcalin qui sont formés dans la cellule compartimen-tée réagissent ensuite l'un sur l'autre hors des compartiments anodique et cathodique pour conduite au c:hlorate dont la forma-tion est évitée dans l'electrolyse.
Par exemple encore, dans le procédé decrit dans le brevet français n2249973, la production de chlorate exige une pluralité de cellules électrolytiques, d'abord une cellule compartimentee, destinée a assurer la production visée de chlore gazeux et d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal 0 alcalin, ensuite une cellule non compartimentee à laquelle est destine l'anolyte de la première cellule et qui constitue en toutes circonstances l'element essentiel et indispensable pour assurer la production de chlorate.
Comme signalé plus haut et comme il est reconnu de 15 ~açon constante, le recours à la présence de chrome hexavalent dans l'electrolyse de chlorure en chlorate en cellule non comparkimentee telle que la seconde cellule du procede decrit dans le brevet ~rancais n2249973 dejà cite, est un mal neces-saire pour que le rendement electrolytique ait une valeur ac-20 ceptable. Mais le chrome et donc ses inconvenients se retrou-vent aussi dans les procédes tels que ceux décrits par exemple dans le brevet francais n1502519 et le brevet belge n690501 deja cikés, qui comprennent l'usage d'une cellule compartimen-tée.
Le procéde decrit dans le brevet français n22~9973 présente l'inconvenient supplementaire d'exiger que la solu-tion de chlorate produite dans la seconde cellule soit traitee pour en separer le chlorure avant de pouvoir isoler le chlora-te. C'est le meme inconvenient que dans le procede decrit dans 30 le brevet des Etats Unis d'Amérique n~3878072 dejà cité,quand, pour assurer une productivité satisfaisante en chlorate, la concentration de 1'anolyte en chlorure est augmentee.
En~in, dans aucun des procedés connus de fabrication de chlorate qui mettent en jeu une cellule compartimentée ladite cellule n'assure seule la production de chlorate.
C'est a quoi parvienk par contre le procédé de la présente invention qui n'a pas les inconvenients qui naissent ~ 2 ~
par exemple de l'usage du chrome hexavalent, d'un choix parti-culier d'électrode, ou de la séparation du chlorure préalable-ment a celle du chlorate. De plus le procédé selon l'invention ne lie la production de chlorate a aucune autre ~fabrication.
La présente invention a pour ob~et un procéde de fabrication de chlorate de métal alcalin dont une étape est l'électrolyse en milieu aqueux du chlorure dudit métal dans le compartiment anodique d'une cellule d'électrolyse de type "chlore-soude" compartimentee de part et d'autre d'une membra-10 ne unique de type cationique a perméabilité sélective en un compartiment anodique et en un compartiment cathodique qui contient une solution aqueuse d'hydroxyde dudit metal alcalin et dans lequel est produit l'hydrogène, caracterise en ce que la fabrication du chlorate est assuree en une étape unique par 15 ladite électrolyse en electrolysant a un pH de valeur comprise entre environ 6,2 et environ 6,6, une solution aqueuse du chlorure contenant , par litre, une quantité dudit chlorure comprise entre environ 100 g. et environ 200 g. et une quantite dudit chlorate telle que le chlorate ~abrique 50it 20 isolable a partir de la solution aqueuse de chlorure électro-lysee, directement par cristallisation.
Dans le procedé de l'invention ainsi defini - le pH de la solution aqueuse du chlorure de metal alcalin dans le compartiment anodique, ou pH de l'anolyte, a 25 une valeur comprise de preférence entre environ 6,3 et environ 6,5.
- l'anolyte contient de preference une quantite dudit chlorure comprise entre environ 120 g./l. et environ `
150 g./l.
- la quantite de chlorate presente avec le chlorure de facon a ce que le chlorate fabriqué soit isolable directe-ment par cristallisation à partir de la solution aqueuse de chlorure électrolysee, est aisément déterminable à partir des diagrammes de cristallisation connus des systèmes eau-chlorure-35 chlorate. Cette quantité est par exemple comprise entre environ 400 g. et environ ~00 g. par litre d'anolyte.
- l'hydroyène est produit à l'état pratiquement pur avec un rendement pratiquement egal à 100 %.
2~3~7~ :
- la valeur du pH de l'anolyte est aisément régle par transfert dans le compartiment anodique des ions OH
produits dans le compartiment cathodique. Ce réglage peut être réalisé par exemple à l'aide d'une pompe de débit asservi à la 5 valeur désiree pour ledit pH.
- par cellule d'électrolyse de type "chlore-soude"
on designe comme déjà dit une cellule d'électrolyse comparti-mentée connue pour convenir à la fabrication de chlore gazeux et d'une solution a~ueuse d'hydroxyde de sodium par electroly-0 se en milieu aqueux du chlorure de sodium.
- de maniere connue pour l'electrolyse "chlore-soude" :
. le corps de la cellule est fait d'un materiau classique : comme l'acier, le béton, revêtu par exemple d'un caoutchouc ou d'une matière plastique appropriée, ou fait en chlorure de polyvinyle, polypropylène, polytetrafluoré-thylelle, resine, de preeerence charyes, renforces, . l~ cathode est ~aite le plus souvent d'acier ou d'un meta:L
noble comme le pla~ine ~ui peut être depose par exemple sur de l'acier, . l'anode peut être constituée par exemple d'un metal noble comme le platine ou d'oxyde de ruthénium sur un support conducteur en métal comme le titane, ~:
. la membrane est choisie parmi les nombreuses varietes acces-sibles et disponibles ordinairement sous forme de plaques minces et plates, constituées par exemple d'un copolymère hydroxylé d'un hydrocarbure perfluoré et de perfluorovinyl-ether sulfoné, comme un copolymere de tetrafluoréthylène ou l'hexafluoropropylene avec le perfluoro t2-(ether de 2-fluorosulfonyl éthoxy)-propyl-~inyle), un polymère d'éthylène-propylene perfluore qui est styréne et sulfoné, . l'anolyte et le catholyte sont uniformes, c'est-à-dire que chacun d'eux respectivement est le même dans l'espace qu'il occupe, pour ce qui est en particulier de son pH, de sa tempe-rature et de sa composition ; le catholyte est uniforme grâcenormalement a l'agitation provoquee dans le compartiment catho-dique par le degagement d'hydrogène ; l'anolyte est uniforme grâce à l'agitation assurée par sa mise en circulation forcée, 2 ~
normalement à l'aide d'une pompe ; le caractère stationnaire de la composition des deux electrolytes uniformes, c'est-à-dire une composition de chacun des deux électrolytes stable, constante dans le temps, peut être assuré en faisant entrer 5 continuellement et simultanement le chlorure en solution aqueuse dans le compartiment anodique et de l'eau dans le compartiment cathodique en quantites telles de chlorure et d'eau qu'elles egalent chacune les quantités de chlorure et d'eau qui, en 1'état ou sous forme combinee, sortent continuel-0 lement et définitivement de la cellule d'électrolyse.
Le brevet des Etats Unis d'Amerique n3878072 et le brevet français n2249973, par exemple, donnent des précisions sur la cellule compartimentée et sur les membranes.
- la température de l'anolyte ou du catholyte peut être comprise entre environ 30C et la temperature d'ebulli-tion de chacun d'eux.
- seuls sont produits le chlorate et l'hydrogène selon la réaction globale : MeCl + 3H 0 -~MeC10 -~ 3H , dans laquelle ~e desiyne un métal alcalin.
- les seuls sous-produits formés sont de l'oxygene et du chlore dans le compartiment anodique, en faible quantité
pour l'oxygene et en plus faible quantité encore pour le chlore. Le débit gazeux cumulé d'oxygène et de chlore represen-te moins de 5 ~, généralement moins de 3 ~ du débit gazeux 25 d'hydrogène sortant du compartiment cathodique. S'il en est besoin, le peu de chlore ainsi present dans l'oxygene peut etre facilement recycle a la cellule apres avoir ete separe de l'oxygene par action d'hydroxyde du metal alcalin et on peut uti}iser dans ce but de l'hydroxyde de metal aLcalin du 30 compartiment cathodique.
Ce qui a ete dit du procede selon l'invention pour la fabrication du chlorate à partir du chlorure est directe-ment transposable à la fabrication du perchlorate à partir de chlorate une fois précisé que dans ce dernier cas seuls sont 35 produits le perchlorate et l'hydrogene selon la reaction ~loba-le MeClO + H 0 - ~ MeC10 ~ H , dans laquelle Me designe un metal alcalin, que le pH de l'anolyte est compris entre envi-ron 6 et environ 10 et que la quantité de perchlorate présente - 2~3~78 avec le chlorate dans 1'anolyte pour que le perchlorate fabri-qué soit isolable directement par cristallisation à partir de la solution aqueuse de chlorate électrolysée, est le plus souvent comprise entre environ 1000 g. et environ 1200 g. par 5 litre d'anolyte.
Les exemples suivants, donnés a titre indicatif mais non limitatif, illustrent l'invention :
Exemple 1 :
Dans une cellule d'électrolyse en polytetrafluoréthy-0 lène qui est compartimentée en un compartiment anodique et enun compartiment cathodique de part et d'autre d'une ~mbrane de type cationique à permeabilité sélective Nafion llt~ de la société DLI Pont, l'anode est constituee de titane et d'un revêtement de celui-ci à base d'oxyde de ruthénium, et la ts cathode est en acier. 2 Chacune des electrodes a une surface egale a 0,5dm .
Le catholyte est const.itue d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium dont la température est égale à 63C et qui contient en poids 20 ~ d'hydroxyde de sodium.
2~ L'anolyte est constitué d'une solution aqueuse de chlorure de sodium dont la température est égale à 63C et qui contient, par litre, 150 g. de chlorure de sodium et 500 g. de `
chlorate de sodium avant electrolyse.
On procède dans le compartiment anodique à l'électro-25 lyse de la solution aqueuse de chlorure de sodium en appli-quant aux bornes des électrodes une intensité Ae courant egale a 10 Ampères.
Du côte cathodique, l'agitation du catholyte par le deyagemen~ d'hydrogene suff:it a en assurer l'uniformite.
Du côte anodique~ l'uniformite de l'anolyte est assu-ree par sa mise en circulation forcee au moyen d'une pompe et au débit, dans le cas du present exemple, de 70 l./h.
Le pH de l'anolyte est réglé à la valeur 6,3-6,4 par apport d'ions OH assuré par le passage a l'aide d'une pompe 35 de la quantité necessaire de catholyte du compartiment cathodi-que au compartiment anodique.
L'electrolyse est poursuivie jusqu'à ce que l'anoly-te ne contienne plus que 120 g./l. de chlorure de sodium.
n30~78 Le chlorate de sodium est ainsi produit avec un ren-dement anodique égal à 87,3 % calculé à partir de la quantite d'oxygène sous-produit à l'anode.
. Exemple 2 :
~'exemple 1 est répété avec cette fois une membrane Nafion 902 de la sociéte Du Pont, une température de l'anoly-te égale a 71C et un débit de recirculation dudit anolyti~ue égal à 160 l./h.
Le chlorate de sodium est alors obtenu avec un 10 rendement électrolytique anodique elevé, égal à 93 % calcule a partir de la quantité d'oxygène sous produit à l'anode, et atteint sans avoir nullement recours au chrome hexavalent.
FABRICATION DE CHLORATE OU DE PERCHLORATE
DE METAL ALCALIN
La presente invention concerne un procedé de fabri-cation de chlorate ou de perchlorate de metal alcalin qui comprend une électrolyse en milieu aqueux, soit du chlorure correspondant, soit du chlorate correspondant, respectivement.
Il est connu de réaliser co~munément l'électrolyse ci-dessus dans une cellule d'électrolyse conçue et agencée comme une cellule qui convient a l'électrolyse du chlorure de sodium en chlore et hydroxyde de sodium dite électrolyse "chlore-soude", mais dans laquelle la barrière poreuse, dia-10 phragme ou membrane, disposée intermédiairement entre cathode et anode, est absente, de sorte que la cellule n'est plus divisee en un compartiment cathodique et en un compartiment anodique.
Ce qui suit se rapporte à la fabrication du chlorate 15 de métal alcalin mais, comme il a eté dit, le procéde de la pr~sente invention s'appliquc auss:i a la ~abrication du p~rchlorate de metal alcalin.
L~ technique connue rappelee ci-dessus implique en pratique la présence de chrome hexavalent, chromate ou bichro-20 mate de sodium le plus souvent, pour limiter l'incidencenefaste de la rêduction cathodique des ions hypochlorites et/ou chlorates. Les inconvénients du chrome, sur le plan économique comme sur celui de la qualite de 1'environnement, sont rappeles par exemple dans le brevet des Etats Unis 25 d'Amérique n~4295951. La cathode que propose ce brevet pour l'electrolyse classique du chlorure en chlorate en cellule non compartimentee permet de diminuer mais non d'eliminer les reductions cathodiques parasites. Devoir conceder une perte, même reduite, d'energie électrique reste un desavantage 30 économique certain.
Il a éte propose des procédes de fabrication de chlorate à partir de chlorure qui font appel a une cellule compartimentée de conception et d'agencement similaires à ceux d'une cellule d'électrolyse "chlore-soude".
Par exemple, dans les procedes décrits dans le brevet francais n1502519, le brevet belge n690501, le brevet - 2~3~37~
des Etats Unis d'Amérique n3~78072, le chlore et l'hydroxyde de métal alcalin qui sont formés dans la cellule compartimen-tée réagissent ensuite l'un sur l'autre hors des compartiments anodique et cathodique pour conduite au c:hlorate dont la forma-tion est évitée dans l'electrolyse.
Par exemple encore, dans le procédé decrit dans le brevet français n2249973, la production de chlorate exige une pluralité de cellules électrolytiques, d'abord une cellule compartimentee, destinée a assurer la production visée de chlore gazeux et d'une solution aqueuse d'hydroxyde de métal 0 alcalin, ensuite une cellule non compartimentee à laquelle est destine l'anolyte de la première cellule et qui constitue en toutes circonstances l'element essentiel et indispensable pour assurer la production de chlorate.
Comme signalé plus haut et comme il est reconnu de 15 ~açon constante, le recours à la présence de chrome hexavalent dans l'electrolyse de chlorure en chlorate en cellule non comparkimentee telle que la seconde cellule du procede decrit dans le brevet ~rancais n2249973 dejà cite, est un mal neces-saire pour que le rendement electrolytique ait une valeur ac-20 ceptable. Mais le chrome et donc ses inconvenients se retrou-vent aussi dans les procédes tels que ceux décrits par exemple dans le brevet francais n1502519 et le brevet belge n690501 deja cikés, qui comprennent l'usage d'une cellule compartimen-tée.
Le procéde decrit dans le brevet français n22~9973 présente l'inconvenient supplementaire d'exiger que la solu-tion de chlorate produite dans la seconde cellule soit traitee pour en separer le chlorure avant de pouvoir isoler le chlora-te. C'est le meme inconvenient que dans le procede decrit dans 30 le brevet des Etats Unis d'Amérique n~3878072 dejà cité,quand, pour assurer une productivité satisfaisante en chlorate, la concentration de 1'anolyte en chlorure est augmentee.
En~in, dans aucun des procedés connus de fabrication de chlorate qui mettent en jeu une cellule compartimentée ladite cellule n'assure seule la production de chlorate.
C'est a quoi parvienk par contre le procédé de la présente invention qui n'a pas les inconvenients qui naissent ~ 2 ~
par exemple de l'usage du chrome hexavalent, d'un choix parti-culier d'électrode, ou de la séparation du chlorure préalable-ment a celle du chlorate. De plus le procédé selon l'invention ne lie la production de chlorate a aucune autre ~fabrication.
La présente invention a pour ob~et un procéde de fabrication de chlorate de métal alcalin dont une étape est l'électrolyse en milieu aqueux du chlorure dudit métal dans le compartiment anodique d'une cellule d'électrolyse de type "chlore-soude" compartimentee de part et d'autre d'une membra-10 ne unique de type cationique a perméabilité sélective en un compartiment anodique et en un compartiment cathodique qui contient une solution aqueuse d'hydroxyde dudit metal alcalin et dans lequel est produit l'hydrogène, caracterise en ce que la fabrication du chlorate est assuree en une étape unique par 15 ladite électrolyse en electrolysant a un pH de valeur comprise entre environ 6,2 et environ 6,6, une solution aqueuse du chlorure contenant , par litre, une quantité dudit chlorure comprise entre environ 100 g. et environ 200 g. et une quantite dudit chlorate telle que le chlorate ~abrique 50it 20 isolable a partir de la solution aqueuse de chlorure électro-lysee, directement par cristallisation.
Dans le procedé de l'invention ainsi defini - le pH de la solution aqueuse du chlorure de metal alcalin dans le compartiment anodique, ou pH de l'anolyte, a 25 une valeur comprise de preférence entre environ 6,3 et environ 6,5.
- l'anolyte contient de preference une quantite dudit chlorure comprise entre environ 120 g./l. et environ `
150 g./l.
- la quantite de chlorate presente avec le chlorure de facon a ce que le chlorate fabriqué soit isolable directe-ment par cristallisation à partir de la solution aqueuse de chlorure électrolysee, est aisément déterminable à partir des diagrammes de cristallisation connus des systèmes eau-chlorure-35 chlorate. Cette quantité est par exemple comprise entre environ 400 g. et environ ~00 g. par litre d'anolyte.
- l'hydroyène est produit à l'état pratiquement pur avec un rendement pratiquement egal à 100 %.
2~3~7~ :
- la valeur du pH de l'anolyte est aisément régle par transfert dans le compartiment anodique des ions OH
produits dans le compartiment cathodique. Ce réglage peut être réalisé par exemple à l'aide d'une pompe de débit asservi à la 5 valeur désiree pour ledit pH.
- par cellule d'électrolyse de type "chlore-soude"
on designe comme déjà dit une cellule d'électrolyse comparti-mentée connue pour convenir à la fabrication de chlore gazeux et d'une solution a~ueuse d'hydroxyde de sodium par electroly-0 se en milieu aqueux du chlorure de sodium.
- de maniere connue pour l'electrolyse "chlore-soude" :
. le corps de la cellule est fait d'un materiau classique : comme l'acier, le béton, revêtu par exemple d'un caoutchouc ou d'une matière plastique appropriée, ou fait en chlorure de polyvinyle, polypropylène, polytetrafluoré-thylelle, resine, de preeerence charyes, renforces, . l~ cathode est ~aite le plus souvent d'acier ou d'un meta:L
noble comme le pla~ine ~ui peut être depose par exemple sur de l'acier, . l'anode peut être constituée par exemple d'un metal noble comme le platine ou d'oxyde de ruthénium sur un support conducteur en métal comme le titane, ~:
. la membrane est choisie parmi les nombreuses varietes acces-sibles et disponibles ordinairement sous forme de plaques minces et plates, constituées par exemple d'un copolymère hydroxylé d'un hydrocarbure perfluoré et de perfluorovinyl-ether sulfoné, comme un copolymere de tetrafluoréthylène ou l'hexafluoropropylene avec le perfluoro t2-(ether de 2-fluorosulfonyl éthoxy)-propyl-~inyle), un polymère d'éthylène-propylene perfluore qui est styréne et sulfoné, . l'anolyte et le catholyte sont uniformes, c'est-à-dire que chacun d'eux respectivement est le même dans l'espace qu'il occupe, pour ce qui est en particulier de son pH, de sa tempe-rature et de sa composition ; le catholyte est uniforme grâcenormalement a l'agitation provoquee dans le compartiment catho-dique par le degagement d'hydrogène ; l'anolyte est uniforme grâce à l'agitation assurée par sa mise en circulation forcée, 2 ~
normalement à l'aide d'une pompe ; le caractère stationnaire de la composition des deux electrolytes uniformes, c'est-à-dire une composition de chacun des deux électrolytes stable, constante dans le temps, peut être assuré en faisant entrer 5 continuellement et simultanement le chlorure en solution aqueuse dans le compartiment anodique et de l'eau dans le compartiment cathodique en quantites telles de chlorure et d'eau qu'elles egalent chacune les quantités de chlorure et d'eau qui, en 1'état ou sous forme combinee, sortent continuel-0 lement et définitivement de la cellule d'électrolyse.
Le brevet des Etats Unis d'Amerique n3878072 et le brevet français n2249973, par exemple, donnent des précisions sur la cellule compartimentée et sur les membranes.
- la température de l'anolyte ou du catholyte peut être comprise entre environ 30C et la temperature d'ebulli-tion de chacun d'eux.
- seuls sont produits le chlorate et l'hydrogène selon la réaction globale : MeCl + 3H 0 -~MeC10 -~ 3H , dans laquelle ~e desiyne un métal alcalin.
- les seuls sous-produits formés sont de l'oxygene et du chlore dans le compartiment anodique, en faible quantité
pour l'oxygene et en plus faible quantité encore pour le chlore. Le débit gazeux cumulé d'oxygène et de chlore represen-te moins de 5 ~, généralement moins de 3 ~ du débit gazeux 25 d'hydrogène sortant du compartiment cathodique. S'il en est besoin, le peu de chlore ainsi present dans l'oxygene peut etre facilement recycle a la cellule apres avoir ete separe de l'oxygene par action d'hydroxyde du metal alcalin et on peut uti}iser dans ce but de l'hydroxyde de metal aLcalin du 30 compartiment cathodique.
Ce qui a ete dit du procede selon l'invention pour la fabrication du chlorate à partir du chlorure est directe-ment transposable à la fabrication du perchlorate à partir de chlorate une fois précisé que dans ce dernier cas seuls sont 35 produits le perchlorate et l'hydrogene selon la reaction ~loba-le MeClO + H 0 - ~ MeC10 ~ H , dans laquelle Me designe un metal alcalin, que le pH de l'anolyte est compris entre envi-ron 6 et environ 10 et que la quantité de perchlorate présente - 2~3~78 avec le chlorate dans 1'anolyte pour que le perchlorate fabri-qué soit isolable directement par cristallisation à partir de la solution aqueuse de chlorate électrolysée, est le plus souvent comprise entre environ 1000 g. et environ 1200 g. par 5 litre d'anolyte.
Les exemples suivants, donnés a titre indicatif mais non limitatif, illustrent l'invention :
Exemple 1 :
Dans une cellule d'électrolyse en polytetrafluoréthy-0 lène qui est compartimentée en un compartiment anodique et enun compartiment cathodique de part et d'autre d'une ~mbrane de type cationique à permeabilité sélective Nafion llt~ de la société DLI Pont, l'anode est constituee de titane et d'un revêtement de celui-ci à base d'oxyde de ruthénium, et la ts cathode est en acier. 2 Chacune des electrodes a une surface egale a 0,5dm .
Le catholyte est const.itue d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium dont la température est égale à 63C et qui contient en poids 20 ~ d'hydroxyde de sodium.
2~ L'anolyte est constitué d'une solution aqueuse de chlorure de sodium dont la température est égale à 63C et qui contient, par litre, 150 g. de chlorure de sodium et 500 g. de `
chlorate de sodium avant electrolyse.
On procède dans le compartiment anodique à l'électro-25 lyse de la solution aqueuse de chlorure de sodium en appli-quant aux bornes des électrodes une intensité Ae courant egale a 10 Ampères.
Du côte cathodique, l'agitation du catholyte par le deyagemen~ d'hydrogene suff:it a en assurer l'uniformite.
Du côte anodique~ l'uniformite de l'anolyte est assu-ree par sa mise en circulation forcee au moyen d'une pompe et au débit, dans le cas du present exemple, de 70 l./h.
Le pH de l'anolyte est réglé à la valeur 6,3-6,4 par apport d'ions OH assuré par le passage a l'aide d'une pompe 35 de la quantité necessaire de catholyte du compartiment cathodi-que au compartiment anodique.
L'electrolyse est poursuivie jusqu'à ce que l'anoly-te ne contienne plus que 120 g./l. de chlorure de sodium.
n30~78 Le chlorate de sodium est ainsi produit avec un ren-dement anodique égal à 87,3 % calculé à partir de la quantite d'oxygène sous-produit à l'anode.
. Exemple 2 :
~'exemple 1 est répété avec cette fois une membrane Nafion 902 de la sociéte Du Pont, une température de l'anoly-te égale a 71C et un débit de recirculation dudit anolyti~ue égal à 160 l./h.
Le chlorate de sodium est alors obtenu avec un 10 rendement électrolytique anodique elevé, égal à 93 % calcule a partir de la quantité d'oxygène sous produit à l'anode, et atteint sans avoir nullement recours au chrome hexavalent.
Claims (4)
1. Procédé de fabrication de chlorate de métal alcalin dont une étape est l'électrolyse en milieu aqueux du chlorure dudit métal dans le compartiment anodique d'une cellule d'électrolyse "chlore-soude" compartimentée de part de d'autre d'une membrane unique de type cationique à perméabili-té sélective en un compartiment anodique et en un compartiment cathodique qui contient une solution aqueuse d'hydroxyde dudit métal alcalin et dans lequel est produit l'hydrogène, caracté-risé en ce que la fabrication du chlorate est assurée en une étape unique par ladite électrolyse en électrolysant à un pH
de valeur comprise entre 6,2 et 6,6, une solution aqueuse du chlorure contenant, par litre, une quantité dudit chlorure comprise entre 100 g. et 200 g. et une quantité dudit chlorate telle que le chlorate fabriqué soit isolable à partir de la solution aqueuse de chlorure électrolysée, directement par cristallisation.
de valeur comprise entre 6,2 et 6,6, une solution aqueuse du chlorure contenant, par litre, une quantité dudit chlorure comprise entre 100 g. et 200 g. et une quantité dudit chlorate telle que le chlorate fabriqué soit isolable à partir de la solution aqueuse de chlorure électrolysée, directement par cristallisation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse du chlorure de métal alcalin contient, par litre, 120 g. à 150 g. dudit chlorure.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pH de la solution aqueuse du chlorure de métal alcalin a une valeur comprise entre 6,3 et 6,5.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur du pH de la solution aqueuse du chlorure de métal alcalin est réglé par transfert dans le compartiment anodique des ions OH- produits dans le comparti-ment cathodique.
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