Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von unlöslichen bis schwerlöslichere, bei Raumtemperatur festen oder zähflüssigen organischen Stoffen mit saurem Charakter. Zur Darstellung von schwerlöslichere oder unlöslichen organischen Säuren, Phenolen oder dergleichen aus löslichen Alkalisälzen werden die Alkalisalze mit starken Mineral säuren zersetzt und die ausgeschiedene saure Verbindung abgetrennt. Das anfallende Al kalisalz findet nur selten eine wirtschaft liche Verwendung und stellt gewöhnlich nur ein minderwertiges Abfallprodukt dar.
Wird auf die organische Komponente kein grösserer Wert gelegt, wie z. B. bei der Verarbeitung von Abfallaugen der Natron- zellstoffabrikation, so werden die Salze häufig kalziniert, wodurch unter Verbren nung der organischen Substanz unreines Al kalikarbonat entsteht. Das Karbonat muss durch Dialyse gereinigt werden, wobei ver hältnismässig unreine und stark verdünnte Alkalikarbonatlösungen anfallen, die zur weiteren Verarbeitung unbedingt eingedickt werden müssen. Der Kalzinierofen ist ausser dem teuer im Bau und im Betriebe.
Die bereits bekannte elektrolytische Zer legung von Alkalisalzen der genannten sauren Verbindungen ist in den meisten Fällen mit erheblichen Schwierigkeiten ver bunden, weil die Anode sich bald mit einer festhaftenden, schwerleitenden Schicht des organischen Stoffes überzieht, die den wei teren Durchgang des elektrischen Stromes verhindert, und zwar nicht nur dann, wenn die organische Verbindung bei normaler Temperatur fest ist, sondern auch dann, wenn diese zähflüssig ist.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Herstellen von unlöslichen bis schwer löslichere, bei Raumtemperatur festen oder zähflüssigen organischen Stoffen mit saurem Charakter, durch Elektrolyse ihrer wässrigen Alkalisalzlösungen unter Anwendung einer Quecksilberkathode, mit dem die oben ge nannten Schwierigkeiten überwunden werden können. Das Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Lösungen unter Anwendung einer walzenförmigen, waagrecht gelagerten, umlaufenden Anode elektrolysiert werden und die sich auf der Anode bildende feste oder zähflüssige Schicht durch eine Ab schabevorrichtung ständig entfernt wird.
Gemäss der Erfindung können wasser lösliche Alkälisalze der unlöslichen oder schwerlöslichen organischen Stoffe mit saurem Charakter einwandfrei direkt elek trolytisch zerlegt werden, wobei die freie organische Verbindung einerseits und reine hochprozentige Alkalilauge anderseits ge wonnen werden können.
Die Lösung wird in einem Elektrolyseur verarbeitet, dessen rotie rende Anode walzenförmig ausgebildet und mit einer Abschabevorrichtung versehen ist. Am Boden des Elektrolyseurs kann in be kannter Weise eine Quecksilberkathode zir kulieren, wobei das gebildete Amalgam, wie üblich, zu Alkalihydroxyd und Quecksilber zersetzt werden kann. Die walzenförmige Anode läuft vorzugsweise langsam, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 20 mm/sec., und kann beliebig grossen Durchmesser haben, so dass der anhaftende organische Stoff vor dem Abschaben teilweise oder vollständig ge trocknet wird. In diesem Falle können be sondere Trockenanlagen fortfallen.
Die Vor trocknung beeinfluss.t in manchen Fällen das Abtrennen des Materials und seine weitere Verarbeitung durch Änderung seiner physi kalischen Beschaffenheit günstig. Die voll ständige Trocknung auf der Anode kommt nur dann in Betracht, wenn der ausgetrock nete Stoff auf der Anodenoberfläche nicht allzu fest haftet.
Die Anode besteht z. B. aus Graphit oder einem andern geeigneten Material. Die Ab schabevorrichtung, z. B. ein Abtrennungs messer, kann die Walzenanode in ihrer ganzen Länge berühren und entweder parallel oder schief zur Umdrehungsachse verlaufen. Das vom Messer abfallende Material kann durch ein Förderband oder dergleichen weiter befördert werden.
Das Verfahren eignet sich nicht nur zur Zersetzung von einheitlichen Salzen, wie z. B. von Alkalisalzen der höheren Phenole oder höhermolekularer Carbon- oder Sulfinsäuren, sondern auch von Salzgemischen, insbeson dere auch zur Verwertung von technischen Abfallaugen, wie z. B. denen der Natron- zellstoffindustrie.
Diese wurden bisher fast ausschliesslich durch Verdampfen, Kalzinieren, Dialyse und Kaustifizieren mit Kalk regeneriert. Es ging dabei nicht nur der verwertbare organische Stoff zu Grunde, der Lignine und höhere Phenole nebst andern Verbindungen enthält, sondern die Laugen russten zuerst zur Trockene verdampft, dann kalziniert, darauf in Wasser gelöst und dialysiert und schliess lich vor oder nach der Kaustifikation wieder eingedickt werden. Der Brennstoffverbrauch war daher ausserordentlich gross.
Mit dem Verfahren nach vorliegender Erfindung kann dagegen in einem Arbeitsgang hochprozen tige, wieder gebrauchsfertige Natronlauge sowie die gesamte organische Substanz ge wonnen werden. In der Zeichnung ist eine geeignete Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung schematisch und bei spielsweise dargestellt. Die umlaufende An ode 1 taucht mit ihrem untern Ende in den Elektrolyten, z. B. die Schwarzlauge der Na tronzellstoffabrikation. Am Boden des Ge fässes befindet sich die Quecksilberkathode 2.
Die übliche Vorrichtung zur Zersetzung des Amalgams ist nicht veranschaulicht. Das Ab schahmesser 0' berührt die Anode in ihrer ganzen Länge und wird mässig aufgedrückt. Bei einer Spannung von 4-5 Volt kann voll kommen reine, zur neuen Aufschliessung von Holz verwendbare Natronlauge gewonnen werden. Die abgeschabten Stoffe enthalten z. B. 15-20% Trockensubstanz, falls keine besondere Trocknung auf der Anode vor genommen wird. Die auf diese Weise erhal tene organische Substanz enthält weniger als 1 % Na und ihr p11-Wert liegt zwischen 6 und 5.
Die aus dem Elektrolyseur abfliessende Lösung enthält weniger als 1 % Na und ihr PH-Wert. ist. niedriger als i.
Process and device for the production of insoluble to poorly soluble organic substances that are solid or viscous at room temperature and have an acidic character. To prepare sparingly soluble or insoluble organic acids, phenols or the like from soluble alkali salts, the alkali salts are decomposed with strong mineral acids and the acidic compound separated off is separated off. The resulting alkali salt is seldom used economically and is usually only an inferior waste product.
If no great value is placed on the organic component, such as B. When processing waste eyes from the sodium cellulose production, the salts are often calcined, which results in impure alkali carbonate under combustion of the organic substance. The carbonate must be cleaned by dialysis, which results in relatively impure and highly diluted alkali carbonate solutions that must be thickened for further processing. The calciner is also expensive to build and operate.
The already known electrolytic decomposition of alkali salts of the acidic compounds mentioned is in most cases associated with considerable difficulties, because the anode is soon covered with an adherent, poorly conductive layer of the organic material, which prevents the white direct passage of the electric current, and not only when the organic compound is solid at normal temperature, but also when it is viscous.
The invention relates to a process for the production of insoluble to poorly soluble, solid or viscous organic substances with acidic character at room temperature, by electrolysis of their aqueous alkali salt solutions using a mercury cathode, with which the above-mentioned difficulties can be overcome. The method is characterized in that the solutions are electrolyzed using a roller-shaped, horizontally mounted, rotating anode and the solid or viscous layer that forms on the anode is constantly removed by a scraping device.
According to the invention, water-soluble alkali salts of the insoluble or sparingly soluble organic substances with an acidic character can be properly decomposed directly by electrolysis, the free organic compound on the one hand and pure high-percentage alkali on the other hand being able to be won.
The solution is processed in an electrolyser, the rotating anode of which is formed in the shape of a cylinder and is provided with a scraping device. At the bottom of the electrolyser, a mercury cathode can circulate in a known manner, the amalgam formed being able to be decomposed to alkali hydroxide and mercury, as usual. The cylindrical anode preferably runs slowly, e.g. B. at a speed of 20 mm / sec., And can have any large diameter, so that the adhering organic material is partially or completely dried ge before scraping. In this case, special drying systems can be omitted.
In some cases, pre-drying has a beneficial effect on the separation of the material and its further processing by changing its physical properties. Complete drying on the anode is only possible if the dried-out substance does not adhere too firmly to the anode surface.
The anode consists e.g. B. made of graphite or another suitable material. From the scraping device, for. B. a separation knife, the roller anode can touch in its entire length and either parallel or oblique to the axis of rotation. The material falling off the knife can be conveyed on by a conveyor belt or the like.
The process is not only suitable for the decomposition of uniform salts, such as. B. of alkali salts of higher phenols or higher molecular weight carboxylic or sulfinic acids, but also of salt mixtures, in particular also for the recovery of technical waste eyes, such. B. those of the soda pulp industry.
So far, these have been regenerated almost exclusively by evaporation, calcination, dialysis and causticizing with lime. Not only did the usable organic material perish, which contains lignins and higher phenols along with other compounds, but the lye was first evaporated to dryness, then calcined, then dissolved in water and dialyzed and finally thickened again before or after causticizing will. The fuel consumption was therefore extremely high.
With the method according to the present invention, however, hochprozen term, ready-to-use caustic soda and the entire organic substance can be obtained in one operation. In the drawing, a suitable device for performing the method according to the invention is shown schematically and for example. The rotating anode 1 is immersed with its lower end in the electrolyte, for. B. the black liquor of Na tronzellstoffabrikation. The mercury cathode 2 is located at the bottom of the vessel.
The usual device for disintegrating the amalgam is not illustrated. The Ab schahmesser 0 'touches the anode in its entire length and is moderately pressed. At a voltage of 4-5 volts, completely pure caustic soda, which can be used for the new breakdown of wood, can be obtained. The scraped-off substances contain z. B. 15-20% dry matter, if no special drying is done on the anode. The organic matter obtained in this way contains less than 1% Na and its p11 value is between 6 and 5.
The solution flowing out of the electrolyser contains less than 1% Na and its pH value. is. lower than i.