Verfahren zur Gewinnung von Soda als Nebenprodukt bei der Chlornatrium-Elektrolyse. Die Elektrolyse von Kochsalzlösungen wurde bis, vor wenigen Jahren hauptsächlich durchgeführt zum Zwecke der Gewinnung von Natronlaugen, während das Chlor mehr oder weniger als Nebenprodukt bewertet wurde. Der Verbrauch an Chlor hat in den letzten Jahren eine enorme Steigerung er fahren; beispielsweise benötigt die Herstel lung von Kunststoffen und insektiziden Mit teln immer grössere Mengen.
Es werden daher recht häufig elektrolytische Anlagen errich tet, um den grossen Bedarf an Chlor zu dek- ken, und bei diesen ist die anfallende Na tronlauge das Nebenprodukt, welches oft schwer verkäuflich ist. Dieser Vertausch der Rollen zwischen den beiden genannten Pro dukten hat dazu geführt, die Natronlauge durch Weiterverarbeitung auszuwerten. Zu diesem Zwecke wird beispielsweise die Her stellung von Natrium-Sulfid, Natrium-Alko- holaten usw. aufgenommen.
Es ist wohl bekannt, dass durch das Ein leiten von Kohlensäure in Natronlauge eine Umsetzung zu Natriumkarbonaten stattfin- det, doch die Wirtschaftlichkeit eines der artigen Verfahrens ist davon abhängig, dass mit einfachen Mitteln aus der Sodalösung handelsfähige Soda gewonnen wird ohne ein kostspieliges Eindampfen.
Es wurden eingehende Versuche durch- geführt, um die Möglichkeit einer ra tionellen Herstellung von Soda zu prüfen in Anschluss an eine Chlornatrium-Elektrolyse mit Quecksilberzellen, welche eine hochkon- zentrierte Natronlauge liefert. Zunächst wurde festgestellt, dass beim Einleiten von Kohlensäure in die konzentrierte Natron lauge eine Ausfällung der gebildeten Soda nur so lange erfolgt, als der NaOH-Gehalt der Lauge ein bestimmtes Mass aufweist.
Mit der allmählichen Abnahme des NaOH-Ge- haltes verbleiben immer grössere Mengen Soda in Lösung. Eine vollständige Umwand lung der Natronlauge in Soda würde daher ein Eindampfen der Lauge bedingen. Diese Methode hat sehr erhebliche Nachteile.
Anderseits wurde festgestellt, dass bei der nur teilweisen Karbonatisierung einer Lauge mit einem Gehalt von 600 bis 800 g/1 NaOH, vorzugsweise etwa 750 gll Na0H, bis zu einem reduzierten Gehalt von 350 bis 530 g/1 NaOH, vorzugsweise etwa 450 g/1 NaOH, die gebildete Soda als Monohydrat ausfällt, und zwar in leicht abfiltrierbarer Form. Hierbei verbleiben nur etwa 25 g/l Soda in der Lauge gelöst.
Eine derartige Natronlauge ist unbeschränkt vexwendungs- fähig und absatzfähig.
Dergestalt wurde die überraschende Tat sache entdeckt, dass das Monohydrat des Na- triumkarbonates in einer konzentrierten Na tronlauge nicht nur sehr spärlich löslich ist, sondern sich das Monohydrat als beständig erweist unterhalb seines normalen Umwand- lungapunktes zu Hepta- resp. Dekahydrat.
Die neue Tatsache bildet eine Grundlage des erfindungsgemässen Verfahrens, welches charakterisiert wird durch die Einleitung von Kohlendioxyd in eine aus der Chlor- natrium-Elektrolyse mit Quecksilberzellen stammende Natronlauge mit 600 bis 800 g/1 NaOH, vorzugsweise 750 g/1, bis der Gehalt der Lauge sich ermässigt hat auf 350 bis 550 gll NaOH, vorzugsweise 400 g/1,
und Abtrennung der als Monohydrat ausfallen den Soda auf mechanischem Wege, z. B. durch Abfiltrieren. Um eine möglichst voll ständige Ausfällung zu erreichen, ist es zweckmässig, die Lauge vorher auf minde- stens 25 C, vorzugsweise etwa 25 C, abzu kühlen. Unter den erwähnten Bedingungen verbleiben in der Lauge nur 20 bis 30 g 1 Soda, ein Gehalt, der ohne Einflu13 ist auf die Verwendungsmöglichkeiten der zurück gewonnenen Natronlauge.
Das ganze Verfah ren ist einfach und benötigt keinen Aufwand an Wärme.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann direkt verbunden werden mit einer Chlor- natrium-Elektrolyse nach - dem Amalgam- Verfahren, wobei in den Zersetzern die Kon zentration der Lauge auf rund 750 g/1 ge halten wird.
Gegenüber- der kalzinierten Soda besitzt das gewonnene Monohydrat erhebliche Vor züge. Es neigt weniger zur Klumpenbildung und ist besonders leicht löslich. Selbstver ständlich kann das Monohydrat auch kalzi- niert werden, insofern dies notwendig ist. Die von der Soda abfiltrierte Natronlauge mit einem Gehalt von rund 450 g/1 Na0H ist ein handelsübliches Produkt.
Process for the production of soda as a by-product of sodium chloride electrolysis. Up until a few years ago, the electrolysis of saline solutions was mainly carried out for the purpose of obtaining caustic soda, while chlorine was more or less assessed as a by-product. The consumption of chlorine has increased enormously in recent years; For example, the production of plastics and insecticides requires ever larger quantities.
Electrolytic systems are therefore very often set up to meet the great need for chlorine, and in these the sodium hydroxide solution is the by-product, which is often difficult to sell. This swapping of roles between the two products mentioned has led to the caustic soda being evaluated through further processing. For this purpose, for example, the manufacture of sodium sulfide, sodium alcoholates, etc. is started.
It is well known that the introduction of carbonic acid into sodium hydroxide solution results in a conversion to sodium carbonates, but the economic viability of such a process depends on the fact that commercially available soda is obtained from the soda solution using simple means without costly evaporation.
Extensive tests were carried out to examine the possibility of an efficient production of soda following a sodium chloride electrolysis with mercury cells, which supplies a highly concentrated sodium hydroxide solution. First of all, it was found that when carbon dioxide is introduced into the concentrated caustic soda, the soda formed only precipitates as long as the NaOH content of the caustic has a certain level.
With the gradual decrease in the NaOH content, increasing amounts of soda remain in solution. A complete conversion of the caustic soda to soda would therefore require evaporation of the caustic solution. This method has very significant disadvantages.
On the other hand, it was found that with only partial carbonation of an alkali with a content of 600 to 800 g / 1 NaOH, preferably about 750 g / 1 NaOH, to a reduced content of 350 to 530 g / 1 NaOH, preferably about 450 g / 1 NaOH, the soda formed precipitates as a monohydrate, in a form that can be easily filtered off. Only about 25 g / l soda remain dissolved in the lye.
Such a caustic soda can be used and sold without restriction.
In this way the surprising fact was discovered that the monohydrate of sodium carbonate is not only very sparingly soluble in a concentrated sodium hydroxide solution, but that the monohydrate proves to be stable below its normal conversion point to hepta- or. Decahydrate.
The new fact forms a basis of the process according to the invention, which is characterized by the introduction of carbon dioxide into a sodium hydroxide solution with 600 to 800 g / 1 NaOH, preferably 750 g / 1, originating from the sodium chloride electrolysis with mercury cells, until the content of the Lye has reduced to 350 to 550 gll NaOH, preferably 400 g / l,
and separation of the monohydrate precipitated the soda by mechanical means, z. B. by filtering off. In order to achieve the most complete possible precipitation, it is advisable to cool the liquor to at least 25 ° C., preferably about 25 ° C., beforehand. Under the conditions mentioned, only 20 to 30 g of 1 soda remain in the lye, a content that has no influence on the possible uses of the recovered caustic soda.
The whole process is simple and does not require any heat.
The method according to the invention can be combined directly with sodium chlorine electrolysis according to the amalgam method, the concentration of the lye in the decomposers being kept at around 750 g / l.
Compared to calcined soda, the monohydrate obtained has considerable advantages. It is less prone to lump formation and is particularly easily soluble. Of course, the monohydrate can also be calcined if this is necessary. The sodium hydroxide solution filtered off from the soda with a content of around 450 g / 1 NaOH is a commercially available product.