CS199745B2 - Process for reducing loss mercury at the electrolysis of solutions of alkaline metals chlorides - Google Patents

Process for reducing loss mercury at the electrolysis of solutions of alkaline metals chlorides Download PDF

Info

Publication number
CS199745B2
CS199745B2 CS785984A CS598478A CS199745B2 CS 199745 B2 CS199745 B2 CS 199745B2 CS 785984 A CS785984 A CS 785984A CS 598478 A CS598478 A CS 598478A CS 199745 B2 CS199745 B2 CS 199745B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
brine
mercury
electrolysis
redox potential
chlorine
Prior art date
Application number
CS785984A
Other languages
English (en)
Inventor
Siegfried Benninger
Adolf Schmidt
Original Assignee
Hoechst Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst Ag filed Critical Hoechst Ag
Publication of CS199745B2 publication Critical patent/CS199745B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/36Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in mercury cathode cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

(54) Způsob snížení ztrát rtuti při elektrolýze roztoků chloridů alkalických kovů
Vynález se týká způsobu snížení ztrát rtuti při elektrolýze roztoků chloridů alkalických kovů. Jde zejména o snížení emise rtuti ve formě par z horké zředěné solanky, která se používá při elektrolýze vodných roztoků chloridů alkalických kovů při použití ’ amalgamové elektrody. Při tomto postupu se z téměř nasyceného· roztoku chloridu alkalického· kovu vyrábí působením stejnosměrného proudu hydroxid alkalického· kovu a chlor. Elektrolýza probíhá v komorách s kapalnou rtuťovou katodou, na níž se vylučuje alkalický kov za vzniku amalgamu. Rtuť s obsahem alkalického kovu se pak při dalším zpracování nechá reagovat s vodou za vzniku roztoku hydroxidu alkalického kovu a vodíku a pak se přivádí zpět do elektrolytické komory.
Z bezpečnostních důvodů je obvykle nutno postup provádět tak, že okruh solanky je zcela uzavřený, to· znamená, že spotřebovaná sůl se nahrazuje novým· nasycením zředěné solanky přidáním pevné soli.
Při elektrolýze chloridu sodného· obsahuje solanka, která opouští elektrolytickou komoru, obvykle 1 až 20 mg/1 rtuti, 265 až
290 g chloridu sodného a podle teploty 300 až 600 mg/1. K odstranění chloru se okyselí zředěná solanka na pH 2 až 3 kyselinou chlorovodíkovou a pak se zpracovává ve va2 kuu. Pak zůstává v roztoku ještě 10 až 30 miligramů chloru na litr, toto· množství je však možno dále snížit. Množství · 20 až 30 mg/1 chloru v solance dostačuje k tomu, · aby se kovová rtuť nedostala do ovzduší nebo do odpadního roztoku na filtru [Ullmann, Encyklopadie der technischen Chemie, 3. vydání, sv. 9 (1975) str. 340). Po odstranění chloru se znovu přidá hydroxid sodný k neutralizaci kyseliny chlorovodíkové. V dalším stupni je nutno vysrážet horečnaté soli, což se obvykle provádí neutralizací na pH
9,5 až 11.
Solanka, která zůstává v elektrolytické komoře a pak ji opouští, musí být chlazena. Bez chlazení se nedá při elektrolýze udržet pracovní teplota 60 až 90 °C. Protože se obvykle při elektrolýze užije více vody než odpovídá množství solanky, která opouští systém, je nutno k vyrovnání tohoto rozdílu ještě odpařit určité množství vody. V praxi se to provádí obvykle zařazením otevřeného odpařovače do okruhu solanky. Je například možno· horkou zředěnou solanku rozstřikovat na pevnou sůl. Tímto způsobem přechází sůl do roztoku a současně se odpaří část vody. Toto provedení je také velmi jednoduché. Obvykle se toto odpařování provádí při teplotách 60 až 80 °C.
Při použití uzavřeného sy.tiče se obvykle užívá odděleného· odpařovače a chladiče, do nichž se přivádí obvykle zředěná solanka, zbavená chloru a alkalizovaná, aby bylo možno vyhnout se vykrystalizování soli.
Vynález si klade za úkol zabránit tomu, aby při použití přímého odpařovače a chladiče horké solanky nezůstávalo příliš velké množství rtuti v horkých parách (brýdách).
Podle provedených měření se při odpaření solanky, která obsahuje v 1 litru 10 mg rtuti, 270 g chloridu sodného, 10 mg chloru, při pH 10 a teplotě 70 °C ztrácí s 1 litrem odpařené vody přibližně 14 mg rtuti.
Tyto údaje spočívají na současném měření koncentrace rtuti a vody v brýdách. Podle známého· odpařeného množství vody je pak možno· vypočítat absolutní ztráty rtuti. Znamená to, že při použití tohoto způsobu odpařování vody dochází ke ztrátám až 15 g rtuti na tuinu vyrobeného chloru. Je překvapující, že brýdy ze solanek, které obsahují chlor, nezpůsobují tak velké emise rtuti. Podle údajů, uvedených v publikaci Chmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, Syst. č. 34 [BJ, str. 545, je možno· předpokládat, že při odpařování nedochází ke ztrátám rtuti v tom případě, že roztok obsahuje chlorid alkalického kovu v podstatném přebytku.
Bylo· známo, že solanka obsahuje rtuť. Všechny postupy, kterými bylo možno omezit ztráty rtuti v okruhu, jímž obíhala solanka, však spočívají v tom, že se snižovaly ztráty rtuti na filtrech při čištění solanky srážením. (DAS 1767 026 a DAS 2 214 479.)
Tyto odpadní produkty s obsahem rtuti vznikají na filtru v tom případě, že se zředěná solanka sytí surovým chloridem sodným a pak se zpracovává hydroxidem a uhličitanem· sodným a · barnatým k odstranění vápníku, hořčíku a síranů.
Způsobem podle vynálezu je možno· snížit ztráty rtuti tak, že se redoxpotenciál horké solanky, která je v odpařovacím chladiči, udržuje na hodnotě alespoň 800 milivoltů, vztaženo na normální vodíkovou elektrodu.
Předmětem vynálezu je způsob snížení ztrát rtuti při elektrolýze roztoků chloridů alkalických kovů · při použití amalgamové elektrody a otevřeného odpařovacího chladiče solanky, vyznačující se tím, že se ,v solance, přiváděné do odpařovacího chladiče udržuje redoxpotenciál Er 800· až 1100 mV, vztaženo na vodíkovou elektrodu a hodnota pH 7 až 9,8.
Experimentálně bylo možno· prokázat lineární závislost mezi redoxpotenciálem solanky v mV, vztaženo- na normální vodíkovou elektrodu a mezi logaritmem obsahu rtuti v parách nad solankou.
V následující tabulce jsou uvedeny některé experimentálně stanovené hodnoty pro ztrátu rtuti a redoxpotenciál solanky. Ve sloupcích 1 až 3 je uvedeno pH, obsah chloru a redox potenciál Er, vztažený na normální vodíkovou elektrodu, ve sloupci 4 jsou uvedeny ztráty rtuti, vztažené na množství odpařené vody při teplotě 70 CC a obsahu 270 g/1 chloridu sodného a 10 mg/1 rtuti.
TABULKA
Vlastnosti solanky Ztráty rtuti
pH mg C12/1 Er (mV) mg Hg/1 HzO
9,0 0 250 32,1
10 10 370 14,6
9,4 50 680 1,5
8,3 65 800 0,5
8,5 95 830 0,66
Redoxpotenciál solanky je možno při konstantním pH zvýšit přidáním chloru nebo chlornanu alkalického kovu. · Obvykle stačí přídavek 100 mg chloru/1 při pH 7, aby bylo možno udržet redoxpotenciál 1100 mV. Při hodnotě pH 11,8 se získá při · stejném obsahu chloru jen asi poloviční redoxpotenciál.
Redoxpotenciál je možno· při daném obsahu chloru ovlivnit také změnou pH. Přidáním kyseliny chlorovodíkové je možno jej zvýšit a přidáním hydroxidu alkalického· kovu snížit.
Protože při snižujícím se pH je těkavost rozpuštěného chloru stále vyšší, je možno pos.tup provádět bez vyšších ztrát chloru pouze při pH alespoň 7. Při vyšším pH je nutno· užít stále vyšších koncentrací chlornanu, aby bylo možno· udržet redox potenciál alespoň 800 mV. Přitom je nutno vzít zřetel na to, že další zvyšování koncentrace chlornanu vzhledem k jeho logaritmickému působení na redoxpotenciál zvyšuje tento potenciál jen málo. Protože však při vyšší koncentraci chlornanu stoupá nebezpečí vzniku chlorečnanu, jsou praktickou hranicí hodnota pH maximálně · 9,8 a redoxpotenciál · maximálně 1100 mV, aby bylo možno provádět postup hospodárně. Při použití 100, 50, 10 a 5 mg chloru/litr solanky je možno udržet následující redoxpotenciál solanky v rozmezí pH 7 až 9,8, tak jak je uvedeno v následujících rovnicích v mV, vztaženo na normální vodíkovou elektrodu:
100 mg/1 chloru : Er == = 939 +· 110,3 . (pH) — 12,74 . (pH)2 mg/1 chloru : Er = = 1387 — 1,46 (pH) — 6,16 . (pH)2 mg/1 chloru : ER = 1815 — 112,5 (pH) mg/1 chloru : ER = = 1621 — 110,6 (pH)
Použití nejvýše 100, zvláště nejvýše 50, avšak alespoň 10 mg chloru/litr solanky je výhodné. Výhodná horní hranice pH je 9,0, zejména 8,5. Výhodná spodní hranice pH je 8,0. Způsob podle vynálezu je možno užít pro elektrolýzu chloridu sodného a chloridu draselného, výhodné je použití při elektrolýze chloridu sodného.
Reprodukovatelnost měřicích hodnot redoxpotenciálu je obvykle malá. Tato potíž spočívá mimo· jiné v měřicí elektrodě a v posunu potenciálu referenční elektrody. Je však možno prokázat, že redoxpotenciál samovolně poklesá v průběhu pomalého roz kladu chlornanových iontů, zvláště při vyšší teplotě.
Dostatečné reprodukovatelnosti měřených hodnot je možno přesto dosáhnout, je-li možno zajistit následující opatření. Aby bylo možno zabránit difúzi elektrolytu do roztoku chloridu draselného v referenční elektrodě, je nutno· užít oddělenou referenční elektrodu, kalomelovqu nebo Ag/AgCl, která je spojena s měřeným roztokem můstkem. Toto uspořádání zajišťuje lepší reprodukovatelnost měřených hodnot. Hydrostatický tlak roztoku chloridu draselného v referenční elektrodě má být vyšší než v měřeném elektrolytu.
Měřicí elektroda z platiny má být alespoň 2 hodiny před měřením ve styku s roztokem, jehož teplota a složení (chloridy, chlornany) jsou pokud možno blízké zkoumanému roztoku. V průběhu měření je nutno elektrolyt míchat.

Claims (5)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Způsob snížení ztrát rtuti při elektrolýze roztoků chloridů alkalických kovů při použití amalgamové elektrody a otevřeného odpařovacího chladiče solanky, vyznačující se tím, že se v solance přiváděné do odpařovacího chladiče udržuje redoxpotenciál Er 800 až 1100 mV, vztaženo na vodíkovou elektrodu, a hodnota pH 7 až 9,8.
  2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že hodnota redoxpotenciálu solanky v mV je nižší nebo rovna 939 + 110,3 (pH) — — 12,74 (pH)2.
  3. 3. Způsob podle bodu 2 vyznačující se tím, že hodnota redoxpotenciálu solanky v mV je nižší nebo rovna 1387 — 1,46 (pH) — 6,16 (pH)2.
  4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3 vyznačující se tím, že hodnota redoxpotenciálu solanky v mV je vyšší nebo rovna 1621 — 110,6 (pH).
  5. 5. Způsob podle bodu 4 vyznačující se tím, že hodnota redoxpotenciálu solanky v mV je vyšší nebo rovna 1815 — 112,5 (pH).
CS785984A 1977-09-17 1978-09-15 Process for reducing loss mercury at the electrolysis of solutions of alkaline metals chlorides CS199745B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2741985A DE2741985C3 (de) 1977-09-17 1977-09-17 Verfahren zur Verminderung von Quecksilberverlusten bei der Alkalichlorid-Elektrolyse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199745B2 true CS199745B2 (en) 1980-07-31

Family

ID=6019246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS785984A CS199745B2 (en) 1977-09-17 1978-09-15 Process for reducing loss mercury at the electrolysis of solutions of alkaline metals chlorides

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4212715A (cs)
AR (1) AR220724A1 (cs)
BE (1) BE870552A (cs)
BR (1) BR7806037A (cs)
CA (1) CA1123371A (cs)
CS (1) CS199745B2 (cs)
DE (1) DE2741985C3 (cs)
ES (1) ES473249A1 (cs)
FI (1) FI61727C (cs)
FR (1) FR2403397A1 (cs)
GB (1) GB2004304B (cs)
IT (1) IT1100105B (cs)
NL (1) NL7809440A (cs)
NO (1) NO783128L (cs)
PL (1) PL209633A1 (cs)
PT (1) PT68561A (cs)
SE (1) SE7809703L (cs)
ZA (1) ZA785251B (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155244C2 (ru) * 1998-06-24 2000-08-27 ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б.П. Константинова" Способ регенерации электролита

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1389870A (en) * 1920-06-15 1921-09-06 Henderson Monroe Lyle Tire-chain
GB932337A (en) 1962-03-23 1963-07-24 Olin Mathieson Chlorine recovery
GB916866A (en) 1960-12-15 1963-01-30 Ici Ltd Treatment of brine
JPS5218158B1 (cs) 1966-10-20 1977-05-19
GB1339261A (en) * 1970-02-20 1973-11-28 Ici Ltd Treatmetn of brine to recover mercury
US3691037A (en) 1971-03-25 1972-09-12 Fmc Corp Mercury recovery from chlorine cells utilizing mercury cathodes
DE2126516A1 (de) 1971-05-28 1972-12-07 Bayer Verfahren zum Aufkonzentrieren von Elektrolysesole bei der Alkalichlorid-Elektrolyse
GB1389870A (en) 1972-08-22 1975-04-09 Ici Ltd Purification of alkalimetal chloride brine
GB1439803A (en) * 1973-06-05 1976-06-16 Ici Ltd Recovery of mercury

Also Published As

Publication number Publication date
ZA785251B (en) 1979-09-26
DE2741985C3 (de) 1981-10-15
GB2004304B (en) 1982-03-17
DE2741985A1 (de) 1979-04-05
FI782824A7 (fi) 1979-03-18
FR2403397A1 (fr) 1979-04-13
CA1123371A (en) 1982-05-11
NL7809440A (nl) 1979-03-20
PT68561A (de) 1978-10-01
FI61727B (fi) 1982-05-31
BR7806037A (pt) 1979-05-02
FR2403397B1 (cs) 1982-12-31
GB2004304A (en) 1979-03-28
NO783128L (no) 1979-03-20
IT1100105B (it) 1985-09-28
BE870552A (fr) 1979-03-19
PL209633A1 (pl) 1979-06-04
ES473249A1 (es) 1979-03-16
AR220724A1 (es) 1980-11-28
DE2741985B2 (de) 1981-01-08
US4212715A (en) 1980-07-15
IT7827737A0 (it) 1978-09-15
SE7809703L (sv) 1979-03-18
FI61727C (fi) 1982-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Templeton Solubility of Barium Sulfate in Sodium Chloride Solutions from 25° to 95° C.
US4405465A (en) Process for the removal of chlorate and hypochlorite from spent alkali metal chloride brines
De Ligny et al. The pH of some standard solutions in methanol and methanol‐water mixtures at 25° II. Experimental Part
JPS6133914B2 (cs)
CS199745B2 (en) Process for reducing loss mercury at the electrolysis of solutions of alkaline metals chlorides
DE803831C (de) Verfahren zur Herstellung von Alkalichloriten aus Chlordioxyd
Itzkovitch et al. The electrochemistry and the kinetics of the formation of ruthenium (II) nitrogen complexes
DE2843147A1 (de) Verfahren zum elektrolysieren von geschmolzenen metallchloriden
US4155819A (en) Removal of heavy metals from brine
US2949412A (en) Mercury-cell electrolysis of sodium chloride brine
SU707516A3 (ru) Способ стабилизации раствора гипохлорита натри
US2248137A (en) Electrolysis of alkali metal brines
US5009754A (en) Consumption of hypochlorite values contained in perchlorate solutions of electrolysis
Wargon et al. The electrochemical oxidation of nitrite dissolved in dimethylsulphoxide on platinum electrodes
Welsh ANHYDROUS HYDRAZINE. II. ELECTROLYSIS OF A SOLUTION OF SODIUM HYDRAZIDE IN ANHYDROUS HYDRAZINE.
Goldbaum et al. The Separation of the Alkali Metals in the Electrolytic way.
US2772229A (en) Preparation of perchlorates
Brook et al. Stannous‐fluoride complexes in a tin‐nickel electrolyte
Dunicz et al. Determination of Microgram Quantities of Sulfide Sulfur
Sizeneva et al. Mercury passivation solutions of potassium chloride and sodium hydroxide and hypochlorite
Royer et al. The anodic behaviour of copper in aqueous solutions
Auld A Study of the Sodium Niobates and Their Complexes with Organic Acids
US1850757A (en) Separation of lead from solutions
Frolov et al. Electrochemical synthesis of complex compounds of transition elements with carboxyl-and carbonyl-containing ligands
US2118903A (en) Process for the manufacture of nitrogen trichloride