CS209942B2 - Method of making the alcalic chlorate by electrolysis of alcalic chlorides - Google Patents

Description

(54) Způsob výroby alkalických chlorečnanů elektrolýzou alkalických chloridů

Vynález se týká způsobu elektrolytické výroby chlorečnanů sodného, který zejména umožňuje vyhnout se obtížím vyskytujícím se ipři dosavadních způsobech a působeným přítomností kationtů kovů alkalických zemin v elektrolytu.

Průmyslová výroba chlorečnanů sodného se provádí převážně elektrolýzou roztoku chloridu sodného. Průmyslový chlorid sodný, průmyslová voda a suroviny používané při výrobě obsahují prakticky vždy kationty kovů alkalických zemin, jako je vápník a hořčík. Tyto kationty se ukládají na katodě v podobě uhličitanu v případě, že se používá grafitových katod, a v ipo-do-bě převážně hydroxidu v případě, že se používá kovových anod. Tvorba usazenin na katodách je tím rychlejší, čím jsou vyšší pracovní teploty hustota elektrického proudu, což je charakteristické. pro použití kovových anod.

Tyto usazeniny, které mají kompaktní strukturu, lpějí pevně ke katodě, mají snahu katodu elektricky isolovat a způsobují tím zvyšování celkového elektrického napětí na svorkách elektrolyzéru, na kterých má být intenzita elektrického proudu udržována konstantní.

Přítomnost kationtů kovů alkalických zeffiiň v elektrolytu sloužícím pro přípravu chlorečnanů sodného vede tedy jednak ke zvýšení specifické spotřeby energie, jednax k nutnosti, provádět občasné čištění katod a elektrolyzéru, tím častější, čím je vyšší pracovní teplota a hustota elektrického proudu.

Takovéto čištění je nutno provádět velmi často- v případě, že se používá anod ses-távajících z kovového podkladu a -povrchové vrstvy, jejichž hlavním úkolem je umožnit elektrolýzu při vysoké teplotě a za značné hustoty proudu.

Způsob občasného čištění katod, používaný v současné době, spočívá v tom, že se elektrolýza přeruší, elektrolyzéry se vyprázdní, povrch katod se vyčistí kyselým činidlem, elektrolyzéry se vypláchnou, znovu (se do nich nalije elektrolyt a elektrolyzér se opět zařadí do výrobního procesu. Tento způsob je tedy nákladný, zejména proto, že je nutno přerušit výrobu.

Očištění povrchu katod kyselým činidlem se provádí za použití zředěné kyseliny chlorovodíkové o koncentraci nanejvýš 10 hmot, procent. Aby se‘zabránilo korozi ocelových katod a ostatních ocelových součástí elektrolyzérů, doporučuje se přidat do chlorovodíkové lázně inhibitor koroze.

Nyní byl nalezen způsob elektrolytické výroby alkalických chlorečnanů z chloridů za použití kovových anod, který umožňuje znač209942

ně prodloužit dobu mezi jednotlivými čište- chlorečnanu sodného elektrolýzou chloridu nimi elektrolyzérů. sodného, používajících kovových anod, jsou

Pracovní podmínky v závodech na výrobu obvykle tyto:

Г koncentrace vodných NaC103 0 až 700 g/1 roztoků NaCl 320 až 120 g/1 provozní teplota provozní hodnota pH hustota proudu napětí v elektrolyzérů anody

Provoz baterií elektrolyzérů se provádí klasickými způsoby, v nynější době automatizovanými к dodržování teploty a hodnoty pH, přičemž elektrické parametry jsou převážně dány typem použitého elektrolyzérů.

Způsob podle vynálezu spočívá v tom, že jakmile napětí v elektrolyzérů dosáhne výše, mající za následek příliš vysokou spotřebu elektrické energie, sníží se provozní teplota o 30 až 50 °C. Tat-o úprava režimu elektrolýzy se provádí bez přerušení výroby tím, že se uyede v činnost zařízení ovládající teplotu.

Výše napětí, při němž se přistupuje к uvedenému snížení teploty, závisí na ekonomických podmínkách té které výroby, jako jsou například cena elektrické energie, náklady spojené s přerušením výroby a čistota elektrolytu.

Nový provozní režim, kterého se obvykle dosáhne velmi rychle během 1 až 2 hodin, se může okamžitě ukončit a provoz se může znovu provádět za původních podmínek, nebo se nový provozní režim může nechat probíhat po určitou dobu. Jestliže se následkem provozních podmínek v daném zařízení účinnost takto prováděného režimu časem sníží natolik, že po určitém počtu provozních cyklů se již nedosáhne dostatečného poklesu napětí, může se ukázat výhodným provoz zařízení přerušit za účelem odstranění povlaku na katodách a vyčištění elektrolyzérů známými postupy.

Použitím způsobu podle vynálezu se dosáhne dvou důležitých výhod. Za prvé, způsob umožňuje se vyhnout nebo alespoň co nejvíce snížit počet výrobních odstávek za účelem, vyčištění elektrolyzérů, kteréžto odstávky mohou trvat i 24 hodiny, a tím mít za následek značnou ztrátu na výrobě; za druhé, způsobem podle vynálezu se omezuje a periodicky snižuje vzrůst napětí, způsobený usazeninami na katodě, čímž se snižuje spotřeba elektrické energie.

Tento způsob je obzvláště vhodný pro moderní výrobny chlorečnanu sodného, kde se elektrolýza provádí v elektrolyzérech s kovovými anodami, povlečenými elektroaktivním povlakem například ze slitiny platiny a iridia nebo z kysličníku ruthenia, avšak

55° až 85 °C až 6,5. zpravidla udržovaná přídavkem. HC1

1500 až 6000 A/m²

2,8 až 3,9 V podklad z titanu s povlakem

Pt/Ir nebo vzácných kovů nebo kysličníků vzácných kovů

120g/1

520g/1

1,5 g/1

7g/1

6,3 °C při je též vhodný pro elektrolytickou výrobu chlorečnanu draselného a obecně chlorečnanů alkalických kovů.

Dále uvedený příklad vynález blíže objasňuje, aniž by omezoval jeho rozsah.

Příklad

Uskuteční se elektrolytická výroba chlorečnanu sodného v průmyslovém elektrolyt zéru za těchto podmínek:

složení lázně:

chlorid sodný chlorečnan sodný chlornan sodný dvojchroman sodný pH lázně teplota při elektrolýze proudové hustotě 2500 A/m²

Použije se anody z titanu s povlakem na bázi kysličníku rutheničitého.

Obsah nečistot v elektrolytu přiváděném do elektrolyzérů:

vápník 30 ppm hořčík 5 ppm

Na začátku provozu předem vyčištěného elektrolyzérů dosahuje elektrické napětí 3,15 V, načež se katody postupně pokrývají povlakem, napětí se pravidelně zvyšuje a po uplynutí 60 dnů dosáhne jeho hodnota 3,60 V.

Podle dosavadního způsobu se výroba zastaví, elektrolyzér se vyprázdní, naplní roztokem kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 20 g/1 s přídavkem inhibitoru koroze. Tento roztok se ponechá působit 8 hodin v elektrolyzérů, načež se odstraní a elektrolyzér se promyje vodou dříve, než se opět uvede do provozu; všechny tyto úkony si vyžádají celkem 12 až 14 hodin.

Při postupu podle vynálezu se zařízení ponechá v provozu, teplota v elektrolyzérů se sníží ze 70 na 35 °C tím, že se příslušně uvede v činnost regulační zařízení ovládající s

výši teploty; dosažení snížené teploty trvá 45 minut. Tím se ihned nastaví výše uvedené výchozí provozní podmínky, jejichž dosažení si vyžádá 45 .minut; napětí v elektro-

Claims (1)

1. pRedmSt

   Způsob výroby alkalických chlorečnanů elektrolýzou alkalických chloridů na kovových anodách, vyznačující se tím, že se v lyzéru tím klesne na 3,20 V, což je napětí blížící se původnímu napětí, a elektrolyzér je možno opět dále používat po· dobu jeho normálního využívání.

   vynalezu pravidtelných časových intervalech teplota při elektrolýze sníží o· 30 až 50 °C.