DE1265147B - Process for the production of dithionite - Google Patents

Process for the production of dithionite

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DE1265147B
DE1265147B DEJ24082A DEJ0024082A DE1265147B DE 1265147 B DE1265147 B DE 1265147B DE J24082 A DEJ24082 A DE J24082A DE J0024082 A DEJ0024082 A DE J0024082A DE 1265147 B DE1265147 B DE 1265147B
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Germany
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catholyte
dithionite
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Michael Staines Spencer
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
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    • C01B17/66Dithionites or hydrosulfites (S2O42-)

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Description

Verfahren zur Herstellung von Dithionit Aus der deutschen Patentschrift 666 184 und der schweizerischen Patentschrift 193 915 ist es bekannt, daß Dithionit dadurch hergestellt werden kann, daß ein elektrischer Gleichstrom durch eine Elektrolysezelle folgenden Schemas geschickt wird: Kathodenraum Anodenraum Ka- Katholyt: poröse Anolyt: wäß- An- thode wäßrige Zwi- rige Salz- ode Sulfit- schen- lösung des Bisulfit- wand gewünschten Lösung Kations des Dithionits Der Katholyt wird hierbei innerhalb der Zelle in Umlauf gehalten. Aus der »Zeitschrift für Elektrochemie«, Bd. 36 (1930), S. 839 bis 845, ist es weiterhin bekannt, bei der Herstellung von Dithionit eine Quecksilberkathode zu verwenden. Es wurde nun gefunden, daß bei der Verwendung eines selektiv durchlässigen Diaphragmas als poröse Zwischenwand in einer Zelle für die elektrolytische Herstellung von Dithionit der technische Fortschritt erzielt wird, daß eine geringere Potentialdifferenz gegenüber einer nichtselektiv durchlässigen Zwischenwand erreicht wird.Process for the production of dithionite From the German patent specification 666 184 and the Swiss patent specification 193 915 it is known that dithionite can be produced by sending an electrical direct current through an electrolytic cell according to the following scheme: Cathode compartment anode compartment Ka- catholyte: porous anolyte: water- aqueous solution of salt or water Sulphite solution des Bisulfite wall desired Solution of cation des Dithionite The catholyte is kept in circulation within the cell. From the "Zeitschrift für Elektrochemie", Vol. 36 (1930), pp. 839 to 845, it is also known to use a mercury cathode in the production of dithionite. It has now been found that when a selectively permeable diaphragm is used as a porous partition in a cell for the electrolytic production of dithionite, the technical progress is achieved that a lower potential difference is achieved compared to a non-selectively permeable partition.

Die Ausnutzung der elektrischen Energie beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung von Dithionit ist also größer, wenn die bekannte selektiv undurchlässige Zwischenwand durch eine selektiv durchlässige Zwischenwand ersetzt wird.The use of electrical energy in the present process for the production of dithionite is therefore greater when the known selectively impermeable Partition is replaced by a selectively permeable partition.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Herstellung von Dithionit, indem ein elektrischer Gleichstrom durch eine Elektrolysezelle folgenden Schemas geschickt wird: Kathodenraum Anodenraum Queck- Katholyt: ,poröse Anolyt: wäß- An- silber- wäßrige Zwi- rige Salz- ode katho- Sulfit- schen- lösung des de e Bisulfit- wand gewünschten Lösung Kations des Dithionits wobei in dem Katholyt ein Dithionit gebildet wird und die Bestandteile des Katholyts ständig in dem Kathodenraum der Zelle im Umlauf gehalten werden, der Katholyt ständig aus dem Kathodenraum entfernt und in entsprechender Weise behandelt wird, un: hieraus das gebildete feste Dithionit abzuscheiden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine poröse Zwischenwand verwendet wird, die für das zu bildende Kation des Dithionits selektiv durchlässig ist und aus einem stark sauren Kationaustauschmaterial besteht.The invention thus relates to a process for the production of dithionite by sending a direct electrical current through an electrolytic cell according to the following scheme: Cathode compartment anode compartment Mercury catholyte: porous anolyte: water silver-aqueous Zwirige salt ode catho- sulphite- solution des de e bisulfite wall you want Solution of cation des Dithionite wherein a dithionite is formed in the catholyte and the constituents of the catholyte are constantly kept in circulation in the cathode compartment of the cell, the catholyte is constantly removed from the cathode compartment and treated in a corresponding manner, and from this the solid dithionite formed is deposited, which is characterized by this is that a porous partition is used, which is selectively permeable to the dithionite cation to be formed and consists of a strongly acidic cation exchange material.

Ein geeignetes Zwischenwandmaterial besteht beispielsweise aus der sulfonierten Polystyroltype eines Kationaustauschharzes. Durch ständiges Umlaufen der Bestandteile des Katholyten in dem Kathodenraum der Zelle und ständige Entfernung des Katholyten hieraus ist es möglich, die Zusammensetzung des Katholyten an irgendeinem Punkt der Zelle ständig konstant zu halten. Dieses scheint von besonderer Bedeutung zu sein, und zwar indem die aufgelöste Kationkonzentration des Katholyten im wesentlichen konstant gehalten wird und um nicht mehr als etwa höchstens 20°/o unter die Konzentration sinkt, bei der das Verfahren durchgeführt wird. A suitable intermediate wall material consists, for example, of sulfonated polystyrene type of cation exchange resin. By constantly walking around the constituents of the catholyte in the cathode compartment of the cell and constant removal of the catholyte from this it is possible to determine the composition of the catholyte at any one Point of the cell to be kept constant at all times. This seems of particular importance to be, namely by the dissolved concentration of the catholyte cation essentially is kept constant and not more than about 20 ° / o below the concentration decreases at which the procedure is performed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die nach der Abscheidung des festen Dithionits erhaltene Mutterlauge dem Kathodenraum der Zelle wieder zugeführt. Zu diesem Zweck wird die Konzentration derselben, bevor oder kurz nachdem die Flüssigkeit dem Kathodenraum wieder zugeführt wird, auf die gewünschte Höhe wieder eingestellt. In a preferred embodiment of the invention, the after the deposition of the solid dithionite mother liquor obtained in the cathode compartment of the Cell supplied again. To this end, the concentration is the same before or shortly after the liquid is fed back into the cathode compartment, to the desired height set again.

Die Sulfit- und Bisulfitkonzentration wird beispielsweise dadurch aufgefüllt, daß Schwefeldioxyd eingeleitet wird. Dieses kann innerhalb der Zelle erfolgen, zweckmäßiger wird diese Behandlung jedoch in einem getrennten Gefäß durchgeführt. Die Kationkonzentration (beispielsweise Natriumionenkonzentration) kann dadurch aufrechterhalten werden, daß der Mutterlauge direkt ein Salz des Kations (z. B. Natriumchlorid) zugesetzt wird. Vorzugsweise gelangen jedoch im wesentlichen sämtliche zugesetzten Kationen in den Katholyten aus dem Anodenraum durch die poröse Zwischenwand.For example, the sulfite and bisulfite concentration is thereby filled up that sulfur dioxide is introduced. This can be done inside the cell take place, but this treatment is more conveniently carried out in a separate vessel. The cation concentration (for example sodium ion concentration) can thereby be maintained that the Mother liquor directly a salt des Cation (e.g. sodium chloride) is added. Preferably, however, substantially succeed all added cations in the catholyte from the anode compartment through the porous Partition wall.

Der Katholyt in der Zelle wird vorzugsweise in Bewegung gehalten, und zwar beispielsweise durch entsprechende Rührvorrichtung oder Prallwände oder beide Mittel. Die Zelle kann bei irgendwelchen Temperaturen arbeiten, bei denen das herzustellende Dithionitprodukt stabil ist. Bei Natriumdithionit sollte die Temperatur zwischen dem Gefrierpunkt und etwa 60"C liegen, und wenn die Zelle bei über etwa 20"C betrieben wird, sollte der Katholyt, nachdem er aus der Zelle entfernt worden ist, auf beispielsweise 20"C oder darunter abgekühlt werden, um die Löslichkeit des Natriumdithionits zu verringern. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Zelle bei 20 bis 400 C betrieben, und der Katholyt wird auf 0 bis 20° C abgekühlt, bevor das Natriumdithionit abgeschieden wird. Besonders zweckmäßig ist es, den Katholyten innerhalb und außerhalb der Zelle bei einer Temperatur von etwa 20"C zu halten. The catholyte in the cell is preferably kept moving, for example by means of a corresponding stirring device or baffle walls or both means. The cell can operate at any temperature at which the dithionite product to be produced is stable. In the case of sodium dithionite, the Temperature should be between freezing and about 60 "C, and when the cell is at Operating above about 20 "C, the catholyte should be after being removed from the cell has been cooled to, for example, 20 "C or below, in order to ensure solubility of sodium dithionite. In one embodiment of the invention the cell is operated at 20 to 400 C, and the catholyte is cooled to 0 to 20 ° C, before the sodium dithionite is deposited. It is particularly useful to use the catholyte inside and outside of the cell at a temperature of about 20 "C.

Durch das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren werden Dithionite mit hoher Stromausbeute erzeugt. Trotzdem ist, infolge der elektrischen Verluste, welche sich nur schwierig oder unmöglich vollkommen vermeiden lassen, die Gesamtenergieausbeute der Elektrolysezelle geringer als die Stromleistung, und die sich hierbei ergebende Vergeudung an elektrischer Energie führt zu einer Temperaturerhöhung der Zelle. Durch den Umlauf des Katholyten wird eine gewisse Kühlung der Zelle bewirkt. Eine zusätzliche Kühlung kann dadurch erfolgen, daß das Quecksilber der Kathode in Umlauf gesetzt wird oder indem eine Kühlflüssigkeit in Umlauf gesetzt wird, welche mit der Unterseite der Zelle in der Nähe der Quecksilberschicht oder mit beiden in Berührung ist. By the method forming the subject of the invention Dithionite produced with a high current yield. Still, as a result of the electrical Losses that are difficult or impossible to avoid completely, the total energy yield of the electrolysis cell is less than the current output, and the resulting waste of electrical energy leads to an increase in temperature the cell. The circulation of the catholyte brings about a certain cooling of the cell. Additional cooling can be done by removing the mercury from the cathode is circulated or by circulating a cooling liquid which with the bottom of the cell near the mercury layer, or both is in touch.

Der Katholyt enthält vorzugsweise Salze des zu bildenden Kations des Dithionits zusätzlich zu dem Sulfit und Bisulfit, da durch das Vorhandensein solcher Salze die Löslichkeit des Dithionits verringert wird. Zwecks Herstellung von Natriumdithionit wird beispielsweise der Katholyt mit Natriumchlorid gesättigt. Während der Elektrolyse wird also in dem Anodenraum als Nebenprodukt Chlor gebildet, dieses wird abgezogen und sollte selbstverständlich von den Katholytbestandteilen ferngehalten werden. The catholyte preferably contains salts of the cation to be formed of the dithionite in addition to the sulfite and bisulfite, because of the presence such salts reduce the solubility of the dithionite. For the purpose of manufacture of sodium dithionite, for example, the catholyte is saturated with sodium chloride. During the electrolysis, chlorine is formed as a by-product in the anode compartment, this is deducted and should of course be deducted from the catholyte components be kept away.

Der pH-Wert des Katholyten liegt vorzugsweise innerhalb von 4,5 bis 6,0, beispielsweise zwischen 5,0 und 5,5. Dieser pH-Wert kann durch äußere Puffermittel aufrechterhalten werden, beispielsweise durch Phosphate, Phthalate, Acetate und Citrate, jedoch wird es vorgezogen, die Pufferwirkung der Sulfit- und Bisulfitlösung selbst hierfür durch Steuerung des pH-Wertes heranzuziehen, und in der Praxis wird der pH-Wert dadurch aufrechterhalten, daß die Geschwindigkeit des Zusatzes an Schwefeldioxyd entsprechend geregelt wird. The pH of the catholyte is preferably within 4.5 to 6.0, for example between 5.0 and 5.5. This pH can be adjusted by external buffering agents be maintained, for example by phosphates, phthalates, and acetates Citrate, however, is preferred to have the buffering effect of the sulfite and bisulfite solution even to use this by controlling the pH, and in practice maintain the pH by increasing the rate of addition of sulfur dioxide is regulated accordingly.

Die Abscheidung des Dithionits aus der Katholytflüssigkeit erfolgt vorzugsweise durch einen Filter oder eine Zentrifuge. In der Regel enthält die Mutterlauge immer noch Dithionit gelöst, jedoch wird dieses im wesentlichen durch eine zweite Behandlung in der Elektrolysezelle nicht wesentlich beeinflußt und geht daher nicht verlustig. Natriumdithionit wird bei einer Temperatur unter etwa 60"C ausgefällt und in Form des Dihydrats Na2S2O4 .2 H2O gesammelt. Dieser Stoff kann in bekannter Weise entwässert werden. The dithionite is separated from the catholyte liquid preferably through a filter or a centrifuge. Usually contains the mother liquor still dissolved dithionite, but this is essentially replaced by a second Treatment in the electrolytic cell is not significantly influenced and therefore does not work lost. Sodium dithionite is precipitated at a temperature below about 60 "C and collected in the form of the dihydrate Na2S2O4 .2 H2O. This Substance can be known in Way to be drained.

Das Dithionitprodukt sollte in irgendeiner Stufe des Verfahrens, bei der es in Lösung vorliegt oder feucht ist oder noch Kristallisationswasser enthält, in einer sauerstofffreien Atmosphäre gehandhabt werden. The dithionite product should at any stage of the process, where it is in solution or moist or still contains water of crystallization, handled in an oxygen-free atmosphere.

Nach dem Entwässern und Trocknen kann es selbstverständlich in Luft gehandhabt werden.After dewatering and drying it can of course in air be handled.

Beim vorliegenden Verfahren beträgt die Stromdichte für die Höchstausbeuten an Natriumdithionit je Einheit der verbrauchten elektrischen Energie etwa 200 Milliampere je Quadratzentimeter Kathodenoberfläche. Wenn die Stromdichte vergrößert wird, entsteht in dem Kathoden raum in größerer Menge Wasserstoff als Nebenprodukt. Unter industriellen Bedingungen kann es vorteilhaft sein, die Stromdichte über den Punkt zu erhöhen, bei dem die maximale Stromausbeute erzielt wird, weil die Wirtschaftlichkeit, welche durch das vergrößerte Ausbringen je Zelle erzielt wird, die geringere Stromausbeute mehr als ausgleicht. In the present process, the current density is for the maximum yield of sodium dithionite per unit of electrical energy consumed about 200 milliamperes per square centimeter of cathode surface. When the current density is increased, it arises in the cathode space in a larger amount of hydrogen as a by-product. Under industrial Conditions it may be beneficial to increase the current density beyond the point in which the maximum power output is achieved, because the economy, which due to the increased output per cell, the lower current yield is achieved more than makes up for it.

Die erforderliche Raumgeschwindigkeit des durch die Zelle fließenden Katholyten hängt von dem durch die Zelle fließenden Strom ab, und eine geeignete Raumgeschwindigkeit liegt innerhalb des Bereiches von 1 bis 10, beispielsweise 2,5 bis 3 Stunden-1Amp.-l, Dies entspricht einer stündlichen Volumenraumgeschwindigkeit von beispielsweise 1 cm3 Katholyt je Kubikzentimeter Kathodenraum je Stunde je Ampere. The required space velocity of the flowing through the cell Catholyte depends on the current flowing through the cell, and a suitable one Space velocity is within the range 1 to 10, for example 2.5 up to 3 hours-1mp.-l, This corresponds to an hourly volume space velocity of, for example, 1 cm3 of catholyte per cubic centimeter of cathode space per hour per ampere.

Die Ausbeute an gebildetem Dithionit ist höher bei höherer Stromkonzentration, mit der das Verfahren durchgeführt wird. Wenn bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 20 bis 30 C gearbeitet wird, beträgt die Stromkonzentration mindestens 10 Ampere je Liter an Gesamtkatholytvolumen und besonders zweckmäßig mindestens 30 Ampere je Liter. Bei höheren Temperaturen sollten sogar noch höhere Stromkonzentrationen angewendet werden, jedoch ergeben sich bei niederen Temperaturen annehmbare Ausbeuten bei geringeren Stromkonzentrationen. Die praktisch obere Grenze wird durch das Erfordernis gesetzt, die Stromdichte innerhalb des angegebenen Bereiches zu halten. The yield of dithionite formed is higher with a higher current concentration, with which the procedure is carried out. If at temperatures within the range from 20 to 30 C is used, the current concentration is at least 10 amperes per liter of total catholyte volume and particularly expediently at least 30 amperes per liter. At higher temperatures, even higher current concentrations should be can be used, but the yields are acceptable at low temperatures at lower current concentrations. The practical upper limit is determined by the requirement set to keep the current density within the specified range.

Da, wie schon erwähnt, die Stromdichte nicht zu stark erhöht werden sollte, werden die erforderliche Raumgeschwindigkeit und die Stromkonzentration am besten dadurch erhalten, daß die Tiefe des Katholyten, d. h. der Abstand zwischen der porösen Zwischenwand und der Quecksilberkathode, gering gehalten wird. Since, as already mentioned, the current density is not increased too much should be the required space velocity and current concentration best obtained by having the depth of the catholyte, i.e. H. the distance between the porous partition and the mercury cathode, is kept low.

Ein geeigneter Abstand ist bis zu einigen Zentimetern, beispielsweise 1 cm und vorzugsweise 0,2 bis 1 cm.A suitable distance is up to a few centimeters, for example 1 cm and preferably 0.2 to 1 cm.

Um die Stromkonzentration aufrechtzuerhalten, sollte das Volumen des sich außerhalb der Zelle befindlichen Katholytsystems so klein wie möglich gehalten werden.To maintain the current concentration, the volume of the The catholyte system located outside the cell is kept as small as possible will.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin eine Elektrolysezelle zur Durchführung der beschriebenen Verfahren vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Quecksilberkathode enthält, eine poröse Zwischenwand, die mindestens eine Wandung eines Kathoden- und eines Anodenraumes bildet, wobei der Kathodenraum mit einem Ein- und einem Auslaßrohr versehen ist und der Abstand zwischen der porösen Zwischenwand und der Quecksilberkathode ausreichend klein ist, um zu ermöglichen, daß eine stündliche Raumgeschwindigkeit des Katholytvolumens durch den Kathodenraum von mindestens 1 ml je Stunde je Ampere des elektrischen Stroms je Milliliter Kathodenraum erhalten wird. According to the invention, an electrolytic cell is also used proposed the method described, which is characterized in that it contains a mercury cathode, a porous partition that contains at least one Wall of a cathode and an anode space forms, the cathode space with an inlet and an outlet pipe is provided and the distance between the porous The intermediate wall and the mercury cathode is sufficiently small to allow that an hourly space velocity of the catholyte volume through the cathode compartment of at least 1 ml per hour per ampere of electrical current per milliliter of cathode space is obtained.

Die Gesamtapparatur zur Durchführung solcher Verfahren besteht also aus einer derartigen Zelle in Verbindung mit Einrichtungen, durch die der Katholyt durch den Kathodenraum in Umlauf gebracht wird, Einrichtungen zum Abscheiden der gewünschten Produkte aus den Katholyten, Einrichtungen zum Auffüllen der Mutterlauge aus den Abscheidungsvorrichtungen und Einrichtungen zum Zurückführen der Mutterlauge in den Kathodenraum. Vorzugsweise ist die Apparatur auch noch mit Rührvorrichtungen für den Katholyten in der Zelle versehen. The entire apparatus for carrying out such processes is therefore in place from such a cell in Connection with facilities, through which the catholyte is brought into circulation through the cathode compartment, facilities for Separation of the desired products from the catholytes, facilities for replenishing the mother liquor from the separation and recycling devices the mother liquor in the cathode compartment. The apparatus is preferably also with Provide stirring devices for the catholyte in the cell.

Vorzugsweise ist die Zelle waagerecht angeordnet, und die poröse Zwischenwand und die Quecksilberkathode liegen im wesentlichen parallel zueinander. The cell is preferably arranged horizontally and the porous The intermediate wall and the mercury cathode are essentially parallel to one another.

Geeignete Materialien für die Zwischenwand sind bereits oben angegeben.Suitable materials for the partition wall are already indicated above.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail in the following examples.

Beispiel 1 Die Elektrolysezelle bestand aus einem kurzen senkrechten Glaszylinder von 8,2 cm innerem Durchmesser, wobei der Boden des Zylinders mit Quecksilber gefüllt war, das die Kathode bildete. Der wäßrige Katholytraum mit einem Volumen von 50 cm3 befand sich oberhalb des Quecksilbers in einer Höhe von etwa 1 cm, und die Anodenräume, welche aus drei porösen Schalen bestanden, die von einer Gummidichtung gehalten waren und die gesättigte Sole und Graphitanoden enthielten, tauchten in den Katholyten. Example 1 The electrolytic cell consisted of a short vertical Glass cylinder of 8.2 cm internal diameter, the bottom of the cylinder with mercury was filled, which formed the cathode. The aqueous catholyte space with a volume of 50 cm3 was located above the mercury at a height of about 1 cm, and the anode compartments, which consisted of three porous shells covered by a rubber seal and which contained saturated brine and graphite anodes, immersed in the catholyte.

Der Kathodenraum war mit zwei Einlaßöffnungen für Gase und mit einer Ein- und Auslaßöffnung für den Katholyten versehen. Durch ein besonderes Einlaßrohr wurde ein kleiner Stickstoffüberdruck aufrechterhalten, um eine Luftoxydation des gebildeten Natriumdithionits zu vermeiden. Gasförmiges Schwefeldioxyd wurde durch das andere Gaseinlaßrohr direkt in den Katholyten eingeleitet. Der Stickstoff trat durch das Katholytauslaßrohr aus, das aus einem senkrechten Rohr bestand, wobei der Stickstoff den Katholyten mit abführte. Das Katholytauslaßrohr führte zu einem von zwei nach Bedarf einschaltbaren gesinterten Glasrohr, deren Auslaßrohre zu einem Natriumchloridsättigungsgefäß führten, worauf der Katholyt in den Kathodenraum zurückgeführt wurde.The cathode compartment had two inlet openings for gases and one Provided inlet and outlet for the catholyte. Through a special inlet pipe a small nitrogen overpressure was maintained to prevent air oxidation of the Avoid formed sodium dithionite. Gaseous sulfur dioxide was through the other gas inlet tube is introduced directly into the catholyte. The nitrogen kicked through the catholyte outlet tube, which consisted of a vertical tube, wherein the nitrogen carried away the catholyte with it. The catholyte outlet tube led to one of two sintered glass tubes that can be switched on as required, the outlet tubes of which become one Sodium chloride saturation vessel led, whereupon the catholyte returned to the cathode compartment became.

Der Katholytumlauf mit einem Fassungsvennögen von etwa 150 cm3 wurde mit Katholytflüssigkeit gefüllt, welche beim Beginn der Arbeitsweise im Liter 170 g Natriumbisulfit (NaHSO3), 130 g Natriumsulfit (Na2SO3) und 200 g Natriumchlorid (NaCl) enthielt. The catholyte circulation with a capacity of about 150 cm3 was filled with catholyte liquid, which at the beginning of the procedure in liter 170 g sodium bisulfite (NaHSO3), 130 g sodium sulfite (Na2SO3) and 200 g sodium chloride (NaCl).

Der Katholyt wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,7 1 je Stunde in Umlauf gesetzt. Mittels eines Schaufelrührers wurden der Katholyt und die Quecksilberkathode gerührt. In die Elektrolysezelle wurde Schwefeldioxyd eingeleitet, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vorher festgestellt wurde und die so groß war, daß ein pH-Wert von 5,5 aufrechterhalten wurde. Durch die Zelle wurde ein Gleichstrom von 5 Ampere geleitet, und die Temperatur der Zelle wurde auf 20"C gehalten. Nach einer Behandlungszeit von etwa 1 Stunde wurde das ausgefällte Natriumdithionit in Abständen von 10 Minuten gesammelt und in 500 cm3 destilliertem Wasser aufgelöst. Durch Titration mit ammoniakalischer Cuprisulfatlösung wurde festgestellt, daß in der Lösung 2,06 g Natriumdithionit (Na2S2O4) enthalten waren, was einer Stromausbeute von 7601o entspricht. Eine zweite Probe, die innerhalb von 10 Minuten nach einer weiteren 1stündigen Behandlungsdauer gesammelt wurde, enthielt 2,54 g Dithionit, was einer Stromausbeute von 940/o entspricht.The catholyte was at a rate of 0.7 1 per hour in Circulation set. Using a paddle stirrer, the catholyte and the mercury cathode were touched. Sulfur dioxide was introduced into the electrolytic cell with a speed which was previously determined and which was so great that a pH 5.5 was maintained. A direct current of 5 Ampere passed, and the temperature of the cell was held at 20 "C. After one Treatment time of about 1 hour, the sodium dithionite was precipitated at intervals collected over 10 minutes and dissolved in 500 cm3 of distilled water. By titration with ammoniacal cupric sulfate solution it was found that 2.06 g of sodium dithionite (Na2S2O4) were included, resulting in a current efficiency of 7601o is equivalent to. A second sample made within 10 minutes of another 1 hour treatment time, contained 2.54 g of dithionite, what one Current yield of 940 / o corresponds.

Beispiel 2 In diesem Beispiel waren die Elektrolysebedingungen die gleichen wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Temperatur des Wasserbades, in das die Zelle getaucht wurde, 40"C betrug und daß der Katholyt nach dem Verlassen des Kathodenraums in einem auf etwa 0° C gekühlten Gefäß gesammelt wurde. Bei dieser Temperatur befand sich das Natriumdithionit im wesentlichen nicht in Lösung, und bei diesem Versuch wurde die Mutterlauge nicht zurückgeleitet. Example 2 In this example, the electrolysis conditions were same as in example 1 with the exception that the temperature of the water bath, in which the cell was immersed, was 40 "C and that the catholyte after leaving of the cathode compartment was collected in a vessel cooled to about 0 ° C. At this Temperature, the sodium dithionite was essentially not in solution, and in this experiment the mother liquor was not returned.

Der Natriumdithionitschlamm, welcher nach jeweils 17 Minuten langem Arbeiten gesammelt wurde, wurde mit ammoniakalischer Cuprisulfatlösung titriert. Die Menge an erzeugtem Natriumdithionit betrug 4,4 g, was einer Stromausbeute von 96,0°/o entspricht. The sodium dithionite sludge, which every 17 minutes Work collected was titrated with ammoniacal cupric sulfate solution. The amount of generated sodium dithionite was 4.4 g, which corresponds to a current efficiency of 96.0 per cent.

Beispiel 3 Die im Beispiel 1 beschriebene Elektrolysezelle wurde dadurch abgewandelt, daß an Stelle der drei porösen Töpfe ein Zylinder aus Polymethylmethacrylat mit einem inneren Durchmesser von 5 cm verwendet wurde, dessen unteres Ende durch eine 0,03 mm starke Scheibe aus einer Kationaustauschmembran aus der sulfonierten Polystyroltype eines Kationaustauschharzes (»Permaplex<() verschlossen war. Die Menge der umlaufenden Katholytflüssigkeii betrug bei dieser abgewandelten Zelle 200 cm3. Example 3 The electrolytic cell described in Example 1 was modified in that instead of the three porous pots a cylinder made of polymethyl methacrylate with an inner diameter of 5 cm was used, the lower end of which through a 0.03 mm thick disk made of a cation exchange membrane from the sulfonated Polystyrene type of a cation exchange resin ("Permaplex" ()) was sealed The amount of circulating catholyte liquid in this modified cell was 200 cm3.

Durch diese abgewandelte Zelle wurde ein Strom von 2 Ampere geleitet, und die Zellentemperatur wurde auf 5"C gehalten. Nach einer Behandlungsdauer von 84,5 Minuten wurde der aus Feststoff und Flüssigkeit bestehende Katholyt abgezogen und in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise analysiert. Die Gesamtmenge an gebildetem Natriumdithionit (Na2S2O) betrug 7,56 g, was einer Stromausbeute von 830/o im Mittel der gesamten Behandlungsdauer entsprach. A current of 2 amps was passed through this modified cell, and the cell temperature was kept at 5 "C. After a treatment time of The catholyte consisting of solid and liquid was drawn off for 84.5 minutes and analyzed in the manner described in Example 1. The total amount of education Sodium dithionite (Na2S2O) was 7.56 g, which corresponds to an average current efficiency of 830 / o corresponded to the entire duration of treatment.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Dithionit, indem ein elektrischer Gleichstrom durch eine Elektrolysezelle folgenden Schemas geschickt wird: Kathodenraum l Anodenraum Quecksilber- Katholyt: wäßrige Sulfit-Bi- poröse Zwischen- Anolyt: wäßrige Salzlösung Anode kathode sulfit-Lösung wand des gewünschten Kations des Dithionits
wobei in dem Katholyt ein Dithionit gebildet wird und die Bestandteile des Katholyts ständig in dem Kathodenraum der Zelle im Umlauf gehalten werden, der Katholyt ständig aus dem Kathoden- raum entfernt und in entsprechender Weise behandelt wird, um hieraus das gebildete feste Dithionit abzuscheiden, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß eine poröse Zwischenwand verwendet wird, die für das zu bildende Kation des Dithionits selektiv durchlässig ist und aus einem stark sauren Kationaustauschmaterial besteht.
Claims: 1. Process for the production of dithionite by sending an electrical direct current through an electrolytic cell following the scheme: Cathode compartment l anode compartment Mercury catholyte: aqueous sulfite bi-porous intermediate anolyte: aqueous salt solution anode cathode sulfite solution wall of the desired cation of dithionite
a dithionite is formed in the catholyte and the constituents of the catholyte are constantly kept in circulation in the cathode compartment of the cell, the catholyte is constantly removed from the cathode compartment and treated in a corresponding manner in order to deposit the solid dithionite formed therefrom, thereby gekening nz shows that a porous partition is used which is selectively permeable to the dithionite cation to be formed and consists of a strongly acidic cation exchange material.
2. Elektrolysezelle zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine Quecksilberkathode, einen Kathodenraum und einen Anodenraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der porösen Trennwand und der Quecksilberkathode so klein ist, daß er eine Volumenraumgeschwindigkeit durch den Ka- thodenraum von mindestens 1 ml je Stunde je Ampere elektrischen Strom je Milliliter Kathodenraumvolumen gestattet. 2. Electrolytic cell for performing the method according to claim 1, which has a mercury cathode, a cathode compartment and an anode compartment, characterized in that the distance between the porous partition and the mercury cathode is so small that it has a volume space velocity through the channel method room of at least 1 ml per hour per ampere of electrical current per milliliter of cathode space allowed. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 666 184; schweizerische Patentschrift Nr. 193 915; Zeitschrift für Elektrochemie, Bd. 36 (1930), S. 839 bis 845. Publications considered: German Patent No. 666 184; Swiss Patent No. 193 915; Journal of Electrochemistry, Vol. 36 (1930), pp. 839 to 845.
DEJ24082A 1962-07-16 1963-07-16 Process for the production of dithionite Pending DE1265147B (en)

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