DE165487C

DE165487C -

Info

Publication number: DE165487C
Application number: DENDAT165487D
Authority: DE

Description

PATENTAMT.

Ml 65487 KLASSE 12/.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Darstellung von in Alkalihydroxyd oder Alkalikarbonat leicht überführbaren Alkaliverbindungen neben Chlor. Ein zum gleichen Zweck dienendes und mit ähnlichen Mitteln durchzuführendes Verfahren ist aus der Patentschrift 120687 bekannt. Bei jenem älteren Verfahren wird zur Herbeiführung der Zersetzung der mit Kieselsäure gemischten Alkalichloride in zur Herstellung von Alkalihydroxyd geeignete Alkaliverbindungen und Chlor ein Zusatz von Sulfaten benutzt, deren Sauerstoff an das Alkalimetall tritt und dieses befähigt, sich als Oxyd mit der Kieselsäure zu verbinden, während die Sulfate selbst in Sulfite oder Sulfide übergehen. An der Anode entweicht eine Mischung von Chlor und schwefliger Säure, aus der zur Gewinnung von reinem Chlor behufs Darstellung von Chlorkalk die schweflige Säure erst mit viel Wasser unter Bildung von Schwefelsäure und Salzsäure entfernt werden muß, gemäß der Gleichung:

Cl₂ + 5O₂ + 2H₂O = H₂ SO, + 2HCl,

wobei das in Form von Salzsäure weggehende Chlor für den Zweck der Chlorkalkdarstellung verloren geht.

Mit dem vorliegenden Verfahren werden diese Mängel vermieden, indem die Gesamtmenge des im Alkalichlorid enthaltenen Chlors für die Chlorkalkdarstellung gewonnen wird. Das vorliegende Verfahren besteht darin, daß eine sulfatfreie Mischung eines Alkalichlorids mit Kieselsäure ungefähr bei der Schmelztemperatur des Alkalichlorids einem elektrischen Strom ausgesetzt wird. Das Alkalimetall wird dabei nicht an der Kathode frei, sondern geht sofort mit der Kieselsäure eine Verbindung ein, die sich an der Kathode bildet und in Wasser unter Wasserstoffentwicklung rasch zu Silikat auflöst, während an der Anode Chlor ausgeschieden wird, so daß die erforderliche Spannung niedriger ist als diejenige, welche zur Zersetzung des unvermischten Alkalichlorids in Alkalimetall und Chlor benötigt würde.

Das beschriebene Verfahren möge in seiner Anwendung auf Kochsalz näher erläutert werden. Der bei der Zersetzung sich abspielende Vorgang läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

6NaCl -f 3AO₂ =

Na₂ Si + 2 Na₂ Si O_? + 6Cl

an der Kathode

an der
Anode

Aus der Gleichung würde sich gemäß den Molekulargewichten ein Mischungsverhältnis von 3,51 Teilen Kochsalz auf 1,80 Teile Kieselerde oder rund 2 Teile Kochsalz auf 1 Teil Kieselsäure als notwendig ergeben. Da jedoch ein Teil des Kochsalzes beim Vorgang verdampft, so muß man von vornherein mit Kochsalzüberschuß arbeiten. Ein Mischungs-Verhältnis von 5 Teilen Kochsalz auf 2 Teile Kieselerde hat sich praktisch als zweckmäßig erwiesen.

Da bei der Bindung der Alkalimetalle an die Kieselsäure, wie bekannt, Wärme frei wird, so muß nach theoretischen Grundsätzen die Zersetzungsspannung bei dem neuen Verfahren geringer sein als bei der feuerflüssigen Elektrolyse der nicht mit Kieselsäure vermischten Alkalichloride.

Während die zur elektrolytischen Zersetzung des geschmolzenen Kochsalzes nötige Minimalspannung theoretisch 4,2 Volt beträgt, hat die minimale Zersetzungsspannung bei dem vorliegenden Verfahren nur den Wert von etwa 2,5 Volt, wie durch Versuche festgestellt wurde.

Bei der Ausführung des neuen Verfahrens wird die Mischung zwischen zwei Elektroden eingebracht, von denen die eine, nämlich die Anode, zweckmäßig aus Kohle besteht. Der zur wirklichen Zersetzung nötige Strom benötigt bei einer Stromdichte von 5000 Ampere per Quadratmeter nur eine Spannung von 3 bis 3,5 Volt, während nach Borchers, Elektro-Metallurgie, 2. Auflage (1896), S. 60 zur Zersetzung der nicht mit Kieselsäure vermischten geschmolzenen Alkalichloride bei gleicher Stromstärke eine Spannung von etwa 10 Volt tatsächlich gebraucht wird.

Zur Erhaltung der guten Leitfähigkeit der Mischung wird diese'während der Elektrolyse mittels einer geeigneten Vorrichtung zusammengepreßt.

Das erhaltene Endprodukt bildet, wie bereits erwähnt, mit Wasser unter Wasserstoffentwicklung Alkalisilikatlösung, die entweder mit Ätzkalk in Natriumhydroxyd oder mit Kohlensäure in Soda umgewandelt wird.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur elektrolytischen Darstellung von in Alkalihydroxyd oder Alkalikarbonat leicht überführbaren Alkaliverbindungen neben Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß sulfatfreie Mischungen aus Alkalichloriden und Kieselerde ungefähr bei der Schmelztemperatur der Alkalichloride einem elektrischen Strom ausgesetzt werden.