DE1804956C3 - Electrolysis device for the continuous regeneration of salt solutions of trivalent chromium to hexavalent chromium compounds - Google Patents
Electrolysis device for the continuous regeneration of salt solutions of trivalent chromium to hexavalent chromium compoundsInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrolysevorrichtung zur kontinuierlichen Regenerierung von Salzlösungen durch Oxidation des 3wertigen Chroms zu 6wertigen Chromverbindungen, bestehend aus einer in einen Kathodenraum und einen Anodenraum geteilten elektrolytischen Zelle, in welcher Einrichtungen vorgesehen sind, um die zu behandelnde Lösung kontinuierlich aus dem Kathodenraum in den Anodenraum zu überführen, und einer Vielzahl von Elektrodenplatten, die durch Rahmen in einer filterpressenartigen Anordnung gehalten werden und eine Reihe von Zelleneinheiten bilden, wobei die Platten derart in Serien miteinander verbunden sind, daß eine Seite der Platte als Anode und die andere als Kathode wirkt, und wobei zwischen benachbarten Elektrodenplatten ein Diaphragma angeordnet ist, das jede Zelleneinheit in einen Anoden- und einen Kathodenraum trennt, und das mindestens eine schmale öffnung aufweist, die an einer solchen Stelle angeordnet ist und eine genügende Fläche besitzt, daß nacheinander durch den Kathoden^ raum und durch den Anödenraum ein kontrollierter Durchfluß der Lösung ohne elektrische Kurzschließung der Zelle erfolgt.The invention relates to an electrolysis device for the continuous regeneration of Salt solutions by oxidation of the trivalent chromium to hexavalent chromium compounds, consisting of an in a cathode compartment and an anode compartment divided electrolytic cell in which facilities are provided are to the solution to be treated continuously from the cathode compartment to the anode compartment transfer, and a plurality of electrode plates supported by frames in a filter press-like arrangement are held and form a series of cell units, the plates so in series are interconnected that one side of the plate acts as an anode and the other as a cathode, and where A diaphragm is arranged between adjacent electrode plates, each cell unit in one Anode and a cathode compartment separates, and which has at least one narrow opening, which at one such point is arranged and has a sufficient area that one after the other through the cathode ^ space and through the anode space a controlled flow of the solution without electrical short-circuiting the cell takes place.
Bekanntlich stellen Lösungen öwertiger Chromverbindungen, wie Chromsäure, im Gemisch mit Schwefelsäure kräftige Oxidationsmittel dar. Diese Lösungen sind besonders zur Oxidation von anellierten ringförmigen mehrkernigen Kohlenwasserstoffen in Chinone geeignet, die ihrerseits wertvolle Ausgangsstoffe und Zwischenprodukte für die Herstellung von Farbstoffen,As is well known, solutions of ovalent chromium compounds like chromic acid, when mixed with sulfuric acid are powerful oxidizing agents. These solutions are especially for the oxidation of fused ring-shaped polynuclear hydrocarbons in quinones suitable, which in turn contains valuable starting materials and intermediates for the production of dyes,
Arzneimitteln u. dgl. bilden. Weiterhin werden üblicherweise Lösungen, die verfügbaren Sauerstoff in Form von Chromsäure enthalten, zu der unter Spaltung der Kette erfolgenden Oxidation von relativ langkettigen ungesättigten Fettsäuren und ölen eingesetzt DieForm drugs and the like. Furthermore, solutions that are available in the form of oxygen are usually used of chromic acid, to the chain-cleavage oxidation of relatively long-chain The unsaturated fatty acids and oils used
ίο Oxidation anellierter ringförmiger Kohlenwasserstoffe und die oxidative Aufspaltung von Doppelbindungen werden in der Weise vorgenommen, daß bei erhöhter Temperatur die Oxidationslösung chargenweise mit dem Kohlenwasserstoff oder der Fettsäure vermischtίο Oxidation of fused ring-shaped hydrocarbons and the oxidative splitting of double bonds are carried out in such a way that at increased Temperature, the oxidation solution is mixed in batches with the hydrocarbon or fatty acid
is wird.is will.
Einer der Vorteile der Chromsäure- Oxidation liegt darin, daß die verbrauchten Chromsulfatlösungen elektrolytisch wieder zu CrOrLösungen regeneriert werden können. Die die Regenerierung bewirkenden elektrochemischen Reaktionen werden in einer elektrolytischen Zeile vom bipolaren Typ durchgeführt. Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit derartigen Chromsäure-Regenerierungsverfahren, wobei eines ihrer Hauptziele in der Verbesserung der elektrolytischen Zelle liegt.One of the advantages of chromic acid oxidation is that the spent chromium sulfate solutions can be regenerated electrolytically back to CrOr solutions. Which bring about the regeneration electrochemical reactions are transformed into an electrolytic one Line performed by the bipolar type. The present invention is now concerned with such Chromic acid regeneration process, one of its main objectives being the improvement of the electrolytic Cell lies.
Bei einer zur Oxidation von 3wertigen Chromsalzen typischen Zelle wird zur elektrolytischen Zersetzung des Wassers an die Elektroden eine Gleichstromspannung angelegt. Die dabei gebildeten WasserstoffatomeIn a cell typical for the oxidation of trivalent chromium salts, electrolytic decomposition occurs of the water, a direct current voltage is applied to the electrodes. The hydrogen atoms formed in the process
ergeben molekularea Wasserstoff, den man aus der Zelle austreten läßt, während der Sauerstoff die Bildung von Bleidioxid bewirkt, welches seinerseits vermutlich das 3wertige Chrom in den öwertigen Zustand oxidiert Unter diesen Umständen muß naturgemäß dafür Sorge getragen werden, daß die Wanderung der frisch oxidierten Chromsäure innerhalb der Zelle in die Gegend der Kathode, wo sie erneut reduziert werden würde, vermieden wird. Zu diesem Zweck wurden bis jetzt zwischen den Anoden- jnd Kathodenraum der Zellen als Trennwände poröse keramische Diaphragmen eingesetzt.result in molecularea hydrogen, which can be obtained from the Lets the cell escape, while the oxygen causes the formation of lead dioxide, which in turn presumably the trivalent chromium is oxidized to the ovalent state. Under these circumstances, care must of course be taken be carried that the migration of the freshly oxidized chromic acid within the cell into the Area of the cathode where it would be reduced again is avoided. For this purpose were up Now between the anode and cathode compartments of the cells, porous ceramic diaphragms act as partitions used.
Diese Diaphragmen bilden jedoch die Hauptquelle für den Verschleiß in den Zellen. Während andere mögliche Schwierigkeiten, wie z. B. die Korrosion derHowever, these diaphragms are the main source of wear in the cells. While others possible difficulties, such as B. the corrosion of the
Elektroden, durch die Wahl geeigneter Betriebsbedingungen vermieden werden können, neigen die keramischen Diaphragmen, obwohl sie schon aufgrund ihrer chemischen Widerstandsfähigkeit ausgewählt werden, beim kontinuierlichen Betrieb dazu, in Pulver zuElectrodes, which can be avoided by choosing suitable operating conditions, tend to be ceramic Diaphragms, although they are selected based on their chemical resistance, in continuous operation, to powder too
so zerfallen. Außerdem sind sie auch nicht für großtechnische Anlagen verwendbar.so fall apart. In addition, they are not for large-scale either Systems usable.
Ferner neigen beim kontinuierlichen Betrieb die reduzierten Chromsalze und das metallische Chrom dazu, sich im Kathodenraum anzusammeln und daher auf den verschiedenen Oberflächen der Räume unerwünschte Niederschläge zu bilden.Furthermore, the reduced chromium salts and metallic chromium tend to operate continuously to accumulate in the cathode compartment and therefore undesirable on the various surfaces of the rooms To form precipitates.
Die elektrolytische Regenerierung von Chromsalzlösungen ist bereits allgemein bekannt (vgl. z. B. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, 8. Auflage, 1962.The electrolytic regeneration of chromium salt solutions is already well known (see e.g. Gmelins Handbook of Inorganic Chemistry, 8th edition, 1962.
Band 52, Teil a, Seite 679, letzter Absatz). Aus dem Buch »Die technische Elektrolyse der Nichtmetalle«, von Jean Biiliter, Wien 1954, Springer Verlag Seite 104, ist es ferner bereits bekannt, den Elektrolyten kontinuierlich zuerst in den Kathodens dann durch den Anodenraum zuführen.Volume 52, part a, page 679, last paragraph). From the book "The technical electrolysis of non-metals", by Jean Biiliter, Vienna 1954, Springer Verlag page 104, it is also already known, the electrolyte continuously first in the cathode then through the anode compartment respectively.
Elektrolytische Zellen Vom Filterpressentyp sind zwar bereits bekannt (z. B, aus den US-Patentschriften 22 19 342 und 21 72 415), wurden jedoch bis jetzt nochElectrolytic cells of the filter press type are already known (e.g. from US patents 22 19 342 and 21 72 415), but have been used until now
nicht zur Oxidation von Chromsäurelösungen herangezogen. not used for the oxidation of chromic acid solutions.
Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrolysevorrichtung zur kontinuierlichen Regenerierung von Salzlösungen durch Oxidation des 3wertigen Chroms zu öwertigen Chromverbindungen, bestehend aus einer in einen Kathodenraum und einen Anodenraum geteilten elektrolytischen Zelle, in welcher Einrichtungen vorgesehen sind, um t'ie zu behandelnde Lösung kontinuierlich aus dem Kathodenraum in den Anodenraum zu überführen, und einer Vielzahl von Elektrodenplatten, die durch Rahmen in einer filterpressenartigen Anordnung gehalten werden und eine Reihe von Zelleneinheiten bilden, wobei die Platten derart in Serie miteinander verbunden sind, daß eine Seite der Platte als Anode und die andere als Kathode wirkt, und wobei zwischen benachbarten Elektrodenplatten ein Diaphragma angeordnet ist, das jede Zelleneinheit in einen Anoden- und einen Kathodenraum trennt, und das mindestens eine schmale öffnung aufweist, die an einer solchen Steiie angeordnet ist und eine genügende Fläche fc^esitzt, daß nacheinander durch den Kathodenraum u>ni durch den Anodenraum ein kontrollierter Durchfluß der Lösung ohne elektrische Kurzschließung der Zelle erfolgt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Diaphragma aus Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluoräthylen besteht und einen sich von 1 bis 300 Micron erstreckenden Porendurchmesser aufweistThe invention relates to an electrolysis device for the continuous regeneration of Salt solutions by oxidation of the 3-valent chromium to δ-valent chromium compounds, consisting of an in a cathode compartment and an anode compartment divided electrolytic cell in which facilities are provided are to continuously t'ie solution to be treated from the cathode compartment into the anode compartment transfer, and a plurality of electrode plates supported by frames in a filter press-like arrangement are held and form a series of cell units, the plates so in series with one another are connected that one side of the plate as the anode and the other acts as a cathode, and a diaphragm is arranged between adjacent electrode plates that separates each cell unit into an anode and a cathode compartment, and that at least has a narrow opening, which is arranged on such a slope and has a sufficient surface area, that successively through the cathode compartment u> ni through the anode compartment a controlled flow of the Solution takes place without electrical short-circuiting of the cell, which is characterized in that the Diaphragm made of polytetrafluoroethylene or polytrifluoroethylene and has a pore diameter extending from 1 to 300 microns
Es wurde gefunden, daß die Probleme, die bei dem kontinuierlichen Betrieb der elektrolytischen Regenerierung von 3wertigen Chromsalzen zu öwertigen Chromverbindungen auftreten, dadurch überwunden werden können, daß innerhalb der erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung das Diaphragma aus Polytetrafluorethylen oder Polytrifluoräthylen besteht und einen sich von 1 bis 300 Micron erstreckenden Porendurchmesser aufweist.It has been found that the problems associated with the continuous operation of electrolytic regeneration occur from trivalent chromium salts to ovalent chromium compounds, thereby overcome can be that within the electrolysis device according to the invention, the diaphragm made of polytetrafluoroethylene or polytrifluoroethylene and a pore diameter extending from 1 to 300 microns having.
Die Erfindung wird in den Zeichnungen veranschaulicht wobei der Einfachheit halber Pumpen. Ventile u. dgl. weggelassen wurden. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawings, with pumps for simplicity. Valves and the like have been omitted. It shows
F i g. 1 eine Aufsicht einer elektrolytischen Zelle mit filterpressenartiger Anordnung undF i g. 1 shows a plan view of an electrolytic cell with filter press-like arrangement and
F i g. 2 einen Querschnitt der Zelle nach Fig. 1.F i g. 2 shows a cross section of the cell according to FIG. 1.
Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte kontinuierlich arbeitende Zelle ist aus acht hohlen Rahmen F zusammengesetzt, die zwischen den hlektrodenplatten 146 und 14a vier Zelleinheiten A bis Cbilden. Bei dieser Ausführungsform sind die Elektroden so angeordnet, daß mit Ausnahme der Elektroden 14a und 14£>die eine Seite jeder Elektrode 14 die Anode bildet, während die entgegengesetzte Seite der Elektrode die Kathode darstellt. Dieser Sachverhalt wird deutlich, wenn man in der Zeichnung die Anodenräume A 'ind die Katliodenräume Cbetrachtet.The in the F i g. The continuous cell shown in FIGS. 1 and 2 is composed of eight hollow frames F which form four cell units A to C between the electrode plates 146 and 14a. In this embodiment the electrodes are arranged so that, with the exception of electrodes 14a and 14, one side of each electrode 14 forms the anode while the opposite side of the electrode forms the cathode. This fact becomes clear when one looks at the anode spaces A 'and the cathode spaces C in the drawing.
Aus F i g. 1 wird ersichtlich, daß die darin dargestellte Elektolysezelle den Vorteil besitzt, daß der Nachteil, die Spannung hetunterzuregeln. in Wegfall kommt. Die Spannung der Zelleinheit liegt nämlich gewöhnlich zwischen 4 und 8 Volt Gleichstrom, was einen Transformator und eine große Anzahl elektrischer §Q Verbindungen erforderlich macht Diese können durch die SerienanordriUng der Fig. 1 ausgeschaltet werden. Der Strom wird an den beiden Enden der Plattenserie angelegt und die Zellspannung wird durch die Anzahl der in Serie miteinander verbundenen Zellen bestimmt, jede der Elektroden 14 besteht vorzugsweise aus Blei. Es wurden auch schon Jiickelplattierte Anoden und Eisenkathoden eingesetzt, doch ist die Verwendung dieser Metalle aufgrund der auftretenden Korrosion nicht empfehlenswert.From Fig. 1 it can be seen that the electrolytic cell shown therein has the advantage that the disadvantage that Tension down. comes in omission. Namely, the voltage of the cell unit is usually between 4 and 8 volts direct current, which is a transformer and a large number of electrical §Q Requires connections These can be switched off by the series arrangement of FIG. The current is applied to the two ends of the series of plates and the cell voltage is determined by the number of the cells connected in series, each of the electrodes 14 is preferably made of lead. Jiickel-plated anodes and iron cathodes have also been used, but the use is not These metals are not recommended due to the corrosion that occurs.
Wie bereits zum Ausdruck gebracht, ist die Elektrolysezelle der F i g. 1 und 2 besonders für den kontinuierlichen Betrieb geeignet Um die Zirkulation des Elektrolyten zu bewirken, wird die Chromsalzlösung in den Kathodenraum C durch die mit dem Kopfstück 20 verbundenen Einlaßleitungen 24 eingeleitet Durch diese Zuführungsart wird die Zirkulation des Kathodenrauminhalts, der Durchfluß durch das Diaphragma und die entsprechende Verweilzeit in dem Anodenraum bewirkt Zur Bewerkstelligung des Durchflusses durch das Diaphragma ist die Polytetrafluoräthylen-Membrane 16 mit einer oder mehreren kleinen öffnungen 15 versehen, die an diesen Stellen einen unbeschränkten Durchfluß gestatten. Obwohl zunächst angenommen wurde, daß eine öffnung in dem Diaphragma das System durch Kurzschließung der Einheit leitend machen wür(<e, hat doch der Betrieb der Einheit gezeigt, daß die Wirkung der öffnung vernac)-'.;ssigbar ist Die öffnung ist in der Nähe des Bodens des Ka'hodenraurr.s angeordnet, so daß die Zufuhrlösung diesen Raum passieren muß. Alle in der Kathodenraumflüssigkeit reduzierten Verbindungen werden in dem Anodemaum wieder rxydiert. Die Fläche der Öffnung ist so bemessen, daß der Durchfluß aus dem Kathodenraum in den Anodenraum nicht stärker ist als die Geschwindigkeit, mit der die Anodenraumflüssigkeit entnommen wird. Die Verweilzeit in dem Anolyter. beträgt eine Volumenzelleinheit pro 0,5 bis Ii Stunden. Die regenerierte Chromlösung kann durch die Rohrverzweigung 18 unter Vakuum abgenommen werden oder anderenfalls, was bevorzugt wird, durch Einrichtungen, die einen Oberfluß bewirken und die für jeden Anodenraum vorgesehen sind, gesammelt werden. Der an der Kathode 14 gebildete Wasserstoff wird durch das Rohrsystem 12 abgeführt. Beim kontinuierlichen Betrieb strömt der bei 21 und 22 angelegte elektrische Strom kontinuierlich durch den Katholyten, das Diaphragma und den Anolyten und bewirkt die anod äche Oxydation des ionisierten Chroms. Zur Aufrechterhaltung der gewünschten Reaktionstemperatur kann man durch Zirkulation von Wasser in den Hohlräumen der Rahmen 23 kühlen.As already stated, the electrolytic cell of FIG. 1 and 2 especially designed for continuous operation in order to effect the circulation of the electrolyte, the chromium salt solution is introduced into the cathode compartment C through the costs associated with the head piece 20 inlet lines 24 through these feeder type is the circulation of the cathode compartment contents, the flow through the diaphragm and corresponding dwell time in the anode space. In order to establish the flow through the diaphragm, the polytetrafluoroethylene membrane 16 is provided with one or more small openings 15 which allow unrestricted flow at these points. Although it was initially assumed that an opening in the diaphragm would make the system conductive by short-circuiting the unit (<e, the operation of the unit has shown that the effect of the opening is negligible) - '; the opening is in the Arranged near the bottom of the Ka'hodenraurr.s so that the feed solution must pass through this space. All compounds reduced in the cathode space fluid are oxidized again in the anode space. The area of the opening is dimensioned so that the flow from the cathode compartment into the anode compartment is not greater than the speed at which the anode compartment liquid is withdrawn. The residence time in the anolyter. is one volume cell unit per 0.5 to Ii hours. The regenerated chromium solution can be vacuum removed through manifold 18 or, alternatively, as is preferred, collected by means of overflow provided for each anode compartment. The hydrogen formed at the cathode 14 is discharged through the pipe system 12. In continuous operation, the electrical current applied at 21 and 22 flows continuously through the catholyte, the diaphragm and the anolyte and causes the anodal oxidation of the ionized chromium. To maintain the desired reaction temperature, the frames 23 can be cooled by circulating water in the cavities.
Das Polytetrahalogenäthylen, aus dem uas Diaphragma hergestellt ist, kann ein Polymeres des Tetrafluoräthylens oder Trifluorchloräthylens sein. Diese Polymere werden in den USA-Patentschriften 23 93 967 und 26 00 202 beschrieben. Die für die Erfindung geeigneten Materialien sind durchlässig und besitzen ein genügend hohes Molekulargewicht, um Feststoffe zu sein. Die Diaphragmen besitzen vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,25 mT (0,01 Inch). Die Zelltemperatur sollte ca. 920C betragen. Die Verweilzeit in der Zelle sollte bei einer Stunde liegen, d. h. genügend groß sein, um eine 50 bis 80%ige Umwandlung der reduzierten Chromionen in den sechswertigen Zustand zu erzielen. Unter einer durchlässigen Schicht soll eine poröse Schicht verstanden werden, deren Porosität so bemessen ist, daß der Durchtritt vcn Elektronen gestattet wird, während der Durchfluß von Ionen und Wasserstoff inhibiert wird, wobei eine durchschnittliche Porosität von ca. 50% bevorzugt wird. Für die Zwecke dieser Erfindung sollte die Porengröße in dem Bereich von 1 bis höchstens 300 mikron liegen. Auf dies»e Weise wird die Reduktion der regenerierten Chromsäure an der Kathode auf einen Minimalwert herabgedrückt, wobei die Erfordernisse bezüglich der Energie und der Anodenfläche aufgrundThe polytetrahaloethylene from which uas diaphragm is made can be a polymer of tetrafluoroethylene or trifluorochloroethylene. These polymers are described in U.S. Patents 2,393,967 and 2,600,202. The materials useful in the invention are permeable and of sufficient molecular weight to be solids. The diaphragms are preferably about 0.25 mT (0.01 inches) thick. The cell temperature should be about 92 0 C amount. The residence time in the cell should be one hour, ie it should be long enough to achieve a 50 to 80% conversion of the reduced chromium ions into the hexavalent state. A permeable layer is to be understood as meaning a porous layer whose porosity is dimensioned such that the passage of electrons is permitted while the flow of ions and hydrogen is inhibited, an average porosity of about 50% being preferred. For the purposes of this invention, the pore size should be in the range of 1 to at most 300 microns. In this way the reduction of the regenerated chromic acid at the cathode is suppressed to a minimum value, whereby the requirements with regard to the energy and the anode area are due
des verhinderten lonenstroms ihre niedersten Werte einnehmen. Die Größe der Poren liegt für eine permeable Membrane vorzugsweise im Bereich von 50 bis 150 μ, wobei ein Wert von ca. 100 μ für den durchschnittlichen Porendurchmesser am meisten bevorzugt wird. Es ist zu beachten, daß auch nicht poröse Polytetrafluoräthylen-Fasern,diezu einem Tuch gewebt oder geknüpft worden waren, erfolgreich eingesetzt werden konnten. In diesem Fall sind die einzigen in dem erhaltenen Gefüge vorliegenden Hohlräume die Abstände zwischen den einzelnen Fäden. Das verwendete Gewebe war bis jetzt immer in den geeigneten Abmessungen hergestellt, daß es einen minimalen elektrischen Widerstand aufwies und eine ausreichende Barrierenwirkung besaß. Faserartige Membranen dieser Art sind von der Industrie erhältlich.of the prevented ion flow take their lowest values. The size of the pores is up to one permeable membrane preferably in the range from 50 to 150 μ, with a value of about 100 μ for the average pore diameter is most preferred. It should be noted that it is also not porous Polytetrafluoroethylene fibers woven into a cloth or were linked, could be used successfully. In this case, the only ones in that The resulting structure, there are cavities and the spaces between the individual threads. The fabric used has always been in the appropriate one up to now Dimensions made so that it had a minimum electrical resistance and a sufficient one Had a barrier effect. Fibrous membranes of this type are available from the industry.
Die Betrachtung der bei der Verwendung verschiedener Foiyieiraiiuoräinyieii-D'iaphfagmcfi cmäilenen Ergebnisse veranschaulicht einige Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung. Auf diese Weise wurde die bevorzugte Porengröße von 50 bis 150 μ festgelegt. Es hat sich dann weiterhin als notwenidg erwiesen, den Hohlraumgehalt des Polytetrafluoräthylen-Diaphragmas zu untersuchen, was mit Diaphragmen mit einem auf ihre Porosität zurückzuführenden Hohlraumgehalt von 30, 40 und 50% geschah. Zu diesem Zweck wurde eine Elektrolysezelle für den chargenweisen Betrieb mit einem ruhenden Katholyten eingesetzt. Nach einstündigem Stromdurchgang wurde der Anaolyt auf seinen Gehalt von sechswertigen Chromionen untersucht, wobei die folgenden Werte erhalten wurden. Die Werte bezüglich der in kW ausgedrückten notwendigen Energie und der Anodenfläche sind auf die errechnete Grundlage von 0,45 kg Natriumdichromat pro Stunde bezogen.Consideration of the results when using different foiyieiraiiuoräinyieii-D'iaphfagmcfi cmäilenen illustrates some aspects of the present invention. In this way, the preferred pore size of 50 to 150 μ set. It then continued to be necessary that Void content of the polytetrafluoroethylene diaphragm to investigate what to do with diaphragms with a void content due to their porosity of 30, 40 and 50% happened. For this purpose, an electrolytic cell was used for batch operation a resting catholyte used. After passing the current for one hour, the anolyte was on his The content of hexavalent chromium ions was examined, whereby the following values were obtained. The values with regard to the required energy expressed in kW and the anode area are based on the calculated Based on 0.45 kg sodium dichromate per hour.
Bei 6.5 VAt 6.5 V
Kathodenfläche - 1Ze der AnodenflächeCathode area - 1 Ze of the anode area
Diaphragma
Hohlraumgehalt (%)
Porengröße (μ)
Dicke (mm)
Erforderliche kW
Erforderliche
AnodenflächeDiaphragm
Void content (%)
Pore size (μ)
Thickness (mm)
Required kW
Required
Anode area
50-15050-150
0,250.25
1,421.42
0,250.25
4040
50-15050-150
030030
1,411.41
0,240.24
5050
50-15050-150
0,250.25
1,731.73
0,210.21
Nachdem auf diese Weise ermittelt worden war, daß die optimalen Werte für die großtechnische Regenerierung eine Porengröße von 50 bis 150 μ und ein Hohlraumgehalt von 40% darstellen, wurde das Verhalten eines solchen Diaphragmas bei verschiedenen Spannungen noch im absatzweisen Betrieb verglichen.After it was determined in this way that the optimum values for large-scale regeneration represent a pore size of 50 to 150 μ and a void content of 40%, the Behavior of such a diaphragm at different voltages still in intermittent operation compared.
Spannung
(V)tension
(V)
Erforderliche
kWRequired
kW
Erforderliche AnodenflächeRequired anode area
Aus der Tabelle II wird ersichtlich, daß die optimale Spannung für das aus einem fillerpressenartigen Typ mit einem ruhenden Katholyten bestehende System in Abhängigkeit von den StfomköSten (erforderlichen kW) bzw. Käpitalinvestionen (erforderliche Anodenfläche) zwischen 5,5 und 6,5 Volt betrug.From Table II it can be seen that the optimal Voltage for the system consisting of a filler press type with a resting catholyte in Dependence on the electricity costs (required kW) or capital investment (required anode area) was between 5.5 and 6.5 volts.
Die zur Bestimmung der in Tabelle I und Il aufgeführten Werte benutzten Elektrolysezelle wie die in Fig.2 gezeigte Bauart auf. Durch Einführung der Charge in die AhödenfäUme auf dem Weg über die Kathodenräume wurde der kontinuierliche Betrieb, Von dem nachstehend ein Versuch beschrieben werden soli, begonnen. Die Werte in dieser und in sämtlichen nachstehenden Tabellen sind auf die errechnete Grundlage Von verschiedenen Erfordernissen pro 0,45 kg Natriumdichromat bezogen.The electrolytic cell used to determine the values listed in Tables I and II, such as the on the type shown in Fig.2. By introducing the batch in the AhödenfäUme on the way over the Cathode rooms became continuous operation, from an experiment will be described below, began. The values in this and in all of the following tables are based on the calculated values Based on various requirements per 0.45 kg of sodium dichromate.
Zellspannung;
Diaphragma:Cell voltage;
Diaphragm:
Elektroden:Electrodes:
Elektrodenabstand:Electrode distance:
Charge:Batch:
Zellvolumen:Cell volume:
7 Volt7 volts
3,18 mm Polytetrafluorethylen3.18 mm polytetrafluoroethylene
(40% Hohlräume)(40% voids)
BleiplattenLead plates
53,98 mm53.98 mm
4,89 g CrAOOg Lösung4.89 g of CrAOOg solution
500 mm500 mm
Fließgeschwindigkeit: 1 Zellvolumen (500 ml)/h/ZelleFlow rate: 1 cell volume (500 ml) / h / cell
Versuchsdauer Test duration
Stromdichte Current density
(Amp/cm2)(Amp / cm 2 )
Kwh/kg (Na2Cr2O7)Kwh / kg (Na 2 Cr 2 O 7 )
m2 Anoden/kg (Na2Cr2CVh)m 2 anodes / kg (Na 2 Cr 2 CVh)
0,0716
0,0647
0,06590.0716
0.0647
0.0659
0,0592
0,0631
0,06510.0592
0.0631
0.0651
0,0722
0,0795
0,06620.0722
0.0795
0.0662
0,0593
0,0540
0,05840.0593
0.0540
0.0584
0,0521
0,0573
0,0603
0,06380.0521
0.0573
0.0603
0.0638
6,76
7,00
8,526.76
7.00
8.52
7,77
5,48
5,687.77
5.48
5.68
6,53
5,63
5,536.53
5.63
5.53
4,82
4,49
4,964.82
4.49
4.96
4,88
7,06
8,204.88
7.06
8.20
1,31 1,49 1,791.31 1.49 1.79
1,83 1,21 U211.83 1.21 U21
1,25 0,98 1,151.25 0.98 1.15
1,13 1,15 1,131.13 1.15 1.13
1,24 1,71 1,88 1371.24 1.71 1.88 137
Mittlere Stromausbeute — 72,7%Average current yield - 72.7%
Die in Beispiel 1 vorliegenden Werte beschreiben eine kontinuierlichere Regenerierungsperiode mit extremer Länge. Selbst am Ende von 85 Stunden war es nicht notwendig, den Betrieb zu unterbrechen. Dieses Beispiel beweist nicht nur die Wirksamkeit dieses Verfahrens, sondern auch den Wert des erfindungsgemäß verwendeten Diaphragmas.The values present in Example 1 describe a more continuous regeneration period with an extreme Length. Even at the end of 85 hours, there was no need to interrupt operations. This Example proves not only the effectiveness of this method, but also the value of the invention used diaphragms.
In den Zellen wurden nun die Durchflußgeschwindigkeiten in der Weise variiert, daß weniger als die Zellkapazität von 500 ml pro Stunde pro Zeile abgenommen wurde, was zu einer längeren Verweilzeit in jeder vollen Zelle führte. Die Werte für die Fließgeschwindigkeit sind im Beispiel 2 angegeben.The flow rates were now measured in the cells varies in such a way that less than the cell capacity of 500 ml per hour per line was removed, resulting in a longer residence time in each full cell. The values for the Flow rates are given in Example 2.
Für diese Zelle und bei diesen Bedingungen ist eine etwas verlängerte Verweilzeit, wie sie bei einer Fließgeschwindigkeit von 350 ml erreicht wird, mehr erwünscht.For this cell and under these conditions there is a somewhat longer residence time, as is the case with a Flow rate of 350 ml is reached, more desirable.
Die Durchführbarkeit der Regenerierung von Lösungen, die noch nicht vollständig reduziert waren (d. h. die verschiedene Mengen von sechswertigen Ghromionen enthielten) wurde in den folgenden Versuchen üntersucht: The feasibility of regenerating solutions that have not yet been fully reduced (i.e., the containing various amounts of hexavalent chromium ions) was examined in the following experiments:
10
15
205
10
15th
20th
(Na2Cr2O7)Kwh / kg
(Na 2 Cr 2 O 7 )
(Na2Cr207/h)m 2 anode / kg
(Na 2 Cr 2 0 7 / h)
(Amp/cm2)Current density
(Amp / cm 2 )
7,00
8,526.76
7.00
8.52
1,49
1,79131
1.49
1.79
0,0647
0,06590.0716
0.0647
0.0659
10,45.57
10.4
1,361.24
1.36
(in der zugeführ
ten Lösung)
(h)% Cr (VI) test duration
(in the supplied
th solution)
(H)
0,07180.0622
0.0718
732
10,6
8,8811.0
732
10.6
8.88
1,78
233
1342.58
1.78
233
134
15
20
Mittlere Stromausbeute -0 10
15th
20th
Average current yield -
0,0616
0,0627
0,06340.0588
0.0616
0.0627
0.0634
10
Mittiere Stromausbeute -10 5
10
Average current yield -
Mittlere Stromausbeute — 46,0%Average current yield - 46.0%
Weiterhin wurde mit der Absicht, die Reduktion in dem Katholyten zu verringern, das Verhältnis der Anoden- zu der Kathodenfläche erhöht, was durch Isolierung eines Teils der Kathode geschah. Als Ergebnis dieser Maßnahme wurde eine Zunahme der Stromdichte festgestellt Vermutlich steigert eine Erhöhung der Stromdichte auf der Kathode den Wasserstoffionengehalt, -wodurch der molekulare Wasserstoff, der aus dem System austritt, schneller gebildet wird. Die Charge enthielt 33,28% sechswertige Chromionen. Ein geringer Effekt wird durch ein Verhältnis von 2,6 bis 1 angegeben.Furthermore, with the intention of reducing the reduction in the catholyte, the ratio of Increased anode to cathode area, which was done by isolating part of the cathode. as As a result of this measure, an increase in the current density was found. Presumably one increases Increase of the current density on the cathode the hydrogen ion content, -which the molecular hydrogen, that emerges from the system is formed more quickly. The batch contained 33.28% hexavalent chromium ions. A minor effect is indicated by a ratio of 2.6 to 1.
Verhältnis
Anode: Kathoderelationship
Anode: cathode
Versuchsdauer
(h) Stromdichte
(Amp/cm2)Test duration
(h) current density
(Amp / cm 2 )
Kwh/kg
(Na2Cr2O7)Kwh / kg
(Na 2 Cr 2 O 7 )
m2 Anode/kg (Na2Cr2O7Zh)m 2 anode / kg (Na 2 Cr 2 O 7 Zh)
1:1 51: 1 5
15
Mittlere Stromausbeute — 173%15th
Average current yield - 173%
2,6:1 52.6: 1 5
15
Mittiere Stromausbeute — 26,0%15th
Average current yield - 26.0%
0,0674 0,0682 0,06900.0674 0.0682 0.0690
0,0825 0,0756 0,0737 313
273
17,80.0825 0.0756 0.0737 313
273
17.8
11,8
18,6
24311.8
18.6
243
6,56 5,55 3,576.56 5.55 3.57
137
338 4,54137
338 4.54
Fortsetzung 9
continuation
0,0647
0,0659
0,0593
0,0573
0,0538
0,05390.0716
0.0647
0.0659
0.0593
0.0573
0.0538
0.0539
(Na2Cr2O7)Kwh / kg
(Na 2 Cr 2 O 7 )
(Na2Cr2(Vh) m 2 anode / kg
(Na 2 Cr 2 (Vh)
(Amp/cm-')Current density
(Amp / cm- ')
30,127.1
30.1
9,668.42
9.66
Anode : Kathode
(h)Ratio of test daiier
Anode: cathode
(H)
0,04310.0444
0.0431
(Na2Cr3O7Zh)Kwh / kg
(Na 2 Cr 3 O 7 Zh)
(Na2Cr2CVh) m * anode / kg
(Na 2 Cr 2 CVh)
10
Mittlere Stromausbeute -8: 1 5
10
Average current yield -
dauer
(h) (Amp/cmOExperimental current density
duration
(h) (Amp / cmO
7,00
8.52
6,61
6.28
5.70
6.116.76
7.00
8.52
6.61
6.28
5.70
6.11
1,50
1.79
1.55
1.53
1,43
1.571.31
1.50
1.79
1.55
1.53
1.43
1.57
15
20
- 59,4%
5
10
15
2010
15th
20th
- 59.4%
5
10
15th
20th
6,4 mm Diaphragma
Mittlere Stromausbeute -
28,7 mm57.2 mm away,
6.4 mm diaphragm
Average current yield -
28.7 mm
Mittlere Stromausbeute — 70,2%Average current yield - 70.2%
Die Werte des Beispiels 4 zeigen, daß beim näheren Aneinanderbringen der Elektroden die Betriebskosten verringert werden, daß aber gleichzeitig eine größere Anodenfläche erforderlich ist.The values of Example 4 show that when the electrodes are brought closer together, the running costs can be reduced, but at the same time a larger anode area is required.
Es wurde eine Elektrolysezelle vom Filterpressentyp mit acht Einheiten im wesentlichen nach der bereits in Betracht gezogenen Figur erstellt und zur Regenerierung einer Lösung von dreiwer.tigem Chromsulfat eingesetzt Die Rahmen waren aus Aluminium gefertigt und mit einem Polychlortrifluoräthylen-Film beschichtet. Dieses Material ist im Handel erhältlich. Die Einrichtung wurde bei einer durchschnittlichen Zelltemperatur von mehr als 95" C ca. 95 Stunden lang betrieben, wobei das Verfahren auf Lösungen mit mehr als 60% Chrom in der sechswertigen Form angewandt wurde. Selbst bei diesen drastischen Bedingungen erfolgte keine Korrosion der Rahmen. Die genannten Rahmen waren bereits vorher für zahlreiche kürzere Versuche eingesetzt worden und sind seit dieser Zeit im Gebrauch, ohne daß sich nachteilige Erscheinungen ergeben haben.An electrolytic cell of the filter press type with eight units was essentially similar to that already described in Considered figure created and for the regeneration of a solution of trivalent chromium sulfate The frames were made of aluminum and coated with a polychlorotrifluoroethylene film. This material is commercially available. The establishment was at an average cell temperature operated at more than 95 "C for about 95 hours, the process being based on solutions with more when 60% chromium was used in the hexavalent form. Even under these drastic conditions there was no corrosion of the frames. The frames mentioned were previously for numerous shorter ones Experiments have been used and have been in use since that time without any adverse phenomena have revealed.
Von dsr Korrosionsfestigkeit aus gesehen, und zwar insbesondere bei erhöhter Temperatur, sind die einzigen untersuchten Konstruktionsmaterialien, die sich gegenüber Natriumdichromat-Schwefelsäuremischungen als unangreifbar erwiesen haben, Blei, Polytetrafluorethylen (Teflon) und Polychlortrifluoräthylen, wobei das letztere Polymere zum Beschichten von Rahmen bevorzugt wird, da es darauf leichter als porenfreie Schicht aufgebracht werden kann.From the point of view of corrosion resistance, especially at elevated temperatures, are the only ones examined construction materials that are different from sodium dichromate-sulfuric acid mixtures Have proven unassailable, lead, polytetrafluoroethylene (Teflon) and polychlorotrifluoroethylene, with the The latter polymer is preferred for coating frames, as it is lighter on it than non-porous Layer can be applied.
Es wurde die Regenerierung einer verbrauchten Chromsalzlösung aus der Naphtalinoxydation in einer Zelle mit Polytetrafluoräthylen-Diaphragmen mit einer Dicke von 6,4 mm und einer Porosität v«?n 40% untersucht Die Chromsalzlösung bestand aus Natriumsulfat Chromsulfat Wasser und einer kleinen Menge von Schwefelsäure und enthielt 7 bis 8 Chrom pro 100 g der Lösung.It was the regeneration of a used chromium salt solution from naphthalene oxidation in one Cell with polytetrafluoroethylene diaphragms with a Thickness of 6.4 mm and a porosity of 40% studied The chromium salt solution consisted of sodium sulfate, chromium sulfate, water and a small amount of sulfuric acid and contained 7 to 8 chromium per 100 g of the solution.
Bei der Elektrolyse waren die für die Lösung festgestellten Stromdichten extrem niedrig und lagen inDuring the electrolysis, the current densities found for the solution were extremely low and were in
jo der Gegend von 0,0095 Ampfern2 der Elektrode, wobei die Regenerierung vernachlässigbar war. Ein Verdünnen der Lösung mit Wasser erhöhte die Dichte nur leicht, d. h. auf 0,0148 AmpVcrn2, und steigerte die Cr1" zu Crvl Umwandlungsgeschwindigkeit auf weniger als 5% in der Stunde. Die Zugabe von Schwefelsäure in einem Verhältnis von ca. 3 g 98%iger H2SO4 pro 100 g Lösung bewirkte jedoch eine merkbare Steigerung der Stromdichte auf 0,052 Amp/cm2 und erlaubte die Oxydation mit einer annehmbaren Geschwindigkeit, so daß Umwandlungsgrade von über 20% pro Stunde erhalten werden konnten.jo in the region of 0.0095 amps 2 of the electrode, the regeneration being negligible. Diluting the solution with water increased the density only slightly, ie to 0.0148 AmpVcrn 2 , and increased the Cr 1 "to Cr vl conversion rate to less than 5% per hour However, grams of 98% H 2 SO 4 per 100 g of solution produced a noticeable increase in current density to 0.052 amps / cm 2 and allowed oxidation to take place at an acceptable rate so that conversion rates in excess of 20% per hour could be obtained.
Weitere mit der erfindungsgemäßen Zelle durchgeführte Versuche belegten das wichtige Erfordernis der Schwefelsäurezugabe für den Erhalt von guten Ergebnissen bei der Regenerierung. Obgleich die wirkliche Schwefelsäurekonzentration, die zur Erzielung einer maximalen Stromdichte erforderlich ist mit der Veränderung anderer Faktoren variieren kann, hat es sich doch gezeigt, daß die optimale Konzentration in derFurther tests carried out with the cell according to the invention demonstrated the important requirement of Addition of sulfuric acid to obtain good regeneration results. Although the real one Sulfuric acid concentration required to achieve a maximum current density with the Change in other factors may vary, but it has been shown that the optimal concentration in the
so Gegend von 15 bis 20 Gew.-% liegt Eine allmähliche Verringerung dieser Konzentration führt offensichtlich zu einem allmählichen Absinken der Stromdichte, während umgekehrt höhere Säureanteile zum Auftreten von Löslichkeitsschwierigkeiten führen, da diese die Ausfällung von Sulfaten bewirken. Daher bestehen aufgrund dieser Überlegungen für das Verfahren Beschränkungen von 3 und 23%.so is in the region of 15 to 20% by weight. A gradual decrease in this concentration obviously leads to a gradual decrease in the current density, while conversely higher proportions of acid occur lead to solubility problems, as these cause the precipitation of sulfates. Hence exist based on these considerations, limitations of 3 and 23% for the procedure.
B e i s ρ i eIe 7 und 8B e i s ρ i eIe 7 and 8
μ Die Zellen wurden im wesentlichen entsprechend der Zeichnung zusammengestellt mit der Ausnahme, daß in dem einen Fall, nämlich im Beispiel 7, für das Diagramm eine 6,4 mm dicke Polytetrafluoräthylen-Membrane mit einer Porosität von 50% verwendet wurde, während fürμ The cells were essentially according to the Drawing compiled with the exception that in one case, namely in Example 7, for the diagram a 6.4 mm thick polytetrafluoroethylene membrane with a porosity of 50% was used, while for
6.5 das weitere Beispiel 8 eine dünnere Membrane mit der gleichen Porosität Verwendung fand. In der nachstehenden Tabelle III sind die mit den beiden Diaphragmen erhaltenen Werte dargestellt6.5 the further example 8 a thinner membrane with the same porosity was used. In the following Table III shows the values obtained with the two diaphragms
11 1211 12
Abhängigkeit der elektrolytischen Oxydation von Chi'omlösungen von der DiaphragmendickeDependence of the electrolytic oxidation of Chi'om solutions on the diaphragm thickness
Dicke des
DiaphragmasThickness of the
Diaphragms
Spannung der ZelleinheitCell unit voltage
(V)(V)
Anodenstromdichte Anode current density
(Amp/cm2) Elektrode
m2/kg(Amp / cm 2 ) electrode
m 2 / kg
(Na2Cr2CVh)(Na 2 Cr 2 CVh)
Energie
(Kwh/kg)energy
(Kwh / kg)
(Na2Cr2CVh)(Na 2 Cr 2 CVh)
Umwandlung (o/o)Conversion (o / o)
Beispiel 3
Beispiel 4Example 3
Example 4
32 mm
0,25 mm 32 mm
0.25 mm
7,0 6,07.0 6.0
0,083 0,295 0,86
0.300.083 0.295 0.86
0.30
5,11
5,335.11
5.33
46 5246 52
Die mit der dünneren Membrane erhaltenen, im allgemeinen besseren Ergebnisse werden ersichtlich, wenn man die dadurch ermöglichte höhere Anodenstromdichte (A.S.D.) und die dazu selbst bei niedrigeren Zellspannungen erforderliche Elektrodenfläche beachtet. The generally better results obtained with the thinner membrane can be seen if you consider the higher anode current density (A.S.D.) made possible by this and the even lower anode current density Cell voltages required electrode surface.
Beispiele 9bis 17
Diese Versuche wurden in einer Zelle vom Filterpres- Porosität verwendet wurden. Die Spannung und dieExamples 9-17
These tests were used in a filter press porosity cell. The tension and the
uuiuiigciuiiii, uic uciuuiuiigciuiiii, uic uci
verwenden wurueii variiert, in eier ιauene iv sniu tueuse wurueii varies, in eggs ιauene iv sniu tue
dargestellten ahnlich war, mit der Ausnahme, daß 20 Ergebnisse dieser Versuche zusammengefaßt.
Polytetrafluot'äthylen-Membranen mit verschiedenerwas similar except that 20 results of these experiments are summarized.
Polytetrafluot'ethylene membranes with different
Abhängigkeit der elektrolytischen Oxydation von Cr"1 von der Porosität des DiaphragmasDependence of the electrolytic oxidation of Cr " 1 on the porosity of the diaphragm
Diaphragmen-Typ*) Type of diaphragm *)
ZelleinheitCell unit
(V)(V)
zeitStay
Time
strom
dichteAnode
current
density
mVkgElectrode,
mVkg
(Kwh/kg)energy
(Kwh / kg)
0,74
0,840.73
0.74
0.84
0,29
0,310.26
0.29
0.31
0,41
0,400.45
0.41
0.40
5,47
6,354.85
5.47
6.35
40,4
46,436.5
40.4
46.4
1.28
1,441.22
1.28
1.44
0,14
0,120.11
0.14
0.12
0,61
0,740.79
0.61
0.74
4,89
5,65436
4.89
5.65
47,6
47,234.5
47.6
47.2
0,50
0,570.53
0.50
0.57
0,27
0,300.23
0.27
0.30
0,33
0,300.37
0.33
0.30
4,94
5,394.31
4.94
5.39
41,0
52,438.7
41.0
52.4
5
6
7
(-70%)5
6th
7th
(-70%)
9
10
(-30%)9
10
(-30%)
hochporöshighly porous
niederporöslow porosity
zu 50% porös50% porous
5,0 5,5 6,05.0 5.5 6.0
5,0 5,5 6,05.0 5.5 6.0
5,0 5,5 6,05.0 5.5 6.0
*) Die Porosität oder der Hohlraumgehalt, der für die verschiedenen Membranen gemessen wurde, stellt die Summe äaj den geschlossenen Poren und den durchgehenden Poren, die durch Dichtenmessungsverfahren ermittelt wurden, dar. Diese Messung besitzt insofern einen gewissen Wert, als für jeden Porositätswert ein bestimmtes Verhältnis von offenen zu durchgehenden Poren, durch welche die Diffusion eier Elektronen stattfindet, besteht In dem zu 50% porösen Material liegt die bevorzugte Konzentration von funktioneilen oder durchgehenden Poren vor.*) The porosity or the void content, which was measured for the various membranes, represents the sum äaj den closed pores and the through pores determined by density measurement methods. This measurement has a certain value insofar as for each porosity value a certain ratio of open to continuous There are pores through which the diffusion of electrons takes place. In the 50% porous material lies the preferred concentration of functional or continuous pores.
Die besten Ergebnisse werden augenscheinlich mit einer Membrane, deren Porosität ca. 50% beträgt, erhalten. Bei größeren Porositäten waren die Ergebnisse, selbst bei einer höheren Verweilzeit des Anolyten und bei leicht höheren Stromdichten, im allgemeinen schlechter, was darauf schließen läßt, daß möglicherweise eine gewisse Diffusion der sechswertigen Chromionen in den Katholyten zurück mit einer sich an der Kathode anschließenden Reduktion stattfindet Bei Diaphragmen mit niederer Porosität wurden wesentlich niedere Stromdichten erhalten und es warenThe best results are evidently achieved with a membrane with a porosity of approx. 50%, obtain. With larger porosities the results were, even with a longer residence time of the anolyte and at slightly higher current densities, generally worse, suggesting that possibly some diffusion of the hexavalent chromium ions in the catholyte back with one at the Cathode subsequent reduction takes place in the case of diaphragms with lower porosity were received much lower current densities and it was
größere Elektrodenflächen erforderlich, was zu einemlarger electrode areas required, resulting in a
ziemlich langsamen Verfahren führte. Dies geht ausrather slow process resulted. This goes out
einem Vergleich des Zusammenhangs zwischen dera comparison of the relationship between the
Umwandlung und der Verweilzeit bei den Beispielen mit niederer Porosität und den entsprechenden Werten derConversion and residence time in the examples with low porosity and the corresponding values of
Beispiele 15 bis 17 hervor.Examples 15-17 stand out.
Beispiele 18 bis 20Examples 18-20
Es wurde eine aus zwei Einheiten bestehende Anordnung vom Fflterpressentyp, wie sie im wesentlichen in der Zeichnung beschrieben wird, zusammengestellt. Sie wies die nachstehenden Abmessungen auf: Elektrodenabstand 5,08 cm; Anodenfläche 234 cm2 pro Zelleinheit; Kathodenfläche gleich der Anodenfläche; Diaphragma eine 0,25 mm dicke Polytetrafluoräthylen-A filter press type assembly consisting of two units, as essentially described in the drawing, has been put together. It had the following dimensions: electrode gap 5.08 cm; Anode area 234 cm 2 per cell unit; Cathode area equal to anode area; Diaphragm a 0.25 mm thick polytetrafluoroethylene
folie mit einer Porosität von 50%. Die Zelle wurde bei verschiedenen Temperaturen und einer Zellspannung von 5,0 Volt betrieben. Die Zelle wurde gekühlt, um die gewünschten Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V dargestelltfilm with a porosity of 50%. The cell was at different temperatures and a cell voltage of 5.0 volts. The cell was cooled to the maintain desired operating temperatures. The results obtained are shown in Table V. shown
Abhängigkeit der elektrolytischen Oxydation
von der TemperaturTable V
Dependence on electrolytic oxidation
on the temperature
0,166
0,1390.209
0.166
0.139
m-^kg
(Na2Cr2O7/h)electrode
m- ^ kg
(Na 2 Cr 2 O 7 / h)
dichte
("C) (Amp/cm-')Examples of cell temperature anode current
density
("C) (amp / cm- ')
des Anolyten
(h)Dwell time
of the anolyte
(H)
0,45
0,590.40
0.45
0.59
Kwh/kg
(Na2Cr3O7Zh)energy
Kwh / kg
(Na 2 Cr 3 O 7 Zh)
(0/0) conversion
(0/0)
16 50,815 703
16 50.8
0,62
0,630.61
0.62
0.63
4,20
4,23435
4.20
4.23
27,7
23,132.8
27.7
23.1
Bei einer bestimmten Zellspannung nahm die Stromdichte (Ampfern3) mit der Temperatur zu, während die erforderliche Plattenfläche abnahm, π wodurch bei einer bestimmten Verweilzeit eine viel größere Cr(III) zu Cr(Vl)-UmwandIung erhalten wurde.At a certain cell voltage, the current density (Ampfern 3 ) increased with temperature, while the required plate area decreased, π whereby a much greater Cr (III) to Cr (VI) conversion was obtained at a certain dwell time.
Die erfindungsgemäße Zelle ist Zellen mit keramischen Diaphragmen, die bei einem derartigen Gebrauch unter ihrem eigenen Gewicht rissig werden, überlegen und kann noch bei Umständen benutzt werden, bei denen andere Diaphragmen versagen. Die erfindu.igsgemäße Zelle gestattet einen lang andauernden kontinuierlichen Betrieb bei bisher nicht erreichbaren Stromdichten und -ausbeuten.The cell according to the invention is cells with ceramic Diaphragms which crack under their own weight in such use are superior and can still be used in circumstances where other diaphragms fail. The inventive Cell allows long-term continuous operation at previously unattainable levels Current densities and yields.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich in beträchtlichem Ausmaß dazu geeignet erwiesen, bei Verfahren zur Oxydation von verschiedenen organischen Stoffen mit Natriumdichromat zu den entsprechenden Oxydationsprodukten eine Regenerierungsstuff* einzuführen. Ais solche Stoffe können beispielsweise Naphtalin, Anthracen, Camphen, Nitrotoluol, Ditolysul· fön, ungesättigte Fettsäuren und O-Toluolsulfonamid genannt werden.The device according to the invention has proven to be suitable to a considerable extent Process for the oxidation of various organic substances with sodium dichromate to the corresponding Oxidation products a regeneration * to introduce. Such substances can be, for example Naphthalene, anthracene, camphene, nitrotoluene, ditolysul hair dryer, unsaturated fatty acids and O-toluenesulfonamide to be named.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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