DE1943682C - Verfahren und Vorrichtung zur Alkalisalzelektrolyse nach dem Quecksilberverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene perspektivi-

Verfahren und eine Vorrichtung zur Alkalichlorid- sehe Ansicht, welche die in Fig. 1 mit einer ges:nchel-

Elektrolyse nach dem Quecksilberverfahren. In der ten Lime umgebenen und mit IH bezeichnete! Teile

Patentanmeldung P 17 67 130.6 ist bereits vorge- zeigt.

schlagen worden, den Hauptteil des im Zersetzer 5 Gemäß Fig. 1 wird das durch die Elektrohsewiedergewonnenen Quecksilbers, bevor dieses in die zelle 1 geleitete und in Natriumamalgam verwandelte Elektrolysezelle eingeleitet wird, mittels einer Unter- Quecksilber durch eine Gasprallwand 2 und eine strömungs-Prallwand abzutrennen. Diese weist an Quecksilberprallwand 3 geleitet und dann in Elekihrem unteren Ende einen Durchfluß für das Queck- trolyt und Amalgambutter getrennt. Anschließend silber auf und ist im Hauptzirkulationskanal dicht io wird es in einen Zersetzer 4 geleitet, in welchem es vor dem Eingang der Elektrolysezelle angeordnet, da- jnter Erzeugung von Natronlauge und unter Wiedermit Verunreinigungen wie Quecksilberemulsion usw., gewinnung des Quecksilbers zerlegt wird. Das im Zerdie auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Prall- sctzer4 wiedergewonnene Quecksilber wird dann wand ¹Om Quecksilberstrom mitgeschleppt werden, durch eine Pufferkammer 5, in welcher es mit dem zusammen mit dem Waschwasser und einer gerii.gen 15 durch eine Wasserleitung 6 zuströmenden Wasch-Menge Quecksilber abgetrennt werden. Ferner ist in wasser zusammengeführt wird, zu einer Pumpe 7 geder genannten Patentanmeldung vorgeschlagen, diese leitet. In dieser Pumpe 7 werden das Quecksilber und Verunreinigungen in eine Hilfsleitung einzuleiten, in das Waschwasser gerührt und miteinander vermischt, die auch das aus der Elektrolysezelle ausströmende wodurch das Quecksilber gewaschen und gekühlt Alkalimetailamalgam naeli Befreiung vom Elektro- 20 wird. Das von der Pumpe 7 abströmende Quecksilber lyten und der Amalgambutter eingeleitet wird, und und Waschwasser strömen dann in einem Rückstromdann zum Zersetzer zurückzuführen, wodurch eine kanal 8 weiter, durch den sie zu einem Quecksilbervollkommene Trennung des Quecksilbers von den ■ trennkanal 9 geleitet werden. Dieser Abtrennkanal 9 Verunreinigungen erreicht wird. besitzt beispielsweise die in Fig. 3 dargestellte Aus-

Hierdurch ist es möglich geworden, zusätzliche 25 führungsform. Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, besitz*. Arbeit zum Abschöpfen der Quecksilberemulsion ein- der Abtrennkan^l 9 eine Seitenwand, die gleichzeitig zusparen und zu verhindern, daß die sich auf der die Rückwand 10 der Elektrolysezelle 1 bildet und in stromaufwärts gelegenen Seite ^er Prallwand an- ihrem unteren Teil eine Vielzahl von Öffnungen 11 sammelnde Queeksilberemuusion von dem unter der aufweist, durch welche das abgetrennte Quecksilber Prallwand durchströmenden Quecksilber mitge- 30 in die Elektrolysezelle einströmt. Am stromabwärts schleppt und in das Elektrolytbad eingeführt wird gelegenen Ende des Abtrennkanals 9 ist ein quer da- und sich dort mit dem Elektrolyten vermischt. Durch zu angeordneter Überlauf 12 vorgesehen, durch weldiesc !Maßnahmen sind jedoch noch nicht alle Pro- chen sich das Quecksilber bis zur Höhe des Überlaufs bleme beseitigt. Obgleich nämlich das Waschwasser ansammelt, an dieser Stelle vo;r Waschwasser abgenormalerweise direkt zum Eingang der Quecksilber- 35 trennt wird und durch die Öffnungen 11 in die Elekpumpe geleitet wird, um in Verbindung mit der Ruh·- trolysezelle 1 eintritt. Ein Teil des sich im Abtrennwirkung der Quecksilberpumpe ein wirksames kanal ansammelnden Quecksilbers überströmt zu-V'aschen des Quecksilbers zu erreichen, werden das sammen mit der Quecksilberemulsion und dem Wascliwasscr und das Quecksilber auf Grund ihrer Waschwasser, die auf ihm schwimmen, den Überlauf unterschiedlichen spezifischen Gewichte leicht in zwei 40 12 und gelangt von dort in ei.ic hilfsleitung 13, die Schichten getrennt, was zur Folge hat. daß sich die mit der Pufferkammer5 verbunden ist, d.h., wird in Menge des durch die Pumpe geleiteten Waschwassers die Pufferkarnmer 5 zurückgeführt. Es wird für diemit der Zeit erheblich ändert. Dieses abgetrennte sen Fall angenommen, daß die Alkalität des Wasch-Wasser verändert konstant die in dem Zersetzer ein- wassers stetig erhöht wird, weil das Waschwasser in geführte Menge Wasser, die am Eingang der Elektro- 45 gleicher Reihenfolge nacheinander durch die Pufferlysczelle durch Abtren.iung erhalten und direkt in kammer 5, die Quecksilberpumpe 7, den Rückstromden Zersetzer zurückgeführt wird. Diese Änderung kanal 8, den Abtrennkanal 9 und die Hilfsleitung 13 des Waschwasserstromes beeinflußt die Konzentration zirkuliert. Um dies zu vermeiden, ist ein Wasserder im Zersetzer erzeugten Natronlauge und bewirkt durchflußkanal 14 vorgesehen, der die Pufferkamaußerdem erhebliche Störungen beispielsweise in dem 50 mer 5 und den Zersetzer 4 über eine Wasserpumpe Fall, daß die Wasserzufuhr zum Zersetzer ent- 15 verbindet, wodurch ein Teil des Waschwassers sprechend der Konzentration der Natronlage am zum Zersetzer geführt wird.

Ausgang des Zersetzers automatisch eingestellt wer- Durch die Erfindung wird, da kein Abschöpfen der

den muß. Quecksilberemulsion mit der Hand erforderlich ist,

Zur Beseitigung dieses Problems wird erfindungs- 55 viel weniger Arbeit aufgewendet, und außerdem geht

gemäß voi geschlagen, die Alkalichloridelektrolyse so nichts von dem wiederzugewinnenden Quecksilber

ablaufen zu lassen, daß das Waschwasser und eine durch Abschöpfen der Quecksilberemulsion verloren,

kleine Menge des vor der Elektrolysezelle abgetrenn- Außerdem überströmt eine geringe Menge Quecksil

ten Quecksilbers in einer Pufferkammer zirkuliert ber zusammen mit dem Waschwasser konstant den

werden, die zwischen dem Zersetzer und der Queck- 60 Oberlauf 12, so daß die Oberfläche des Quecksilbers

silberpumpe angeordnet ist. vor dem überlauf 12 zu de/ Zeit, wenn dieses durch

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der den Abtrennkanal 9 strömt und durch die Öffnungen Beschreibung ausführlich beschrieben. 11 in die Elektrolysezelle eintritt, von Waschwasser F i g. I ist eine Draufsicht auf eine erfindungsge- und Quecksilberemulsion freigehalten wird, die im

mäße Elcktrolyscapparatur für die Alkalichloridelek- 65 oberen Teil des Quecksilberstroms schweben und im

irolyse; Quecksilberstrom mitgeschleppt werden.

F; g. 2 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Aus- Gemäß der vorliegenden Erfindung braucht keine

führungsbeispiel der Erfindung; Quecksilberemulsion aus dem Strömungssystem ab-

geschöpft werden, da die Quecksilberemulsion im Gegensalz zu Amalgambutter relativ leicht in Quecksilber und Wasser getrennt werden kann und nicht zu befürchten ist, daß ein großer Teil der Quecksilberemulsion sich ansammelt, wahrend sie in der Hilfsleitung allein zurückzirkuliert wird. Außerdem sind die Graphitteilchen usw. in der Quecksilberemulsion relativ leicht, su daß sie auf dem Wasser schwimmen und zusammen mit einem Teil des Waschwassers von der Pufferkammer 5 zum Zer- iq setzer 4 geführt werden, so daß eine Ansammlung von Graphitteilchen nicht möglich ist.

In der obenerwähnten Patentanmeldung P 17 67 130.6 treten die Quecksilberemulsion und ein Teil des Quecksilbers usw., die durch die Hilfsleitung weiterströmen, durch den Ausgangskanal der Elektrolyseapparatur in den Zersetzer ein. Erfind'ingsgemäß strömt jedoch das zurückgeführte Quecksilber nicht in den Zersetzer ein, wodurch die Menge des zurückzuführenden Quecksilbers verringert und gleichzeitig der Betriebswirkungsgrad des Zersetzers erhöht werden kann. Außerdem kann beim Zurückführen des Waschwassers zum Zersetzer auch dann, wenn die Druckhöhendifferenz zwischen dem Eingang der Elektrolysezelle und dem Eingang des Zersetzers klein ist, eine sehr große Druckhöhe dadurch erhalten werden, daß die Quecksilberemulsion zu einer Pufferkammer 5 zurückgeführt wird, die an einer niedrigeren Stelle als der Zersetzer 4 angeordnet ist, so daß der Strom des Waschwassers über den 3" überlauf 12 sehr stark wird und die Trennung des Quecksilbers von der Quecksilberemulsion an dieser Stelle stark verbessert wird.

Die vorliegei.de Erfindung ist nicht auf den Quecksilberdurchflußkanal gemäß Fig. 1 beschränkt, sondem läßt sich auch auf eine horizontal angeordnete Elektrolysezelle mit einem einzigen Durchtlußkanal anwenden, die einen Quecksilberdurchflußkanal gemäß F i g. 2 aufweist, wobei die Quecksilberemulsion längs der Breiie einer langgestreckten Elektrolysezelle oder einei bogenförmigen Elektrolysezelle nach unten strömt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 strömt das Quecksilber, das längs üer Elektrolysezelle 21 in Pfeilrichtung herabgeströmt und dabei in Quecksilberamalgam verwandelt worden ist, durch einen Durchflußkanal 22 weiter und strömt dann durch eine Quecksilberprallwand 23 aus der Zelle ab. Durch die Prallwand wird es vom Elektrolyten und der Amalgambutter getrennt. Anschließend strömt das auf diese Weise vom Elektrolyten und der Amalgambutter abgetrennte Amalgam durch einen Kanal 24 in einen Zersetzer 25 ein. Die Amalgambutter, die sich vor der Quecksilberprallwand 23 staut, wird auf geeignete Weise entfernt.

Das vom Zersetzer 25 abgegebene Quecksilber wird in eine Pufferkammer 27 eingeleitet, wo es mit dem durch eine Wasserleitung 27 a zugeführten Waschwasser und dem durch ctne Hilfsleitung 31 zurückgeführten Waschwasser vermischt wird. An- 6" schließend wird es mittels einer Quersilberpumpe 26 in einen Durchflußkanal 28 befördert. Eine weitere Quecksilberprallwnnd 29 ist an einer Seitenwand des Durchflußkanals 28 vorgesehen, an dessen äußerem Ende ein Überlauf 30 angeordnet ist, der mit dem Hilfskanal 31 in Verbindung steht. Der größte Teil des im Durchflußkanal 28 strömenden Quecksilbers tritt durch die Quecksilberprallwand 20 m einen weiteren Durchflußkanal 32 ein, aus welche, es in die Elektrolysezelle 21 eingeleitet wird. Da in diesem Falle ein Teil des Quecksilbers zusammen mit der Quecksilberemulsion und dem Waschwasser kontinuierlich über den Überlauf 30 strömt, bildet sich im oberen Teil des Quecksilberstroms selbst im Bereich entlang der Quecksillvrprallwand 29 eine Strömung in Richtung des Überlaufs 30 aus, so daß sich das im Oberflächenabschnitt strömende Quecksilber sowie die Quecksilberemulsion und das Waschwasser, welche über den überlauf abströmen, nicht mit dem Quecksilberstrom vermischen, der unter der Prallwand 29 hindurchtritt, und eine vollkommene Abtrennung d:s Quecksilbers erzielt wird. Außerdem wird ein Teil des Wassers aus de· Pufferkammer 27 mittels einer Pumpe 34 durch eine Röhre 33 zurück zum Zersetzer 25 geführt und dann als Aufbereitungswasser verwendet.

Das Wasser, das von außen als Waschwasser zugeführt wird, wird auch als Aufbereitungswasser verwendet, so daßzweckrr.äßigerweise hochreines Wasser wie z. B. entionisiertes Wasser od. dgl. verwendet wird. Das Waschwasser kann an irgendeiner Stelle des Zirkulationssystems zugeführt werden, d. h., muli nicht unbedingt in die Piifferkammer 27 eingeleite: werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Alkalisalzelektrolyse nach dem Quecksilberverfahren, bei dem das im Zer setzer wiedergewonnene Quecksilber zusammen mit Waschwasser weitergepumpt, dann mittels eines Überlaufs vom Waschwasser befreit uiul schließlich in die Elektrolysezelle eingeleitet wird. dadurch gekennzeichnet, daß man auch einen Teil des zirkulierenden Quecksilbers zusammen mit dem Waschwasser kontinuierlich über den Überlauf strömen läßt und das übei geflossene Quecksilber und Waschwasser zu eine: Pufferkammer zurückleitet, die zwischen den Zersetzer und die Quecksilberpumpe geschaltet ist.

2. Elektrolyseapparatur zur Alkalisalzelektm lyse nach dem Quecksilberverfahren und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch. I. er.:niltend eine Elektrolysezelle, einen Zersetze τ zum Wiedergewinnen des Quecksilbers aus dein in der Zelle gebildeten Quecksilbera^algam, eine Pumpe zum Abführen des wiedergewonnen. 11 Quecksilbers in die Elektrolysezelle, einen Durchflußkanal für das Quecksilber zwischen Pumpe und Elektrolysezelle und eine Hilfsleitung, die vom Quecksilberdurchflußkanal abzweigt, da durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zersetzer (4, 25) und der Quecksilberpumpe (7, 2fi) eine Pufferkammer (5, 27) eingeschaltet ist, in die das andere Eitite der Hilfsleitung (13,31) einmündet.

3. Elektrolyseapparatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine den Zersetzer (4, 25) und die Pufferkammer (5, 27) verbindende Leitung eine Pumpe (15,34) eingeschaltet ist, durch die Waschwasser von der Pufferkammer (5, 27) zum Zersetzer (4, 25) geführt wird, um zu verhindern, daß das Waschwasser im Zersetzer (4, 25) zu stark alkalisch wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen