DE19519921A1 - Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen - Google Patents
Verfahren zur Regenerierung von KunststoffdiaphragmenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von
Kunststoffdiaphragmen, insbesondere zur Regenerierung von Kunststoff
diaphragmen aus der Chloralkalielektrolyse.
In der Chloralkalielektrolyse werden beim Diaphragmaverfahren Elek
trolysezellen eingesetzt, die ein Kathodengitter aus Eisen verwenden, auf
dem das Diaphragmamaterial z. B. durch Vakuumablagerung aufgebracht
worden ist. Als Anode werden heute in der Regel dimensionsstabile
Anoden (DSA) verwendet, bei denen es sich beispielsweise um Streck
metallgitter aus Titan handelt, die mit Rutheniumoxid/Titanoxid beschich
tet sind. Nach dem Einbau in die Zelle werden die Anoden an das
Diaphragma gepreßt, um den Abstand zwischen Anode und Kathode und
damit den Ohmschen Spannungsabfall möglichst gering zu halten.
Beim Diaphragmaverfahren werden Diaphragmen aus unterschiedlichen
Materialien verwendet, so beispielsweise aus Asbest. In jüngerer Zeit
werden auch Kunststoffdiaphragmen, beispielsweise vom Filterpressentyp,
verwendet, die durch Vakuumablagerung eines Fasermaterials und an
schließendes Sintern hergestellt werden. Das Fasermaterial kann beispiels
weise aus PTFE-Fasern mit eingelagerten und anhaftenden Zr₂O-Teilchen
bestehen. Beispiele für ein solches Fasermaterial sind Polyramix®-Fasern
(Oxytech) und die Tephram®-Fasern (PPG Industries, Inc.).
Im Vergleich zu Asbestdiaphragmen können die Kunststoffdiaphragmen
weitaus länger betrieben werden. Während ein Asbestdiaphragma typi
scherweise etwa 4.000 bis 10.000 Betriebsstunden Lebensdauer besitzt und
dann ausgewechselt wird, können Kunststoffdiaphragmen über eine Zeit
von etwa 17.000 bis 26.000 Betriebsstunden eingesetzt werden. Bei dieser
längeren Betriebszeit kann es nun dazu kommen, daß die Eisenverbin
dungen, die im Spurenbereich (< 1 ppm) in der Sole (NaCl-Lösung)
enthalten sind, sich aufgrund des starken Gefälles der Wasserstoffionen
konzentration (pH-Wert) im Diaphragma als Oxid (beispielsweise Fe₂O₃,
Fe₃O₄) nicht nur wie im Falle des Asbestdiaphragmas auf dem Dia
phragma ablagern, sondern sogar in Form von Adern oder Nadeln durch
das Kunststoffdiaphragma hindurchwachsen. Diese Durchwachsungen
bestehen aus einem leitfähigen Eisenoxid. Diese leitfähigen Durchwach
sungen führen dazu, daß sich nach einer gewissen Zeit (etwa nach 1 bis
3 Jahren) auf der Anodenseite des Diaphragmas Wasserstoff entwickeln
kann. Durch den Anstieg des Wasserstoffgehalts im Chlor besteht nach
Überschreiten der Explosionsgrenzen die Gefahr einer Chlorknallgas
explosion. Aus Sicherheitsgründen muß die Zelle bei stark erhöhten
Wasserstoffkonzentrationen daher abgeschaltet werden. Außerdem sinkt
durch die Wasserstoffentwicklung an der Anodenseite die Reinheit des
Chlors, was ebenfalls unerwünscht ist.
Neben den Eisenablagerungen kann es auch zu Calcium-, Strontium- und
teilweise Magnesiumablagerungen kommen, die zu einer verringerten
Permeabilität oder Verstopfung des Diaphragmas führen.
Bei den Asbestdiaphragmen kommt es aufgrund der kürzeren Betriebszeit
nicht zu den Durchwachsungen wie bei den Kunststoffdiaphragmen. Zur
Ablösung der oberflächlichen Ablagerungen auf Asbestdiaphragmen wird
beispielsweise in der US 1,309,214 vorgeschlagen, die Asbestdiaphragmen
mit verdünnter Milchsäure zu waschen. Dadurch lassen sich zwar gelati
nöse Ablagerungen aus Magnesium- und/oder Calciumhydroxid entfernen,
die das Diaphragma verstopfen, auch ohne die Eisenteile oder Eisen
kathode zu korrodieren, die Eisenoxiddurchwachsungen in Kunststoff
diaphragmen lassen sich auf diese Weise jedoch nicht herauslösen.
Die DE 19 56 291 schlägt vor, Verstopfungen von Diaphragmen durch
Spülen des Diaphragmas mit Hydroxypolycarbonsäuren, wie Zitronensäure,
Gluconsäure etc., zu entfernen. Auch dieses Verfahren ist zwar geeignet,
oberflächliche Ablagerungen aus Eisenoxiden teilweise zu entfernen, das
Herauslösen von Eisenoxiddurchwachsungen in Kunststoffdiaphragmen ist
auf diese Weise jedoch nicht möglich.
In der sowjetischen Offenlegungsschrift SU 808561 wird ein Verfahren
zum Waschen von Asbestdiaphragmen beschrieben, bei dem während des
Elektrolysebetriebes Salzsäure in den Kathodenraum dosiert und der pH-Wert
bis auf pH = 7 erniedrigt wird. Auch durch dieses Verfahren
lassen sich zwar oberflächliche Ablagerungen und Verstopfungen von
Asbestdiaphragmen beseitigen, Eisendurchwachsungen können aber nicht
befriedigend beseitigt werden. Das beschriebene Verfahren ist außerdem
unwirtschaftlich, da größere Mengen des Wertproduktes Natronlauge
neutralisiert und damit vernichtet werden. Die SU 964024 schlägt daher
vor, eine saubere Natriumchloridlösung einzusetzen und die Natrium
carbonate vorher zu entfernen. Da die Durchwachsungen in den Dia
phragmen vor allem durch spezielle Eisensalze verursacht werden, die in
der Sole in nur sehr geringen Mengen enthalten sind, wäre eine weitere
Verringerung der Eisenkonzentration in der Sole wirtschaftlich nicht mehr
vertretbar.
Um Kunststoffmembranen oder -diaphragmen zu regenerieren, wird in
US-PS 5,133,843 vorgeschlagen, diese mit Königswasser zu reinigen.
Durch dieses Verfahren können insbesondere edelmetallhaltige Ablagerun
gen abgelöst werden. Das Diaphragma kann durch dieses Verfahren zwar
gereinigt werden, jedoch werden dabei sämtliche Eisenteile in der Elek
trolysezelle, wie beispielsweise die Kathode, zerstört. Damit müßte das
Diaphragma zur Reinigung ausgebaut und von der Kathode abgelöst
werden. Eine Reinigung des Diaphragmas in der Chloralkalielektrolyse
zelle wäre damit nicht möglich.
Auch die japanische Patentanmeldung JP 60077985, in der ein Verfahren
zur Reinigung von Elektrolysezellen des Diaphragmatyps, die insbesondere
zur Herstellung von Wasserstoff aus Laugen Verwendung finden, mit
Gemischen aus Säuren und Tensiden beschreibt, ist nur zur Reinigung
eines ausgebauten Asbestdiaphragmas einsetzbar, da auch hier die Korro
sion der Eisen- und Titanteile nicht vermieden werden kann.
Die deutsche Offenlegungsschrift 15 67 962 beschreibt ein Verfahren zur
Regenerierung eines Asbestdiaphragmas, bei dem zum Schutz der Eisen
teile ein Korrosionshemmstoff verwendet wird. Auch nach diesem Ver
fahren lassen sich nur oberflächliche Ablagerungen ablösen, während
Durchwachsungen des Diaphragmas nicht herausgelöst werden können. Da
Asbest als Material unter stark sauren Bedingungen nicht beständig ist,
sind auch die in der Offenlegungsschrift vorgeschlagenen Korrosions
hemmstoffe zum Schutz der Kathode bei der Regenerierung eines Kunst
stoffdiaphragmas nicht ausreichend. Außerdem kann durch dieses Ver
fahren nicht die Titankorrosion verhindert werden.
In der US-PS 3,988,223 wird die Reinigung von Kunststoffdiaphragmen
aus Nafion® oder Gore-Tex® mit Komplexbildnern wie EDTA (ethylene
diamine tetraacetic acid = Ethylendiamintetraessigsäure, oder ethylenedi
amine tetrapropionic acid = Ethylendiamintetrapropionsäure) beschrieben.
Bei den vorgeschlagenen Komplexbildnern handelt es sich um vergleichs
weise teure Verbindungen. Die bei der Reinigung des Diaphragmas
anfallende Spüllösung kann aufgrund der darin enthaltenen Komplexbild
ner nicht unbehandelt ins Abwasser gegeben werden, so daß zusätzliche
Kosten für die aufwendige Entsorgung anfallen.
Aufgrund der Schwierigkeiten im Stande der Technik wird üblicherweise
zur Regenerierung der Zelle des Kunststoffdiaphragmas dieses vollständig
entfernt und durch ein neues ersetzt. Dieses Vorgehen ist kostenintensiv,
da die Neuausrüstung der Zelle umfangreiche Arbeiten erforderlich macht
und das dafür notwendige neue Diaphragmamaterial sehr teuer ist.
Außerdem fallen Deponiekosten für das unbrauchbar gewordene Material
an. Eine Reinigung des Kunststoffdiaphragmas muß die Eisenverunreini
gungen vollständig entfernen, da sonst nach der Regenerierung ein
Absinken der Wasserstoffkonzentration im Chlor nicht auf Dauer erreicht
werden kann. Da es sich insbesondere bei den gealterten Eisenoxiden um
sehr hartnäckig haftende und schwer aufzulösende Ablagerungen und
Durchwachsungen handelt, ist der Einsatz von Mitteln notwendig, die
andererseits zur Korrosion von Eisen- und Titanteilen in der Zelle
führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur
Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen vorzusehen, bei denen Ablage
rungen und/oder Durchwachsungen auf bzw. in dem Kunststoffdiaphragma
wirtschaftlich entfernt werden können, insbesondere ohne daß Eisen- und/oder
Titanteile signifikant korrodieren und ohne daß schwer zu
entsorgende Rückstände entstehen. Diese Aufgabe wird gemäß vorliegen
der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definier
ten Gegenstände gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Insbesondere wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regenerierung
von Kunststoffdiaphragmen gelöst, bei dem eine Mineralsäurelösung mit
einem Korrosionsinhibitor versetzt wird, und die so erhaltene Mischung
bei einer Temperatur von etwa 30 bis 110°C, bevorzugt 40 bis 80°C,
insbesondere 50 bis 70°C, etwa 0,1 bis 84 Stunden, bevorzugt 1 bis 72
Stunden, insbesondere 2 bis 24 Stunden, durch das Kunststoffdiaphragma
geleitet wird. Durch dieses Verfahren wird einerseits eine Möglichkeit
bereitgestellt, auch hartnäckige, schwer lösliche und durchgewachsene
Eisenablagerungen zu entfernen, als auch andererseits die Regenerierung
des Kunststoffdiaphragmas in situ durchführen zu können, ohne das
Diaphragma ausbauen zu müssen, da ein genügender Schutz der Eisen- und
Titanteile erreichbar ist. Im übrigen ist ein Ausbau der Diaphrag
men bei der bevorzugten Zellkonstruktion nicht möglich, ohne die Dia
phragmen zu zerstören. Bevorzugt werden die Kunststoffdiaphragmen
daher in der Zelle regeneriert. Die Regenerierung in der Elektrolysezelle
spart Zeit, Kosten und Arbeitsaufwand.
Bevorzugt wird ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Mineralsäure
lösung in einer Konzentration von 0,3 bis 20 Gew.-%, insbesondere von
2 bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird. Insbesondere bevorzugt ist die Ver
wendung einer Säure, die zumindest teilweise, vorzugsweise ausschließlich
aus Salzsäure besteht, als Mineralsäure. Durch den Einsatz der Salzsäure
wird vermieden, daß Fremdionen in die Zelle gelangen, die man an
schließend durch langwieriges Spülen wieder entfernen müßte. Prinzipiell
wäre für die Durchführung der Reinigung natürlich auch eine andere
Mineralsäure, beispielsweise Schwefelsäure, geeignet.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren enthält die Mineralsäurelösung
bis zu 250 g/l Natriumchlorid. Durch die Beigabe des Natriumchlorids
wird die Reinigungswirkung dieser Mischung erhöht. So ist es z. B. bei
Zusatz von NaCl möglich, die Konzentration der Salzsäure zu verringern
(z. B. von 9% auf 2%), wobei die Lösung dann trotzdem noch eine
ausreichende Reinigungswirkung besitzt.
In wieder einem anderen bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfin
dung ist in der Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosions
inhibitor 0,005 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gew.-%, Korrosions
inhibitor vorgesehen, wobei sich die Gewichtsprozentangaben auf die
Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor als 100
Gew.-% beziehen. Diese Dosierung des Korrosionsinhibitors führt zu
einem Schutz der Eisenteile in der Elektrolysezelle.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung
wird ein Korrosionsinhibitor verwendet, der mindestens ein Alkinol
enthält. Bevorzugt kann auch ein Korrosionsinhibitor verwendet werden,
der mindestens ein Alkinol enthält und vorzugsweise mit 1 bis 25 Gew.-%
eines Amins und/oder 0,1 bis 3 Gew.-% eines Tensids versetzt ist,
wobei sich die Gewichtsprozentangaben auf den Korrosionsinhibitor als
100 Gew.-% beziehen. Diese Alkinole können beispielsweise Alkindiole,
wie Butindiol, 3-Hexin-2,5-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol, 2,5-Dimethyl-
3-hexin-2,5-diol, oder aber auch Propargylalkohol oder Hexinol (3-Hexin-
2-ol) oder Ethinylcyclohexanol sein. Diesen Alkinolen können Amine, wie
beispielsweise Hexamethylentetramin, Ethylhexylamin, Diethylhexylamin
oder andere primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, zugesetzt werden.
Die Alkinole wirken dabei als Monomer für die Ausbildung eines korro
sionsinhibierenden Überzuges auf den Eisenteilen, die geschützt werden
sollen.
In einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein
Tensid verwendet, das eine quartäre Ammoniumverbindung enthält.
Organische Ammoniumverbindungen mit quartären Stickstoffatomen
können beispielsweise quartäre Ammoniumverbindungen mit insbesondere
langen Alkylketten, wie beispielsweise Distearyldimethylammoniumchlorid
(DSDMA), Protectol KLC 80® oder Protectol KLC 50® (BASF) oder
Pluradyne CI 1066® (BASF Wyandotte Corp.), umfassen. Besonders
bevorzugte Mischungen aus Alkinolen mit Aminen und/oder quarternären
Ammoniumverbindungen umfassen etwa 98% Butindiol und 2% Hexa
methylentetramin oder beispielsweise etwa 97,8% Butindiol plus etwa 2%
Hexamethylentetramin plus etwa 0,2% Protectol KLC 50®.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung
enthält die Mineralsäurelösung etwa 500 bis 5000 ppm Kupfer- oder
Eisensalze. Bevorzugt werden der Mischung aus der Mineralsäurelösung
und dem Korrosionsinhibitor wasserlösliche Fe-III- oder Cu-II-Salze zu
gesetzt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der
Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor zusätzlich
beispielsweise Eisenchlorid beigegeben wird, oder indem man die Mi
schung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor durch das
Diaphragma im Kreis pumpt. Die dabei aus dem Diaphragma herausgelö
sten eisenhaltigen Ablagerungen liefern dabei Fe3+-Verbindungen, die
dann als Korrosionsinhibitor bezüglich des Titans wirken, von dem
insbesondere die Anoden größere Anteile in unbeschichteter Form auf
weisen.
Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren der vorliegenden Erfindung sieht vor,
daß das Diaphragma zusätzlich mit Wasser und/oder einer Natrium
chloridlösung gespült, insbesondere nachgespült wird. Bei dem eingesetz
ten Wasser handelt es sich bevorzugt um reines Wasser. Durch das
Nachspülen des Diaphragmas werden Rückstände von Säure bzw. Salzsäu
re, Eisensalzen usw. herausgespült. Vorteilhafterweise wird für diese
Spülung eine Natriumchloridlösung verwendet, da in diesem Fall beim
anschließenden Einfüllen frischer Sole in die Zelle nicht die Gefahr der
urkontrollierten Verdünnung durch Restwasser besteht. Außerdem wird
die Zelle ohnehin mit frischer Sole gefüllt.
In einem zusätzlichen Verfahren der vorliegenden Erfindung werden
bevorzugt als Alkinole auch Alkinmonoole, insbesondere Propargylalkohol
oder Ethinylcyclohexanol, wobei ein Alkinol bevorzugt in einer Konzen
tration größer als 30 Gew.-%, typischerweise in einer Konzentration
größer als 80 Gew.- % verwendet wird, verwendet. Die Gewichtsprozent
angabe bezieht sich hierbei auf die gesamten verwendeten Alkinole als
100 Gew.-%. Diese Korrosionsinhibitoren sind wirksamer bezüglich der
Verhinderung der Korrosion von Eisen. Sie können bevorzugt dort
eingesetzt werden, wo Zellen verwendet werden, in denen Anoden
vorgesehen sind, die vollständig mit einer Ruthenium-Titan-Oxidschicht
beschichtet sind. Außerdem kann in diesem Fall auf den Zusatz von
Eisensalzen verzichtet werden. Wirksame Korrosionsinhibitoren sind
Mischungen, die Alkinmonoole, beispielsweise Propargylalkohol oder
Ethinylcyclohexanol, als Hauptkomponente enthalten. Diese Korrosions
inhibitoren eignen sich besonders zum Einsatz in Mischungen, die keine
gelösten Eisensalze aufweisen. Die Mischung aus Mineralsäurelösung mit
dem Korrosionsinhibitor sollte in diesem Fall nur einmal verwendet
werden. Eine bevorzugte Mischung zur Inhibierung der Eisenkorrosion
umfaßt beispielsweise eine Mischung von etwa 2% Protectol KLC 80®,
etwa 1% Ethinylcyclohexanol, etwa 8% Ethylhexylamin oder Diethylhex
ylamin, und etwa 89% Propargylalkohol. Eine weitere vorteilhafte Mi
schung umfaßt etwa 2% Pluradyne CI 1066® und etwa 98% Propargylal
kohol.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung
wird die Mischung durch eine Elektrolysezeile ohne vorhergehenden
Ausbau von Diaphragma und Elektrode geleitet. Auf diese Weise ist es
also möglich, das Diaphragma zu regenerieren, ohne dabei das Diaphrag
ma ausbauen zu müssen. Eine solche In-situ-Reinigung des Diaphragmas
spart Zeit, Kosten und Arbeitsaufwand. Ein aufwendiger Ausbau des
Diaphragmas aus der Zelle und ein Ablösen des Diaphragmamaterials ist
daher nicht mehr nötig.
Darüber hinaus kann ein vorteilhaftes Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen vorgesehen
werden, wobei ein Verfahren wie oben beschrieben mehrfach hinterein
ander oder mindestens zwei Verfahren wie oben beschrieben hinterein
ander angewendet werden. Durch die Anwendung dieses Verfahrens
hintereinander können so beispielsweise die Diaphragmen mit unterschied
lichen Mischungen von Mineralsäurelösungen mit verschiedenen Korro
sionsinhibitoren bei unterschiedlichen Temperaturen für eine unterschied
lich lange Zeit aufeinanderfolgend angewandt werden, wobei die Vorteile
der einzelnen Verfahrensparameter jeweils so kombiniert werden können,
daß die für die vorliegende Verunreinigung optimale Kombination von
einzelnen Verfahren und Verfahrensparametern vorgesehen wird. Die
einzelnen Verfahren oder Verfahrensschritte können auch durch das
Spülen des Diaphragmas mit einer Spüllösung, insbesondere mit reinem
Wasser oder einer Natriumchloridlösung, voneinander getrennt werden.
Die vorliegende Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele, in denen
weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen bzw. Aus
führungsformen der Erfindung beschrieben sind, näher erläutert werden.
Eine Chloralkalizelle, in deren Anodengas eine hohe Wasserstoffkonzen
tration (< 4 Vol.%) gemessen worden war, wurde abgeschaltet und die
darin befindliche Lösung abgelassen. Anschließend wurde eine 8%ige
Salzsäure, die 0,2 Gew.-% Korantin BH® (Korrosionsinhibitor der Fa.
BASF AG auf der Basis von Butindiol und Hexamethylentetramin)
enthält, auf 40°C vorgewärmt und an der Anodenseite in die Zelle
gepumpt. Nachdem die Zelle vollständig gefüllt war, wurde weiter Lösung
zugepumpt, an der Kathodenseite abgenommen und in den Vorratsbehäl
ter zurückgeführt. Dieser Vorgang wurde 24 Stunden fortgesetzt, wobei
die Temperatur der Salzsäure bei 50°C gehalten wurde.
In die Mischung der Salzsäure und des Korrosionsinhibitors eingetauchte
Stücke von Titanelektroden zeigten keinen Gewichtsverlust. Ebenfalls
eingetauchte Stücke von Eisenkathoden wiesen nach 24 Stunden einen
Gewichtsverlust von ca. 1% auf.
Nach Abschluß der Regenerierung wurde die Säure abgelassen und die
Elektrolysezelle mit frischer Sole beschickt. Die Elektrolyse dieser Sole
lieferte Chlor, welches weniger als 0,2 Vol.% Wasserstoff enthielt.
Eine Zelle der Chloralkalielektrolyse wurde abgeschaltet und die darin
befindliche Lösung abgelassen. Daraufhin wurde das Diaphragma 2
Stunden bei 70°C mit einer wäßrigen Lösung von etwa 2%iger Salzsäu
re, etwa 250 g/l Natriumchlorid, etwa 0,5% Korantin BH und ungefähr
0,1% Fe3+-Ionen gespült. Daraufhin wurde das Diaphragma für etwa
eine Stunde mit reinem Wasser nachgespült.
Die Gewichtsabnahme der Eisenkathode betrug zwischen 0,5 und 1,5
Gew.- %, und die Titankorrosion betrug weniger als 0,02% Gewichts
abnahme. Die eisenhaltigen Einlagerungen wurden vollständig, d. h. zu
über 98%, aus dem Diaphragma entfernt.
Aus einer abgeschalteten Chloralkalielektrolysezelle wurde die hierin
befindliche Lösung abgelassen. Daraufhin wurde das Diaphragma mit
einer wäßrigen Lösung, die etwa 8% Salzsäure, 0,5% Korantin BH® und
etwa 0,1% Fe3+-Ionen enthielt, bei 70°C etwa 2 Stunden lang gespült.
In einem zweiten Schritt wurde das Diaphragma mit einer wäßrigen
Lösung, die etwa 8% Salzsäure, etwa 0,5% Korantin BH® und etwa 0,1%
Fe3+-Ionen enthielt, bei 50°C 24 Stunden lang gespült. Anschließend
wurde das Diaphragma für etwa eine Stunde mit reinem Wasser nach
gespült.
Die Gewichtsabnahme der Eisenkathode betrug zwischen 1 und 2 Gew.-%
und die Titankorrosion betrug weniger als 0,02% Gewichtsabnahme.
Die eisenhaltigen Einlagerungen wurden vollständig, d. h. zu über 98%,
aus dem Diaphragma entfernt.
Mit der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Regenerie
rung von Kunststoffdiaphragmen bereitgestellt worden, das nicht nur in
der Lage ist, Durchwachsungen von Eisenablagerungen in Kunststoff
diaphragmen wirtschaftlich zu entfernen, ohne die Eisen- und/oder
Titanteile zu korrodieren, sondern es auch vermeidet, daß schwer zu
entsorgende Rückstände anfallen, die die Umwelt belasten könnten.
Claims (15)
1. Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Mineralsäurelösung mit einem Korrosionsinhibitor versetzt wird
und
die so erhaltene Mischung bei einer Temperatur von etwa 0 bis 100°C,
bevorzugt 40 bis 80°C, insbesondere 50 bis 70°C, etwa 0,1 bis
84 Stunden, bevorzugt 1 bis 72 Stunden, insbesondere 2 bis 24
Stunden, durch das Kunststoffdiaphragma geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mine
ralsäurelösung in einer Konzentration von 0,3 bis 20 Gew.-%, ins
besondere von 2 bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Mineralsäure eine Säure, die zumindest teilweise, vorzugsweise aus
schließlich aus Salzsäure besteht, verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Mineralsäurelösung bis zur Sättigungskonzentration,
bevorzugt bis zu 250 g/l, Natriumchlorid enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß in der Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korro
sionsinhibitor 0,005 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gew.-%
Korrosionsinhibitor vorgesehen ist, wobei die Gewichtsprozentangaben
sich auf die Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosions
inhibitor als 100 Gew.-% beziehen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß ein Korrosionsinhibitor verwendet wird, der mindestens ein
Alkinol enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korro
sionsinhibitor verwendet wird, der mindestens ein Alkinol, vorzugs
weise ein Alkindiol, enthält und bevorzugt mit 1 bis 25 Gew.-%
eines Amins und/oder 0,1 bis 3 Gew.-% eines Tensids versetzt ist,
wobei sich die Gewichtsprozentangaben auf den Korrosionsinhibitor
als 100 Gew.-% beziehen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
den Aminen um Amine aus der Gruppe Hexamethylentetramin,
Ethylhexylamin oder Diethylhexylamin handelt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Tensid ein quartäres Ammoniumsalz enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Mineralsäurelösung etwa 500 bis 5.000 ppm Kupfer- und/oder
Eisenverbindungen, insbesondere Kupfer-II- und/oder Eisen-III-salze
enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß das Diaphragma zusätzlich mit Wasser und/oder einer
Natriumchloridlösung gespült, insbesondere nachgespült, wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Alkinole auch Alkinmonoole, insbesondere Propargyl
alkohol oder Ethinylcyclohexanol, bevorzugt in einer Konzentration
größer als 30 Gew.-% enthalten, wobei sich die Gewichtsprozent
angabe auf die gesamten verwendeten Alkinole als 100 Gew.-%
bezieht.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mischung durch eine Elektrolysezelle ohne
vorhergehenden Ausbau von Diaphragma und Elektrode geleitet wird.
14. Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche mehrfach hintereinander oder mindestens zwei Verfahren
nach einem der vorhergehenden Ansprüche hintereinander angewen
det werden.
15. Kunststoffdiaphragma, das durch eines der vorstehenden Verfahren
erhalten wird.
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