DE2011196C3

DE2011196C3 - Verfahren zur Entfernung bzw. Verringerung von Verunreinigungen in wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen

Info

Publication number: DE2011196C3
Application number: DE19702011196
Authority: DE
Inventors: Jack Maynard Beaumont Tex. Otto
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1969-03-11
Filing date: 1970-03-10
Publication date: 1983-11-17
Also published as: CA922663A; DE2011196B2; NL7003496A; JPS506000B1; DE2035791B2; DE2035791A1; GB1312682A; NL162144C; DE2035791C3; FR2037949A5; DE2011196A1; SE352873B; BE747186A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hntfernung bzw. Verringerung von in Form von Metallionen vorliegenden Verunreinigungen in wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen, bei welchem man die verunreinigten Lösungen der Elektrolyse in einer eine Anode und eine poröse Kathode aufweisenden Elektrolysezelle unterwirft, wobei eine Berührung von anodischem Sauerstoff mit der Kathode vermieden wird.

Aus der US-PS 32 44 605 ist ein Verfahren zum Reinigen von Alkalihydroxidlösungen, die Metallionen als Verunreinigu.igen enthalten, durch Elektrolyse unter Ablagerung der Metallverunreir.JT.'ungen an der Kathode bekannt, wobei im Beispiel 2 eine Elektrolysezelle mit acht scheibenförmigen, drehi-ir auf einer Welle angeordneten Kathoden und sieben dazwischen fest angeordneten Anodenscheiben eingesetzt wurde. Die am Boden der Zelle eingeleitete Natriumhydroxidlösung passierte nacheinander die erste Kathode, erste Anode, zweite Kathode, zweite Anode ... usw. bis zur siebenten Anode und achten Kathode und wurde dann aus dem oberen Teil der Zelle entfernt. Dadurch, daß die acht Kathoden auf der Welle mit 135UpM gedreht wurden, erfolgte zusätzlich eine Rückmischung der Lösung. In der Elektrolysezelle gemäß Beispiel 2 der US-PS 32 44 605 wurde also eine Berührung von anodischem Sauerstoff mit einer der acht Kathoden schon deshalb nicht vermieden, weil die Kathoden gedreht wurden, ganz abgesehen davon, daß die letzte Elektrode eine Kathode und nicht eine (einzige) Anode war.

Aus der FR-PS 15 05 466 ist ein Verfahren zur Entfernung von Metallverunreinigungen aus wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen bekannt, bei dem die Lösungen eine poröse Kathode, vorzugsweise eine poröse Kohlekathode einer Elektrolysezelle passierten, während die Lösung elektrolysiert wurde. In dem in Fig. 1 der Zeichnungen beschriebenen und den beiden in der Elektrolysezelle gemäß Fig. 1 der Zeichnungen durchgeführten Verfahren wurde die Alkalimetallhydröxidlasung in eine Elektrolysezelle eingeleitet, in der eine Anode stromaufwärts mit Bezug auf eine Kathode angeordnet war. Bevor die Lösung also die poröse Kathode passierte, passierte sie die Anode der Zelle.

Die in der FR-PS 15 05 466 beschriebene Arbeitsweise war zwar zur Reinigung von Alkalimetallhydroxidlösungen hochwirksam, bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise mußt«: die Kathode jedoch verhältnismäßig häufig regeneriert werden, sobald sie so stark mit aus den AlkalimetaHhydroxidlösungen entfernten Verunreinigungen beladen war, daß der wiederholte Durchgang der Lösung durch die Kathode entweder schwierig oder fast unmöglich geworden war. Eine Regenerierung der Kathode, bei der die als Metall in den Kathodensporep. abgelagerten Verunreinigungen wieder in Lösung gingen und die Durchlässigkeit der Kathode vollständig oder nahezu vollständig wiederhergestellt wurde, wurde

in beispielsweise durch Umpolung der Elektrolysezelle durchgeführt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Häufigkeit der Regenerierung der Kathode zu verringern und mehr Verunreinigungen aus der Alkalimetall-5 hydroxidlösung zu entfernen, bevor eine Regenerierung der Kathode erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Alkalimetallhydroxidlösung erst durch die Kathode und dann durch die Anode leitet.

Es wurde nämlich festgestellt, daß es durch Anordnung der Anode in der Elektrolysezelle stromabwärts mit Bezug auf die poröse Kathode möglich ist, eine wäßrige Alkalimetallhydroxidlösung in besonders wirksamer Weise zu reinigen. Überraschenderweise ergibt sich aus der Anordnung der Anode stromabwärts mit Bezug auf die poröse Kathode ein günstiger Einfluß auf die letztere hinsichtlich der Entfernung von verunreinigend wirkenden Metallionen aus der Alkalimetallhydroxidlösung. Wie in dem nachstehenden Vergleichsversuch gezeigt wird, ist die Entfernung der verunreinigend wirkenden Metalüonen aus der wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösung besonders wirksam, wenn die Lösung durch die poröse Kathode hindurchgeht, bevor sie die Anode berührt.

Zu den sich ergebenden Vorteilen gehört eine Verlängerung der Zyklusdauer der porösen Kathode, d. h. eine Verlängerung der Zeitspanne, während der die poröse Kathode in wirksamer Weise die verunreinigend wirkenden Metallionen entfernt, chne einer Regenerate tion zu bedürfen. Ein weiterer vOrteil liegt in der wirksameren Ausnutzung der ganzen porösen Kathode. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Figur ist eine Elektrolysezelle dargestellt, in der

■*5 das erfindungsgemäße Verfahren im Laboratoriumsmaßstab durchgeführt werden kann. Man erkennt ein zylindrisches Zellengehäuse 1, in welchem die poröse Scheibenkathode 4 und die Anode 3 angeordnet sind. Eine korrosionsbeständige Dichtung 5 dichtet die

so Kathode 4 in der Zelle ab. Standrohre 2 und 6 sind an der Kathoden- bzw. Anodenseite der Zelle angeordnet und dienen zur Entfernung von gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff, die während der Elektrolyse freigesetzt werden. Die beiden Enden des Zellengehäuses sind durch Stopfen 7 und 8 verschlossen. An der Kathodenseite ist in der Zelle zur Messung der Temperatur der zugeführten Lösung ein Thermometer

9 angeordnet; außerdem befindet sich hier die öffnung

10 zur Zuführung der Flüssigkeit. Ein Thermoregulator 11 für eine Heizvorrichtung (nicht dargestellt) befindet sieh in dem Katholytabteil. Die Leitung 12 zur Entfernung des gewonnenen Produktes befindet sich an der Anodenseite. In dem Anodenabteil befindet sich das Thermometer 13. Die Anode 3 und die Kathode 4 sind über die elektrischen Leitungen 14 und 15 mit einer geeigneten Stromquelle und einer Meßvorrichtung (schematisch durch 16 dargestellt) verbunden.

Die beiden Hälften der gläsernen Zelle, die zusammen

i'i das Zellgehäuse 1 bilden, werden von den Ringklamg mern 18 und 21 und den Schrauben 23 und 24 y zusammengehalten.

J3 Die wäßrige Alkalimetallhydroxidlösung gelangt in

¥3 die Zelle mit Hilfe einer positiven Verdrängungspumpe

S; 20, welche die Lösung zunächst in und durch das Ölbad fg 19 über Leitung 10 in die Zelle treibt. Die gereinigte

Lösung wird aus der Zelle durch Leitung 12 abgezogen.

ψ Bei der typischen Arbeitsweise der Zelle, dip in der

jf Figur dargestellt ist, wird die wäßrige Alkalimetallhy-

$ droxidlösung über ein Heizbad, z. B. das Ölbad 19, in das

i| Katholytabteil der Zelle gepumpt, von wo aus sie durch

die poröse Kathode in. das Anolytabteü der Zelle i| gelangt; aus dieser wird die Lösung entfernt. Die

■ji Kathode 4 und die Anode 3 werden aktiviert, indem man ΐί sie mit einer geeigneten Stromquelle verbindet, i'i während die Lösung durch die Zelle geleitet wird.

ΐ Wenn die Anode stromabwärts angeordnet ist, dient

das Standrohr 6 zur Entfernung von anodischem Sauerstoff, so daß eine Berührung des letzteren mit der

■■-: Kathode 4 vermieden wird. Anodischer Sauerstoff beeinflußt in schädlicher Weise die Entfernung von Eisenverunreinigungen und kann zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit führen, mit welcher die Kathode ihre Durchlässigkeit verliert, wodurch wiederum die Zeit verkürzt wird, die bis zur erforderlichen Regenerierung der Kathode verstreicht.

Die Verbesserung der Fähigkeit der Kathode zur Entfernung von Metallverunreinigungen, d. h. die Ausdehnung der Zeit, während welcher eine Kathode ohne Regeneration verwendet werden kann, die durch Anordnung der Anode stromabwärts von der Kathode erreicht wird, ist wenigstens teilweise der Erhöhung der Verteilung der Verunreinigungen über die gesamte Stärke der Kathode zuzuschreiben.

Sobald die Durchlässigkeit der Kathoden einen vorher festgelegten Wert erreicht hat (von welchem ab eine weitere Verwendung unwirtschaftlich erscheint), ist eine Regeneration der Kathode notwendig, um die erforderliche Durchlässigkeit wieder herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf wäßrige Alkalimetallhydroxidlösungen beliebiger Stärke angewandt werden. Mit besonderem Vorteil können Lösungen mit 35 bis 73 Gew.-°/o Natriumhydroxid behandelt werden; es lassen sich jedoch auch stärkere Lösungen dem Verfahren unterwerfen. Außer in Natriumhydroxidlösungen kann auch in Kalium- und Lithiumhydroxidlösungen eine Metallionenverunreinigung verringert werden.

Die Kathoden soller: vorzugsweise aus einem beliebigen porösen Kohlematerial, z. B. porösem Graphit, bestehen; jedoch köntien die Kathoden auch aus einem beliebigen anderen elektrisch leitenden Material bestehen, welches sowohl gegen wäßrige Alkalimetallhydroxide, die der Behandlung unterworfen werden, als auch gegen die Regenerationslösungen beständig sind und die notwendige Porosität aufweisen.

Nickel und Nickellegierungen, z. B. solche aus etwa 55 bis 85% Nickel, legiert mit verschiedenen anderen Metallen, wie Eisen, Molybdän, Silicium, Mangan, Wolfram, Kupfer und Aluminium, sind beispielsweise brauchbare Materialien für die Herstellung der porösen Kathoden. Andere für die Kathodenherstellung brauchbare Metalle sind Zirkonium, Molybdän und Silber. Weniger gut geeignet, aber immerhin brauchbar, sind Metalle wie Stahl, Gußeisen, chromplattierter Stahl und Wolfram. Diese als w> niger günstig bezeichneten Metalle eignen sich insbesondere zur Verwendung unter nur käthodischen Bedingungen bei alkalischer bzw. nicht saurer Regeneration.

Der Hauptgesichtspunkt, der bei der Auswahl des Kathodenmaterials in Betracht gezogen werden muß, ist der, daß die Kathode eine bestimmte und definierte Durchlässigkeit aufweisen muß. So sollten beispielsweise poröse Graphitkathoden eine Mindestdurchlässigkeit für Wasser von 21 "C von wenigstens 588 l/m²/Min. bei einem Druck von 0,35 kg/cm², der auf eine Platte aus

to Kathodenmaterial mit einer Stärke von 2,5 cm einwirkt, aufweisen; noch besser ist es, wenn die Durchlässigkeit erheblich größer ist und beispielsweise zwischen 1260 und 6300 I/m²/Min. liegt. Bei Verwendung eines porösen Kathodenmaterials von geringerer Durchlässigkeit, z. B.

einer Durchlässigkeit von nur 420 l/m²/Min. kann dieser Nachteil durch eine Verringerung der Kathodenstärke teilweise ausgeglichen werden. Ein typisches brauchbares poröses Elektrodenmaterial sollte eine Zugfesttgksit von 4,2 kg/cm² oder darüber aufweisen.

Für den Wirkungsgrad, der sich hinsichtlich der Entfernung der Metallionen-Verumf inigungen durch die Zelle ergibt, ist auch das Ausmaß der Berührung zwischen Alkalimetallhydroxidlösung und der Kathode von großer Bedeutung. Es ist nicht nur wichtig, diß die Lösung durch die Kathode hindurchgeht, sondern es soll sich daDei mehr als nur ein augenblicklicher und zufälliger Kontakt ergeben. Aus diesem Grund soll die Kohlekathode eine Stärke von mehr als etwa 0,5 bis 12,7 cm bei einem durchschnittlichen Porendurchmesser von beispielsweise 0,025 cm bis herab zu etwa 0,0025 cm aufweisen. Die Verweildauer in der porösen Kathode soll mehr als 5 oder 10 Sekunden, gegebenenfalls sogar 5 oder 10 Minuten betragen. Aus gewissen Materialien, die eine festere Struktur als Kohle aufweisen, können

-15 Kathoden hergestellt werden, die etwas dünner als 0,5 cm sind.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wendet man Stromstärken und Stromspannungen an, die ausreichen, um die Metallionen-Verunreinigungen, die in der Lauge enthalten sind, zu entfernen. Im allgemeinen betreibt man die Zellen bei einer Spannung von 1,5 bis 5 Volt. Die Stromdichten können von etwa 0,01 bis 0,44 A/cm² oder mehr reichen. Bei den höheren Stromdichten kommt es zu einer Gasbindurig an der Kathodenoberfläche; durch Erhöhung der Fließgeschwindigkeit der zu reinigenden Lauge können bei diesen höheren Stromdichten die Folgen einer solchen Gasbindung vermieden werden. Im allgemeinen ist es günstig, die Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit durch die Zelle so einzustellen, daß sie abnimmt.

Sobald die Durchlässigkeit der porösen Kathode einen Zustand erreicht hat, bei dem ein weiterer Betrieb nicht mrhr sinnvoll erscheint, d. h. wenn der Druckabfall über die Kathode nicht langer zufriedenstellend ist, muß die Kathode regeneriert werden. Hierzu polt man die Zelle vorzugsweise um, so daß die poröss Kathode zur Anode und die Anode der Zelle zur Kathode wird. Während dieser Regenerierung läßt man die Lauge weiter wie bisher Jurch die Zelle fließen: es ist auch möglich, die Fließrichtung umzukehren, so daß die Flüssigkeit in umgekehrter Richtung strömt wie vor dem Umpolen. Da die Zelle jetzt elektrolytisch umgekehrt arbeitet, wandern die in den Poren der Kathode als Metalle enthaltenen Metallionen-Verunreinigungen aus der Kathode heraus in die Lauge und werden in dieser wieder als Ionen gelöst. Einige Verunreinigungen, z. B. Nickel, die in den Poren enthalten sind, werden wenigstens teilweise als kolloida-

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ic oder peptisierte Substanzen entfernt, wenn man Alkalimetallhydroxide hcmi degenerieren verwendet. Die Umkehr der .itromrichtuns in der Zelle hält man etwa I 5 Minuten bis 2 Stunden oder länger aufrecht, bis der Graphit oder Kohlenstoff der Elektrode wieder seine vollständige odor nahezu vollständige Durchlässigkeit erreicht hat. Sobald wirder eine ausreichende Durchlässigkeit erreicht ist. werden die Umkehrungen der Stromrichfing und der Fließrichiung der Flüssigkeit wieder aufgehoben.

Während der I';:ikehr der Stronirichtung kann icder heliebiL.'e F.lektp >lv ι '.erwendet werden, iler in tier /eile :,ijht iibcrnuiltiL· korrodierend w irkt und in w elchem die .ms der ka'hi >.'■-.' en'lernteti Metal'ionen löslich sind. Man kann infolgedessen auch andere Elektrolye als die Hydroxide von Λ Ika linie'allen verwenden. I Je ι spiel sw eise kann man wälinge Losungen \< >r. Natriumchlorid. Kaliumchlorid, l.iihiumchlorid. Ammonium hydroxid, walirige mineralische Sauren wie L hiorwasserstoffsaure. Schwefelsäure. Salpetersäure. Phosphorsäure oder Chromsäure verwenden. Grundsätzlich kann jeder Elektrolyt verwendet werden, in welchem die üblicherweise in der Kathode der Zelle enthaltenen Metalle löslich sind und der die für die Elektrode und die Zelle benutzten Materialien nicht beschädigt.

Die Umkehr der Stromrichtung /ur Entfernung der Metalle aus den Poren der Kathode wird üblicherweise (und am einfachsten) bei denselben .Stromdichten durchgeführt, die auch beim Betrieb der Zelle angewandt werden. Die Stromdichten können jedoch auch niedriger oder höher liegen als die bei der Reinigung der Lauge angewandten .Stromdichten. Bei niedrigeren Stromdichten erfordert die Regeneration eine längere Zeit, während bei höheren Werten eine raschere Regeneration erzielt wird. Wie beim Entfernen der Metalle aus den Lösungen bei der Reinigung kann

_:_l ι : 1 1 C. i:„l._ _: /~ u: l ι

SlUM IJCl IIUIICI .311 UItIUIUIIlC CIIIC VJ U-TlJI IIUU11 £ CIgCUCII.

Durch Erhöhung der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit kann dieser Effekt vermindert werden.

Eine Umkehr der Stromrichtung ist nicht in jedem Fall für die Regeneration erforderlich. Man kann auch den Stromfluß unterbrechen oder den Stromfluß so weil vermindern, daß das Potential an der Kathode unter dem liegt, bei welchem eine Ablagerung der Metalle erreicht werden kann. Eisen kann beispielsweise aus einer porösen Kohlekathode entfernt werden — so daß eine Regeneration derselben erreicht wird - während der Strom abgeschaltet ist oder das Potential wie vorstehend beschrieben erniedrigt worden ist. Durch die Umkehr dei Stromrichtung läßt sich jedoch auch die Entfernung von Eisen beschleunigen.

Die Alkalimetallhydroxidlösungen. die erfindungsgemäß behandelt werden, sind üblicherweise mit Metallionen in Mengen von einigen zehn ppm oder darunter (bezogen auf wasserfreies Alkalimetallhydroxid) verunreinigt.

Im allgemeinen findet man Eisenniuigi-n zwischen etwa 3 und 4 ppm in den zu reinigenden Losungen. Diese Mengen können in wirksamer Weise bis auf einen Wert von I ppm oder darunter entfernt v.eitlen. Mit j dem erfindimgsgemäßen Verfahren lassen sich aber auch Lösungen mit viel höheren Eisenkonzentrationen. z.B. 12 bis 15 ppm (bezogen auf wasserfreies NaOM). behandeln. Zusätzlich zu Eisenionen können auch noch Ionen wie Nickel, Kupfer. Mangan. Calcium. Magnesi-ίο um. Aluminium. Chrom, Blei. Vanadium. MoUbdan. Titan. Beryllium. "Zirkon. Wolfram. Zinn. Queck-ühc \ Strontium und oder Barium aus den Alkalimetall!.vdr
xidlösungcn cilferii' w erden. I )ie Metalle können m d . ί Konzentrationen in den Mkalimelallhydroxidlosiiiuren '' enthalten sein, in denen ->ie sich üblicherweise dann befinden. In jedem FaM kann eine erhebliche Verringerung der Verunreinigungen erzielt werden. Beispielsweise kann in einer Sodalösung. die nur OJ ppm Nicke! in NaOH enthält, eine Verminderung des Nickelgehalts -" bis auf 0,1 ppm erreicht werden. Sodalösungen, die nur 0.2 ppm Kupfer enthalten, können bis auf einen Kupferwert von 0.1 ppm gereinigt werden. Eine Bleiionen-Verunreinigung von 2.7 ppm kann bis auf einen Wert von 0.4 ppm oder darunter vermindert ■2i werden.

Un* die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren der FR-PS 15 05 46b zu erläutern, wurde der folgende Vergleichsversuch durchgeführt:

ίο Eine Elektrolysezelle der in der Figur beschriebenen Art mit einem Zellengehäuse aus Glas wurde periodisch betrieben, wobei zeitweise die Anode entsprechend der FR-PS 15 05 466 stromaufwärts zur Kathode angeordnet wurde. Die Betriebsbedingungen waren praktisch die gleichen wie im nachstehenden Beispiel mit folgenden Abweichungen: die Kathode war eine 36,5 mm dicke Scheibe aus porösem Graphit; in den Versuchen, in denen die Anode stromaufwärts zur Kathode angeordnet wurde, war die Anode die gleiche ■«ο wie in den Versuchen mit stromabwärts angeordneter Anode, nur wurde sie in einem Abstand von 9.5 mm stromaufwärts von und parallel zu der stromaufwärts gerichteten Kathodenfläche angeordnet: die Stromstärke der gesamten Zelle betrug 0.6 A. während die Spannung der Zelle 2.1 V betrug: eine Regenerierung wurde durchgeführt, wenn der Gegendruck 2300 mm 5O°/oiger NaOH betrug, indem man (nach Entleeren und Spülen mit Wasser) die Polarität der Elektroden für eine Stunde umkehrte und unter Anwendung einer Stromstärke von 0,6 A eine 5%ige Chlorwasserstoffsä" relösung durch die Zelle leitete. Eine Prüfung der Porosität der Kathode ergab, daß die Kathode durch diese Regenerierung ihre ursprüngliche Porosität zurückerhielt Die auf diese Weise erhaltenen Versuchsdaten sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle	I	Std.	Ausgangsmaterial,	Ni	ppm*)	Produkt,	ppm»)	Entfernte	Menge**)	(g x 100)	insge
Versuch			Fe		Pb	Fe	Pb	Fe	Ni	Pb	samt
Nr.	58		0,6							42
	56	5,4	0,4	2,3	0,4	0,3	28	2,8	11	39
1	66	5,2	Oj	2,1	03	0,3	26	2,1	11	49
2		5.6		22	QJ.	OJ	34	2,5	12
3

lortsetzimg

20 \ 1

Versuch

Nr. SItI.

87
93
83

71

Ausgangsmaterial, ppm*)
i^:c Ni Pb

4.9	0,4	2,3
4.6	0,5	2.3
4.2	0.4	1.7
3.6	(1.5	2,0

Produkt.	ppm')	umlernte	Menge*	·) (μ x KiOi	insge
!•c	Pb	le	Ni	Pb	sam!
					59
0.2	0,4	39	3.3	17	60
0.2	0.4	39	4,4	17	44
0.7	0.3	28	3.1	13	37
Ί.2	0.4	23	3.4	11

*)liercchn.l

Nur bei den Versuchen 4 und 3 war die Anode stromabwärts von der Kathode angeordnet; bei allen anderen Versuchen befand sich die Anode .stromaufwärts von der Kathode. In jedem Versuch betrug der Nickelgehalt des Produktes 0.1 ppm oder weniger.

Die vorstehenden Ergebnisse /eigen, daß bei Anordnung der Anode stromabwärts von der Kathode gemäß vorliegender Erfindung die Menge an insgesamt entfernten Metallen pro Versuch durchschnittlich 0,6 g betrug und somit um etwa 50% höher lag als bei Anordnung der Anode stromaufwärts zur Kathode, wobei die Menge an insgesamt entfernten Metallen pro Versuch durchschnittlich 0.4 g betrug. Mit den Versuchsergebnissen wurde also deutlich gezeigt, daß im erfindungsgemäßen Verfahren überraschend größere Mengen an Metall entfernt werden können, bevor eine Regenerierung erforderlich ist.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel

Es wurde eine Zelle der in der Figur dargestellten Art verwendet, die einen Innendurchmesser von 5 cm aufwies: die poröse Kathode bestand aus einer Graphitscheibe mit einem Durchmesser von 6,4 cm und einer Stärke von 2.5 cm.

Der verwendete Graphit weist eine Dichte von 1.056 g/cm³, eine Zugfestigkeit von 7,7 kg/cm², eine Druckfestigkeit von 35,2 kg/cm² und eine Biegefestigkeit von 17,6 kg/cm² auf. Er besitzt weiterhin eine Porosität von 48% und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0.0048 cm. Die Wasserdiirehlassigkeit betrügt l'Jbi) l/m-VMin. bei einer VVassertcmpera-

:« tür von 21 C und einem Dr.ick von 0,35 kg/cm-' auf einer 2.5 cm starken Platte.

Da ein Teil der porösen Kathode durch die Dichtung 5 der Zeichnung, durch die die Scheibe in der Zelle verankert war. bedeckt war. betrug der wirksame

2') Durchmesser der porösen Graphitscheibe 5 cm.

Ein rundes Nickelsieb mit einem Durchmesser von etwas weniger als 5 cm. welches etwa 1.0 cm stromabwärts und parallel zur stromabwärts gewandten Kathodenseite angeordnet war.diente ais Anode.

so Wäßrige Natriumhydroxidlösung, die 50% Natriumhydroxid enthielt, wurde nach dem Aufheizen in einem Ölbad auf eine Temperatur von 74 bis 77³C mit einer Geschwindigkeit von 32 g pro Minute in die Zelle eingeleitet. Der Aufsatz 2 an der Materialzufuhrseite der Zelle wurde zum Messen des Gegendrucks an der porösen Graphitkathode verwendet. Bei dieser Arbeitsweise Sicigt die liöiic uCr t^GSUng in uciTi οίαΰνιΓΟιι" allmählich an, und zwar in dem Maße wie die Kathodendurchlässigkeit abnimmt, wenn die positive Verdrängungspumpe mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit arbeitet. Die Regeneration der Kathode wurde durchgeführt, indem man eine Stunde lang die Polarität der Elektroden umkehrte, d. h. die Kathode zur Anode machte, wobei die Natriumhydroxidlösung weiter durch die Zelle geleitet und ein Strom von 1 Ampere angelegt wurde.

In Tabelle II sind die Betriebsdaten und -bedingungen zusammengestellt.

Tabelle II

Zyklus
Nr. Std.

Druck¹) Amp.

Volt

Ausgangsmaterial, ppm*) Fe Ni Cu

Pb

Produkt, ppm*)
Fe Ni

Cu

75
67
71
53

1840 mm	0,3	2,05	3,5	0,3	0,3	1,6	0,7	0,2	0,1	0,4
1770	0,3	1,95	3,3	0,2	0,2	1,8	0,2	0,1	0,1	<0,4
1780	0,3	1,95	2,6	04	0,3	1,5	(U	0,3	0,1	<0,4
1900	0,6	2,20	2,7	O^	0,2	1,6	0,2	0,1	0,1	<C,4

') Der vor Beginn der Regeneration erreichte Druck.

In jedem Fall wurde die Regeneration früh genug vor der Verstopfung durchgeführt *) Bezogen auf wasserfreies NaOH.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung bzw. Verringerung von in Form von Metallionen vorliegenden Verunreinigungen in wäßrigen Alkalimetallhydroxidlösungen, bei welchem man die verunreinigten Lösungen der Elektrolyse in einer eine Anode und eine poröse Kathode aufweisenden Elektrolysezelle unterwirft, wobei eine Eterührung von anodtschem Sauerstoff mit der Kathode vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkalimetallhydroxidlösung erst durch die Kathode und dann durch die Anode leitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Kathode eine poröse Kohlekathode ist