DE2310622A1 - Diaphragmenzelle fuer die herstellung von schwefelsauren chromsaeureloesungen - Google Patents
Diaphragmenzelle fuer die herstellung von schwefelsauren chromsaeureloesungenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G37/00—Compounds of chromium
- C01G37/08—Chromium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
Description
Bad:-.sche Anilin- & Soda-Fabrik AG
Unser Zeichen: O.Z. 29 7^7 Ki/KH
67OO Ludwigshafen, 1. März 1975
Diaphragmenzelle für die Herstellung von schwefelsauren
Chromsäurelösungen
In der Technik werden häufig Oxydationsreaktionen mit Chromsäure
durchgeführt, wobei diese zu Chrom(III)-Verbindungen reduziert wird.
Um einerseits diese Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, andererseits
aber insbesondere aus Gründen des Umweltschutzes ist man darauf angewiesen, diese Chromverbindungen aus den Abwässern zu
entfernen und nach Möglichkeit in Form von Chromsäure wiederzugewinnen.
Diese Regeneration der Chromsäure erfolgt heute praktisch ausschließlich
durch elektrolytische Oxydation der sauren Chrom-(III)-Salzlösungen insbesondere schwefelsaurer Chrom-(III)-sulfatlösungen.
In der Regel wird diese Oxydation in Diaphragmenzellen durchgeführt, wobei sowohl Zellen mit senkrecht angeordneten
Diaphragmen und Elektroden als auch solche mit waagrecht angeordneten Diaphragmen und Elektroden bekannt geworden sind (Chem.
Ing.-Technik 3J>, 586-389 (1963)).
Durch Diffusion durch das Diaphragma hindurch können einerseits Cr -Ionen vom Kathoden- in den Anodenraum und umgekehrt
CrO^ -Ionen vom Anoden- in den Kathodenraum gelangen. Beide
Vorgänge verringern die Stromausbeute des Verfahrens beträchtlich.
Um Diffusionsverluste gering zu halten bzw. um eine hohe Stromausbeute
zu erzielen, sind z.B. die folgenden Maßnahmen denkbar:
1. Verbesserung der Diaphragmenqualität.
2. Umpumpen sowohl des Anolyten als auch des Katholyten, um der
Diffusion entgegenzuwirken.
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3. Verzicht auf hohen Cr^+ ?Cr -Umsatz, wobei auf Grund
geringerer Konzentrationsunterschiede naturgemäß weniger CrO^, -Ionen in den Kathodenraum diffundJSren können.
Der vorliegenden Erfindung lag die Auigdbe zugrunde, eine Diaphragmenzelle
für die/schwefelsaurer Chromsäurelösungen durch Elektrolyse
von schwefelsauren Chrom-(III\-Salzlösungen zu schaffen,
die es ermöglicht, hohe Cr^+ ?
hoher Stromausbeute zu erzielen.
die es ermöglicht, hohe Cr^+ ?Cr -Umsätze bei gleichzeitig
Es wurde nun gefunden, daß diese Auijp.be dadurch gelöst werden
kann, daß die Anodenfläche sich zur Kathodenfläche wie 3:1
bis 20:1 verhält, und daß die Kathoden durch das in geringem Abstand angeordnete Diaphragma vom Anolyten getrennt sind, wobei
das Diaphragma aus einer Membrane auf Basis eines durch Sulfosäuregruppen
modifizierten Polyfluoräthylens besteht.
Zur Erzielung des erfindungsgemäßen Flächenverhältnisses können die Diaphragmenzellen in verschiedener Weise gestaltet werden.
So ist es beispielsweise möglich, die Seitenflächen der Zelle
als Anoden auszubilden. Als Kathoden werden beispielsweise vom Diaphragma umhüllte Blechstreifen in der Zelle angeordnet. Die
Blechstreifen werden zweckmäßig bezüglich der Anoden in möglichst gleichen Abständen verteilt. Selbstverständlich sind auch andere
Anordnungen möglich, durch die das obengenannte Flächenverhältnis ermöglicht wird.
Das Diaphragma wird wie erwähnt in geringem Abstand von der Kathode von z.B. 0,5 bis J5 mm angeordnet. Der Abstand des
Diaphragmas zur Anode ist nicht kritisch und sollte aber zweckmäßig größer sein als der Abstand zur Kathode, z.B. 10 bis 50 mm.
Auf diese Weise wird das Volumen des Katholyten im Vergleich zum Volumen des Anolyten klein gehalten, und es erübrigt sich ein
Umpumpen des Katholyten, ohne daß sich hieraus Nachteile bezüglich der Stromausbeute ergeben.
Die Elektroden können aus den bei der Chromsäure-Elektrolyse üblichen Materialien bestehen, wie Blei oder Bleilegierungen
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z.B. mit Zinn, Antimon, Silber für die Anode und Blei, Chrom,
Nickel, Wolfram, Molybdän und/oder deren Legierungen für die Kathode.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Membranen auf BasLs eines mit Sulfosäuregruppen modifizierten Polyfluoräthylens sind nicht
neu und beispielsweise in der DOS 1 959 1^7 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Zellen können selbstverständlich hintereinander,
z.B. kaskadenartig, angeordnet werden durch die der Anolyt fließt.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Diaphragmenzelle gelingt es, Umsätze von CiP+—} Cr + bis zu mindestens etwa 98 % zu
erzielen, wobei mittlere Stromausbeuten von bis zu 91 % erreichbar
sind.
a) Eine Lösung, die 30 Gew.% freie Schwefelsäure, 33 Gew.%
Qesamtsulfat und 2,1 Gew.% Chrom in Form von Cr-III-sulfat
enthält, wird in einer Diaphragmenzelle anodisch oxidiert. Anoden und Kathoden bestehen aus Bleij das Flächenverhältnis
der beiden Elektroden ist 10 : 1. Das Diaphragma besteht aus einer Membrane auf Basis eines durch Sulfosäuregruppen modifizierten
Polytetrafluoräthylens, die strumpfförmig auf die
Kathodenbleche geschoben ist. Während der Elektrolyse wird nur der Anolyt umgepumpt. Man elektrolysiert bei einer Zellspannung
von 3,6 Volt und einer anodischen Stromdichte von 5 Ampdre pro dm entsprechend einer Stromdichte an der Kathode
von 50 Ampere pro dm . Bei einer Elektrolyttemperatur von 60°C wird bis zu einem Umsatz von 98 % Cr + oxidiert.
Die Stromausbeute beträgt 90,5 ^,der Energieverbrauch 3*3 kWh
pro kg CrO-,.
b) Die in Beispiel a) genannte Einsatzlösung wird in einer sonst gleichen Diaphragmenzelle oxidiert, deren Anoden und Kathoden
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im Flächenverhältnis 1 : 1 stehen.
Die Zellspannung beträgt 3,5 Volt, die Stromdichten an
Anoden und Kathoden jeweils 5 Ampdre/dm . Bei einer Elektrolyttemperatur
von 6o°C wird bis zu einem Umsatz von 98 % Cr +
elektrolysiert. Die Stromausbeute beträgt 77 %» der Energieverbrauch
3»8 kWh pro kg CrO^.
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Claims (2)
1. Diaphragmenzellen zur Herstellung schwefelsaurer Chromsäurelösungen
durch Elektrolyse von schwefelsauren Chrom(IIl)-salzlösungen,
dadurch gekennzeichnet t daß die Anodenfläche
sich zur Kathodenfläche wie 3 : 1 bis 20 : 1 verhält, und daß
die Kathoden durch das in geringem Abstand angeordnete Diaphragma vom Anolyten getrennt sind, wobei das Diaphragma aus einer
Membrane auf Basis eines durch Sulfosauregruppen modifizierten Polyfluoräthylens besteht.
2. Diaphragmazelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Diaphragma in einem Abstand von 0,5 bis 3 mm von der Kathode angeordnet ist.
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG,
409837/0440
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732310622 DE2310622A1 (de) | 1973-03-02 | 1973-03-02 | Diaphragmenzelle fuer die herstellung von schwefelsauren chromsaeureloesungen |
| JP2296174A JPS501097A (de) | 1973-03-02 | 1974-02-28 | |
| FR7407161A FR2219806A1 (en) | 1973-03-02 | 1974-03-01 | Diaphragm cell for chromic-sulphuric acid prodn. - with membrane near cathode and high anode-cathode surface ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732310622 DE2310622A1 (de) | 1973-03-02 | 1973-03-02 | Diaphragmenzelle fuer die herstellung von schwefelsauren chromsaeureloesungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2310622A1 true DE2310622A1 (de) | 1974-09-12 |
Family
ID=5873693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732310622 Pending DE2310622A1 (de) | 1973-03-02 | 1973-03-02 | Diaphragmenzelle fuer die herstellung von schwefelsauren chromsaeureloesungen |
Country Status (3)
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| DE (1) | DE2310622A1 (de) |
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-
1973
- 1973-03-02 DE DE19732310622 patent/DE2310622A1/de active Pending
-
1974
- 1974-02-28 JP JP2296174A patent/JPS501097A/ja active Pending
- 1974-03-01 FR FR7407161A patent/FR2219806A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS501097A (de) | 1975-01-08 |
| FR2219806A1 (en) | 1974-09-27 |
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