DE2413055B2

DE2413055B2 - Verfahren zum durchfuehren einer elektrolyse in einer diaphragmazelle

Info

Publication number: DE2413055B2
Application number: DE19742413055
Authority: DE
Inventors: Franklin Barberton Ohio Strain (V.St.A.)
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1973-03-21
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1976-05-06
Also published as: FR2222138A1; AU6532774A; FR2222138B1; NL7401958A; DE2413055C3; DE2413055A1; CA1047441A; AU473845B2; BE812566A; ZA74713B; JPS49126571A; US3847762A; NL152303B; IT1011585B; GB1450659A; JPS5858432B2

Description

/ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25

* kennzeichnet, daß bei dem Silikat der Formel Die Anolytflüssigkeit strömt aus der Anolytkammer (Me„O)_m(SiO₂)„ das Verhältnis m zu η etwa 1:2 durch das Diaphragma in die Katholytkammer, und I. bis etwa 1:4 ist. es wird ein Katholytprodukt erzeugt, welches anil 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch nähernd 110 bis etwa 130 g pro Liter Natrium-ξ. gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Dia- 30 hydroxid und annähernd 110 bis etwa 170 g pro Liter phragmas etwa 0,5 bis etwa 2,0 g pro 929 cm² Natriumchlorid enthält. In der Katholytkammer spielt des Silikats abgelagert worden sind. sich folgende Reaktion ab:

Na⁺+ OH--^ NaOH und 2 H⁺ +2 e--^H₂

In typischer Weise wurden Diaphragmen für Chlor-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durch- zellen aus Chrysotilasbest hergestellt. Der Chrysotil-

führen einer Elektrolyse in einer Diaphragmazelle, asbest bildet ein Diaphragma, welches eine Dicke von

in der eine Natriumchloridsole in die Anolytkammer etwa 3,17 mm bis etwa 6,35 mm hat. Diaphragmen

dieser Zelle eingeführt wird und der Elektrolyt die- 40 aus Chrisotilasbest besitzen im allgemeinen eine HaIt-

ser Anolytkammer durch ein Diaphragma dieser Zelle barkeit in der Größenordnung von etwa 4 bis etwa

zu einer Katholytkammer strömt, wobei ein Natrium- 8 Monaten und besonders häufig von etwa 6 Mohydroxid und Natriumchlorid enthaltendes Produkt naten.

aus dieser Katholytkammer gewonnen wird. Es ist daher notwendig, in periodischen Abständen

Aus dem Buch »Elektrochemie« von Giulio 45 die Diaphragmazelle aus dem Betrieb zu nehmen, um Milazzo, 1957, Wien, sind verschiedenartige säure- die alten Diaphragmen von den Kathoden zu entfer- und alkalibeständige Werkstoffe für Diaphragmen nen und neue Diaphragmen an den Kathoden zu inbekanntgeworden. stallieren. Diese periodische Abschaltung der Zellen

In der US-PS 13 34 820 wird eine Elektrode mit aus dem Betrieb hat einen Produktionsausfall zur einem metallischen Rohr beschrieben, dessen innere 50 Folge und erfordert eine arbeitsintensive Zellerneue- : Oberfläche mit einem Film aus Kalium- und/oder rung. Früher, als Diaphragmazellen mit Graphit-Natriumsilikat versehen ist. Dieser Film wird durch anöden Verwendung fanden, konnte die Diaphragma-Besprühung des Rohrinneren mit einer Lösung aus erneuerung mit einer Anodenemeuerung verbunden ; »Wasseiglas« durch anschließende Trocknung aufge- werden. Dennoch haben Metallanoden, beispielsweise ' tragen. 55 beschichtete Titananoden, derartige Graphitanoden

Aus der DT-PS 1 11 289 ist eine Diaphragma- in einem bedeutenden Umfang ersetzt. Während elektrode für elektrolytische Zellen bekannt, die aus Graphitaroden eine Lebensdauer von etwa 4 bis etwa einem Drahtnetz a, das mit Ton oder Papier b be- 8 Monaten haben, besitzen die jetzt verwendeten Medeckt ist, einem harten und dichten Material, z. B. tallanoden eine Lebensdauer von weit mehr als 4 Portlandzement c, und aus einer Decke d besteht. 60 bis 8 Monaten, z. B. 3 oder 4 oder mehr Jahre. Dem-Diese Decke besteht aus Asbest und Kalk, der mit gemäß ist die Erneuerung von Diaphragmen ein geeiner Natriumsilikatlösung ausgehärtet wird. Diese wichtiger Faktor in der Unterbrechung von Zellen Decke kann bei Elektrolysierzellen der sogenannten geworden.

horizontalen Form auch aus losem Asbestbrei oder Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, ein Verfah-

einem amorphen Niederschlag, ζ. B. Magnesium- 65 ren zum Durchführen einer Elektrolyse in einer Diasiiikat, bestehen. phragrnazeüe zur Verfügung zu stellen, deren Dia-

Aus der DT-PS 76 704 ist eine poröse Zelle für phragma besonders langlebig ist.
elektrische Sammler u. dgl. bekannt. Diese Zelle wird Diese Aufgabe wird durch das eingangs geschil-

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dcrtc Verfnhre<7 der Erfindung gelöst. Es ist dadurch der Spannungsabfall gegenüber einem mit Lithiurn-

gckcmizcichnct, daß ein Diaphragma verwendet wird, silikat beschichteten Asbestdiaphragma geringfügig

auf dessen Oberfläche 0,01 bis 5 g pro 929 cm³ eines höher als der Spannungsabfall gegenüber einem

wasserlöslichen Silikats mit der Formel Asbestdiaphragma mit einer Beschichtung mit einer

5 äquivalenten Menge an Natriumsilikat oder Kalium-

(Mc₂O)„₍(SiO₂)„ silikat darauf.

Besonders häufig wird Lithium-, Natrium- oder

auf einer elcktrolytisch-permcablen Asbestmatte bis zu Kaliumsilikat das bevorzugte, wasserlösliche Silikat einer Tiefe von mindestens 2,03 mm abgelagert wor- sein. Im allgemeinen und unter Berücksichtigung der den sind, wobei Mc ein Alkali und das Verhältnis io Kosten, beispielsweise der Kosten des Silikates und von m zu // geringer als 1 bis etwa 1:10 ist, und des elektrischen Stroms, wird Nalriumsilikat entwewelchcs Diaphragma danach mit einem wäßrigen, der gegenüber Lithiumsilikat oder gegenüber Kaliumsauren Medium in Berührung gebracht worden ist, silikat bevorzugt. Dennoch können insgesamt befrieum das Silikat in ein amorphes, anolytbeständiges, digende Ergebnisse auch mit Lithium- oder Kaliumwasscrhalliges Siliciumdioxid zu überführen. 15 silikat erzielt werden.

Gemäß der Erfindung wird ein übliches Chrysotii- D?r S.CVAnteil kann entweder ein Monosilikat, asbestdiaphragma verwendet, das mit einem wasser- ein Polysilikat oder eine Poly kieselsäure sein. Die löslichen Silikat beschichtet ist, welches im wesent- Formel für ein wasserlösliches Silikat, (Me₂O)^(SiO₂),,, liehen während oder nach der Ablagerung unlöslich bezieht sich nicht auf eine tatsächliche Strukturformel gemacht wird, wodurch eine zähe, haftende, elektro- 20 des Silikats, sondern vielmehr auf die Stöchiometrie lytisch-permeable Beschichtung an der Anolytseite des Silikats. Beispielsweise kann das Silikat Nageschaffen wird. Ein derartiges Diaphragma ist lang- triumorthosilikat, (Na₂O)₂ · (SiO₂), Natriummetalebig, beispielsweise mehr als 6 Monate und häufig silikat, (Na„O) · (SiO₂), oder Natriumpolysilikat mehr als 1 Jahr und langer. Zusätzlich kann das (Na₂O) ■ (SiÖ₂)„ sein, wobei η im Bereich von 2 bis 4 Asbestdiaphragma im Verlauf seiner Verwendung 25 liegt".

mehrere Male beschichtet werden, wodurch die Le- Eine allgemeine Regel besagt, je größer das Ver-

bensdauer eines Diaphragmas beträchtlich verlängert hältnis von η zu m (d. h. je kleiner das Verhältnis

werden kann. von m zu n) ist, desto besser ist das lösliche Silikat

Das Diaphragma ist ein durch Ablagerung von für die hier in Betracht kommende Verwendung.

Asbest entstandenes Diaphragma. Beispielsweise kann 30 Dennoch ist im allgemeinen die obere Grenze des

der abgelagerte Asbest Chrysotilasbest sein, bei dem Verhältnisses von η zu m (d. h. die untere Grenze des

die einzelnen Fasern eine Faserlänge von etwa Verhältnisses von m zu n) derjenige Grad, bei wel-

6,35 mm bis etwa 38,1 mm und einen Faserdurch- ehern eine Lösung sich zu bilden aufhört und das

messer im Bereich von etwa 0,015 Mikron bis etwa Silikat nicht langer klebrig bleibt. Die bevorzugten

0,050 Mikron haben. 35 Silikate sind solche, welche ein Verhältnis von η zu m

Zusätzlich können feine Asbestpulver mit den unter dem Grad haben, bei welchem eine Lösung sich

Asbestfasern zusammen vorhanden sein. zu bilden aufhört und das Silikat seine Klebefähigkeit

In typischer Weise wird ein Diaphragma aus ab- verliert.

gelagertem Chrysotilasbesi ein Gewicht von etwa Das Silikat selbst ist eine komplexe Verbindung

90,7 g Asbest pro 929 cm² Oberflächenzone bis etwa 40 aus Silikationen und Silikatresten, aus Polykiesel-

181,4g Asbest pro 929 cm² äußere Oberflächenzone säureionen und Polykieselsäureresten, aus Metali-

haben. oxiden und Metallionen, aus Wasser und aus kollo-

Das Asbestdiaphragma kann auch ein Asbest- idalem Siliciumdioxid. Die Siliciumionen und Reste papierdiaphragma sein, welches eine Dicke von etwa können in Form von Ionen oder kolloidalem Silici-0,76 mm bis etwa 1,52 mm und ein Gewicht von etwa 45 umdioxid vorliegen. Das kolloidale Siliciumdioxid 30 g Asbest pro 929 cm² äußere Oberflächerzone bis kann weiterhin in Form von wasserhaltigen Micellen etwa 100 g Asbest pro 929 cm² äußere Oberflächen- und nicht wasserhaltigen Micellen vorliegen. Im allzone hat. gemeinen liegt die MiceHformation vor, v/enn das

Die dem Anolyten zugewandte Oberfläche des Verhältnis von m zu η geringer ist als ein Viertel

Diaphragmas, das gemäß der Erfindung verwendet 50 (d. h., wenn das Verhältnis von η zu m größer ist

wird, wird mit einem wasserlöslichen Silikat beschich- als 4).

tet, welches im v/esentlichen unlöslich gegenüber Die bevorzugten wasserlöslichen Silikate, welche einem sauren Medium während der Ablagerung oder Verwendung finden bei der Herstellung der Diawährend der Beschichtung gemacht wird, um eine phragmen gemäß der Erfindung, sind solche, bei zähe, haftende, elektrolytisch-permeable Faserbe- 55 denen das Verhältnis '.an in zu η geringer ist als 1 schichtung zu schaffen. Dit bevorzugten Silikate und vorzugsweise geringer als 1:3 oder weniger, sollen nicht nur vor der Beschichtung des oder Ab- Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn lagerung auf dem Asbest löslich sein, sondern auch das Verhältnis von m zu η im Bereich von etwa die Fähigkeit besitzen, starke Bindungsmittel oder 1:2 bis etwa 1 :4 liegt. Befriedigende Ergeb-Klebstofie zu bilden, welche gegenüber Asbest kleb- 60 nisse werden außerdem erhalten, wenn das Verhältrig sind. Wasserlösliche Silikate sind Silikate mit der nis von m zu η sogar geringer ist als 1 : 5, bis etwa Formel (Me₂O)_m(SiO₂)„, worin Me ein Alkalimetall 1 : 10.

und m und η die später erläuterte Bedeutung haben. Gemäß der Erfindung ist die Anolytoberfläche des

Die Alkalimetalle schließen Lithium, Natrium, Ka- Asbestdiaphragmas mit Silikat beschichtet. Die

Hum, Rubidium und Cäsium ein. Besonders häufig 65 Menge des vorhandenen Silikats reicht von etwa

ist Me Lithium, Natrium oder Kalium. Lithium be- 0,01 g bis etwa 5 g pro 929 cm² äußere Oberflächen-

sorgt eine besonders flexible, widerstandsfähige, zone, im aügemeinen mehr als 0,i g pro 929 cm² und

haftende Beschichtung auf dem Asbest. Dennoch ist vorzugsweise von etwa 0,5 g bis etwa 2 g pro 929 cm².

Darüber hinaus werden beste Ergebnisse für jede der Zcllflüssiglten für annähernd einen Tag bis etwa

£,2gebene Porosität, für jede Porcngrölicnverleilung 5 Tage allern läßt. Hernach kann der Asbest auf eine

und jegliche Dicke eines Diaphragmas erhalten, wenn Kaihodenanordnung üblicher Bauart aufgetragen

das Silikat mindestens so weit in das Diaphragma werden, beispielsweise, indem man ein Vakuum ge-

hinein von der Anolytoberllächc ragt, wie die »Gel- 5 genüber der Kathode anlegt und die Asbestfasern

schicht« in einem unbeschichteten Diaphragma be- sich auf der Kathode absetzen läßt.

liebiger Porosilät, beliebiger Porcngrößenvcrtcilung Danach kann das wasserlösliche Silikat auf das

und beliebiger Dicke. Diese »Gelschicht« wird von Asbesldiaphragma aufgetrager, werdui. Eine flüssige

Kirchcr in »Electrolysis of Brines in Diaphragm Mischung des wasserlöslichen Silikats kann in Wasser

Cells«, in Sconce, ed., Chlorine, A,CS. Monograph ίο hergestellt werden. In typischer Weise sollte die

Series, Nr. 154, Reinhold Publishing Co., New York flüssige Mischung soviel wie möglich Silikat enthal-

(1962), auf S. 105, als eine Schicht beschrieben, »die ten, für eine wirksame Beschichtung oder Klebewii-

innerhalb der Asbestmatte gebildet wird, welche kung auf der Oberflächenschicht des Asbesldiaphrag-

empfindlich gegenüber einem pH-Wert ist und be- mas und für eine wirksame Bindung der Fasern

strebt ist, sich aufzulösen, sich niederzuschlagen und 15 untereinander, jedoch mit einer immer noch für die

sich zurückzubilden, »vobei sie abhängt von der Fließ- Elektrolytströmung durch das Diaphragma ausrei-

_w. geschwindigkeit, dem Salzgehalt und dem pH der chenden Porosität. Beispielsweise kann die flüssige

strömenden Flüssigkeit«. Mischung etwa 0,01 bis etwa 5 Gewichtsprozent des

Die »Gelschicht« erstreckt sich in typischer Weise wasserlöslichen Silikates in Wasser oder noch höher,

§ etwa 2,03 mm bis etwa 3,05 mm in das Diaphragma 20 beispielsweise bis zu etwa 10 Gewichtsprozent, des

ff hinein. Daher ist die beste Eindringungstiefe des SiIi- wasserlöslichen Silikat?, enthalten.

kats mindestens 2,03 mm und Vorzugsweise etwa Sodann kann die Lösung auf das Asbestdiaphragma

§ 3,81 mm oder sogar bis zu der gesamten Dicke des mit Hilfe von verschiedenartigen Verfahrensweisen

, Diaphragmas, insbesondere dann, wenn das Dia- aufgetragen werden. Daher kann die das wasserlös-

phragma weniger als etwa 3,81 mm dick ist. 25 liehe Silikat enthaltende Lösung auf das Diaphragma

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird ein mit aufgetragen werden, indem man das Diaphragma mit

Silikat beschichtetes Asbestdiaphragma verwendet, der Lösung bestreicht oder mit letzterer anstreicht

% welches bei einer Chloralkalidiaphrapmazelle Anwen- oder die Lösung auf das Diaphragma aufsprüht oder

f dung findet, bei der eine konzentrierte, nichtgesättigte die Losung durch das Diaphragma ziehen läßt.

Sole, beispielsweise Wasser, welches von 250 bis etwa 30 Man kann auch eine geringe Luftmenge durch das

' 310 g pro Liter eines Salzes enthält, oder eine ge- Diaphragma hindurchziehen lassen, während das

sättigte Sole, beispielsweise Wasser, welches mehr wasserlösliche Silikat ;i>ifgetragen wird. Man nimmt

,, als 310 bis 315 g pro Liter Natriumchlorid enthält, zu an, daß dies dazu di 1, die Porosität und die Elek-

einer Anolytkammer der Zelle befördert und elektro- trolytpenneabilität ües Diaphragmas aufrechtzuer-

v lysiert wird, um Chlor, Wasserstoff und eine flüssige 35 halten.

f Mischung, die Natriumchlorid und Natriumhydroxid Das bei der Erfindung verwendete Diaphragma

enthält, zu bilden. kann auch dadurch hergestellt werden, indem man

Es wird eine Zellflüssigkeit, die etwa 100 g pro zuerst eine Dispersion eines Chrysotilasbests in einer

Liter bis etwa 135 g pro Liter Natriumhydroxid und verdünnten wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen

etwa 160 g pro Liter bis etwa 200 g pro Liter Na- 40 Silikats in Wasser herstellt. So kann beispielsweise

triumchlorid enthält, erhalten. eine Lösung hergestellt werden, die 1 Gewichtspro-

j Die bei der Erfindung verwendeten Diaphragmen zent Natriumsilikat in Wasser enthält. Sodann kann

haben in charakteristischer Weise eine Lebensdauer genügend Chrysotilasbest hinzugegeben werden, um

j von mehr als 8 Monaten und häufig von mehr als eine Dispersion herzustellen, welche annähernd 1 bis

1 Jahr und noch länger, im Vergleich mit einer 45 2 Gewichtsprozent Chrysotilasbest enthält. Danach

Lebensdauer von 4 bis 6 Monaten für Asbestdia- kann eine Kathodenanordnung in die Flüssigkeit ein-

phragmen üblicher Bauart. getaucht werden, die den Asbest in einer verdünnten

Das bei der Erfindung verwendete Asbestdia- Lösung eines wasserlöslichen Silikates enthält, und

phragma kann mit einem wasserlöslichen Silikat be- man kann dann das Silikat auf der Kathodenanord-

schichtet werden, bevor oder gerade wenn Anzeichen 50 nung sich absetzen lassen.

einer beginnenden Zersetzung auftreten. In typischer Nachdem das Silikat auf das Chrysotilasbestdia-Weise wird eine derartige Beschichtung aus einem phragma aufgetragen worden ist, kann das Dia-Bestreichen, Einwalzen, Aufsprühen oder Aufziehen phragma beschichtet werden, um das Silikat jveiter eines wasserlöslichen Silikats auf und durch die auszuhärten. Dies kann durch Trocknen und trwär-Anolytoberfläche des Diaphragmas bestehen, um dort 55 men des Diaphragmas, beispielsweise von etwa 80° C eine Beschichtung eines wasserlöslichen Silikats von bis etwa 140° C, bewerkstelligt werden. Alternativ : etwa 0,01 bis etwa 5 g pro 929 cm² zu schaffen. kann das Diaphragma einer SaU₁ cn Anolytfiüssigkeit Das verwendete Diaphragma kann mit einem SiIi- ausgesetzt werden. Dabei scheint es so zu sein, daß kat auf der Apolytoberflächc hergestellt werden, in- ein solches Aussetzen das wasserlösliche Silikat in dem man zunächst ein Asbestdiaphragma üblicl er ⁶° einen Beschichtungsstoff und in ein Imprägnierungs-Bauart herstellt und hernach eine Lösung eines mittel mit einem amorphen, anolytbeständigen, waswasserlöslichen Silikates auf das Diaphragma auf- serhalligen Siliciumdioxid umwandelt. Das amorphe, trägt. Daher kann ein Diaphragma hergestellt werden, wasserhaltige Siliciumdioxid scheint die Asbestfasern indem man etwa 0,5 Gewichtsprozent bis etwa vor der Auslaugung durch den Anoiyten, beispiels-2,0 Gewichtsprozent Chrysotilasbestfasern in einer 65 weise die Magnesiumentfernung von dem Asbest, und Zellflüssi«keitslüsung mit etwa 100 bis 150 g pro vor der Erosion durch den verwirbeltes Chlor entLiter Natriumhydroxid und etwa 150 bis 225 g pro haltenden Anoiyten zu schützen.
Liter Natriumchlorid dispergiert und den Asbest in Die folgenden Beispiele haben erläuternden Cha-

raktcr. Die Ablagerungstiefe ist in allen Beispielen und mit einem Polyvinylidenchloridrahmen mit

mindestens 2,03 mm, 25,4 mm Stärke sowie einer p'atinierten Titänanöde

mit 225,8 cm² besteht. Die Anoden wurden 3,17 mm

Beispiel 1 ^von ^^en Kathoden entfernt mit Hilfe von Unlerleg-

6 scheiben aus Polychlorbutadien angeordnet.

Es wurde ein Diaphragma mit einer silikatbe- Es wurden 3 Aufschlämmungen hergestellt. Jede

schichteten Anolytoberfläche hergestellt und bei der Aufschlämmung enthielt 33,1 g Chrysotilasbest, 5 g

Elektrolyse einer Sole verwendet. alpha-Zellulose und 1600 ml Zellflüssigkeit mit

Den Asbest entnahm man einer Aufschlämmung 12 Gewichtsprozent Natriumhydroxid und 12 Ge--

von etwa 120 g pro Liter Natriumhydroxid und etwa io vvichtsprozent Natriumchlorid. Jede Aufschlämmung

150 g pro Liter Natriumchlorid und 2 g pro Liter wurde 30 Minuten lang mit einem Stickstoffstrom und

Chrysotifasbest in Wasser. Die flüssige Mischung von dann 20 Minuten mit einem Ultraschallgenerator

Natriumhydroxid, Natriumchlorid und Asbest ließ durchwi-belt.

man etwa 5 Tage altern, nachdem das Diaphragma Die einzelnen Diaphragmen wurden abgelagert, durchtränkt war. Das Diaphragma wurde sodann auf 15 indem man eine Kathode in die Aufschlämmung etwa 90 C für 19"/s Stunden erwärmt. Das resultie- eintauchte und die Aufschlämmung durch das Karende Asbestdiagrammgevvicht betrug 226,8 g pro thodengitter bei einem Vakuum von 25,4 mui Queck-929 cm² silbersäule hindurchdrückte, bis die Flüssigkeit sich

Die Kathodcndiaphragmaanordnung wurde sodann klar zeigte. Das Vakuum wurde sodann auf 254 mm

mit einer Natriummetasilikatiösung beschichtet. Zu- 20 und anschließend auf 431,8 mm Quecksilbersäule

nächst wurde das trockene Diaphragma mit 30 g eingestellt und 20 Minuten lang in letzterer Einstel-

Wasser pro 929 cm² benetzt. Die Natriummetasilikat- lung gehalten. Die Diaphragmen wurden sodann

lösung, welche 1 Gewichtsprozent Natriummetasilikat 7 Tage lang an der Luft getrocknet,
ίπ destilliertem Wasser enthielt, wurde sodann auf

das Diaphragma aufgebracht. Das Asbestdiaphragma 25 Charge A
wurde mit der Lösung bei einer Dosis von 1 g Silikat

pro 929 cm² bestrichen, wobei man Luft durch das Ein Diaphragma wurde dann in einer elektrolyti-

niinhratrma hindurch während des Bestreichens sehen Zelle ohne weitere Beschichtung verwendet,

zir-hen ließ. ^Nach HTagenElektrolysebei 190Amperepru929cmz

Danach wurder die Kathode und die Kathoden- 30 und einem Anoden-Kathodenzwiechenabstand von

kammer mit einer Anodenkammer verbunden, welche 3,17 mm versagte das Diaphragma. Die mittlere ZeIl-

einc Titangitteranode mit einer Schicht aus Platin spannung betrug 3,14 Volt.

hatte. _. .,

Es wurde ein Elektrolyt mit 315 g pro Liter Na- Charge B

triumc/ilorid zu der Zelle befördert, und es wurde 35

dann eine Spannung an die Zelle angelegt. An der Das zweite Diaphragma wurde mit 28,3 ml einer

Ano'l" entstand rasch Chlor, und der pH-Wert der 1 gewichtsprozentigen Lösung NatriummetasMikat be-Anoivtlösung fiel rasch auf 2 bis 3. Danach wurden schichtet, indem es damit bestrichen und dann das Chlor von der Anolvtkammer und Wasserstoff- 40 Stunden lang bei 85° C getrocknet wurde. Nach eas und ein Zeilflüssigkeitsprodukt mit 160 bis 180 g 40 magen Elektrolyse bei 190 Ampere pro 929 cm* pro I iter Nalnumchlorid im Zeitmittel und 100 bis und einem Anoden-Kathodenzwischenabstand von 130 2 pro I iter Natriumhydroxid von der Katholyt- 3,17 mm war die Stromleistung um 5°/o abgefallen, kämme·· rückeewonnen Der Spannungsabfall über jedoch wurden keine Löcher beobachtet. Die mittlere Sr Diaphragma wurd" mit 0,53 bis 0.78 Volt bei Zellspannung betrug 3,29 Volt,
einem Spannungsabfall über die Zelle von 3,31 bis 45
3,45 Volt errechnet. . Charge C

Nach 4 Taeen Elektrolyse betrug die hydrostatische ......

Druckhöhe der Sole gegenüber dem Diaphragma Das dritte Diaphragma wurde mit einer Lösung,

154 9 mm und dl" Spannung gegenüber der Zelle welche 1,9 Gewichtsprozent Li₂O, 1,2 Gewä, «< ro-131'VnIt Nach 76 Taccn Elektrolyse betrug die 50 zent Na₂O, 13,9 Gewichtsprozent SiO₂ und einen ent-ZeilsDannune 3 41 Volt und die hydrostatische sprechenden Restbetrag Wasser enthält und eine Druckhöhe 188 0 mm Zu diesem Zeitpunkt wurde Dichte von 1,187 g pro Liter besitzt. Die Lösung zur Se Zelle stil eeleßEs wurde visuell festgestellt, daß Beschichtung wurde erhalten, „dem man 18,9 ml

dl SLtSZ in l^_m befriedigenden Zustand dieser Lithsil-S-Lösung mit 100 ml Wasser verdünnte, das Diaphragma in einem _b ^ _m] ^^ _{Lösupg W[]rde dgnn ftuf dag drUte}

^war' Diaphragma gestrichen. Nach 27 Tagen Elektrolyse

Beispiel 2 _bej 190 Ampere pro 929,0291cm² und einem An-

Fs wurden 3 Diaphragmen Seite an Seite einem oden-Kathodenzwischenabstand von 3,175 mm ver-

Lebcnsdäuenest in im wesentlichen identischen ZeI- sagte das Diaphragma. Die mutlere Zellspannung lcn und unter im wesentlichen identischen Bedingun- 60 betrug 3,95 Volt,

ccn untcrzoncn ücispici ό

Jede der Zellen hatte ^%K^athol^k_ammer nut ^ _Nalrjum ^ _um ^

einem Fassungsvermögeτ, von 57 ,5^m ^ ^ Asbestdiaphragma in einer elektrolytischen Betriebs-

Winkclcisen 6.35 X 28 575 χ/a,5 ο m _{zelIe zu} regenerieren.

Eisenkalhodc m.t 225,805 cm ^heg _{u Die} elektronische Betriebszelle hatte ein Asbest-

Außcrdcm hat J^e_-1ZcIIc eine -AM^Kamm diaphragma, welches aus einer wäßrigen Auf-

ΧΤ'ΞΚΤ⁸" ΖΐΆΤ 6,35 mm sch.ämmung von Natriumhydroxid, Natriumch.orid

9 10

und 2 Gewichtsprozent Asbest entnommen war. Das Zersetzung des Asbestdiaphragmas anzeigte. Zu die-Diaphragma wurde in einer elektrolytischen Zelle mit sem Zeitpunkt wurde 1 Gewichtsprozent Natriumbeschichteten Titankathoden benutzt. Nach 23 Tagen mctasilikat zu der Lauge hinzugegeben. Der Wasser-Elektrolyse war die Konzentration an Wasserstofl im stoflgehalt im Chlorgas sank wieder auf einen nor-Chlorgas auf einen hohen Pegel angestiegen, der eine 5 malen Pegel ab, und die Zcilspannung blieb normal.

Claims

dadurch erhalten, daß man ein vorher erwärmtes Patentanspruch : Asbestgewebe mit einem Brei von Kaolin oder Porzellanerde überzieht, walzt und in Formen zu naht-

1. Verfahren zum Durchführen einer Elektro- losen Hohlkörpern preßt.

lyse in einer Diaphragmazelle, in der eine Natri- 5 Diaphragmazellen, welche fur die blektrolyse von umchloridsole in die Anolytkammer dieser Zelle Laugen und für die Herstellung von Chlor und Natneingeführt wird und der Elektrolyt dieser Anolyt- umhydroxid verwendet werden, haben eine Ano ytkammer durch ein Diaphragma dieser Zelle zu kammer und eine Katholytkammer. Die Anolyteiner Katholytkammer strömt, wobei ein Natrium- kammer enthält eine Anolytlosung, welche Natriumhydroxid und Natriumchlorid enthaltendes Pro- 10 chlorid mit einem pH-Wert von etwa 2 bis etwa 4,5 dukt aus dieser Katholytkammer gewonnen wird, hat. Innerhalb der Anolytkammer befindet sich eine dadurch gekennzeichnet, daß ein Dia- Anode, an welcher sich Chlor entwickelt,
phragma verwendet wird, auf dessen Oberfläche Die Katholytkammer enthält eine Katholytnussig-0,01 bis 5 g pro 929 cm2 eines wasserlöslichen keit mit einem pH-Wert von etwa 10 bis etwa 12,5. Silikats mit der Formel (Me.,0)_m(Si0.,)_n auf einer 15 Die Katholytflüssigkeit enthält Natriumhydroxid und elcktrolytisch-permeablen As"bestmatte bis zu einer Natriumchlorid. Natriumhydroxid wird in dem Ka- f, Tiefe von mindestens 2,03 mm abgelagert worden tholyten erzeugt, und Wasserstoffgas entwickelt sich % sind, wobei Me ein Alkali und das Verhältnis an der Kathode.

von mm η geringer als 1 bis etwa 1:10 ist, wel- Bei dem Verfahren in der Diaphragmazelle wird ches Diaphragma danach mit einem wäßrigen, 20 eine Lauge, welche annähernd 300 bis 315 g pro sauren Medium in Berührung gebracht worden Liter Natriumchlorid enthält, in die Anolytkammer ist, um das Silikat in ein amorphes, anolytbestän- eingebracht. An der Anode spielt sich folgende Rediges, wasserhaltiges Siliciumdioxid zu überfüh- aktion ab:

Ε ren. 2Cl"-* Cl₂ + 2e~