DE2446456B2 - Verfahren zur Herstellung eines Asbestdiaphragmas - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines AsbestdiaphragmasInfo
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Description
30
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Asbestdiaphragmen aus Chrysotilasbest.
Die bekannten Diaphragmazellen zur Herstellung n
von Chlor- und Natriumhydroxid aus Salzsolen haben eine Anolytkammer und eine Katholytkammer. Die
Anolytkammer enthält eine Anolytlösung von Natriumchlorid bei einem pH von etwa 3,0 bis etwa 4,5. In der
Anolytkammer befindet sich eine Anode, an der Chlor entwickelt wird. Die Katholytkammer einer Chloralkalizdle enthält bei der Elektrolyse von Natriumchlorid
etwa 10 bis 15 Gew.-°/o Natriumhydroxid, wogegen in einer Katholytkammer einer Chloralkalizelle für Kaliumchlorid bis zu 25 Gew.-% Kaiiumhydroxid vornan-
den sein können. Die Katholytflüssigkeit enthält das Alkalihydroxid und das Alkalichlorid. In dem Katholyten bildet sich Alkalihydroxid und es entwickelt sich
Wasserstoffgas an der Kathode.
Bei dem Betreiben einer Natriumchlorid-Diaphrag- so
mazelle wird Salzsole, die etwa 300 bis 315 g Natriumchlorid pro Liter enthält, in die Anolytkammer
eingeführt. An dei Anode erfolgt die Reaktion 2Cl--Cl2+2e-.
Die Anolytflüssigkeit wandert aus der Anolytkammer durch das Diaphragma in die Katholytkammer und es
wird ein Katholytprodukt erhalten, das etwa 110 bis etwa 150 g Natriumhydroxid pro Liter und etwa 120 bis
200 g Natriumchlorid pro Liter enthält In der Katholytkammer spielt sich die Reaktion
Es sind schon typische Diaphragmen für Chlorzellen aus Asbest hergestellt worden. In der Regel wird
Chrysotilasbest für diesen Zweck verwendet. In der Regel werden aus Chrysotilasbest Diaphragmen mit
einer Stärke von etwa 3,2 bis 6,4 mm hergestellt Die Diaphragmen aus Chrysotilasbest haben im allgemeinen
eine Gebrauchsdawer von etwa 6 Monaten.
Aus der DE-PS 5 94 563 ist ein Diaphragma für elektrolytische Zellen bekannt das aus einer Asbestfaserschicht besteht die aus einer gesättigten Kochsalzlösung mit geringen Zusätzen von Ätznatron abgelagert
worden ist
DE-AS 12 94941 beschreibt die Herstellung von
bindemittelhaltigen Asbestdiaphragmen aus wäßrigen Suspensionen, wobei die Fasern aus der Suspension
abgetrennt getrocknet und gepreßt werden.
In der DE-OS 20 20 590 ist die Nachbehandlung von
Asbestdiaphragmen für die Olefinoxidation durch Wärme und Druck in allgemeiner Form erwähnt ohne
daß nähere Angaben über die tatsächlich erforderlichen Bedingungen gemacht werden.
Bei den bekannten Asbestdiaphragmen ist es erforderlich, die Diaphragmazellen periodisch abzustellen, um die alten Diaphragmen von den Kathoden zu
entfernen und neue Diaphragmen zu installieren. Diese periodische Abstellung der Diaphragmen ist infolgedessen mit einer Minderung der Produktion und einer
arbeitsintensiven Wartung verbunden. In der Vergangenheit konnte bei Benutzung von Graphitanoden die
Erneuerung der Diaphragmen mit der Erneuerung der Anode koordiniert werden. In der Zwischenzeit haben
jedoch metallische Anoden, z. B. mit Titan beschichtete Anoden, die Graphitanoden in einem hohen Ausmaß
verdrängt. Solche mit Metall beschichtete Anoden haben längere Gebrauchszeiten, z.B. von 3 oder 4
Jahren oder mehr, im Vergleich zu Gebrauchszeiten von 4 bis 8 Monaten von Graphitanoden. Dadurch wirkt sich
die Erneuerung der Asbestdiaphragmen besonders nachteilig auf den Betrieb von Diaphragmazellen aus.
Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Asbestdiaphragmen
aufzuzeigen, die eine längere Gebrauchsdauer haben.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, bei dem man aus
einer wäßrigen Aufschlämmung von faserförmigem Chrysotilasbest eine Matte ablagert und diese Asbestmatte mit Alkalihydroxid behandelt.
Für dieses Verfahren wird Chrysotilasbest verwendet und es wird angenommen, daß durch diese Behandlung
die Magnesiumionen von der Oberfläche der Chrysotilasbestfasern entfernt werden, wodurch sich eine
Aikaiisiiikatschicht auf den Asbestfasern bildet. Es wird ferner angenommen, daß bei der Berührung mit dem
sauren Anolyten aus dieser Alkalisilikatschicht eine gleichförmige Kieselerdeschicht auf der Oberfläche der
ursprünglichen Asbestfasern entsteht, wodurch das entsprechende Asbestdiaphragma eine hohe Gebrauchsdauer erhält. Typischerweise werden als Alkaliionen Natriumionen verwendet, wodurch sich dann
Natriumsilikat auf den Asbestfasern bildet.
Auf der so hergestellten Asbestmatte kann ein weiterer dünner Asbestfilm abgelagert werden, wobei
dieser Film sich auf derjenigen Seite des Asbestdiaphragmas befindet, die den Anolyten berührt Es wird
angenommen, daß dieser weitere Asbestfilm bzw. -überzug als selbsthärtende Schicht für Nadellöcher,
Fehlstellen und dergleichen dient.
Gemäß der Erfindung erhält man ein Asbestdiaphragma, indem man Alkaliionen, z. B. ein Alkalihydroxid
oder ein Alkalichlorid, wie Natriumhydroxid, Natriumchlorid, Kaliumhydroxid, Ka'iumchlorid oder eine
Mischung davon, in Asbest einbringt. Man erwärmt den bevorzugt Alkaliionen und Hydroxylionen enthaltenden
Asbest auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um das Magnesium aus dem Asbest durch das Alkali zu
verdrängen und eine Alkalisilikatoberfläche bzw. -film
auf dem Asbest zu bilden. Es wird dann ein dünner Film bzw. Oberzug aus Asbest, z. B. 4,5 bis 45,4 g Asbest pro
929 cm2, auf dem vorbehandelten Asbestdiaphragma, d. h. der ersten Asbestmatte, auf der Seite abgelagert,
die den Anolyten berührt. Es wird angenommen, daß sich bei der Berührung mit der Anolytflüssigkeit aus
dem Alkalisilikat eine besonders zähe, haftende Kieselerdeschicht bildet, die im wesentlichen inert
gegenüber der Anolytflüssigkeit ist. Dadurch wird das Diaphragma wesentlich beständiger gegenüber der
Anolytflüssigkeit als die üblichen Diaphragmen. Die äußere bzw. obere Asbestschicht wirkt wahrscheinlich
als selbsthärtende Schicht und reduziert die Wirkung der Nadellöcher und sonstiger Fehler in der ersten
Asbestschicht
Unter einer »faserförmigen Matte« wird ein Asbestteil verstanden, das aus Asbestfasem hergestellt wurde.
Unter einem »Diaphragma« wird ein Asbestteil verstanden, das entweder eine faserförmige Matte oder
ein Asbestpapier oder eine Asbestplatte ist und sich durch chemische Beständigkeit gegenüber der Anolytflüssigkeit und der Katholytflüssigkeit und durch
Elektrolytpermeabilität auszeichnet
Bei der erfindungsgemäßen Herstellungsweise eines Diaphragmas wird eine wäßrige Aufschlämmung, die
Asbest und ein Alkaliion enthält, hergestellt Die Aufschlämmung wird durch ein elektrolytdurchlässiges
Kathodenglied angesaugt und der Asbest wird auf dem Kathodenglied abgelagert und bildet dabei eine
faserförmige Asbestmatte. Danach wird die faserförmige Asbestmatte, die Alkalimetallionen enthält, erwärmt,
wobei sich an der Oberfläche des Asbests das Alkalisilikat bildet
Als Asbest wird Chrysotilasbest verwendet Typische Asbestsorten sind die Qualitäten 4D oder 4K oder eine
Mischung von 3T und 4T gemäß dem »Quebec Asbestos Producers' Association Quebec Screen Test«.
Die vorhin erwähnten Aufschlämmungen enthalten in
der Regel etwa 0,5 bis etwa 2,0 Gew.-°/o Asbest. Niedrigere Asbestkonzentrationen als etwa 0,5 Gew.-%
können zwar zur Herstellung eines Diaphragmas verwendet werden, erfordern aber große Flüssigkeitsdurchsätze, um zu einer ausreichenden Dicke der
Asbestmatte zu kommen. Asbestkonzentrationen von höher als etwa 2 Gew.-% führen im allgemeinen zu
einem Absetzen des Asbests in der Aufschlämmung und zu nicht gleichförmigen Diaphragmen.
Man erhält die Alkaliionen in der Aufschlämmung durch eine basisch reagierende Lösung einer Alkaliverbindung. Das heißt, daß die das Alkaliion enthaltende
Lösung ein pH von größer als 7,0, bevorzugt größer als 10 haben soll. Man kann infolgedessen die Alkaliionen
dadurch erhalten, daß man eine Lösung von hohem pH-Wert eines Salzes eines Alkalimetalls und einer
schwachen Säure, wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Natriuimacetat und dergleichen, verwendet.
Alternativ kann man eine Lösung benutzen, die ein Alkalihydroxid und ein im wesentlichen vollständig
ionisiertes Salz enthält, wie z. B. Natriumhydroxid und Natriumchlorid. Ferner kann wäßriges Natriumhydroxid allein die Alkaliionen zur Verfügung stellen.
Alternativ kann man Kaliumhydroxid oder Kaliumchlorid verwenden.
Im allgemeinen wird aber Natriumhydroxid als Quelle für das Alkaliion verwendet. Bei der späteren
Beschreibung der Erfindung sollte aber beachtet werden, daß auch die vorhin genannten Verbindungen
als Quellen für Alkaliionen verwendet werden künnen. Das Natriumgehalt in der Aufschlämmung sollte in der
Regel so sein, wie er normalerweise in einer 10- bis
50gew.-%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung vor- -, liegt
Bevorzugt sollte die Aufschlämmung etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% Chrysotilasbest und etwa 10 bis etwa 25
oder sogar 50 Gew.-% Natriumhydroxid enthalten. Das Asbestdiaphragma wird auf eine flüssigkeitsdurchlässi-υ ge Kathode durch gut bekannte Arbeitsweisen aufgezo
gen.
Das Kathodenteil selbst ist ein alkalibeständiges, katholytbeständiges, wasserstoffbeständiges und elektrischleitendcs Metall mit einer niedrigen Wasserstoff-
Überspannung. In den meisten Fällen besteht es aus Eisen oder aus Stahl.
Das Kathodenteil ist femer dadurch charakterisiert,
daß es flüssigkeitsdurchiässig, d. h. elektrolytdurchlässig, und gasdurchlässig ist Diese Eigenschaft der Permeabi
lität kann durch Verwendung einer Kathode aus
Drahtmaschen oder durch Verwendung einer perforierten Kathodenplatte erreicht werden.
Eine Matte aus faserförmigem Asbest, die Alkaliionen
enthält, kann auf einem Kathodenteil dadurch abge-
schieden werden, daß das Kathodenteil in eine wäßrige Aufschlämmung vom Asbest, die Alkaliionen und
OH Ionen enthält, eingetaucht wird und ein Vakuum an das Kathodenteil angelegt wird. Unter Vakuum wird
in diesem Fall eine Druckdifferenz zwischen dem
jo Inneren und dem Äußeren des Kathodenteils verstanden. Durch das Vakuum wird die Aufschlämmung durch
das Kathodenteil gesaugt, wobei sich die Asbestfasem auf den äußeren Oberflächen des Kathodenteils
ablagern. Typischerweise wird ein Vakuum von 0,51 bis
etwa 0,85 bar in dem Kathodenteil für einen Zeitraum
von etwa 10 bis etwa 25 Minuten aufrechterhalten. In dieser Weise wird eine faserförmige Asbestmatte mit
einer Dicke von etwa 3,2 bis 4,8 mm und einem Gewicht von etwa 136 bis 181 g pro 929 cm2 erhalten.
Bei der üblichen Ausführungsform der .Erfindung wird
ein abgelagertes Asbestdiaphragma verwendet, man kann aber auch unter Benutzung eines Asbestpapieres
ein elektrolytdurchlässiges Diaphragma erhalten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung mit einem
Asbestpapier kann ein Diaphragma nach der Erfindung dadurch erhalten werden, daß Alkaliionen und OH -Ionen in das Papier dadurch eingebracht werden, daß
das Papier in einer Alkaliionen enthaltenden Aufschlämmung hergestellt wird. Alternativ kann eine
so Lösung, die Alkaliionen enthält, z. B. wäßriges Natriumhydroxid, durch Asbestpapier nach dessen Bildung
gepreßt werden. Der Ausdruck Asbestpapier umfaßt hier auch ähnliche flächenförmige Gebilde, wie Pappen
oder Platten aus Asbest.
Wenn Natriumhydroxid als Quelle für Alkaliionen verwendet wird, sollte das Asbestdiaphragma unabhängig davon, ob es eine abgelagerte faserförmige Matte
oder Papier ist, typischerweise etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% Natriumhydroxid, berechnet auf wasserfreier
Basis und trockener Asbestbasis, enthalten. Bevorzugt sind etwa 35 bis etwa 40 Gew.-% Natriumhydroxid,
berechnet auf wasserfreiem Natriumhydroxid und trockenem Asbest. Dieses entspricht etwa 10 bis etwa
100% und bevorzugt etwa 60 bis etwa 80% der
b5 stöchiometrischen Menge an Natriumionen, damit ein
Natriumion mit einem Mol des Silikations unter Bildung eines Mols Na2O · SiO2 reagiert,
ts können auch kleinere oder größere Mengen an
Ii
2(1
Natriumionen in der faserfcrmigen Asbestmatte vorhanden sein. Kleinere Mengen von Natriumionen geben
zwar eine etwas verlängerte Gebrauchszeit des Diaphragmas, sind wirtschaftlich ab sr in den meisten
Fällen nicht ganz befriedigend. Bei Verwendung größerer Mengen an Natriumionen kann eine unerwünschte Verdichtung des Diaphragmas eintreten,
wodurch es als permionische Membran wirkt Extrem hohe Natriumkonzentrationen können die Festigkeit
des Diaphragmas reduzieren.
Das natriumhaltige Asbestglied, d. h. die faserförmige
Asbestmatt« oder das Asbestpapier, wird auf eine Temperatur envärmt, die ausreichend ist, um die
Bildung von Nairiumsilikat herbeizuführen, und wird so lange bei einer solchen oder einer höheren Temperatur
gehalten, bis der gewünschte Umsetzungsgrad eingetreten ist Ohne die Erfindung an diese Erklärung binden zu
wollen, wird angenommen, daß die folgende Umsetzung innerhalb di;s faserförmigen Asbesttei's eintritt:
8 M OH+ Mg6(OH)8SiO4OiO
4 MjSiOj+6 Mg(OH)2+2 H2O
In dieser Formel ist M ein Alkali, wie Natrium oder Kalium, in der Regel aber Natrium.
Das Erwärmen kann in einer oder in zwei Stufen erfolgen, doch kann es so charakterisiert werden, daß in
einer ersten Stufe ein Teil des Wassers abgetrieben wird, wobei eine physikalische Umlagerung und
Verdichtung der Asbestfasern stattfindet. Es wird angenommen, daß sich in der zweiten Stufe das
Alkalisilikat: in einer Form bildet, die .nit der Anolytflüssiigkeit unter Bildung von Kieselerde reagiert,
die dann ihrerseits durch die Salzsole weniger angegriffen wird als Chrysotilasbest. Bei den Erwärmungsstufen gemäß der Erfindung stehen die Dauer der
Erwärmung; die Temperatur der Erwärmung, der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des Asbests und die
gegebenerfalls verwendete Luftumwälzung durch das Diaphragma untereinander in Beziehung.
Im allgemeinen sollte die Temperatur während der ersten Phase der Erwärmung oberhalb etwa 70° C
liegen, wobei diese Temperatur der Temperatur entspricht, bei der eine gewisse Verdichtung und
Umlagerung der Asbestfasern zuerst beobachtet wird. Temperaturen oberhalb etwa 110° C sollten in der
ersten Erwlrmungsstufe vermieden werden, da solche Temperaturen zu einer Ablösung der nassen Diaphragmen und nachher zu einer zu hohen Zellspannung und
zu geringen Stromausbeuten führen. Im allgemeinen sollte die fuserförmige Asbestmatte auf einen Wassergehalt von weniger als 2,0 Gew.-%, bevorzugt auf 1
Gew.-% oder noch niedriger, z. B. 0,5 Gew.-% Wasser, getrocknet werden. Die Temperatur der ersten
Erwärmungsstufe sollte oberhalb 50 und unterhalb 110° C, und im allgemeinen bei etwa 70 bis 110° C liegen.
Die Dauer der ersten Erwärmung sollte bei etwa 72 Stunden oder mehr bei 50° C und etwa 24 Stunden bei
70° C und etwa 1 bis 4 Stunden bei 110° C liegen. In
jedem Fall sollte jedoch die Erwärmungsdauer in der ersten Stufe ausreichend sein, um in der zweiten Stufe
eine Erwärmung im wesentlichen in Abwesenheit von eingeschlossenem oder eingeschlepptem Wasser zu
vermelden.
Da die erste Erwärmungsstufe als Trockenstufe wirkt, kann sie auch durch eine Vakuumbehandlung ersetzt
werden. Dabei wird ein Vakuum an das Kathodenteil angelegt, um die Fasern zu trocknen, physikalisch
umzulagern und zu verdichten. In einem solchen Fall
JO
J5
45
50
60
sollte das Vakuum die bei der Vakuumtrocknung bekannte gute Wirksamkeit haben, von z. B. 0,68 bar
oder mehr.
An die erste Erwärmungsstufe bzw. die Dehydratisierungsstufe schließt sich erfindungsgemäß eine Erwärmungsstufe für die Ausbildung des gewünschten Silikats
an. Diese Erwärmungsstufe wird bei Temperaturen oberhalb 110°C, z.B. bei Temperaturen von etwa 110
bis etwa 280° C, bevorzugt etwa 140 bis etwa 2100C.
durchgeführt.
Bei Temperaturen unterhalb 1400C können mehrere
Tage, z.B. 4 oder 5 Tage, für die Bildung des Alkalisilikats in der gewünschten stöchiometrischen
Umwandlung benötigt werden. Bei Temperaturen von 180° C oder höher werden dagegen nur einige Stunden,
z. B. 2 Stunden bei niedrigen Gehalten an Alkaliionen bis etwa 4 oder 6 Stunden für die Ausbildung des
gewünschten Alkalisilikats benötigt
Das Hindurchleiten von erwärmter Luft durch die elektrolytdurchlässige faserförmige Matte führt nicht zu
einer Abnahme der erforderlichen Zeit für die Silikatbildung, doch bewirkt es eine Entfernung von
eingeschlossenem Wasser und verkürzt dadurch die gesamte Trocknungszeit. Zur Beschleunigung der
Trocknung kann die Trocknung auch unter vermindertem Druck durchgeführt werden.
Bei der Herstellung eines Diaphragmas wird die Asbestmatte für eine ausreichende Zeit bei einer
Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 110° C gehalten,
damit das eingeschlossene Wasser verdampft. Die hierfür in Betracht kommende Zeit beträgt mindestens 1
Stunde, bevorzugt aber 4 oder mehr Stunden und häufig sogar 72 bis 96 Stunden. Diese Temperaturbehandlung
der Asbestmatte bei etwa 50 bis 1100C kann so
durchgeführt werden, daß das Diaphragma langsam von einer Temperatur von 50° C oder darunter bis auf eine
Temperatur von 110°C erwärmt wird oder indem man die Asbestmatte bei einer feststehenden Temperatur
oder einer Vielzahl oder Folge von feststehenden Temperaturen zwischen 50 und 110° C hält. Danach
kann die Asbestmatte bei einer Temperatur oberhalb 110° C, z. B. bei etwa 110 bis etwa 28O0C und bevorzugt
bei etwa 140 bis etwa 210° C, gehalten werden. Dazu
kann man die Asbestmatte bei einer einzigen Temperatur oberhalb 110°C, z. B. bei 140 oder 180°C halien oder
man kann die Asbestmatte der Einwirkung einer Folge von Temperaturen oberhalb von etwa 110° C unterwerfen. In allen Fällen wird jedoch die Asbestmatte
oberhalb 110° C lang genug gehalten, damit eine Substitution des Magnesiumions durch das Alkaliion
unter Bildung von Alkalisilikat eintritt. Dazu können in Abhängigkeit von der Temperatur etwa 2 oder 4 oder 6
Stunden oder mehrere Tage, z. B. 96 oder 120 Stunden
oder mehr benötigt werden. Die Temperaturbehandlung oberhalb 110° C erfolgt im wesentlichen in
Abwesenheit von eingeschlossenem Wasser.
Bei der Erfindung bildet sich ein Oberflächenfilm auf den Asbestfäserchen und in manchen Fällen auf den
Einzelfasern. Der Oberflächenfilm kann als eine dünne Schicht oder Oberzug auf dem Äußeren der Einzelfasern oder auch als eine Monoschicht von Alkalisilikat
vorliegen. Alternativ kann sich die Alkalisilikatschicht aber auch in und sogar vollständig durch die einzelnen
Asbestfasern erstrecken.
Wenn als Alkali Natrium verwendet wird, bildet sich ein Natriumsilikat der stöchiometrischen Formel
(Na2O) (SiO2Jn, in der η etwa 1 bis 4 oder größer ist. Bei
einer solchen Formel handelt es sich aber nur um eine
stöchiometrische Darstellung eines komplexen Silikatpolymeren,
das zahlreiche (Na2O)-Einheiten und zahlreiche (SiChJ-Einheiten enthält.
Wenn das Diaphragma mit einer Lösung mit einem niedrigen ·pH-Wert in Berührung gebracht wird,
reagiert das Silikat unter Bildung einer zähen und haftenden Kieselerde, die im wesentlichen inert
gegenüber dem Angriff des Anolyten ist. Eine derartige Lösung von niedrigem pH-Wert ist beispielsweise die
Anolytflüssigkeit, die ein pH von etwa 4,5, bevorzugt 4,0 oder sogar noch niedriger, wie 3,5 oder 2,9 oder noch
niedriger hat.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Diaphragmen zeichnen sich durch eine lange
Gebrauchzeit und eine hohe mechanische Festigkeil
aus. Derartige Diaphragmen haben eine Gebrauchszeit von mehr als einem Jahr und häufig mehr als 18
Monaten oder noch länger. Sie besitzen eine transversale Einreißfestigkeit in nassem Zustand von mehr als
1,8 kg pro 2,54 cm, wogegen die unbehandelten Asbestdiaphragmen tatsächlich eine Naßeinreißfestigkeit
von 0 haben.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten
Diaphragmen besteht darin, daß sie im wesentlichen keine Gelschicht enthalten und eine stark reduzierte
Quellung bei ihrer Benutzung in der Elektrolysezelle zeigen.
Die »Gelschicht« ist von Kirchner in »Electrolysis of brines in Diaphragm Cells«, in Sconce, ed. Chlorine, A.
C. S. Monograph Series, Nr. 54, Reinhold Publishing Company, New York, New York (1962), Seite 105, als
eine Schicht beschrieben, die sich in der Asbestmatte bildet, welche empfindlich gegenüber dem pH ist und
dazu neigt, sich aufzulösen, auszufallen und sich neu zu bilden in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit
und dem Salzgehalt und dem pH der strömenden Flüssigkeit. In der Regel erstreckt sich in einem
unbehandelten Diaphragma die »Gelschicht« etwa 0,20 bis 030 cm in das Diaphragma hinein von der
Anolytseite.
Die Behandlung des Diaphragmas mit Alkaliionen und das Erwärmen gemäß der Erfindung scheint die
Bildung der Gelschicht wesentlich zu verzögern. Diaphragmen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wurden, zeichnen sich durch eine verstärkte physikalische Festigkeit aus, so daß sie der
Erosion durch den gashaltigen Anolytstrom besser widerstehen.
Zusätzlich zu dem Verfahren nach der Erfindung können auch andere Maßnahmen verwendet werden,
um die Gebrauchsdauer von Asbestdiaphragmen zu verlängern. Bei solchen Maßnahmen wird ein geeignetes
Reagenz auf die den Anolyten berührende Oberfläche des Diaphragmas aufgebracht, um z. B. eine
bessere chemische und physikalische Beständigkeit und eine bessere Benetzbarkeit durch den Elektrolyten zu
erreichen, indem ein fester und haftender Binder zwischen den Asbestfasern angeordnet wird oder um
einen zähen und haftenden Film auf den Fasern und Fäserchen aus Asbest zu bilden.
So kann z. B. eine Silikatlösung auf die den Anolyten
berührende Oberfläche des Diaphragmas aufgebracht werden. Das abgelagerte Silikat scheint die einzelnen
Fasern und Fäserchen zu überziehen und zu verbinden. Außerdem kann der Asbest mit einem perfluorierten
SuIfonsäuremateriaL z.B. einem oberflächenaktiven Mittel oder einem Anionenaustauscherharz, behandelt
werden. Eine solche Behandlung scheint die Neigung des Asbestdiaphragmas zur Ausbildung eines Gels zu
reduzieren und gleichzeitig die Benetzbarkeit des Diaphragmas zu verbessern.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ". wird eine zusätzliche Asbestschicht auf dem Asbestdiaphragma
gemäß der Erfindung abgelagert. Diese weitere Asbestschicht, die auf das Diaphragma nach
dem Erwärmen und vor der Montage der Diaphragma-Kathodenanordnung in der Zelle aufgebracht wird,
ι» kann nur eine dünne Asbestschicht sein, z. B. etwa 4,5 bis etwa 45,4 g Asbest pro 929 cm2 und bevorzugt etwa 13,6
bis etwa 31,7g pro 929 cm2. Diese zusätzliche
Asbestschicht scheint eine Verbesserung der Stromeffizienz von 2 bis 4% zu bringen. Zum Aufbringen einer
> derartigen zusätzlichen Asbestschicht kann man z. B.
das Diaphragma nach der Wärmebehandlung und eventuellen weiteren Behandlungen, z. B. mit Harz oder
Silikatlösung, auf einem durchlässigen Träger, z. B. einer Kathode, in eine Asbestaufschlämmung eintauchen, die
2» z. B. etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-°/o Chrysotilasbest in einer
Zellflüssigkeit mit 7 bis 12 Gew.-% Natriumchlorid und etwa 12 bis 20 Gew.-% Natriumhydroxid enthält. Man
legt dann eine Druckdifferenz über den Träger des Diaphragmas, von z. B. 16,9 bis 84 mbar, an und saugt
2) dadurch die Aufschlämmung durch das behandelte
Asbestdiaphragma. Es lagert sich dabei eine zusätzliche Schicht von Asbest auf dem Diaphragma ab. Wenn das
Diaphragma mit einer Lösung von niedrigem pH-Wert in Berührung kommt, z. B. einer Anolytflüssigkeit mit
«ι den bereits angegebenen pH-Werten, reagiert das
Silikat des darunterliegenden Asbests unter Ausbildung einer zähen und haftenden Kieselerdeschicht, die im
wesentlichen inert gegenüber dem Angriff des Anolyten ist, wogegen die äußere Asbestschicht einen selbsthei-
)' lenden Film bildet.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Alkalihydroxidgehalt des faserförmigen Asbests durch
die Alkaliionenkonzentration der wäßrigen Asbestaufschlämmung kontrolliert, doch kann auch nach der
■«> Ablagerung des Diaphragmas auf einem Kathodenteil
eine wäßrige Lösung von Alkalihydroxid durch das Diaphragma gepreßt werden, um zusätzliches Alkalihydroxid
in die faserförmige Asbestmatte einzubringen.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung noch
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung noch
•»i näher erläutert.
Ein Asbestdiaphragma wurde aus einer wäßrigen Aufschlämmung von Asbest in Natriumchlorid und
Natriumhydroxid abgelagert, erwärmt und als Diaphragma in einer Diaphragmazelle für die Chlorherstellung
verwendet
Eine wäßrige Aufschlämmung, die 15,0 Gew.-%
Natriumchlorid, 10,4 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,86
Gew.-% Chrysotilasbest (Johns-Manvflle Grade 4D-12) enthielt, wurde hergestellt Die Aufschlämmung hatte
eine Dichte von 1,22 g/cm3.
Etwa eine Woche nach der Herstellung der Aufschlämmung wurde ein Diaphragma auf eine
Kathode einer Laboratoriumsdiaphragmazelle aus der Aufschlämmung aufgezogen. Die Laboratoriumszelle
hatte einen Katholytraum mit einer Kapazität von 1000 cm3 aus Stahlblech. Der Anodenraum hatte eine
Kapazität von 1000 cm3 und bestand aus chloriertem Polyvinylchlorid. Die Anode mit den Dimensionen
12,7 cm χ 17,8 cm war ein 1,6 mm Titanmaschensieb
(Grade-1), beschichtet mit Platin und Iridium. Die Kathode war ein Stahlmaschensieb mit 6x6 Maschen
IO
pro 2,54 cm, 4,7 mm. In der montierten Zelle konnte der
Spalt zwichen der Anode und der Kathode zwischen 3,17 und 9,5 mm variiert werden.
Die Kathodenanordnung mit der Asbestmatte auf ihr wurde in einen Ofen gegeben. Eine Vakuumleitung
wurde mit der Katholytüberlaufleitung der Kathodenanordnung verbunden und der Wasserstoffaustritt
wurde offengelassen, wodurch eine Luftzirkulation zu der Rückseite der Asbestmatte ermöglicht wurde.
Die Kathodenanordnung wurde dann auf 95° C für 5 Stunden und danach auf 180°C für 101,5 Stunden
erwärmt. Dann wurde die Zelle montiert.
Die Elektrolyse wurde mit einer Sole aufgenommen, die etwa 312 g Natriumchlorid pro Liter enthielt und ein
pH von etwa 10,3 bis 11,0 hatte. Zu Beginn der Elektrolyse lag die Stromdichte bei 190 Ampere pro
III 929 cm2. In den ersten 20 Tagen lag der Abstand
zwichen der Anode und der Kathode bei 9,5 mm. Die Zelle wurde dann demontiert, das Diaphragma geprüft,
wobei festgestellt wurde, daß höchstens eine sehr geringe Quellung aufgetreten war und daß sich nur sehr
wenig Gel oder Schleim gebildet hatte.
Die Elektrolyse wurde dann bei einem Anodenabstand von 3,17 mm fortgesetzt. Nach 80 Tagen war der
Betrieb der Elektrolyse befriedigend mit einer Spannung von 3,40 Volt zwischen der Anode und der
Kathode, einer Anodeneffizienz von 96%, bezogen auf die Chloranalyse, einer Kathodeneffizienz von 94%,
bezogen auf die Natriumhydroxidanalyse, einem Energiebedarf von 2430 Kilowattstunden Gleichstrom pro
Tonne Chlor und einem Solekopf von 101,6 cm. Das Chlorgas enthielt 1,4 Volum-% Sauerstoff.
Es wurden 5 Diaphragmen aus der gleichen Aufschlämmung von Chrysotilasbest in wäßrigem
Natriumhydroxid und Natriumchlorid aufgezogen, erwärmt und in drei Chlorzellen als Diaphragmen
verwendet Die Diaphragmen unterschieden sich lediglich im Grad des Rührens der Aufschlämmung.
Es wurde eine Aufschlämmung hergestellt, die 15 Gew.-% Natriumchlorid, 11,5 Gew.-% Natriumhydroxid
und 1,0 Gew.-% einer Mischung im Verhältnis 1 :2 von zwei verschiedenen Chrysotilasbestsorten (Johns-Manville
3T und.4T) enthielt Die Aufschlämmung wurde durch Einblasen von Luft gerührt
Auf einem Kathodenschirm, wie bei Beispiel 1, wurden 5 Diaphragmen mit etwa 149 bis 163 g/929 cm2
aufgezogen. Jedes Diaphragma wurde auf 95° C für 4
30
35 Stunden erwärmt, wobei Luft durch das Diaphragma wie in Beispiel 1 gesaugt wurde. Dann wurde jedes
Diaphragma auf 1800C für 16 Stunden erwärmt, wobei
ebenfalls Luft wie in Beispiel 1 hindurchgesaugt wurde. Anschließend wurde jedes Diaphragma bei 1800C
einem Vakuum von 33,3 bis 50,7 mbar auf der Rückseite des Kathodenschirms für 4 Stunden unterworfen.
Danach wurden die Zellen montiert und die Elektrolyse wurde mit einer Sole aufgenommen, die
etwa 310 g Natriumchlorid pro Liter enthielt Die Elektrolyse wurde bei einer Stromdichte von 190
Ampere pro 929 cm2 und einem Abstand zwischen der Anode und der Kathode von 9,5 cm durchgeführt. Die
mit den fünf Diaphragmen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Einfluß des Rührens der Aufschlämmung auf wärmebehandelte Diaphragmen
Rührzeit (h) | 1,25 | 2,00 | 4,00 | 8,25 | |
1,00 | 3,59 | 3,60 | 3,45 | 3,30 | |
Zellspannung (Volt) | 4,65 | 1,23 | 1,35 | 1,00 | 0,97 |
Diaphragma IR Abfall (Volt) | - | 69 | 71 | 66 | 63 |
Solekopf (cm Wasser) | 132 | - | 96 | 94 | 92 |
Anodenstrom-Effizienz (%) | - | 94 | 98 | 92 | 96 |
Kathodenstrom-Effizienz (%) | 99 | - | 0,12 | U | 0,38 |
Chlorat (% AB) im Katholyten | - | 0,09 | 0,04 | 0,04 | 0,06 |
Wasserstoff im Chlor (%) | 0,05 | 3,18 | 1,72 | 1,77 | 2,01 |
Sauerstoff im Chlor (%) | 1,61 | 3 | 17 | 14 | 17 |
Betriebstage | 3 | ||||
Ein Diaphragma wurde aus einer wäßrigen Aufschlämmung von 1,7 Gew.-% des gleichen Chrysotilasbests
wie in Beispiel 2,155 Gew.-% Natriumchlorid und
11,5 Gew.-% Natriumhydroxid gezogen, frei von Zellflüssigkeit gewaschen und getrocknet Es wurde
dann in zwölf Streifen geschnitten.
Jeder Streifen wurde in wäßriges Natriumhydroxid eingetaucht und gewogen, um die Menge der aufgenommenen
Lösung und des Natriumhydroxids zu bestimmen. Dann wurden die Streifen bei 110° C für 4 Stunden
getrocknet
Die Streifen wurden dann in eine wäßrige Lösung von 310 g Natriumchlorid pro Liter eingetaucht, wobei diese
Lösung auf ein pH von 3 eingestellt war und eine Temperatur von 25° C hatte. Es wurde die transversale
Naßfestigkeit und die Wasseraufnahme dieser Streifen bestimmt Die erhaltenen Werte sind aus Tabelle II zu
ersehen.
Il
liinlluU des NaOII-Gehaltes auf die NaUlesligkeit und den Wassergehalt von mil Wasser
getränktem Asbest
(flamm Lösung
pro
Gramm Asbest
NaOII-Kon/entnilion
dor Lösung
Kiew. -7»)
(kamm NaOII
pro
Gramm Asbest
NaUfcstigkcit
kg/2,54 cm
kg/2,54 cm
Qucllung (iramiil absorbiertes
Wasser pro Ciranim Asbest
1,4
1,9
1,6
2,0
1,9
1,8
2,4
2,8
2,5
2,8
2,7
3,5
2,0
1,9
1,8
2,4
2,8
2,5
2,8
2,7
3,5
0
5
lü
15
20
25
30
35
40
45
50
55
5
lü
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0,00 0,10 0,16 0,31 0,38 0,45 0,72 0,98 1,00 1,24 1,35
1,95 0,0
0,4
0,9
1,7
1,9
1,8
2,7
1,8
2,3
0,9
0,9
0,2
0,4
0,9
1,7
1,9
1,8
2,7
1,8
2,3
0,9
0,9
0,2
4,54
1,49
0,95
0,45
0,58
0,55
0,74
0,71
0,75
0,80
1,07
1,19
1,49
0,95
0,45
0,58
0,55
0,74
0,71
0,75
0,80
1,07
1,19
0,76 mm Chrysotilasbestpapier wurde in eine Zellflüssigkeit eingetaucht, getrocknet, bei erhöhter Temperatur
getrocknet und als Diaphragma in einer Chlorzelle gemäß Beispiel 1 verwendet
Ein Chrysotilasbestpapierblatt mit den Dimensionen 15,2 cm χ 20,3 cm χ 0,76 mm wurde auf eine Kathode
mit der glatten Seite abgewandt von der Kathode aufgespannt. Das Diaphragma wurde dann für eine
Stunde in eine Zellflüssigkeit eingetaucht, die 14 Gew.-% Natriumchlorid und 10 Gew.-% Natriumhydroxid
enthielt
700 cm3 der Zellflüssigkeit wurden dann durch das
Asbestpapierdiaphragma unter einem Vakuum von 5 cm Hg hindurchgesaugt Dann wurde Luft durch das
Diaphragma ebenfalls unter Vakuum von 5 cm Hg 20 Minuten hindurchgesaugt Das Diaphragma wurde dann
91,7 Stunden auf 85° C mit Luftzirkulation hinter dem Diaphragma erwärmt
Danach wurde das Diaphragma auf 180° C 24 Stunden mit Luftzirkulation hinter der Kathode erwärmt
Anschließend wurde die elektrolytische Zelle mit diesem Diaphragma montiert und die Elektrolyse wurde
mit einer Sole, die 3*0 bis 315 g Natriumchlorid pro Liter enthielt aufgenommen. Bei einem Anodenabstand
von 3,2 mm und einer Stromdichte von 400 Ampere pro 929 cm2 wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Betriebstage 7 14
Betriebstage | 14 | 21 | |
7 | 3,18 | 3,24 | |
Spannung | 3,27 | 90 | 93 |
Temperatur, 'C | 80 | 38,1 | 35,6 |
Soleniveau (cm) | 40,6 | 0,72 | 1,04 |
% H2 im Chlor | 0,05 | 1,73 | 1,09 |
% O2 im Chlor | 1,62 | 92,9 | 93,4 |
Anodeneffizienz | 93,7 |
Kathodeneffizienz 92,8 93,5 92,3
Katholyt % NaOH 9,51 10,00 8,77
Katholyt % NaCIO3 0,74 0,50 1,03
wasserfreie Basis
Soleerschöpfung % 48,6 50,9 46,7
Anolyt % NaClO3 0,20 0,18 0,17
AnolytpH 4,6 4,9 4,1
Ein 0,76-mm-Chrysotilasbestpapier wurde mit Zellflüssigkeit
getränkt getrocknet, auf erhöhte Temperatur erwärmt und als Diaphragma in einer Chlorzelle
gemäß Beispiel 1 verwendet
Ein 12,7 cm χ 17,8 cm χ 0,76 mm Chrysotilasbestpapier
wurde auf einer Kathode mit der glatten Seite von der Kathode abgewandt aufgespannt Das Diaphragma
wurde für eine Stunde mit Zellflüssigkeit getränkt, die 15
Gew.-% Natriumchlorid und 10 Gew.-% Natriumhydroxid enthielt
Es wird dann Zellflüssigkeit durch das Diaphragma aus Asbestpapier unter einem Vakuum von 5 cm Hg
gesaugt Dann wird Luft durch das Diaphragma ebenfalls unter einem Vakuum von 5 cm für 30 Minuten
gesaugt Das Diaphragma wird dann für 193 Stunden
auf 75° C und für 7,5 Stunden auf 95° C erwärmt
Dann wird das Diaphragma für 24 Stunden auf 1800C
erwärmt, wobei Luft hinter der Kathode zirkuliert wird.
Anschließend wird das Diaphragma in eine elektrolytische Zelle eingebaut und die Elektrolyse wird mit einer
Sole aufgenommen, die 310 bis 315 g Natriumchlorid pro Liter enthält Bei einem Anodenabstand von 3,2 mm
und einer Stromdichte von 400 Ampere pro 929 cm2
wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:
24 46 456 | Spannung | Beispiel 6 |
HelrieliKUiye
7 |
Temperatur. C | 3.28 | ||
Soleniveau (cm) | 90 | ||
% 11: im Chlor | 38.1 | ||
% Ο·, im Chlor | 0.09 | ||
Anodencffizien/ | 1.13 | ||
Kalhodcncffizicn/. | 94,6 | ||
Katholyt "/.NaOIl | 92.8 | ||
Katholyt % NaClO, | 9.51 | ||
(wasserfreie Basis) | 0,2! | ||
Solccrschöpfung % | |||
Anolyt % NaCIO, | 48,2 | ||
Anolyt pH | 0,14 | ||
4,5 | |||
Es wurde ein Asbestpapierblatt von einer Dicke von 1,52 mm mit Zellflüssigkeit getränkt, getrocknet, auf
erhöhte Temperatur erwärmt und als Diaphragma in einer Chlorzelle vom Typ der in Beispiel 1 beschriebenen
Zelle verwendet.
Ein Papierblatt aus Chrysotilasbest mit den Dimensionen 15,2 cm χ 20,3 cm χ 1,52 mm wurde auf eine
Kathode aufgespannt. Das Diaphragma wurde dann in Zellflüssigkeit, die 14 Gew.-% Natriumchlorid und 10
Gew.-% Natriumhydroxid enthielt, für 1 Stunde eingetaucht.
Dann wurde das Diaphragma 4 Stunden auf 95° C erwärmt, wobei Luft hinter dem Diaphragma zirkuliert
wurde.
Das Diaphragma wurde anschließend 16,5 Stunden auf 180° C erwärmt, wobei ebenfalls Luft hinter der
Kathode zirkuliert wurde. Danach wurde das Diaphragma in eine elektrolytische Zelle eingebaut und die
Elektrolyse wurde mit einer Sole aufgenommen, die 310
bis 315 g Natriumchlorid pro Liter enthielt. Bei einem Abstand von 9,5 mm zwischen der Anode und der
Kathode und einer Stromdichte von 400 Ampere pro 929 cm2 wurden folgende Ergebnisse erhalten:
BclriebsUigc | 21 | |
14 | 3.73 | |
Spannung | 4,17 | 86 |
Temperatur. C | 90 | 109,22 |
Soleniveau (cm) | 43.18 | 0.05 |
% H, im Chlor | 0.13 | 2,06 |
% Oi im Chlor | 3,94 | 94.2 |
Anodeneffizienz | 77,3 | 90,15 |
Kathodeneffizienz | 83,8 | 13,84 |
Katholyt % NaOH | 15,71 | 1,73 |
Katholyt % NaClO., | 0,78 | |
(wasserfreie Basis) | 67,9 | |
Soleerschöpfung % | 75,0 | 1,16 |
Anolyt % NaClO3 | 1,43 | 4.6 |
Anolyt pH | 4,6 |
Ein Diaphragma aus Chrysotilasbest wurde auf einer Stahlkathode aufgezogen, erwärmt und dann in einer
elektrolytischen Zelle montiert
Es wurde eine Aufschlämmung verwendet, die etwa 1,5 Gew.-% einer Asbestmischung (1 Teil 3T und 2 Teile
4T von Johns-Manville) in einer wäßrigen Flüssigkeit
enthielt Außerdem enthielt diese Flüssigkeit noch 15 Gew.-% Natriumchlorid und 10 Gew.-% Natriumhydroxid. Der kathodische Teil der Laboratoriumsdiaphragmazelle, der eine ebene Eisenmaschenkathode
besaß, wurde in die Aufschlämmung eingetaucht eine Vakuumleitung wurde in das überstehende Rohr (perk
pipe) eingeführt, der Wasserstoffaustritt wurde ver stopft und es wurde ein Vakuum über den Kathoden-
schirm angelegt Ein Vakuum von 0,12 bar wurde für 8 Minuten aufrechterhalten, dann wurde ein Vakuum von
38 cm Hg für 2 Minuten und ein Vakuum vcn 0,68 bar für Vh Minuten ungelegt Die Aufschlämmung wurde
dadurch durch den Kathodenschirm gesogen, wobei sich
Asbest auf dem Schirm ablagerte.
Die Kathodenanordnung mit dem abgelagerten
Asbest wurde dann 20 Stunden auf 90 bis 95° C und
danach 92 Stunden auf 180° C erwärmt
Die kathodische Hälfte der Zelle und die anodische Hälfte der Zelle mit einer »DSA«-Anode (Electrode
Corporation) wurden dann montiert Die Elektrolyse wurde mit einer Anodenstromdichte von 200 Ampere
pro 929 cm2 mit folgenden Ergebnissen aufgenommen:
Betriebstage | 12 | 18 | 26 | .33 | 39 | 57 | 67 | 77 | 82 | |
4 | 122,0 | 115,2 | 118,0 | 119,2 | 116,0 | 116,0 | 115,0 | 115,2 | 112,0 | |
Katholyt (g/i) | 117,6 | |||||||||
NaOH | 163,1 | 170,7 | 172,4 | 167,6 | 173,5 | 169,5 | 174 | 175,3 | 171,8 | |
NaCl | 177,6 | 0,26 | 0,21 | 0,30 | 0,25 | 0,34 | 0,28 | 0,25 | 0,30 | 0,25 |
NaClO3 | 0,15 | 3,75 | 3,65 | 3,80 | 3,55 | 3,78 | 3,70 | 4,20 | 4,10 | 4,10 |
Anolyt pH | 3,55 | 0,89 | 0,52 | 1,05 | 0,75 | 0,83 | 0,86 | - | 0,90 | 1,24 |
NaCIO3 (g/l) | 0,92 | |||||||||
Zellgas | ||||||||||
(Volum-%) | 97,43 | 97,10 | 97,72 | 97,85 | 98,C3 | 97,8 | 98,3 | 98,2 | 98,1 | |
Cl2 | 98,17 | 0,29 | 0,29 | 0,27 | 0,15 | 0,12 | 0,31 | 0,19 | 0,15 | 0,12 |
H2 | C,19 | 1,76 | 1,49 | 1,43 | 1,44 | 1,51 | 1,49 | 1,42 | 1,31 | 1,46 |
O2 | 1,16 | 3,75 | 3,65 | 3,80 | 3,55 | 3,56 | 3,70 | 4,70 | 4,10 | 4,00 |
Zellspannung | 3,57 | . Beispiel 8 |
Danach wurden beide
Λ 1 ίηβπΐ .Ofcioen T Acnncy vm |
Asbestmatten mit
Π mn Am Perfl 1ι r\ve\<* rl |
einer | |||||
Es wurden zwei Asbestdiaphragmen durch Ablagerung von Chrysotilasbest aus einer Aufschlämmung in
Zellflüssigkeit hergestellt Der abgelagerte Asbest wurde durch Erwärmen weitgehend getrocknet, anschließend erwärmt und mit einem perfluorierten
Sulfonsäureharz behandelt Eine zweite Schicht von Asbest wurde dann auf eines der Diaphragmen
aufgebracht Nachher wurden beide Diaphragmen in einer Laboratoriumszelle geprüft
Es wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt die 15 Gew.-% Natriumchlorid, 10 Gew.-% Natriumhydroxid und 1,5 Gew.-% Chrysotilasbest (1 Teil 3T, 2
Teile 4Tl 2 — Johns-Manville) enthielt
Es wurde dann Chrysotilasbest auf 2 identische Kathoden von Laboratoriumsdiaphragmazellen abgelagert Es handelte sich dabei um die gleiche Laboratoriumszelle wie in Beispiel 1.
Die Ablagerung der Asbestmatten auf die Kathoden erfolgte durch Anlegen eines Differenzdruckes von
035 bar über die Kathode. In dieser Weise wurden 158 g
Asbest pro 929 cm2 abgelagert Die Asbestmatten wurden teilweise dadurch getrocknet, daß Luft bei
einem Differenzdruck von 63,5 cm für 25 Minuten durch
sie hindurchgetrieben wurde.
Die teilweise getrockneten Asbestmatten wurden dann in Zellflüssigkeit eingetaucht und ein Differenzdruck von 34 bis 68 mbar wurde dazu über die Matte
angelegt, um die Zellflüssigkeit durch die Matte zu drücken. Die Asbestmatten wurden dann aus der
Zellflüssigkeit entfernt und für 4 Stunden auf 100° C unter einem Differenzdruck von 5,0 cm Hg erwärmt Sie
wurden dann für 20Std. auf 180° C unter einem Differenzdruck von 68 mbar erwärmt.
fonylfluorid-Copolymeren behandelt, so daß 8 g des
Copolymeren pro 454 g Asbest vorhanden waren. Das Copolymere wurde durch Erwärmen der Asbestmatte
auf 1000C für 2 Stunden fixiert
Eine der Asbestmatten wurde auf einer Maschenkathode montiert und dann in eine Aufschlämmung von
5 g Chrysotilasbest (Johns-Manville 4T-12) in einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.-% Natriumhydroxid und
15 Gew.-% Natriumchlorid eingetaucht Es wurde eine Druckdifferenz von 0,85 bar über das Diaphragma
angelegt und eine Schicht von 23 g Asbest pro 929 cm2 auf dem Diaphragma abgelagert
Danach wurden die beiden elektrolytischen Zellen montiert und die Elektrolyse wurde mit einer Sole
aufgenommen, die etwa 310 g Natriumchlorid pro Liter enthielt Die ermittelten Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle zusammengestellt
Vergleich von Diaphragmen mit und ohne eine zweite Asbestschicht
Diaphragma Diaphragma mit zweiter ohne zweite Asbestschicht Asbestschicht
Anolytkopf (cm Wasser) | 73,7 | 68,6 |
AnodenstromefRzienz | 96% | 92% |
Kathodenstromeffizienz | 94% | 88% |
Zellspannung (Volt) | 3,40 | 3,48 |
% H2 in Cl2 | 0,05 | 0,05 |
% O2 in Cl2 | 0,51 | 2,37 |
030 164/143 |
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer Matte aus Chrysotilasbest unter Behandlung des Asbestes mit
Alkalihydroxid, dadurch gekennzeichnet,
daß man in die Chrysotilasbestfasern vor oder nach der Ablagerung zu einer Matte 5 bis 50 Gew.-%
Alkalihydroxid, bezogen auf trockenen Asbest und wasserfreies Alkalihydroxid, einbringt, ι ο
den Feuchtigkeitsgehalt der Asbestmatte auf unter 2 Gew.-% reduziert,
die getrocknete Asbestmatte auf eine Temperatur zwischen 110 und 2800C für mindestens 2 Stunden
erwärmt
und gegebenenfalls nach dem Erwärmen eine zweite Asbestschicht auf die so behandelte Asbestmatte
ablagert
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die getrocknete Asbestmatte 2 bis >o
100 Stunden erwärmt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Asbestschicht 136 bis
181g Asbest pro 929 cm2 enthält
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 2ϊ
gekennzeichnet, daß die zweite Asbestschicht 4,5 bis 45,4 g Asbest pro 929 cm2 enthält
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/403,137 US3939055A (en) | 1973-10-03 | 1973-10-03 | Laminated asbestos diaphragm |
US05/402,929 US3991251A (en) | 1973-10-03 | 1973-10-03 | Treatment of asbestos diaphragms and resulting diaphragm |
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- 1974-09-19 NL NL7412401A patent/NL7412401A/xx not_active Application Discontinuation
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