DE350394C - Verfahren zur Gewinnung von Natrium durch Elektrolyse von AEtznatron - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Natrium durch Elektrolyse von Ätznatron. Das übliche Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung des Natriums aus geschmolzenem Ätznatron ist insofern unvollkommen, als an der Kathode stets Wasserstoff entwickelt und durch diesen Vorgang die Stromausbeute auf 5o Prozent oder weniger herabgedrückt wird (vgl. I. Billi t er, die elektrochemischen Verfahren in der chemischen Großindustrie Bd. III, S. 5o, Halle 1g18). Der Zweck des vorliegenden Verfahrens ist, diese Wasserstoffentwicklung auszuschließen. Hierzu ist es notwendig; zu verhindern, daß das im Anodenvorgang nach der Gleichung q. O H' -i-. 4 F = 2 H20 + 02 entstehende Wässer in die Umgebung der Kathode gelangt.
• Zur Erreichung dieses Zweckes sind bisher verschiedene Mittel angegeben worden. In den Patenten 149558 und 267897 wird vorgeschlagen, zur Hemmung der Diffusion des an der Anode gebildeten Wassers Scheidewände zu errichten, welche im einen Fall. aus erstarrter Natronschmelze, im anderen aus einem Tonerdediaphragma bestehen. Die Wirkung dieser Maßnahme kann jedochgrundsätzlich keine vollkommene sein, da durch sie die Diffusion des Wassers in der Schmelze erschwert, aber nicht aufgehoben ist. Das im Patent 2847q.2 vorgeschlagene Verfahren, ' das an der Anode wasserhaltig gewordene Alkali durch Zufuhr von frisch entwässertem Alkali aus dem Apparat zu entfernen, erfordert neben der Elektrolyse eine besondere Vorrichtung, welche die Zirkulation in Gang hält und das abströmende Alkali entwässert, durch das unvermeidliche Auftreten innerer Teilströmungen muß überdies die Wirksamkeit dieser Einrichtung stark beeinträchtigt werden.
• Es wurde nun gefunden, daß man die Umgebung der Kathode vor dem Zutritt des Wassers schützen kann, indem man das durch die Schmelzein Richtung von der Anodezur Kathode wandernde Wasser durch chemische Bindung abfängt. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß der Natronschmelze ein wasserbindendes Oxyd zugesetzt wird. Bekanntlich haben die Oxyde der Erdalkalimetalle die Eigenschaft, der Natronschmelze Wasser zu entziehen, wobei nach Patent 179933 bei geeigneter Temperatur sogar Natriumoxyd in der Schmelze gebildet wird. Eine Schicht von gebranntem Kalk, welche in der Natronschmelze zwischen Anode und Kathode angeordnet ist, muß also praktisch alles von der Anode her vordringende Wasser aufnehmen und wird so den Kathodenraum vor der schädlichen Einwirkung des Wassers schützen.
• Es ergibt sich somit die folgende Anordnung der elektrolytischen Zelle

  Negative .... NaOH NaOH, Positive,

  Elektrode, Na -E- CaO Elektrode.

  ä b

  Die Elektroden können bekanntlich aus Eisen gemachtwerden; a und b sindDiaphragmen, z. B. aus gebrannter Magnesia, entweder in Form fester Wände oder in Form von Pulverdiaphragmen. Der Ätzkalk zwischen a und b wird in feiner @ Verteilung in die Ätznatronschmelze eingerührt. Statt des Ätzkalkes kann auch Strontiumoxyd oder Bariumoxyd verwendet werden. Aus einer solchen Schmelze scheidet sich bei der Elektrolyse das Natriumion ohne gleichzeitige_ Wasserstoffentwicklung ab, mährend das Hdroxylion durch b auswandert. Das Diaphragma a verhindert, daß sich das abgeschiedene Natrium im Katholyten zerteilt. Im Anolyten wird die dort befindliche Natronschmelze während der Elektrolyse wasserhaltig, bevor das durch den Anodenvorgang nach der obigen Gleichung gebildete Wasser mit dem Sauerstoff entweicht. Vom Anolyten muß die Schmelze nach dem Mittelraum vorrücken, wo ihr Wassergehalt vom Ätzkalk abgefangen wird. Ist der letztere verbraucht, so muß der Mittelraum frisch beschickt werden, Um den Wassergehalt im Anolyten niedrig zu halten, kann man denselben in der Nachbarschaft der Elektrode überhitzen, indem man daselbst elektrische Heizkörper, z. B. in Form von Drahtspiralen, anbringt.
• Nach dem Gesagten werden die folgenden Beispiele leicht verständlich sein Beispiel z. In einem eisernen Trog wird Atznatron eingeschmolzen und etwa to Prozent fein gemahlener Ätzkalk eingerührt. Es bildet sich eine steife knetbare Masse. In dieselbe werden nebeneinander zwei Tiegel aus Magnesia eingedrückt. Der eine wird mit Atznatron, der andere mit Natrium gefüllt, und in jeden eine Elektrode, z. B. aus Eisenblech, eingesetzt. Die Elektrolyse vollzieht sich bei etwa 2,5 Volt mit zooo Amp. pro Quadratmeter anodischer oder kathodischer Stromstärke und mit quantitativer Stromausbeute. Beispiele. Hochgebrannte gepulverte Magnesia wird in genügend dicker Schicht zwischen zwei engmaschige Drahtnetze aus Eisen eingeschlossen, und es werden daraus Körbe oder Tröge geformt, die an Stelle der Magnesiatiegel im Beispiel r in die Ätzkalk-Ätznatronmasse eingesetzt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Gewinnung von Natrium durch Elektrolyse von geschmolzenem Ätznatron, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Anode gebildete und durch die Schmelze nach der Kathode hinwandernde Wasser durch chernischeBindung abgefangen und auf diese Weise die Umgebung der Kathode vor dem Zutritt des Wassers geschützt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium vom Ätznatron durch eine Schicht getrennt wird, welche aus Ätznatron mit einem Zusatz eines wasserentziehenden Mittels, wie Kalziumoxyd, Strontiumoxyd oder Bariumoxyd besteht.