DE548367C

DE548367C - Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Schwefelsaeure

Info

Publication number: DE548367C
Application number: DEM114757D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-01-28
Filing date: 1931-03-31
Publication date: 1932-04-11

Description

Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Schwefelsäure Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Schwefelsäure aus Calciumsulfat in Lösung bzw. Suspension, wobei außerdem schwefelhaltige Gase, insbesondere Schwefeldioxyd, zugefügt werden können, welche durch den anodisch entwickeltenSauerstoff oxydiert und in Schwefelsäure übergeführt werden.
Die Elektrolyse erfolgt in Apparaten, die mit Diaphragmen oder porösen Innengefäßen versehen sind, welche die Anoden aufnehmen. Die Anoden werden aus einem Material hergestellt, welches durch Schwefelsäure nicht oder nur wenig angegriffen wird, z. B. aus Platin, Kohle, Blei oder irgendeinem anderen Metall oder einer Metallegierung, welche der Einwirkung von Schwefelsäure widersteht. Die Kathoden sind aus Blei, Eisen oder irgendeinem anderen Metall.
Als Elektrolyten werden Lösungen oder Suspensionen von Calciumsulfat verwendet, wobei solche, die bei gewissen Industrien als wertlose Nebenprodukte abfallen, eine wirtschaftlich vorteilhafte Verwendung finden können. Man kann auch gefälltes oder natürlich vorkommendes Calciumsulfat (Gips, Anhydrit) verwenden. Das mehr oder weniger reine Calciumsulfat wird in den Kathodenzellen einfach suspendiert, wobei die Flüssigkeit während der Elektrolyse durch die ständige Auflösung des suspendierten Sulfates fast gesättigt bleibt. Das Calciumsulfat kann auch zu Platten geformt werden, und diese Platten können die dieKathode bildenden Metallteile bzw. Metallplatten aufnehmen. Das sich an der Kathode bildende Kalkhydrat kann durch einen Kohlensäurestrom abgesättigt werden; jedoch bildet diese Zufügung von Kohlensäure nicht einen unbedingt notwendigen Bestandteil der Erfindung.
Die Elektrolyse kann in der Kälte oder, zur Verminderung des inneren Widerstandes, auch in der Wärme erfolgen. Es genügt eine Badspannung von 4. Volt; man kann aber auch mit einer höheren Spannung arbeiten. Bei Einhalten der besten Arbeitsbedingungen nähert sich die Ausbeute der theoretischen.
Die Anionen (S04) reagieren mit dem Wasser unter Bildung von Schwefelsäure und Sauerstoff, welcher an der Anode frei wird. Wenn die Bedingungen so sind, daß eine Elektrolyse des Wassers stattfindet, so entwickelt sich Sauerstoff aus der Wasserzersetzung zuungunsten der Ausbeute, indem stets die Gesamtmenge des entwickelten Sauerstoffes der verbrauchten Amperestundenzahl proportional ist.
Wenn den Anodenzellen Schwefeldioxyd in Gasform oder in Lösung zugeführt wird, so wird es zu Schwefelsäure oxydiert; wird eine genügende Menge Schwefeldioxyd zugeführt, so wird der gesamte Anodensauerstoff ausgenutzt.
Die theoretische Ausbeute an Schwefelsäure wird durch Zufügung von Schwefeldioxyd verdoppelt, indem durch die Oxydation desselben durch den Anodensauerstoff ebensoviel Schwefelsäure gebildet wird wie durch die Elektrolyse der Sulfate des Bades.
Wird unter den gleichen Bedingungen. Schwefelwasserstoff hinzugefügt, so wird auch dieser vollständig zu Schwefelsäure oxydiert, entsprechend der Gleichung H, S + q. O - HZ SO,,. Wie diese Gleichung zeigt, entsteht bei der Oxydation von Schwefelwasserstoff vieranal weniger Schwefelsäure als bei der Oxydation von Schwefeldioxyd; dies wird durch die Erfahrung bestätigt.
Durch Zuführen genügender Mengen von Schwefeldioxyd oder Schwefelwasserstoff kann also der gesamte Sauerstoff für die Reaktion nutzbar gemacht werden, wobei die Löslichkeit dieser Gase deren Verwendung erleichtert.
Die Zufügung schwefelhaltiger Gase hat gleichzeitig den Vorteil, die Oxydation der Anoden zu verhindern, besonders wenn diese aus einem Material bestehen, welches sich bei den üblichen Elektrolysebedingungen oxydiert.
Das verwendete Schwefeldioxyd kann beliebiger Herkunft sein.
Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet die Verwertung industrieller Gase mit einem so geringen Gehalt an Schwefeldioxyd oder Schwefelwasserstoff, daß deren Verwertung zur Herstellung von Schwefelsäure nach den bisher bekannten Verfahren nicht möglich ist.
Nicht nur hierdurch unterscheidet sich das vorliegendeVerfahren von den bisher bekannten Verfahren, bei welchen von Schwefelsäure selbst oder von dem beim Behandeln von Eisenerzen mit Schwefelsäure erhaltenen Eisensulfat ausgegangen wird, bei welchen es sich also nicht um die neue Herstellung von Schwefelsäure, sondern um die Wiedergewinnung verbrauchter Schwefelsäure handelt.
Es ist ferner bekannt, auch aus Calciumsulfat Schwefelsäure herzustellen, indem dieses zunächst durch doppelte Umsetzung mit Natriumkarbonat in Natriumsulfat übergeführt wird, worauf das Natriumsulfat der Elektrolyse unterworfen wird.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene Schwefelsäure ist von sehr großer Reinheit und kann in einer 'Konzentration von 45' Be und mehr erhalten werden. Sie kann .so, wie sie anfällt, verwen-.det oder in bekannter Weise konzentriert oder in dem Maße, wie sie sich bildet, sofort während derBildung für andere industrielleReaktionen nutzbar gemacht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß in mit Diaphragmen oder porösen Innenbehältern versehenen Apparaten Calciumsulfat der Elektrolyse unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlensäure in den Kathodenraum eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet" daß in die Anodenflüssigkeit oder in den Anodenraum während der Elektrolyse schwefelhaltige Gase, wie Schwefeldioxyd oder Schwefelwasserstoff, .eingeleitet werden.