-
Verfahren zur Herstellung von Hyposulfit Das Problem, Hyposulfit auf
elektrolytischem Wege durch Reduktion z. B. von Bisulfit an der Kathode herzustellen,
ist bisher technisch noch nicht gelöst. Die bis jetzt bekanntgewordenen Versuche
haben wohl ergeben, daß man etwa 14%ige Hyposulfitlösungen, deren Gehalt an Nag
S2 O4 also für die Aufarbeitung auf festes Hyposulfit ausreichend sein würde, erhalten
kann. Es hat sich aber gezeigt, daß es nicht möglich ist, nach den Angaben der Literatur
eine derartige Elektrolyse im Dauerbetrieb durchzuführen, was ja für die technische
Anwendung unerläßlich ist. Man hat z. B. so gearbeitet, daß in einer durch ein Tondiaphragma
in Anoden- und Kathodenraum getrennten Zelle Bisulfitlösung als Katholyt, ao%ige
Schwefelsäure als Anolyt diente. Oder man hat als Katholyt und Anolyt Neutralsalzlösungen,
wie Kochsalz- oder Natriumsulfatlösungen, verwendet, wobei dem Kathdolyben dann
SO2 zugeführt wurde. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, insbesondere zum Zweck
der gleichzeitigen Gewinnung von Chlor bei Verwendung von Kochsalz als Anolyt einen
so kräftigen Flüssigkeitsstrom aus dem Anodenraum durch das Diaphragma hindurch
in den Kathodenraum zu schicken, daß er den elektrolyrischen überführungsprozeß
überwiegt. In allen diesen Fällen gelingt des, in kurzen Versuchen von einigen Stunden
Dauer die Zelle ohne Schwierigkeit zu betreiben. Werden aber die Versuche länger
ausgedehnt, oder läßt man den Katholyten kontinuierlich die Zelle durchströmen,
so ist ein Ansteigen der Spannung zu beobachten, die bald solche Werte annimmt,
daß die Elektrolyse abgebrochen werden muß.
-
E's wurde nun gefunden, daß diese Schwierigkeit vollständig wegfällt,
wenn statt verdünnter Schwefelsäure oder Neutralsalzlösu-n gen ein alkalischer Anolyt
verwendet wird, dessen alkalische Reaktion während der ganzen Dauer der Elektrolyse
aufrechterhalten werden muß, rund wenn dafür Sorge getragen wird, daß Teile der
Anodenflüssigkeit durch das Diaphragma hindurch in den Kathodenraum deintreten.
Als alkalische Anolyten eignen sieh mit Alkalilaugeoder Alkalicarbonaten versetzte
Salzlösungen, zweckmäßiger ist es aber, direkt Alkalilaugen doder Alkalica.rbonatlösungen
zu verwenden. Natürlich muß dann in den Katholyten, auch wenn er Bisulfit enthält,
dauernd S02 eingeleitet werden, und zwar in dem Maße, als teils durch Stromtransport,
teils durch Digusion Alkalizufuhr stattfindet. Das Hindurchtreten von Teilen des
Anolyten durch das Diaphragma kann z. B. durch Aufrechterhaltung eines Druckunterschiedes
zwischen Anoden- und Kathodenraum derreicht werden, was in. einfacher Weise dadurch
geschieht, daß der Flü.ssigkeitsstand
im Anodenraum höher gehalten
wird ,als im Kathodenraum. Hierdurch wird die Diffusion von Hypiosulfit in, den
, Anolyten erschwert, wodurch eine Verbesser= rung der Ausbeute erreicht wird. Außer&riZ,
, wird durch diese Maßnahme ein Verstopfiai@ des Diaphrägmas verhindert und somit
eiir -Dauerbetrieb ermöglicht. Besondere Ausführungsformen des Verfahrens bestehen
darin, daß Kathoden in Form dünner Drähte verwendet werden und ,daß die Rührung
des Katholyten durch Einleiten eines indifferenten Gases, z. B: Kohlensäure oder
Stickstoff, erfolgt. Es gelingt,dann, 18- bis 2o%ige Hyposulfitlösungen noch mit
mehr als 8o% Stromausbeute herzustellen. Die beiden letzten Maßnahmen (Drahtkathoden
und Gasrührung) für sich allein sind nicht Gegenstand des Schutzes. Beispiel Ixt
einer Elektrolysierzelle, welche durch ein Tondiaphragma in Kathoden- und Anodenraum
getrennt ist, wobei Kathode °und Anode aus Blei bestehen, wird 2o 9/oige Bisulfitlösüng
kontinuierlich durch denn Anodenraum geleitet und mit einer Stromdichte von i o
A pro Quadratdezimeter elektrolysiert. Die Rührung des Katholyten erfolgt durch
raschen Umlauf. Die Spannung beträgt anfangs 7 V. Nach i Stunde ist sie auf 7,5
V, nach einer weiteren Stunde auf 8,5 V und nach der 3. Stünde auf i-- V
gestiegen, wenn der Durchfluß der Bisulfitlösung so geregelt ist, daß eine i2o/oige
Hyposulfitlösung den Kathodenraum verläßt.
-
Wird in derselben Zelle nach Ersatz des gebrauchten Tondiaphragmas
durch ein neues und nach Ersatz der Bleianode durch eine V2A-Anode der Versuch mit
Natronlauge als Anolyt durchgeführt; wobei in den Kathol:yten SO.
eingeleitet wird, so beträgt die Spannung . unverändert, auch bei Monate-14p Betrieb;
7,2 V, während eine i3ö/oige yp,osulfitlös@ung die Zelle verläßt, Die Ver-*W'endung
von alkalischem Anolyten hat somit iügleich die"Ausbeute erhöht. Wird jetzt ein
Silberdrahtnetz von einer Maschenweite von 2 mm und einer Drahtdicke von o,25 mm
zwischen dem äußeren Bleirohr und dem Diaphragmä angebracht und an den negativen
Pol angeschlossen und gleichzeitig ein Strom von Kohlensäure durch den Katholyten
geleitet, so besitzt die die Zelle verlassende Hyposulfitlösung bei der gleichen
Durchfiußg-eschwindigkeit wie in den beiden ersten Beispielen eine Konzentration
von i 5 0'o, wobei die Stromausbeute 85% beträgt. Verringert man die Durchflußgeschwindigkeit,
so kann man die Konzentration der Hyposulfitlösung bis Zoo g11 steigern, ohne daß
die Stromausbeute unter 8o% heruntergeht.