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Verfahren zur Herstellung von Kaliumpermanganat auf elektrolytischem
Wege Die Herstellung von Kaliumpermanganat durch anodische Auflösung von Mangan
oder seinen Legierungen in Kalilaugen oder alkalisch reagierenden Kalisalzlösungen
ist bekannt. Diesen Verfahren haften jedoch verschiedene Mängel an. Es gelingt zwar,
zu Beginn der Elektrolyse beispielsweise Mangan oder eine hochprozentige Manganlegierung
in einer 4- bis 6normalen Kal.iumcarbonatlösung anodisch in Lösung zu bringen. Schon
nach wenigen Stunden Versuchsdauer überzieht sich jedoch die Anode mit einer Schicht
von Manganoxyd, die eine weitere Auflösung des Mangans bzw. seiner Legierungen verhindert.
Man ist also gezwungen, nach kurzer Zeit die Manganelektroden mechanisch zu reinigen,
um überhaupt wieder eine anodische Auflösung zu erreichen.
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Verwendet man eine Kaliumhydroxydlösung als Anolyten, so bildet asich
bei anodischer Polarisation nur Kaliummanganat, das nach Verdünnung der Kalilauge
in einer zweiten Verfahrensstufe zu Permanganat oxydiert werden muß.
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Bei Verwendung von Kaliumhydroxydlösung tritt außerdem .der Nachteil
ein, daß die Auflösung :des Mangans oder seiner Legierungen nur mit verhältnismäßig
geringer Stromausbeute (etwa 15 bis 2o °/o) vor sich geht.
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Es ist nun gelungen, diese Nachteile zu vermeiden und in einem einzigen
Verfahrensgang Permanganatlaugen zu erzeugen, wenn man gemäß Erfindung Mangan oder
manganhaltige Legierungen in Kaliumcarbonatlösungen, die außerdem entweder freies
Kaliumhydroxyd oder Kaliumbicarbonat enthalten, anodisch zur Auflösung bringt. Die
Menge des zur Lösung gegebenen Kal.iumhydroxyds darf nicht höher als die vorhandene
Kaliumcarbon:atmenge sein. Die letztere soll jedoch mindestens i5og/1 Lösung betragen.
Wird die Kalilauge durch Kaliumbicarbona-t ersetzt, so soll die Menge an letzterem
15 g/1 Lösung nicht übersteigen.
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Eine ztveckmäß ge Ausführungsform des Verfahrens gemäß Erfindung ist
folgende: Es wird eine Anode aus hochprozentigem Ferromangan (zweckmäßig mit einem
Gehalt von 8o °/o Mn) in einer Lösung, die wenigstens 5 g/1 und höchstens i 5o g/1
freies Kaliumhydroxyd neben mindestens i5o g/1 Kaliumcarbonat
enthält,
anodisch zur Auflösung gebracht. Der Anodenraum ist vom Kathodenraum durch ein alkalibeständiges
Diaphragma bekannter Ausführung getrennt. Als Kathodenlauge werden zweckmäßig Kaliumhydrohyd-
oder Kaliumcarbonatlösungen bzw. Gemische beider verwendet. Die Badtemperatur im
Anolyten beträgt vorzugsweise 50 bis 55°; bei höheren Temperaturen
tritt eine Zersetzung des gebildeten Permanganats ein. Die bei der Badtemperatur
mit Permanganat gesättigte Anodenlauge wird abgelassen und abgekühlt, wobei sich
der größte Teil des Permanganats in fester Form abscheidet. .Nach Abtrennung der
Kristalle wird die Mutterlauge wieder in den Anodenraum zurückgeführt.
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Das Verfahren kann also kontinuierlich durchgeführt werden, und irgendwelche
Laugenverluste treten praktisch nicht ein. Beispiele i. In einem Elektrolysiergefäß
werden eine Anode aus Ferromangan mit 8o °/o Mangangehalt als Anode und eine Kathode
aus Eisenblech angeordnet. Der Anolyt besteht aus einer Lösung, die igo gil Kaliumcarbonat
und i4.o g/1 Kaliumhydroxyd enthält, während der vom Anodenraum durch ein Asbestdiaphragma
getrennte Kathodenraum eine 3o°/oige Kalilauge enthält. Nach Anlegen einer Spannung
von 2,7 Volt wird bis zur Sättigung der Anodenlösung an Perinanganat elektrolysiert.
Die gesättigte Kaliumpernianganatlösung zieht man laufend aus dem Anodenraum ab
und führt sie, nachdem das Permanganat durch Abkühlen auskristallisiert und abgetrennt
wurde, nach Zugabe der erforderlichen Mengen an Kaliumcarbonat und Kaliumhy droxyd
dem Anolyten wieder zu, derart, daß die Anoly tspiegelhöhe dauernd umverändert bleibt.
Die Stromausbeute an Permanganat beträgt 4-4, i °/o und der Energieverbrauch 7,3
KWhikg KMn04.
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2. In einem Elektrolysiergefäß werden eine Anode aus Mangan (98°(oig)
als Anode und eine Kathode aus Eisenblech angeordnet. Der Anolyt besteht aus einer
Lösung, die 28o g/1 K. C03 und 5 g/1 K O H enthält, während der Katholyt aus einer
Lösung besteht, die ini Liter 200 g K O H und loo g K#, C03 enthält. .Nach Anlegen
einer Spannung von 3,3 Volt wird bis zur Sättigung der Anodenlösung an Permanganat
elektrolysiert. Die gesättigte Kaliumpermanganatlösung zieht man laufend aus dem
Anodenraum ab und führt sie, nachdem das Permanganat durch Abkühlen auskristallisiert
und abgetrennt wurde, nach Zurare der erforderlichen Mengen an Kaliumcarbonat und
Kaliumhydroxyd dem Anolyten wieder zu, derart, daß die Anolytspiegelhöhe dauernd
unverändert bleibt. Die Stromausheute an Permanganat beträgt .4i,2 °/o und der Energieverbrauch
lo,4KWhkgKMn04.
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3. In einem Elektrolysiergefäß werden eine Anode aus Ferromangan mit
8o °/o Mangangehalt als Anode und eine Kathode aus Eisenblech angeordnet. Der Anolyt
besteht aus einer Lösung, die im Liter 270 g K, CO, und lo,o g K H C03 enthält,
während der Katholyt aus einer Lösung besteht, die im Liter 28o g K2 C03 und 5 g
K O H enthält. Nach Anlegen einer Spannung von 3,3 Volt wird bis zur Sättigung der
Anodenlösung an Permanganat elektrolysiert. Die gesättigte Kaliumpermanganatlösung
zieht man laufend aus dem Anodenraum ab und führt sie, nachdem das Permanganat durch
Abkühlen auskristallisiert und abgetrennt wurde, nach Zugabe der erforderlichen
Mengen an Kaliumcarbonat und Kaliumbicarbonat dem Anolyten wieder zu, derart, daß
die Anolytspiegelhöhe dauernd unverändert bleibt. Die Stromausbeute beträgt 447o
und der Energieverbrauch lo,i KWh/kg KMn04.
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Bei der elektrolytischen Erzeugung von Alkalipermanganat unter Verwendung
von Anoden aus Mangan (Ferroinangan) hat man bereits früher einen Anolyten verwendet,
der entweder aus Alkalilauge oder aus einer Lösung von Alkalicarbonat und -bicarbonat
bestand. Aus diesem älteren Vorschlag war jedoch nicht zu entnehmen, daß bei der
Herstellung von Kaliumpermanganat bei Einhaltung der in vorliegendem Anspruch genannten
Salzkonzentrationen im Anolyten eine Deckschichtenbildung an der Anode unterbleibt.