DE728275C - Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten - Google Patents

Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten

Info

Publication number
DE728275C
DE728275C DEA86985D DEA0086985D DE728275C DE 728275 C DE728275 C DE 728275C DE A86985 D DEA86985 D DE A86985D DE A0086985 D DEA0086985 D DE A0086985D DE 728275 C DE728275 C DE 728275C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alkali
halogen
chlorine
chlorate
electrolysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEA86985D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Otto Kahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cavity GmbH
Original Assignee
Deutsche Solvay Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Solvay Werke GmbH filed Critical Deutsche Solvay Werke GmbH
Priority to DEA86985D priority Critical patent/DE728275C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE728275C publication Critical patent/DE728275C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

  • Elektro,lytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten #ei der elektrolytischen Herstellung von Chloraten hat man bisher meist so gearbeitet, daß die Elektrolyse der Chloride und die Reaktion zwischen den Produkten der Elektrolyse in der Zelle bzw. im Anodenraum nebeneinander stattfanden. Daß dabei infolge der ungeordneten Reaktionsfolge beträchtliche Mängel und Verluste, wie Unübersichtlichkeit der Anoden- und Kathodenvorgänge, niedrige Ausbeute, Verunreinigung des Wasserstoffs durch Chlor und Unmöglichkeit seiner Gewinnung, erhöhter Anodenangriff u. a., mit in Kauf genommen werden mußten, ist allgemein bekannt.
  • Es ist auch schon vorgeschlagen, elektrolytisch hergestellte Alkalilauge außerhalb der Elektrolysenzelle zu chlorieren, die chlorierte Lauge wieder in die Zelle zurückzuführen und erneut zu elektrolysieren. Um sämtliches Al- kali in Chlorat Überzuführen, ist bekanntlich ein Überschuß an ' Chlor notwendig. Da. aber Alkali und Chlor in äquivalenten Verhältnissen anfallen, ist die zusätzliche Erzeugung des fehlenden Chlorüberschusses in einer gesonderten Anlage notwendig. Auch ist in diesem Verfahren vorgesehen, die Chloratbildung in einem Rieselturm, in dem das Chlor der herabfließenden Lauge entgegengeführt wird, vorzunehmen. jeder Fachmann aber weiß, daß hier die Chloratbildung nicht vollständig ist. Es bleiben vielmehr stets gut meßbare Mengen an Hypochlorit selbst bei großen Chlorüberschüssen unzersetzt. Gelangen diese wieder, wie vorgesehen, in die Zelle, so wird sowohl die Ausbeute an den Elektrolysen stark beeinträchtigt als auch ein so starker Angriff der Kohleelektroden hervorgerufen, daß dadurch die Wirtschaftlichkeit des ganzen Prozesses zunichte gemacht wird.
  • Die erwähnten Mißstände beseitigt die vorliegende Erfindung, zu deren Ausführung sich sämtliche elektrolytischen Zellen eignen, bei denen eine Trennung der Elektrolysenprodukte erfolgt. Hier werden bei der Elektrolyse von z. B. Natriunichlorid bekanntlich aus Kochsalz neben Wasserstoff Natronlauge und. Chlor gewonnen: 2-X-aC1 + 2H.0= 2NaOH + H. + Ci Zur Herstellung von Chlorat aus diesen beidun Produkten ist nach der Gleichung zn# 6 -Na 0 11 + 3 CI-- = Na Cl 0, + 5.Na Cl. + 3 H.0 also theoretisch ein gleiches Verhältnis zwischen beiden Stoffen notwendig. Tatsächlich ist jedoch, wie schon erwähnt, ein geringer Chlorüberschuß erforderlich, da einerseits durch geringe Störungen im Bade Chlor und Alkalilauge nicht immer im gleichen Verhältnis geliefert werden, andererseits ein Chlorüber schuß beschleunigend auf die Unisetzung, des primär gebildeten Hypochlorits zu Chlorat wirkt. Würde man zu wenig Chlor anwenden, -,0 bliebe das Reaktionspro dukt alkalisch und stark hypochlorithaltig, so daß es beim Wiedere i ntritt in das Bad die Anoden angreif en würde. Durch thermische und elektrolytische Zersetzung des Hypochlorits würde außerdem auch die Stromausbeute herabgesetzt werden. Ein Chlorüberschuß läßt sich null z. B. dadurch erreichen, daß man von einer Mehrzahl von Elektrolvseuren einen Teil nach dem vorliegenden V#erfahren arbeiten läßt, während ein anderer in der üblichen Weise unter Gewinnung von Lauge und Chlor betrieben wird, wobei das letztere mit zur erfindungsgenläßen Chloratherstellung Verwendung findet. Gegen_ über dem bekannten Vorschlag, zur Chloraterzeugung aus elektrolytisch hergestellter Al- kali lauge und Chlor den notwendigen Chlorüberschuß einer beliebigen äußeren Quelle zu cntiiehrneii, hat die Erfindung den Virteil, daß das aus der Chloralkalierzeugung stammende Chlor stets in genügender Menge vorhanden ist und eine Dosierung bei den obenerwähnten Schwankungen des Chlor- und Laugeanfalls nicht erforderlich ist. Außerdem ist die bei der erfindungsgemäßen Chloraterzeugung und bei t' g el der Chloralkalielektrolyse verwendete Apparatur völlig gleichartig, so daß eine erhebliche Vereinfachung der Bedienung der Anlage gegenüber dem Zustand besteht, bei dem für die F--rzeug.Ung, des überschüssigen Chlors eine wesensfremde Fabrikationsanlage betrieben werden muß. Hieraus er,-eben sich große wirtschaftliche Vorteile besonders dann, wenn die Chlor- und Alkalierzeugung auchohne Rück-4cht auf die,eifindung gsgemäße Chloratherstellung vorgenommen wird.
  • )ic Chloratbildung wird erfindungsgemäß außerhalb der Zelle und durch stufenweise Neutralisation der letzten Hy ochloritmengen, , p z. B. in hintereinandergeschalteten UmsetzLingsbehältern, bei etwa 6o# vorgenommen. C - Wie schon erwähnt, ist die restlose Umsetzung von Alkatihydro--"yd zu Chlorat nicht einfach, da stets ein Rest von etwa 5 g/1 Hypochlorit verbleibt, der praktisch nur außerordentlich "#!iwierig in Chlorat übergeführt werden kann. -k.,V;er wird durch die in hintereinan#dergeschalfeten Behältern erfolgende Behandlung der die letzten Hypochloritmengen enthaltenden Lösungen mit überschüssigem Chlor allmählich eine praktisch vollständige Umsetzung erzielt. Nach völliger Aufzehrung des Hylroxvds wird die wieder stark chloridhaltig gewordene Lösung erneut der Elektrolyse unterworfen, an der sich unter den bekannten Bedingungen lediglich das Chlorid beteiligt. Zur Vermeidung einer Anhäufung von Chlorationeil im Anodenraum kann es zweckmäßig sein, den Flüssigkeitsumlauf durch Abzapfung eines Teiles des Anolyten, als Endprodukt der Elektrolvse oder als Zusatz zum Kathodenablauf. zu beschleunigen. Die nach der Elektrolyse wieder hydroxydhaltige Lösung wird dann voll neuem außerhalb der Zelle chloriert, anschließend wieder elektrolysiert und so im Kreislauf weiterbehandelt, bis der Gehalt an Chlorid eine untere bzw. der Chloratgebalt eine obere Grenze erreicht hat. In diesem Staflium wird der Prozeß abgebrochen und die Lösung nach an sich bekannten Methoden auf Chlorat aufgearbeitet. Man kann selbstverständlich auch durch entsprechende Maßnabmen die Ausschei dung des Chlorats kontinuierlich gestalten.
  • in dem erwähnten bekannten Verfahren wird zwar auch vorgeschlagen, die Umsetzung zwischen. Chlor und Alkalilauge in der Wärme, z. B. in einem Rieselturm, vorzunehmen. Bei dieser Arbeitsweise ist jedoch eine hypochloritfreie Chloratlösung nicht herzustellen.
  • Zur näheren Erläuterung des Verfahrens möge die beffiegende schematische Zeichnung dienen. A, und A2 sind zwei elektrolytische Bäder, die in der in der Alkalichloridelektro-Ivse üblichen Weise ausgerüstet sind. Sie wer- i den bei al und a.- mit einer 5o1 warmen Kochsalzlösung mit 28o gfl, die zweckmäßig geringe Mengen Chromat enthalten kann, gespeist. Das in den Anodenräumen entwickelte fast ioo'/,ig,e Chlor wird von beiden Bädern in dein Rohr B gesammelt und durch Ventilatorzug nach unten weiterbefördert. Nach dem Einschalten des Stromes fließt bei b, und b. zunächst eine Natronlauge in üblicher Konzentration und Verunreinigung durch Kochsalz ab. Während nun die bei b, abfließende Lauge in gewöhnlicher Weise zur Natronlaugeherstellung eingedampft oder sonst beliebig verwendet werden kann, fließt die Lösung bei b, die Hydroxyd. und Chlorid enthält, in das erweiterte Chlorabführungsrohr C, das züm Teil mit Füllkörpern ausgelegt ist. Hier findet bei einer Temperatur von üaber 50' die Reaktion des Hydroxyds mit überschüssigem Chlor statt, wobei das Hydroxyd in Chlorat übergeführt wird. Die Umsetzung der letzten Reste von intermedfär gebildetem Hypochlorit in Chlorat gelingt in hintereinandergeschalteten Umsetzungsbehältern durch stufenweise Neutral#sation der letzten Zehntelgramm Chlorfl, wobei jeder Stufe bei etwa 6o' eine gewisse Reaktionszeit gelassen werden muß. Die nunmehr lediglich Chlorat, bis zu 25o g11, und Chlorid, 100 bis 26oig/l, enthaltende Lauge gelangt in ein Entgasungsrohr D, das mit dem Ventilator in Verbindung steht. Hier wird ein großer Teil des gelösten und das überschüssige Chlor abgiegebeii. Nach der Entgasung gelangt die Lösung erneut, z. B. durch Pumpen o. dgl., in das Bad A" in welchem nun das Chlorid zusammen mit der Speiselösung erneut der Elektrolyse unterworfen wird. Das bereits gebildete Chlorat wird bei Gegenwart von Chroma.t nicht elektrolytisch zersetzt, da, seine Zersetzungsspannung höher als die des Natriumchlorids liegt. Der Prozeß geht dann so weiter, daß wiederum Hydroxyd entsteht und dieses mit Chlor zu Chlorat umgesetzt wird. Bei c kann kontinuierlich eine Lauge a;bgezogen werden, d-*e z. B. die folgende Zusammensetzung hat: 2509iNaCIO,/l und i5og iNaC1/1. Die Chloratkonzentration kann alber noch höher getrieben werden. Die bei bl ablaufende Lösung hat je nach dem Stand der Elektrolyse einen Gehalt von etwa 8o bis 130 g11 NaOH, 40 bis 16o g11 NaC1 und bis ZU 200g/1 NaClOs.
  • Das Bad arbeitet mit einer Ausbeute von etwa 98 bis iool/, Na Cl 03, bezogen auf das gebil dete Hydroxyd, und mit etwa 99 bis i ool/, des theoretisch zu erwartenden Wasserstoffs.
  • Verwendet man an Stelle von Kochsalz zur Speisung der Elektrolysenzelle Natriumbromid, so läßt sich in der gleichen Weise, wie soeben ausgeführt, Natriumbromat gewinnen. Zur Erzielung eines einwandfreien Betriebsablaufs ist es allerdings erforderlich, die elektrolytischen Zellen oberhalb des Siedepunktes des Broms, also bei etwa 6o', zu halten.
  • Das offenbarte Verfahren hat gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik den großen Vorteil, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine hohe Stromausbeute und damit eine höhere Wirtschaftlichkeit des Prozesses erzielt wird. Im Gegensatz zu anderen Verfahren wird der Wasserstoff in sehr reiner Form gewonnen; Verluste und Geruchsbelästigungen durch ent-,veichende Gase werden vermieden, da das Verfahren in vollkommen geschlossenen Zellen arbeitsfr kann. Weiterhin ist durch die Erfindung die Möglichkeit gegeben, jede geeignete elektrolytische Anlage nach Bedarf zur Herstellung von Chlo#rat oder ähnlichem nach dem erfind-ungsgemäßen oder zur Lau-gegewinnung nach dem üblichen Verfahren zu betreiben und ohne Schwierigkeiten von dem e'nen zum anderen Verfahren überzuge,h,en, wodurch ein ganz wesentlicher technischer Fortschritt gegeben ist. Bezüglich des Ganges der Elektrolyse können die großen Fortschritte auf -dem Gebiete der Chloralkalielektrolyse durch die Erfindung auch in der elektrolytischen Chloratherstellung ausgenutzt werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Alkallchloraten oder -bromaten. aus in elektrolvtischen Zellen hergestelltem Halogen undAlkalihydroxyden, bei dem der alkalische Katholyt außerhalb der Zellen mit dem anodisch gebildeten Halogen umgesetzt und die entstehende Lösung aus Halogenaten und Halogeniden in die Zellen zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenatgewinnung in Verbindung mit der Halogenalkalielektrolyse erfolgt und «lediglich aus letzterer stammendes Halogen in solchem Überschuß verwendet wird, daß das Abgas ständig freies Halogen enthält, wobei die Neutralisation der letzten Hypochloritreste bei etwa 6o' in mehreren Stufen erfolgt und die Lösung in jeder Stufe eine gewisse Zeit verbleibt.
  2. 2. Verfahren nach An§prucli i, dadurch gekennzeichnet, cr daß der Anolyt teilweise dem aus der Zelle austretenden Katholyten zugesetzt oder als Endprodukt der Elektrolyse abgezogen wird. 3. Verfahren zur Herstellung von Kaliumclilorat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß' ein Teil des Kaliumchlorats außerhalb der Zelle kontinuierlich aüsgeschieden wird.
DEA86985D 1938-05-29 1938-05-29 Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten Expired DE728275C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA86985D DE728275C (de) 1938-05-29 1938-05-29 Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA86985D DE728275C (de) 1938-05-29 1938-05-29 Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE728275C true DE728275C (de) 1942-11-24

Family

ID=6949944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA86985D Expired DE728275C (de) 1938-05-29 1938-05-29 Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE728275C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE948414C (de) * 1951-11-28 1956-08-30 Electro Chimie Metal Elektrolytische Herstellung von Natriumchlorat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE948414C (de) * 1951-11-28 1956-08-30 Electro Chimie Metal Elektrolytische Herstellung von Natriumchlorat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3118795C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Chlordioxid durch Elektrolyse
DE1140907B (de) Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus Soleloesungen
DE728275C (de) Elektrolytische Herstellung von Alkalichloraten oder -bromaten
DE2713236C3 (de)
DE3128817A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von chlordioxid
DE951863C (de) Herstellung von Alkalichloraten durch Elektrolyse
DE1767026B1 (de) Verfahren zur verringerung der quecksilberverluste bei der chloralkali elektrolyse nach dem amalgamverfahren
DD201918A5 (de) Kontinuierliches verfahren zur direkten umwandlung von kaliumchlorid in kaliumchlorat durch elektrolyse
DE948414C (de) Elektrolytische Herstellung von Natriumchlorat
DE2442106A1 (de) Verfahren zur elektrochemischen fluorierung organischer saeurehalogenide
DE1244749B (de) Verfahren und Vorrichtung zur unmittelbaren und gleichzeitigen Herstellung von anorganischen Alkalisalzen und von Chlorgas
DE80395C (de)
DE746215C (de) Metallelektrolyse-Verfahren
DE4033489C2 (de)
DE964676C (de) Verfahren zur Herstellung von reinen waessrigen Lithiumhydroxydloesungen nach dem Amalgamverfahren
DE227096C (de)
DE708059C (de) Verfahren zur Reinigung und Aufsaettigung des Elektrolyten bei der Chloralkalielektrolyse
DE103644C (de)
AT225432B (de) Elektrolytisches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von metallischem Indium
SU808561A1 (ru) Способ промывки диафрагмы
DE124512C (de)
DE53395C (de) Verfahren zur Gewinnung von Chlor und Brom mittelst Elektricität
DE47592C (de) Neuerung in der Elektrolyse von Halogenalkalien
DE213590C (de)
DE1592019C (de) Verfahren zur Entchlorung einer sauren Alkalichloriddünnsole