DE737917C

DE737917C - Verfahren zur Gewinnung von Persalzen durch Elektrolyse

Info

Publication number: DE737917C
Application number: DEG97160D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Trinius
Original assignee: Giesler & Trinius
Current assignee: Giesler & Trinius
Priority date: 1938-02-01
Filing date: 1938-02-02
Publication date: 1943-07-29

Description

Verfahren zur Gewinnung von Persalzen durch Elektrolyse Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Persalzen, z. B. Persulfaten, in elektrolytischen Zellen von der bekannten Bauart, bei der die Kathode und die Anode ineinander angeordnet sind und die Zellenwandung aus der Anode oder aus der Kathode gebildet wird, wobei sich der Elektrolyt in dem vom Strom durchflossenen Raum zwischen Anode und Kathode befindet.
Bei derartigen Zellen wird entweder mit einem Diapbragma gearbeitet oder die Kathodenoberfläche gegenüber der Anodenoberfläche besonders klein gehalten. Bei --der Einrichtung mit einem Diaphragma wird der Raum zwischen Anode und Kathode in zwei Räume Zeteilt. Hierbei muß der Abstand der Elektroden wesentlich größer sein als bei fehlendem Diaphragma, da dieses aus Festigkeitsgründen eine größere Wandstärke haben muß. Der elektrische Widerstand ist infolge des Diaphragmas' und der stärkeren Flüssigkeitsschicht erheblich größer und bedingt dadurch einen höheren Verbrauch von elektrischer Energie als bei fehlendem Diaphragma. Wird im letzteren Falle die kathodische Zersetzung durch eine Verkleinerung der Kathodenoberfläche verhindert, wobei auch Teile der Kathodenoberfläche in bekannter Weise von einem Nichtleiter bedeckt sein können, so kann die Polarisation und Zersetzung der Persalze nur durch hohe Stromstärke und durch einen größeren Abstand zwischen Anode und Kathode verhindert werden.
Es ist bei elektrolytischen Zellen anderer Bauart, d. h. mit nicht ineinander angeordneter Kathode und Anode, bekannt, daß durch Umwickeln der Kathode mit porösen Fäden aus nicht leitender, chemisch nicht angreifbarer Faser bei genügender Stärke der Umwicklung auch in - stark saurer Lösung die Zersetzung an der Kathode verhindert werden kann. Man hat bisher zur Herstellung von Ammoniumpersulfat schwach saure Lösungen (Lösungen von Ammoniumbisulfat in Wasser) verwandt und die aus einem Kohlenstab von etwa 2o mm Durchmesser bestehende Kathode mit einer Asbestschnur von 3 mm Durchmesser dicht umwickelt. Zur Herstellung von Ammoniumpersulfaten in stark saurer Lösung, z. B. einer solchen, aus der man ohne Zusatz von Säure durch Destillation H202 gewinnen kann, hat man eine derartige Einrichtung bisher nicht verwandt, da man der Ansicht war, daß man dann die Schutzschicht um die Kaihode wesentlich verstärken müsse und dabei eine unwirtschaftlich hohe Spannung benötige.
Es hat sich nun gezeigt, daß man mit einer noch wesentlich dünneren Umwicklung der Kathode sogar bei einer stark sauren Lösung, z. B. von 3oog Ammoniumbisulfat in I1 Schwefelsäure vom spezifischen Gewicht 1,2, mit guten Ausbeuten arbeiten kann, wenn man der Erfindung gemäß eine Stromkonzentration von über 2ooo Amp. je Liter anwendet.
Zweckmäßig werden ferner zwecks Verhinderung der Zersetzung des an der Anode gebildeten Persalzes an der Kathode zur Umwicklung der letzteren Fäden aus nicht leitenden Fasern, z. B. Schlacken- oder Glaswolle, angewandt, die von den Bestandteilen des Elektrolyts nicht angegriffen werden, in einer Richtung liegen und nicht verfilzen. Hierdurch unterscheiden sich solche Fäden vorteilhaft von den bisher verwandten, insbesondere von Asbestfäden. Weiter haben sie den Vorzug, daß sie nicht in wässeriger Lösung quellen und auch in nassem Zustand ihre Festigkeit behalten. Insbesondere die Fasern der Glaswollfäden sind nicht verfilzt, sie liegen in einer Richtung und lassen den an der Kathode entstehenden Wasserstoff überall durch. Der elektrische Widerstand der Zellen bei Asbestwicklungen, besonders in schwach sauren Lösungen, wird nach einiger Zeit größer, da sich die Poren zwischen den engen Windungen durch Abscheidungen zusetzen. "Dieser Gbelstand tritt bei Glaswollfäden in stark saurer Lösung nicht ein.
Erfindungsgemäß beträgt der Abstand zwischen Anode und Kathode nur wenige Millimeter, z. B. 2,5 mm, höchstens aber 5 nun, Hiervon entfallen auf die Schutzschicht um die Kathode 1,5 mm und der Rest auf den Flüssigkeitsraum zwischen Schutzschicht und Anode. Die zwischen den Glaswollfasern austretenden Wasserstoffblasen verkleinern durch ihr Volumen den Raum für den Elektrolyten z. B. auf ein Drittel. Die Wasserstoffblasen bewirken eine äußerst lebhafte Mischung des Elektrolyten; sie verhindern dadurch, daß Teile des Elektrolyten längere Zeit an einer Stelle in der Zelle bleiben und daß eine Zersetzung der än der Anode gebildeten Persalze durch Überhitzung eintritt. Die Zersetzung und Überhitzung wird weiter bei dieser Einrichtung dadurch verhindert, daß der Elektrolyt beständig durch die Zelle fließt. Dadurch, daß der Raum für den Elektrolyt äußerst klein gewählt wird und die Wasserstoffblasen ihn weiter verkleinern, wird eine Stromkonzentration von über 2ooo Amp. je Liter erhalten.
Bei der vorliegenden Einrichtung werden hohle Metallelektroden verwandt, die sich in bekannter Weise kühlen lassen. Die Kathoden sind so in der Zelle angeordnet, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode überall gleich groß ist.

Claims

PATENTANSPRUCFI Verfahren zur Gewinnung von Persalzen durch Elektrolyse in stark saurer Lösung unter Benutzung einer Kathode, die mit Fäden aus nicht leitenden, gegen die Bestandteile des Elektrolyten chemisch widerstandsfähigen Fasern umwickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen zum Kühlen eingerichteten Metallelektroden in an sich bekannter Weise mit gleichem Abstand ineinander angeordnet sind und die Schutzschicht um die Kathode weniger als 3 mm und der Abstand zwischen Anode und Kathode weniger als 5 mm beträgt und eine Stromkonzentration von über 2ooo Amp. je Liter angewandt wird.