DE765387C

DE765387C - Elektrolyse von Natriumsulfatloesung

Info

Publication number: DE765387C
Application number: DEP83847D
Authority: DE
Inventors: Nino Rupp
Original assignee: KURMAERKISCHE ZELLWOLLE; RHEINISCHE KUNSTSEIDE AG; SCHLESISCHE ZELLWOLLE AG; ZELLULOSE AG; ZELLULOSE AG KUESTRIN
Current assignee: KURMAERKISCHE ZELLWOLLE; RHEINISCHE KUNSTSEIDE AG; SCHLESISCHE ZELLWOLLE AG; ZELLULOSE AG; ZELLULOSE AG KUESTRIN
Priority date: 1942-03-01
Filing date: 1942-03-01
Publication date: 1953-09-14

Description

Elektrolyse von Natriumsulfatlösung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elektrolyse von Alkalisulfatlösung .zwecks Herstellung von Alkalilauge und Schwefelsäure. Das Verfahren der Erfindung kann außer auf Sulfatlösung auch auf Lösungen sich ähnlich verhaltender Salze angewendet werden. Beispielsweise können Alkaliphosphatlösungen der Elektrolyse unterworfen werden oder Lösungen anderer Salze mit nicht flüchtigen Anion. In der Patentschrift 743 83,3 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine stetige Elektrolyse von Natriumsulfat unter Benutzung mehrerer Zellen durchgeführt wird, deren Anodenräume einerseits und Kathodenräume andererseits hintereinander angeordnet sind, wobei die Ausgangslösung dem Kathodenraum der einen sowie dem Anodenraum der anderen Endzelle zugeführt wird. Bei dieser Arbeitsweise ist die Möglichkeit einer Neutralisation der sieh in den von Diaphragmen getrennten Anoden- oder Kathodenräumen gegenüberstehenden Lösungen soweit wie möglich herabgemindert, und es werden bei guter Stromausbeute sehr reine Laugen und Säur.n erhalten.
Es wurde nun gefunden, daß man eine Neutralisation der Lösungen in Anoden- und Kathodenraum infolge Diffusion durch das Diaphragma wesentlich verringern und bei der Elektrolyse der Alkalisulfatlösungen die Stromausbeuten wesentlich verbessern kann, wenn man bei der Elektrolysierzelle die zu elektrolysierende Lösung durch den einen Elektrodenraum mit größerer Geschwindigkeit hindurchleitet.
Es ist bereits ein Verfahren bekannt, das der Gewinnung reiner Ätzalkalien aus Alkalisalzen, beispielsweise aus Carnallitlösung, dient, bei dem ebenfalls die Elektrolytlösungen mit verschiedener Geschwindigkeit die Elektrolysierzelle durchströmen. Bei diesem Verfahren wird die Katholytlösung mit einer solchen Geschwindigkeit entfernt, wie erforderlich ist. um die elektrolytische Zersetzung gering zu halten. Zum Kathodenraum läßt man dabei bereits eine mit der zu erzeugenden #dentische Ätzalkalilösung zufließen, während zum Anodenraum die zu reinigende Elektrolytlösung zugegeben wird. Zum Unterschied davon erfolgt bei dem Verfahren der Erfindung der Durchfluß von Anolyt oder Katholy t schneller, um eine durch Diffusion verursachte Rückbildung zu vermeiden, und es wird beiden Räumen der Elektrolysierzelle, also sowohl dem Anoden- als auch dem Kathodenraum die gleiche Ausgangslösung zugeführt.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren, daß der elektrolytischen Darstellung von Hyposulfiten dient, wird, lediglich um eine Hautbildung zu vermeiden, der Elektrolyt mit hoher Geschwindigkeit an der Kathode v orbeibewegt. Eine unterschiedliche Geschwindigkeit von Katholyt und Anolyt beim Durchfließen der Zelle ist jedoch nicht vorgesehen.
Bei der Arbeitsweise gemäß der Erfindung, bei welcher Anolyt und Katholy t mit verschiedener Geschwindigkeit durch die Zelle fließen, ist die Möglichkeit einer Neutralisation infolge Diffusion durch das Diaphragma wesentlich verringert. Die Geschwindigkeit des Durchflusses kann also bei diesem Verfahren im Kathodenraum oder auch im Anodenraum vergr5riert werden.
Das Verfahren kann in verschiedener Weise zur Ausführung kommen. Beispielsweise kann eine Zelle zur elektrolytischen Zersetzung von Alkalisalzlösungen Verwendung finden, bei der zwischen Anoden- und Kathodenraum das Diaphragma durch eine Flüssigkeitszone gebildet wird, die aus dem zu elektrolysierenden Medium besteht, wobei der Anodenraum an der Unterseite durch eine nach unten gewölbt verlaufende poröse Trennwand abgeschlossen ist und die Elektroden in Gegenüberstellung in veränderlichem Abstand eingebaut sind. Mit dieser Anordnung der Elektroden «-erden bei gleichmäßigem Durchlauf von Anolyt und Katholyt hochprozentige Säure und Lauge gewonnen. Die Vorrichtung kann unverändert Verwendung finden. Es ist nur notwendig, die Durchflußgeschwindigkeit von Anolyt und Katholv t verschieden groß zu wählen.
Wird beispielsweise bei einer Alkalisulfatelektroly se dem Durchfluß des Katholyten eine zehnfache Geschwindigkeit des Durchflusses des Anolyten gegeben, so stellen sich die Endkonzentrationen in den Elektrolysierzellen im Verhältnis i : io ein. Innerhalb der Zellen steht also der konzentrierten Säure eine zehnfach verdünnte Lauge gegenüber.
Zur Erzielung von Laugen und Säuren hoher Konzentration können bei dem Verfahren der Erfindung mehrere Zellen hintereinandergeschaltetwerden. Der Durchfluß des Elektrolyten kann dabei im Gegenstrom oder Gleichstrom erfolgen.
Sollen sowohl anodisch als auch kathodisch gleich hohe Endkonzentrationen erzielt werden, so finden zwei Zellensysteme Anwendung, wobei dem einen System der Katholyt, dem anderen System der Anolyt mit entsprechend erhöhter Geschwindigkeit zugeführt wird. Es wird also in dem einen System die Anodenlösung, im anderen die Kathodenlösung auf hohe Konzentration angereichert. Das Verfahren läßt sich sowohl bei einem Einzellensystem als auch bei einer Zellenreihe an-,venden. Beispiel i In der Elektrolysierzellewird als Ausgangslösung eine 2o%ige Natriumsulfatlösung eingesetzt und die Durchflußgeschwindigkeit im Kathodenraum zehnmal so groß wie im Anodenraum gewählt. Zur Anwendung kommt ein Mehrzellensystem mit Gegenstromdurchlauf. Die angewandte Klemmenspannung beträgt 6,o Volt, die Stromdichte 1,5 bis 2,o Amp./dm2 Anodenfläche. Abgezogen wird im Dauerbetrieb eine iooloige Schwefelsäure als Anolyt und eine i- bis 2oloige Natronlauge als Katholyt. Die im Dauerbetrieb erreichten Stromausbeuten liegen anodisch bei 82 %, kathodisch bei iooo/a. Beispiel e Unterwirft man jedoch die in Beispiel i angeführte Lösung bei gleicher Durchflußgeschwindigkeit in beiden Elektrodenräumen den obigen Bedingungen, so erhält man eine ioo/oige Schwefelsäure wie auch eine etwa ro%ige Natronlauge. Die Stromausbeuten liegen bei beiden Elektroden nur bei 75 bis 800/0. -

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Elektrolyse, bei der die Ausgangslösung durch beide Elektrodenräume fließt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Lösung von Alkalisu-Ifat oder von einem sich ähnlich verhaltenden Salz die Lösung durch den einen Elektrodenraum mit größerer Geschwindigkeit geführt wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 16 12,6, 342796.