DE83536C - - Google Patents

Description

, KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Herstellung von Chlor und Alkali durch elektrolytische Zersetzung der Chloride und weitere Verarbeitung der erhaltenen Producte zu chlorsauren Alkalien auf chemischem Wege treten in allen Theilen des Betriebes mehr oder weniger grofse Schwierigkeiten auf und es entstehen Verluste. Die Ausbeute an Aetzalkali und Chlor ist bei weitem nicht so grofs, als der angewendeten Stromstärke entspricht. Das Auffangen des Chlorgases ist mit vielen Unzuträglichkeiten verbunden und erfordert grofse umfangreiche Anlagen. Man hat daher versucht, unter Beibehaltung des Diaphragmas .die alkalische KathodenflUssigkeit, welche also Aetzalkali und Alkalichlorid enthält, zur Anode zu leiten und hierin das Chlor zu entwickeln, welches dann sofort chlorsaure Alkalien bilden würde. Hierbei ergiebt sich aber eine aufserordentlich schlechte Ausbeute an Chlor an der Anode, und aufserdem erweisen sich in der stark alkalischen Lösung nur Platinelektroden als dauernd widerstandsfähig. Auch ist bereits die Herstellung von Chlorat aus dem Chlorid in Bädern ohne Diaphragmen und bei erhöhter Temperatur versucht worden, doch hat sich daraus keine technisch verwendbare Methode herleiten lassen.

Nach vorliegender Erfindung wird nun ebenfalls in Bädern ohne Diaphragma und bei erhöhter Temperatur (zweckmäfsig von 40 bis ioo° C. unter Anwendung von Strömen von 500 bis 1000 Ampere Stromdichte pro 1 qm) gearbeitet, doch wird als Elektrolyt eine mäfsig concentrate Chloralkalilösung verwendet, welche durch Zusatz von 1 bis 5 pCt. doppelkohlensaurer Alkalien derart alkalisch gehalten wird, dafs die Alkalität an der Anode stets in der Hauptsache von kohlensauren Alkalien herrührt. Durch letzteren Umstand wird nicht nur das Auftreten der für die Anodenkohlen schädlichen freien Aetzalkalien vermieden, sondern es wird auch eine höhere Chlorausbeute erzielt. Denn wegen ihrer grofsen Leitungsfähigkeit betheiligen sich freie Aetzalkalien bedeutend stärker an der Stromleitung als Chloride und kohlensaure oder doppelkohlensaure Alkalien. Die Alkalicarbonate werden allerdings auch durch den Strom zersetzt. Es bildet sich an der Kathode Aetzalkali, an der Anode Sauerstoff und Kohlensäure. Diese Kohlensäure vereinigt sich mit dem von der Kathode kommenden Aetzalkali zu Carbonat, in geringerer Menge auch mit dem vorhandenen Carbonat zu Bicarbonat. Um bei einer gegebenen Stromdichte möglichst viel Chlorid durch den Strom zu zersetzen, mufs man den Gehalt der Lösung an Alkalicarbonaten so gering wählen, als die secundäre chemische Reaction der Chloratbildung aus Alkalicarbonat und dem primär abgeschiedenen Chlor eben zuläfst. Wie bekannt, bildet sich bei der Einwirkung von Chlor auf viel Alkali vorzugsweise Chlorsäure, während bei wenig Alkali unterchlorige Säure gebildet wird. Diese letztere geht zwar durch die Wärme des Bades von selbst in Chlorsäure über, doch wird sie auch zum Theil zur Kathode gelangen, wo sie dann zu einfachem Chlorid reducirt wird.

Claims (2)

Schon einige Zehntelprocent unterchlorige Säure im Bade üben einen sehr merkbar schädlichen Einflufs auf die Ausbeute an Chlorsäure aus. Es sind nun bei dem vorliegenden Verfahren die Verhältnisse so gewählt, dafs die geringe angewendete Menge Carbonat ausreichend ist, um bei den gegebenen Stromdichten und Temperaturen die sofortige Bildung von Chlorsäure zu veranlassen und das Auftreten von unterchloriger Säure in der Lösung auf Spuren zu beschränken, während andererseits wegen der geringen Mengen des Carbonats auch nur eine geringe Betheiligung derselben an der Elektrolyse stattfinden kann. Die oben erwähnte, durch Carbonate bedingte Alkalitä't kann durch beständige oder durch zeitweise Zufuhr von kohlensauren Salzen oder reiner Kohlensäure unterhalten, eine zu grofse Alkalität durch Salzsäure abgestumpft werden. Statt der kohlensauren Salze können auch organische Verbindungen dem Bade zugeführt werden, welche durch Oxydation an der Anode Kohlensäure liefern. Hierzu verwendet man die Fett- oder Oxyfettsäuren, insbesondere Essigsäure und Oxalsäure, oder Kohlenhydrate, wie Saccharose, Dextrose oder Dextrin, welche selbst nicht leitend sind, aber schnell in Producte gespalten werden, die dann bei weiterer Oxydation Kohlensäure ergeben. Geeignet für den Procefs sind überhaupt alle löslichen organischen Körper, so lange dieselben nur in ganz geringer Menge dem Elektrolyten zugefügt werden. Zur Ausführung des Verfahrens wird nun eine mit 2 bis 3 pCt. Kaliumbicarbonat versetzte, bei gewöhnlicher Temperarur gesättigte Lösung von Kaliumchlorid in einem Thon- oder Eisengefäfs mit Platin- oder Kohlenelektroden unter zeitweisem Einleiten von Kohlensäure der Elektrolyse unterworfen, wobei man sich in Bezug auf Stromstärke und Temperatur innerhalb der angegebenen Grenzen zu halten hat. Anfänglich ist die Ausbeute an Chlorat am gröfsten und sinkt mit zunehmendem Gehalt an Chlorat. Man unterbricht daher den Procefs, sobald der Stromverbrauch für das weiter zu bildende Chlorat eine durch die Kosten der Betriebskraft bestimmte Grenze überschreitet. Die Lösung wird dann abgezogen und' es krystallisirt der gröfste Theil des gebildeten Kaliumchlorats aus. Die Mutterlauge geht von neuem in den Betrieb zurück. Bei der Darstellung von chlorsaurem Natron wird die das Natriumchlorat enthaltende Kochsalzlösung eingedampft und das sich in der Wärme ausscheidende Kochsalz ausgeschöpft. Dasselbe enthält stets etwas Natriumchlorat und wird nachher zur Herstellung einer neuen Natriumchloridlösung für die Bäder verwendet. Das Natriumchlorat wird aus der zurückbleibenden Mutterlauge gewonnen. Pate ντ-Ansprüche:

1. Verfahren zur Darstellung von chlorsauren Alkalien durch Elektrolyse von Alkalichloriden bei höherer Temperatur und ohne Anwendung von Diaphragmen, dadurch gekennzeichnet, dafs dem Elektrolyten eine hauptsächlich von kohlensauren Alkalien herrührende Alkalität gegeben wird.

2. Eine Ausführungsform des durch Anspruch ι geschützten Verfahrens, wonach die Carbonate durch beständige oder nur zeitweise Zufuhr von Kohlensäure oder organischen Verbindungen, die durch Oxydation an der Anode als Endproduct Kohlensäure ergeben, erzeugt werden.