DE900336C

DE900336C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hyposulfiten

Info

Publication number: DE900336C
Application number: DEF6785A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Bencker; Dr Richard Schlee
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1951-07-20
Filing date: 1951-07-20
Publication date: 1953-12-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hyposulfiten Bei der Herstellung von Hyposulfiten durch Reduktion von Sulfit-Bisulfit-Gemischen bestimmten pH-Wertes unter Zuführung von schwefeliger Säure mit Amalgamen muß dafür gesorgt werden, daß an den Grenzflächen von Amalgam und wäßriger Lösung immer genügend Bisulfitionen vorhanden sind, da sonst eine weitgehende Verschiebung des pH-Wertes eintritt und das gebildete Hyposulfit durch das Amalgam bis zu Verbindungen des Schwefelwasserstoffes reduziert wird. Man hat daher diese Reduktion bisher in Rührgefäßen durchgeführt und für eine sehr intensive Rührung gesorgt. Man kann auf diese Weise die Bildung der sehr unerwünschten Schwefelwasserstoffverbindungen zurückdrängen, wenn man den Gehalt des Amalgams möglichst niedrig hält. So wurde z. B. mit Amalgamgehalten von etwa o,oi % und darunter gearbeitet. Will man mit stärkeren Amalgamen arbeiten, so muß man die Rührung immer intensiver gestalten. Eine Steigerung der Rührung über ein gewisses Maß hinaus ist jedoch technisch kaum durchführbar und hat außerdem den Nachteil, daß dann das Quecksilber zu feinsten Tröpfchen zerschlagen-wird, die sich in der wäßrigen Lösung verteilen. Es gelangt dann Quecksilber ins Endprodukt, woraus es nur unter großen Ausbeuteverlusten zu entfernen ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hyposulfit durch Reduktion von Sulfit-Bisulfit enthaltenden wäßrigen Lösungen mit Amalgam, vorzugsweise Alkaliamalgam, unter Bewegung der Reaktionsteilnehmer bei einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 6,5, :das darin. besteht, daß die Strömungsgeschwindigkeit der wäßrigen Lösung erheblich größer, vorzugsweise 5- bis i5mal so, groß wie die des Amalgams ist, so daß der pH-ZVert der wäßrigen Lösung an allen Stellen des Reaktionsraumes durch die Reaktion nur unwesentlich geändert wird. Vorteilhafterweise wird das Verfahren so durchgeführt, .daß die wäßrige Lösung nach Durchlaufen der Reduktionszone und Abtrennen des etwa abgeschiedenen Hyposulfits mit so viel schwefeliger Säure behandelt wird, daß der pH-Wert innerhalb der gewünschten Grenzen bleibt, die schwefelige Säure ganz oder teilweise außerhalb der Reduktionszone zugeführt wird, die hierbei entstandene Wärme .an Ort und Stelle durch Kühlung beseitigt und die wäßrige Lösung erneut der Einwirkung von Amalgam unterworfen wird.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht vorteilhafterweise aus einem rohrförmigen Reduktionsraum, der vorzugsweise mit Außenkühlung versehen ist, einer Zufuhrvorrichtung für Amalgam an einem Ende des Reduktionsraumes, einer Zufuhrvorrichtung für die wäßrige Sulfit-Bisulfit-Lösung an einem Ende -des Reduktionsraumes, einer Abzugsvorrichtung für die Hyposulfit enthaltende Lösung am entgegengesetzten Ende des Reduktionsraumes, einer Vorrichtung zur Abtrennung des Quecksilbers bzw. Amalgams von der wäßrigen Lösung, einer Vorrichtung zur Abtrennung des etwa ausgeschiedenen Hyposulfits und einer Vorrichtung zum Einleiten .der erforderlichen Menge von schwefeliger Säure.
Die Bildung von Schwefelwasser:stoffverbindungen, die immer auftreten, wenn das pH an einer Stehe deir Phasengrlenzflächen zu sitairk ansteigt', wird bei der neuen Arbeitsweise völlig vermieden. Im Gegensatz zum Arbeiten im Rührgefäß kann dabei das :Amalgam in ruhigem Strom die Vorrichtung durchfließen; eine zu feines Verteilung Beis Quecksilbers wird @so vermieden und ,damit ein völlig quecksilberfreies Endprodukt erzielt.
Bei Verwendung eines Rohres bietet sich .der weitere Vorzug, daß die erforderliche Kühlung des Reduktionsraumes sehr gut dadurch auszuführen ist, daß man die Wandung des Rohres als Kühlfläche ausbildet.
Es ist für die Durchführung der Reaktion ohne Bedeutung, ob das Amalgam und die wäßrige Lösung im Gleich- oder Gegenstrom geführt werden; man kann .auch gegebenenfalls mehrere Reduktionsräume hintereinander anordnen.
Die technische Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßig so, gasitaltet, daß man das erforderliche Amalgam in einer elektrolytischen Zelle herstellt, es von dort aus durch den Reduktionsraum laufen läßt und das amalgamfreie Quecksilber wiederum nach Trennung von der Reaktionslösung der Zelle zuführt. Vor Zugabe des Amalgams zum Reduktionsraum kann gegebenenfalls eine Verdünnung mit Quecksilber erfolgen. Die Reaktionslösung tritt im Gleich- oder Gegenstrom zu dem Amalgam in den Reduktionsraum ein, durchläuft ihn, passiert eine Abscheidevorrichtung, in .der das erzeugte Hyposulfit abgetrennt wird, und tritt dann wieder in den Reduktionsraum e.in. Die erforderliche Zugabe von schwefeliger Säure kann im Reduktionsraum erfolgen, sie wird .aber zweckmäßigerweise außerhalb des Reduktionsraumes dort vorgenommen, wo ..die Lösung eine sehr große Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Hierdurch wird eine Aufnahme des S 02 ohne störende Nebenreaktion ermöglicht; zugleich kann die hierbei eintretende Wärmeentwicklung durch Kühlung an dieser Stelle abgeführt werden. Die Ausscheidung des Hyposulfits kann dadurch begünstigt werden, .daß man der Reaktionslösung ,Stoffe, wie z. B. Kochsalz, Alkohol usw., zufügt, die die Löslichkeit .des betreffenden Hyposulfits herabsetzen.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung .des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch.dargestellt. Darin bedeutet i den rohrförmigen Reaktionsraum, 2 die Stelle des Amalgameintritts und 3 die Stelle des Quecksilberaustritts aus dem Reaktionsraum i. 4 bezeichnet die Stelle des Eintritts der Sulfit-Bisulfit Lösung und 5 den Austritt .der Reaktionslösung aus dem Reaktionsraum i. Mit 6 ist eine Abscheidevorrichtung für das feste Hyposulfit bezeichnet, mit 7 eine mit einem Kühler 8 versehene Einleitung für schwefelige Säure und mit 9 eine elektrolytische Zelle für .die Herstellung von Amalgam-; mit io und ii sind Kühlwassereintritt und -austritt an den Kühlern bezeichnet.
Beispiel Durch ein Rohr von 2 cm2 Oüerschnitt und i m Länge mit gekühlten Außenwänden wird eine Lösung die ein iSulfit-Bisulfit-Gemisch vom pH 6 enthält, im Gleichstrom mit Natriumamalgam mit einemGehalt von o,i% Na geführt. Diese wäßrige Lösung befindet sich im Kreislauf; die für die Reaktion erforderliche Menge schwefeliger ,Säure wird außerhalb des Reaktionsraumes an einer Stelle, an der ein sehr rasches Strömen -der Lösung vorhanden ist, zugeführt; diese Stelle wird .getrennt gekühlt. Es fällt Natriu.m'hyposulfithydrat aus, das durch Abfiltration aus der Lösung kontinuierlich entfernt wird. Die Ausbeute beträgt über go%, auf Na berechnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Herstellung von Hyposulfit durch Reduktion von Sulfit-Bi.sulfit enthaltenden wäßrigen Lösungen mit Amalgam, vorzugsweise Alkalialmagam, unter Bewegung der Reaktionsteilnehmer, bei einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 6,5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der wäßrigen Lösung erheblich größer, vorzugsweise 5- bis Umäl so groß wie die .des Amalgams ist, ,mit der-Maßgabe, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung an allen Stellen des Reaktionsraumes durch die Reaktion nur unwesentlich geändert wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß die wäßrige Lösung nach Durchlaufen der Reduktionszone und Abtrennen des etwa abgeschiedenen Hyposulfits mit so viel schwefeliger Säure behandelt wird, daß der pH-Wert innerhalb der genannten Grenzen bleibt, die schwefelige Säure ganz oder teilweise außerhalb der Reduktionszone zugeführt wird, die hierbei entstandene Wärme an Ort und Stelle durch Kühlung beseitigt und die wäßrige Lösung erneut der Einwirkung von Amalgam unterworfen wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Ansprüchen z und a, bestehend aus einem rohrförmigen Reduktionsraum, der vorzugsweise mit Außenkühlung versehen ist, einer Zufuhrv or richtung für Amalgam an einem Ende des Reduktionsraumes, einer Zufuhrvorrichtung für die wäßrige S,ulfit-Bisulfit-Lösung an einem Ende des Reduktionsraumes, einer Abzugsvorrichtung für die Hyposulfit ent-'haltende Lösung am entgegengesetzten Ende des Reduktionsraumes, einer Vorrichtung zur Abtrennung des Quecksilbers bzw. Almagams von der wäßrigen Lösung, einer Vorrichtung zur Abtrennung des etwa ausgeschiedenen Hyposulfits und einer Vorrichtung zum Einleiten der erforderlichen Menge von schwefeliger Säure.