DE946620C - Verfahren zur stetigen Herstellung konzentrierter Alkalihydroxydloesungen durch Zersetzung von Alkaliamalgamen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 2. AUGUST 1956

S 42054 IVa112 l

Solvay & Cie., Brüssel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkalihydroxydlösungen durch Zersetzung von Amalgamen, welche durch Elektrolyse der entsprechenden Salze, ζ. B. der Chloride oder Sulfate des Natriums oder Kaliums, erhalten werden.

Die Zersetzung dieser Amalgame erfolgt in Vorrichtungen, deren Arbeitsweise vergleichbar mit derjenigen einer kurzgeschlossenen Säule ist, in welcher das die Anode darstellende Amalgam in Berührung mit der Kathode zersetzt wird, welche beispielsweise durch eine Aufeinanderfolge von Graphitrosten gebildet ist. Die Amalgamzersetzungsvorrichtung wird oft als »Säule« bezeichnet.

Bekanntlich hängt die Aktivität der Säulen von derjenigen der Kathoden ab, und deren Aktivität nimmt fortschreitend als Funktion der Betriebszeit ab. Bei neuen Kathoden kann man in Gegenwart von Lösungen hoher Konzentration an Alkalihydroxyd arbeiten, bei längerem Betrieb der Säulen ist es jedoch notwendig, in Gegenwart verdünnterer Lösungen zu arbeiten, damit die Zersetzung des Amalgams noch mit annehmbarer Geschwindigkeit stattfindet, und schließlich ist es erforderlich, die Kathoden zu ersetzen.

Wegen des Bestrebens, immer konzentriertere Lösungen herzustellen, ist es notwendig, die Ka-

thoden immer häufiger zu ersetzen. Dieser Ersatz ruft Störungen im regelmäßigen Betrieb der Säule hervor. Unabhängig von den 'Schwankungen -der Konzentration der Alkalihydroxydlösungen werden dieLaugen durch die Handhabung der Roste infolge Loslösens fester Kathodenteile verunreinigt. Ein anderer Übelstand besteht darin, daß beim völligen Ersatz der Kathoden in der Säule die Elektrolysenzelle, welche das Amalgam für die Säule liefert, ίο außer Betrieb zu setzen ist.

Man hat versucht, diesen Übelstand zu beseitigen, indem man a-uf die Zusammensetzung der Elemente der Kathode eingewinkt hat, um ihr eine verlängerte Aktivität mitzuteilen. Nichtsdestoweniger ist es bisher nicht möglich gewesen, diese Störungen zu vermeiden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches in ununterbrochener und zeitlich unbegrenzter Weise sehr reine Alkalihydroxydlosxtngen von hoher Konzentration herzustellen ermöglicht, wobei die ganze Aktivität der Gesamtheit der Kathoden einer Säule konstant gehalten wird.

In den Säulen von waagerechtem Typ wird die Kathodenoberfläche von Elementen dargestellt, a5 welchen man die Form eines Rostes gegeben hat, dessen Graphitstäbe die eigentlichen Kathoden darstellen. Diese Stäbe können in unmittelbarer Berührung mit dem zu zersetzenden Amalgam sein, sie können aber auch in einem Abstand von der Ämal·- gamobernäche gehalten werden. Im letzteren Falle wird der Kurzschluß der Säule durch Kontaktstücke, vorzugsweise aus Metall, gesichert, welche in das Quecksilber eintauchen. Diese Graphitstäbe verlieren schließMch ihre_Zersetzungsaktivi tat, sogar bevor sie gebleicht sind oder ein metallisches Aussehen erdangt haben. Dieser Aktivitätsverlust kann durch den Umstand erklärt werden, daß durch die Zersetzung des Amalgams nicht nur die Alkalimetallionen befreit werden und.mit Wasser reagieren, sondern sich auch noch unter der Wirkung des erzeugten elektrischen Stroms die in dem Amalgam anwesenden Metalle auf den Kathodenstäben absetzen und deren elektrische Eigenschaften ändern. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, mit einer Geschwindigkeit, welche von der Geschwindigkeit der Aktivitätsverminderung des Graphits albhängt, die Reihe der Roste von einem Ende gegen das andere Ende der Säule zu verschieben, einen Rost an diesem letzteren Ende herauszunehmen und einen neuen oder regenerierten Rost in den am Anfang der Säule frei gewordenen Raum einzubringen. In der Praxis kann dieses Verschieben in unterbrochener Weise stattfinden, · aber es ist auch möglich, eine langsame, jedoch stetige Verschiebung zu bewirken, ohne aus dem Umfang der Erfindung herauszukommen.

Die aus dem einen Ende der Säule herausgenommenen Roste werden dann in bekannter Weise regeneriert, z. B. in Berührung mit Wasserdampf, durch mechanische Verfahren des Abschabens der Oberfläche u. dgl.

Es wurde festgestellt, daß man durch Anwendung dieses Verfahrens Alkalihydrpxyde von einem höheren Reinheitsgrad, als sie die bekannten Verfahren ergeben, erhalten kann.

Das Verfahren ist auf Alkaliamalgame aus beliebiger Quelle anwendbar. Wenn diese aus einer elektrolytischen Zelle, welche mit einer Zersetzungssäule gekuppelt ist, besteht (d. i. die übliche Anordnung in der Praxis der Elektrolyse wäßriger Lösungen), auch selbst wenn die Zelle eine Anordnung zum Ausgleich der Abnutzung der Anoden während des Betriebs besitzt, muß der Betrieb der Säule unterbrochen werden, sobald der Ersatz der abgenutzten Anoden erforderlich ist. Demgegenüber ist, wenn eine gleiche Säule Amalgam von zwei oder mehr Zellen erhält, der stetige Betrieb der Säule möglich. Dieser ununterbrochene Gang kann übrigens sichergestellt werden, wenn die Säule gemäß der Erfindung mit einer elektrolytischen Zelle von der Art gekuppelt ist, wie sie in der belgischen Patentschrift 499 224 beschrieben ist, wonach die Anoden nacheinander in dem Maße ihrer Abnutzung erneuert werden können.

Die Erfindung umfaßt, gleichfalls eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens in einer Säule vom waagerechten Typ, welche im wesentlichen darin besteht, die Säule mit einem Abteil zur Einführung frischer Kathoden und einem Abteil zur Entfernung der am wenigstens aktiven Kathoden zu versehen, wobei das Abteil an der Eintrittsseite des an Alkalimetall konzentrierten Amalgams vorteilhafterweise mit einer Führung ausgerüstet ist, welche die Berührung zwischen der Kathode und dem konzentrierten Amalgam verhindert.

Die Zeichnung stellt schematisch eine solche Anordnung dar, wobei die Figur einen Längsschnitt von einer als Beispiel gegebenen Säule darstellt.

Der Trog ι der Säule besitzt einen Amalgameinlaß 2, einen Quecksilberauslaß 3, einen Lauge-.einlaß 4 und einen Quecksilberverschluß 5. Der Trog ist mit einem Deckel 6 verschlossen, welcher .Gasauslässe 7 aufweist. Das Abieil für Amalgamzersetzung ist von zwei Sperren 8, 9 begrenzt, welche gasdicht sind und in die Lösung 10 des Alkalihydroxyde eintauchen. Das Zersetzungsabteil liegt zwischen zwei anderen Abteilen, davon dient das erste, 11, zur Einführung frischer Kathoden .··:. und das zweite, 12, zur Herausnahme inaktiv ge- νιο wordener Kathoden.

Da die Einführung frischer Kathoden während des Betriebs der Säule stattfindet, handelt es sich darum, im Augenblick der Einführung dieser Kathoden die Berührung zwischen ihnen und dem Amalgam zu verhindern. Zu diesem Zweck ist das Einführungsaibtail und gegebenenfalls auch das Abteil zum Herausnehmen der Roste mit Rutschen 13, 20 versehen, welche die Kathoden über dem Amalgam halten und sie unmittelbar in das Zersetzungsabteil führen. Mit der Einführung einer frischen Kathode 14 verschiebt sich die ganze Reihe der Kathoden 15 um einen Platz, wobei die älteste dieser Kathoden 16 zuvor entfernt worden ist, um die Verschiebung der anderen längs der Amalgam- 145. schicht 17 zu ermöglichen. Das Eingangs- und Aus-

gangsabteil sind mit aufklappbaren Deckeln i8, 19 versehen. Die Vorrichtung besitzt auch noch einen nicht gezeichneten Einlaß für Wasser in die Säule. Die gewonnene konzentrierte Lauge wird bei 21 abgezogen.

Die Zeichnung ist nicht in dem Sinne einschränkend, daß man nicht eine beliebige Form einer Säule yon waagerechtem Typ verwenden kann, welche man mit einem Einlaß- und Auslaßabteil für die Kathoden versehen kann, und bei welcher man das Abteil an der Seite des konzentrierten Amalgams auch mit einer Anordnung ausrüsten kann, welche die Berührung zwischen der frischen Kathode und dem Amalgam so lange verhindert, wie diese Kathode sich außerhalb der Zersetzungskammer befindet. Das Einlaßventil kann sich auch am anderen Ende der Säule befinden, ahne aus dem Rahmen der Erfindung herauszufallen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur stetigen Herstellung sehr konzentrierter Alkalihydroxydlösungen von sehr hoher Reinheit durch Zersetzung von Alkaliamalgamen mittels Wassers und Graphitkathoden in Zersetzungszellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden allmählich gegen das eine Ende der Zersetzungsvorrichtung verschoben werden und daß die sich an diesem Ende einfindende Kathode aus der Vorrichtung entfernt wird, während eine frische Kathode in den am anderen Ende frei gewordenen Raum eingesetzt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einer Säule von waagerechtem Typ, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule mit einem Abteil für das Einführen frischer Kathoden und einem Abteil für das Entfernen der unwirksamsten Kathode ausgerüstet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Eingangeseite für das an Alkalimetall konzentrierte Amalgam angeordnete Abteil mit einer Führung versehen ist, welche die Berührung zwischen der Kathode und dem konzentrierten Amalgam verhindert.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführungs- und Entleerungsabteil für die Kathoden von dem zwischen ihnen angeordneten Amalgamzersetzungsabteil mittels zweier gasdichter Sperren getrennt ist, welche in die Alkalihydroxydlösung eintauchen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 568 7.56