NL8102083A - Werkwijze voor het afzetten van een asbest diafragma en aldus gemaakt diafragma. - Google Patents

Description

X

--7 - --. ^ , \ -1 - i ' Werkwijze voor het afzetten van een asbest diafragma en aldus gemaakt diafragma.

Cellen voor de elektrolyse van alkalimetaal-chloride-oplossingen (zoals van NaCl en KC1) hebben een anode | en een kathode met daartussen een diafragma. Het diafragma dat toch nog toe tegen de kathode aangebouwd werd kan voor het elek-5 trolyt doorlaatbaar, voor elektrolyt niet doorlaatbaar en voor ionen doorlaatbaar zijn. Het diafragma kan bijvoorbeeld uit afgezette vezels bestaan, welke vezels enkelvoudig of van meerdere soorten kunnen zijn. Ook kan het diafragma een vel of foelie zijn.

De nu uitgevonden werkwijze is bijzonder nuttig voor afgezette 10 vezeldiafragma’s, die een zelfhechtende, onderling verstrengelde massa vormen en aan de kathode vastzitten.

Diafragma's, bijvoorbeeld al dan niet met hars versterkte asbest-diafragma's, zijn veelal direct op de kathoden aangebracht en hechten daar sterk aan. Hoewel de aanhech-15 ting van het diafragma aan de kathode tot een behoorlijke sterkte van dat diafragma leidt maakt dat ook dat een belangrijk deel van de kathode-reaetie op de achterkant van de kathode plaats vindt, d.i. op het oppervlak dat van het diafragma en de anode af(ligt in plaats van aan het oppervlak van de kathode dat naar het dia-20 fragma en de anode toeligt. Dat verhoogt het spanningsverval over het elektrolyt, doordat de ionen een omweg rondom diafragma en kathode-onderdelen (zoals gaas of geperforeerde plaat) naar de achterkant van de kathode moeten maken en dus meer weerstand ontmoeten.

25 Bovendien is het aan de kathode vastzitten van het diafragmamateriaal bijzonder nadelig indien de kathode een katalytisch oppervlak heeft. Bijvoorbeeld kan het katalytische oppervlak anders dan de massa van de kathode zijn, bijvoorbeeld een poreuze ijzeren, leobalt, nikkel of koperfilm op een ander 30 metaal. De hechting van de film op de basis is vaak minder sterk en kan tijdens toepassing van de cel verder verzwakken door cor- 8102083 V Φ * / / / / / rosiare of erosieve ondermijning. Bij het vernieuwen van het diafragma wordt daardoor meestal een deel van de katalytische film mee verwijderd.

Nu is gevonden dat indien tussen de kathode 5 en het diafragma een beschermend materiaal (bijvoorbeeld een geweven of niet geweven vezelmateriaal, een gaas of een poreuze verstrengeling van vezels) aangebracht wordt men een kathode-diafragma-eenheid verkrijgt waarvan de voorkant (d.i. de zijde naar het diafragma en de anode toe) in wezen vrij van aanhechtend 10 diafragmamateriaal is en daar niet door geblokkeerd wordt, en dat dit tot een vermindering van de klemspanning met 0,05 tot 0,20 V kan leiden. Bovendien neemt het diafragma dan bij vernieuwing geen noemenswaardige hoeveelheden katalytisch materiaal van de kathode mee. Bij voorkeur is het materiaal dat tussen kathode en 15 diafragma en voor het aanbrengen van dat laatste geplaatst wordt bestendig tegen verwijdering tijdens het aanbrengen, bevestigen en verstevigen van het diafragma, maar daarna in wezen gemakkelijk weg te nemen onder omstandigheden die de werking van het diafragma niet ongunstig beïnvloeden.

20 Nu wordt een werkwijze beschreven voor het vervaardigen van een kathode-diafragma-eenheid waarvan het diafragma een zelfhechtende mat van verstrengelde vezels is die in vorm met de kathode overeenkomt, in hoofdzaak niet hecht aan en los is van de kathode, en daaraan weg te nemen is zonder schade aan 25 kathode en de aldus opgebouwde kathode-diafragma-eenheid.

Op deze wijze krijgt men een diafragma dat een zelfhechtende massa van verstrengelde vezels is, die in vorm met de kathode overeenkomt, daar in wezen niet aan hecht, en daar van afgenomen kan worden zonder beduidende schade aan een eventu-30 eel op de kathode zittende oppervlaktelaag.

Met "zelfhechtende mat van verstrengelde vezels" wordt een mat bedoeld waarvan de veZels aan elkaar hechten, bijvoorbeeld na verhitten, uitharden of andere behandeling, zodat het een samenhangende structuur heeft.

35 Met "in vorm met de kathode overeenkomend" wordt bedoeld dat het diafragma dezelfde vorm heeft als de katho- 81 0 2 0 83 - 3 - \ ¥ a * de, dus vingervormig indien de kathode vingervonnig is en een plat vlak indien de kathode een plat vlak is.

Met "in hoofdzaak niet hechtend aan en los van de kathode" wordt bedoeld dat de voorzijde van de afzonder-5 lijke kathode-delen, bijvoorbeeld de afzonderlijke metaaldraden van een gaas, door het elektrolyt bevichtigd worden of kunnen worden, en niet door aanhechtend diafragmamateriaal van het elektrolyt afgesloten zijn, zodat de elektrolyse ook (en vooral) aan de voorzijde kan plaats vinden. Men heeft hier een contact 10 tussen diafragma en katalytisch kathodemateriaal voor ogen die onregelmatig van punt naar punt gaat met vrije tussenruimten van 0,1 mm en meer. Dit onregelmatige contact van punt naar punt met daar tussen vrije kanalen is grotendeels te danken aan het samenpersen en gedeeltelijk in elkaar gedrukt worden van het diafrag-15 ma door het drukverval tussen de anode- en kathode-ruimten.

Met "daarvan weg te nemen zonder schade aan kathode en katalytisch oppervlak daarvan" wordt bedoeld dat er geen noemenswaardig katalytisch materiaal verwijderd wordt als men het diafragma voor vernieuwing wegneemt.

20 De kathode, zowel de basis daarvan als het katalytische oppervlak, is bij voorkeur vol met gaten en holten, bijvoorbeeld een geperforeerd vel of plaat, of een gaas (eventueel geëxpandeerd gaas).

De kathode heeft een de elektriciteit ge-25 leidende basis en eventueel daarop een katalytisch oppervlak. Met "een de elektriciteit geleidende basis" wordt een metalen basis bedoeld, bijvoorbeeld van ijzer, kobalt, nikkel, koper of een mengsel daarvan, of van grafiet. Bij voorkeur gebruikt men een metalen basis, en in het bijzonder een basis van ijzer.

30 De basis kan een geperforeerde plaat, een geperforeerd vel of een gaas zijn. Een gaas kan geëxpandeerd, plat gewalst of op andere wijze vlak gemaakt zijn. Bij voorkeur heeft het 20 tot 80 %, en het beste tussen 35 en 65 % open oppervlak. Een bijzonder wenselijke kathode-basis is uitgewalst 35 ijzergaas met openingen van 2 tot 5 mm in het vierkant. In de handel is een gaas verkrijgbaar van 1,6 mm staaldraad, 576 gaten 8102083 2 - 4 - ΐ % per dm en ongeveer 40 % vrij oppervlak.

Met "katalytisch oppervlak" wordt bedoeld dat het oppervlakte-materiaal een lagere waters tof-overspanning dan de basis heeft. Bij voorkeur heeft het katalytische opper-5 vlak een hoog specifiek oppervlak, van 20 tot 200 m /g en is het bestand tegen de inwerking van sterke (8-55 gew.%) natronloog.

Een bijzonder wenselijk katalytisch oppervlak geeft nikkel met hoog specifiek oppervlak, bijvoorbeeld te verkrijgen door nikkel samen met een ander metaal af te zetten en 10 vervolgens dat andere metaal te verwijderen. Dit krijgt men bijvoorbeeld door legeringen van nikkel met aluminium, ijzer, nikkel, zink of vanadium te maken en daaruit het aluminium, ijzer, zink of vanadium te verwijderen. Andere katalytische oppervlakken kunnen gemaakt worden door een ander katalytisch metaal met een an-15 der metaal te combineren en daaruit dat andere metaal te verwijderen. Dat andere katalytische metaal kan dan ijzer, cobalt, nikkel, molybdeen, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium en platina zijn, en de weg te nemen andere metalen zijn aluminium, ijzer, zink, vanadium, chroom e.d. Het combineren van deze twee 20 metalen kan gebeuren door afzetting uit oplossing met of zonder elektrolyse, door vlamsproeien, plasmasproeien, ionenbombardement, bekleden, sproeien, thermische ontleding van organometaal-verbin-dingen, en zelfs door thermische diffusie van het ene metaal in het andere, bijvoorbeeld van aluminium in nikkel.

25 Maar ook kan de. katalytische bekleding ver kregen worden door alleen poeders van het katalytische metaal te sinteren of door poeders van het katalytische metaal en het te verwijderen metaal samen te sinteren en dan dat andere metaal weg te halen. Nog een andere mogelijkheid is het actieve metaal 30 aan te brengen onder omstandigheden waarbij het een poreus, katalytisch oppervlak vormt.

De werkwijze volgens de uitvinding is bijzonder nuttig in geval de kathode na het aanbrengen van het diafragma geactiveerd wordt. Dat is wanneer het minder actieve, 35 uitloogbare materiaal (bijvoorbeeld het zink uit een nikkel-zink-oppervlak of het aluminium uit een nikkel-aluminium-legering) / 8102083 ί « - 5 - na het aaribrengen van het diafragma op de kathode en de inhouw van de kathode-eenheid in een elektrolyse-cel, weggenomen wordt.

Waardoor dat zo is is niet met zekerheid bekend, maar geloofd wordt dat het activeren of uitlogen tot de 5 groei van kristallieten op het kathode-oppervlak in het stevig aanhechtende diafragma leidt. Geloofd wordt dat deze kristallieten niet in het diafragma groeien bij toepassing van onderhavige uitvinding.

De eerder bekende diafragma’s steunen op 10 de kathodes en maken daar contact mee, bijvoorbeeld als een vezelige verstrengeling van niet geweven, niet georiënteerde vezels, bijvoorbeeld een verstrengeling van asbestvezels (meestal van chrysotiel-asbest) of een verstrengeling van asbest-vezels en thermoplastisch materiaal, waarbij dat thermoplastische mate-15 riaal de hechting van het diafragma aan zichzelf en de kathode schijnt te versterken.

Diafragma’s van verstrengelde vezels, waaronder die die voor elektrolyt ondoorlaatbaar maar voor ionen doorlaatbaar zijn, kunnen in situ gevormd worden zodat ze precies met 20 de kathode overeenkomen, en op die wijze hechten de vezels zelfs nog beter aan de kathode. Zulke diafragma's hebben een beperkte nuttige levensduur, zo tussen 3 maanden en 18 maanden, afhankelijk van aanwezigheid of afwezigheid van versterkend materiaal. Maar volgens de uitvinding brengt men een beschermend materiaal, bij-25 voorbeeld een beschermende foelie, tussen kathode-oppervlak en het bedoelde diafragma aan.

Het beschermende materiaal verdraagt het tijdens het aanbrengen van het diafragma-materiaal (bijvoorbeeld asbest of een combinatie van asbest met kunsthars) weggenomen te 30 worden, ook als dat een verstrengeling van vezels is. Op die wijze is het mogelijk het vast blijven zitten van het diafragma aan de kathode te voorkomen, zonder verminderde hechting van het diafragma aan zichzelf of aan het beschermende materiaal, zodat men dan een diafragma heeft dat geheel zelfdragend is.

35 Het diafragma kan boven op het beschermende materiaal aangebracht worden door vezels uit een suspensie daar- 8102083 w' ι5 · - 6 - van te onttrekken, bijvoorbeeld uit een suspensie van asbest in water, pekel, natronloog of pekel-loog-combinatie, of uit een suspensie van asbest of een combinatie van asbest en thermoplastisch kunsthars in een organisch oplosmiddel.

5 Het beschermende materiaal kan als vloeistof of als pasta op de kathode aangebracht worden, bijvoorbeeld als was, lak of latex. Indien aldus aangebracht is de opgeloste stof bij voorkeur een organisch materiaal dat weinig in de waterige alkalische oplossing van de elektrolysecel oplosbaar is, althans 10 bij de temperaturen waarbij het diafragma gevormd wordt. Met "weinig oplosbaar" wordt een materiaal bedoeld dat tenminste 4 uur, en bij voorkeur tenminste 24 uur vergt om door geconcentreerde natronloog in oplossing gebracht of vernietigd te worden. Dat wil zeggen dat het weinig oplosbare organische materiaal als be-15 kleding of film op de kathode blijft gedurende de tijd die nodig is voor het aanbrengen, drogen en uitharden van het diafragma-materiaal, maar kort daarna vernietigd wordt of in oplossing gaat zodat het kathode-oppervlak dan aan de kathode-vloeistof blootgesteld wordt. Bij voorkeur is de film van weinig oplosbaar mate-20 riaal 2,5 tot 250 yum dik, hoewel dikkere of dunnere films toegepast kunnen worden, waarbij men er aan moet denken dat die film ongelijkmatig van dikte is.

Maar ook kan het beschermende materiaal een deklaag van vezelig, geweven of niet geweven materiaal met gaten 25 en/of doorboringen zijn. Dat materiaal kan polymeer zijn, en zowel een kunsthars als een natuurhars. Indien een vezelig materiaal gebruikt wordt moet het dik genoeg zijn om direct contact van het diafragmamateriaal met de kathode tijdens het vormen en het aanbrengen van het diafragma-materiaal te voorkomen, maar 30 dun genoeg om daarna stuk te gaan. Op die wijze wordt voorkomen dat de vezels zich niet tot bij de voorkant van de kathode uitstrekken.

Bij voorkeur is deze afdekking lang genoeg bestendig tegen de suspensie van asbestvezels om afzetten van deze 35 vezels en vorming van het diafragma mogelijk te maken, maar is hij gevoelig voor aantasting door de celinhoud in een tijd kort 81 0 2 0 83 - 7 - a ^ genoeg om toepassing van die cel zonder enig kathode beschermend materiaal mogelijk te maken, d.w.z. dat het in enkele minuten tot meerdere uren op moet lossen.

Deze afdekking kan verschaft worden door 5 een anorganisch materiaal zoals glasvezels, of door een gatenrijk metaal zoals eèn aluminium gaas, of door natuurlijke polymeren zoals zetmeel, cellulose en watten, of door behandelde polymeren zoals rayon, of door synthetische polymeren zoals poly-olefinen (polyetheen, polypropeen en polybuteen), polyesters (zoals 10 polycarbonaten) en nylon, of door anorganische polymeren zoals glasvezels of aluminium. Indien aluminium gebruikt wordt wordt het met sterke loog tot oplossing gebracht.

Bijzondere voorkeur gaat hierbij uit naar de natuurlijk voorkomende polymeren zoals watten en naar de natuur-15 lijke, maar behandelde polymeren zoals rayon.

De afdekking moet wel enige porositeit hebben, zo van 10 tot 90 % vrij oppervlak, en een dikte tussen 25 en 2500 yum, bij voorkeur tussen 50 en 500 yum. Op die wijze wordt de afstand tussen diafragma en kathode minimaal gehouden.

20 In de kathode-diafragma-eenheid volgens de uitvinding staat het diafragma macroscopisch op een uniforme afstand van de kathode, maar microscopisch is die afstand niet uniform, met punten van contact en hechting en daartussen open plekken. Deze open plekken maken dat op een overwegend deel van het kathode-25 oppervlak dat naar de anode en het diafragma toeligt de kathode-reactie plaats kan vinden. Op die wijze is een verlaging van de klemspanning met 0,05 tot 0,20 volt mogelijk.

Bij een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een met kunsthars versterkt asbest dia-30 fragma bovenop een niet geweven mat van rayonvezels op een katalytische kathode aangebracht. De katalytische kathode kan als basis een geëxpandeerd ijzergaas hebben, met daarop een bekleding van poreus nikkel, verkregen door nikkel en zink gezamenlijk elek-trolytisch af te zetten en daaruit het zink op te lossen. Bovenop 35 het kathode-oppervlak en in vorm daarmee overeenkomend plaats men 2 een dun vel, met een dikte van 12 tot 36 g/m (bijvoorbeeld 81 02 083

V

S' ΐτ - 8 - 125 yum). Daarna kan een mat van verstrengelde vezels op de kathode aangebracht worden door vezels aan een suspensie van chryso-tiel-asbest en polymeer te onttrekken. Daarna kan de kathode-diafragma-eenheid verhit worden, bijvoorbeeld tot tussen 250° en 5 300°C, waardoor het polymeer smelt en de asbestvezels aan elkaar hecht. In het geval van bepaalde polymeren zoals rayon verkoolt en verbrandt het tussenliggende vel daarbij. Als de tussenlaag van een ander materiaal is wordt die vervolgens vernietigd door enige uren blootstellen aan de inhoud van de elektrolysecel.

10 Bij een andere uitvoeringsvorm is de tussen laag een mat van niet geweven, niet georiënteerde deeltjes van een uit suspensie op de kathode afgezet materiaal, waarop later het diafragma aangebracht wordt. Bij voorbeeld dompelt men de kathode eerst in een suspensie van vezelig of deeltjesvormig 15 materiaal dat bestand is tegen de omstandigheden tijdens het aanbrengen van het diafragma-materiaal, maar wel daarna verwijderd kan worden. Op de eerst aangebrachte mat brengt men daarna dan het diafragma aan. Daartoe trekt men een suspensie van later te vernietigen materiaal (bijvoorbeeld van te fijn cellulose of 20 te fijn rayon in water) door de kathode heen zodat daarop een mat van niet geweven, niet georiënteerde deeltjes aangebracht wordt. Daarna wordt de kathode in een suspensie van het diafragma-materiaal geplaatst en wordt die suspensie er doorheen getrokken, zodat bovenop het later te vernietigen materiaal het 25 diafragma-materiaal afgezet wordt. Dan wordt het eerst aangebrachte materiaal vernietigd, bijvoorbeeld door verkolen of verbranden of door contact met de inhoud van de elektrolysecel.

Dit geeft dan een diafragma van afgezette, niet geweven en niet georiënteerde vezels op de kathode, maar toch op zekere afstand 30 daarvan.

Het uit suspensie af te zetten, later te vernietigen materiaal moet een geëigende oppervlaktespanning, dichtheid en vorm hebben om in suspensie te kunnen blijven. Voorbeelden van geschikte vezelmaterialen zijn vezelglas, aluminium-35 vezels, zetmeel, cellulose, watten, rayon, polyolefinen, poly- carbonaten en nylon. Bijzondere voorkeur gaat uit naar natuurlijke 8102083 - 9 - polymeren zoals zetmeel, watten en cellulose, behandelde polymeren zoals rayon, en gemakkelijk oplosbare synthetische polymeren zoals nylon. Deze deeltjes (ook de vezels) zijn klein genoeg om in suspensie gehouden te worden, maar groot genoeg om op de 5 poreuze kathode afgezet te worden en daar een filterkoek of mat op op te bouwen.

De vloeistof voor het suspenderen van het later te vernietigen materiaal kan water zijn, of water met een oppervlak-actieve stof daarin en/of met een hulpstof daarin voor 10 het verhogen van de dichtheid of de viscositeit, of anders een organische vloeistof zoals een alkohol of glycol.

Het diafragma volgens de uitvinding is een zelfdragende, verstrengelde en niet geweven vezels, die niet aan de kathode gehecht zijn en daarvan verwijderd kunnen worden.

15 Veelal is de diafragma van chrysotielasbest, met of zonder daarin een stabiliserende hoeveelheid thermoplastisch kunsthars. Op deze wijze vindt de elektrolyse plaats aan het oppervlak van de kathode dat naar anode en diafragma gericht is, op welk oppervlak ook het waterstof ontstaat dat ook tussen kathode en diafrag-20 ma opgevangen wordt.

Nadat men een dergelijke kathode lang genoeg gebruikt heeft en hij tekenen van slijtage begint te vertonen, zo na 3 tot 18 maanden, stelt men de elektrolysecel buiten bedrijf en verwijdert men het diafragma, bijvoorbeeld mechanisch 25 of anders met water van geringe overdruk, waarbij geen of weinig schade aan de katalytische kathode optreedt. Men hoeft geen nieuwe katalytische bekleding aan te brengen voordat men er een nieuw diafragma op aanbrengt, ook met de tussenliggende laag die hierboven beschreven is.

30 De uitvinding wordt nu nader toegelicht door de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

Op een katalytische kathode werd een niet gewezen mat van rayonvezels aangebracht en daar bovenop een met 35 kunsthars versterkt asbest diafragma. De kathode was gemaakt door nikkel en zink gezamenlijk af te zetten op een geëxpandeerd ijzer- 8102083 - JO - gaas en daarna het zink met een waterige NaOH-oplossing weg te nemen. Het ijzergaas was gemaakt van 1,6 mm staaldraad en had 2 576 gaten per dm en 40 % vrij oppervlak.

Over de kathode heen werd een 125 yum dik 5 vel van niet geweven rayonvezels (merk Kendall Webril) met een 2 gewicht van 21 g/m aangebracht,

Een 1,8 suspensie van vezels, die voor 10 % van C2ÏÏ^-CClFg-copolymeer ("Halar" van de firma Allied Chemical Co.) en voor de rest van chrysotiel-asbest waren, in NaCl-NaOH-10 oplossing werd door de combinatie van kathode en rayon bekleding getrokken, die bovenop een Buchner-filter lag. Het geheel van kathode met wat daarop en daaraan zat werd van het filter afgenomen en 24 uur bij 100°C gedroogd. Daarna werd de combinatie van kathode, tussenlaag en met kunsthars versterkte asbestmat 15 1 uur op 265°C verhit, wat een zelfdragend, versterkt asbest- diafragma op een katalytische kathode gaf.

Deze kathode werd in een laboratorium-cel beproefd met een elektrolyt dat 10 % NaOH en 15 % NaCl bevatte en een temperatuur van 90°C had. De kathode-potentiaal bedroeg 2 20 1,12 volt bij een stroomdichtheid van 20,6 A/dm .

Toen het diafragma verwijderd werd was er geen toename in kathode-potentiaal.

Voorbeeld II

Op een katalytische kathode werd een niet 25 gewezen mat van rayonvezels aangebracht en daar bovenop een met kunsthars versterkt asbest diafragma.

De kathode was gemaakt door nikkel en zink gezamenlijk elektrolytisch af te zetten op het in voorbeeld I genoemde ijzergaas, en daarna het zink met verdunde NaOH weg te 30 nemen.

Een suspensie van polyvinylalkohol in ace-ton werd aangemaakt. Een 125 yum dik niet geweven vel van Kendall Webril rayon werd met deze suspensie bevochtigd en op de katalytische kathode aangebracht.

35 Nu werd een 1,8 suspensie\an vezels, die voor 10 % van C^H^-CClF^-copolymeer ("Halar" van de firma Allied 8102083 - 11 -

Chemical Co.) en voor de rest van chrysotiel-asbest waren, in NaOH-NaCl-oplossing doof de met rayonvel beklede kathode gezogen, welke zich op een Buchner-filter bevond. De asbest met alles er op en eraan werd van het filter afgenomen en 24 uur op 100°C 5 gedroogd. Daarna werd hij een uur op 265°C verhit, wat een zelfdragend, versterkt asbest diafragma op een katalytische kathode gaf.

Deze kathode werd overeenkomstig voorbeeld 1 in een laboratorium-cel beproefd en had een kathode-potentiaal 10 van 1,12 V hij een stroomdichtheid van 20,6 A/dm . Toen het diafragma verwijderd werd was er geen toename van de kathode-potentiaal.

Voorbeeld III

Een met kunsthars versterkt asbest diafragma 15 werd aangébracht bovenop een uit suspensie afgezette cellulose- mat op een katalytische kathode. De kathode was een gaas van mild staal van 12,5 cm x 17,5 cm, gemaakt van 1,6 mm staaldraad met 2 576 gaten per dm en ongeveer 40 % vrij oppervlak. Het katalytische oppervlak was verkregen door daarop gezamenlijk nikkel en 20 zink elektrolytisch af te zetten en het zink met sterke loog weg te nemen.

Een cellulose-suspensie werd aangemaakt door fijn schuurpapier op te nemen in een oplossing van 10 % NaOH en 15 Z NaCl. Nadat men dit een week had laten staan werd met water 25 gewassen en aan de lucht gedroogd. Vervolgens werd met water een 0,5 gew.Z suspensie aangegemaakt. Deze werd door de kathode heen gezogen, zodat daar een cellulosemat op aangebracht werd.

Vervolgens werd een suspensie van 1,8 gew.Z chrysotiel-asbest en 0,2 gew.Z C^H^-CClF^-copolymeer ("Halar" 30 van de firma Allied Chemical Co.) door de met cellulose beklede kathode gezogen, zodat daar bovenop een mat van 1,7 g/cm gevormd werd. Deze combinatie werd 1 uur op 100°C verhit en daarna 1 uur op 265°C.

Deze kathode-eenheid werd in een laboratorium-35 cel gemonteerd op 6 mm afstand van een met RuO^ en TiO^ beklede anode van titaangaas. Na 25 dagen elektrolyse met een stroom- 8102083 V* - 12 - 2 dichtheid van 20,6 A/dm was de spanning over de cel 2,89 V en het verval over het diafragma 0,58 V. Het stroomrendement was aan de anode 93,08 % en aan de kathode 94,58 %; per ton produkt werd 2092 kilowatt.uur verbruikt.

8102083

Claims (33)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een kathode-diafragma-eenheid voor een elektrolysecel, waarbij men asbestvezels of vezels van een combinatie van asbest met een an-5 der materiaal of de kathode afzet zodat daarop een vlies van verstrengelde vezels ontstaat, met het kenmerk, dat op de kathode eerst een tussenlaag van weg te nemen of te vernietigen materiaal aangebracht wordt dat in hoofdzaak bestand is tegen de omstandigheden die tijdens het aaribrengen van de diafragmavezels 10 en de vorming van het diafragma heersen en daarna verwijderd kunnen worden onder omstandigheden die de kathode en het diafragma in tact laten, waarna men het diafragma aanbrengt en de samenstellende vezels daarvan doet verstrengelen en men de tussenlaag verwijdert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het weg te nemen of te vernietigen materiaal uit een suspensie op de kathode afgezet wordt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men een vezelig polymeermateriaal op de kathode af- 20 zet.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het op de kathode afgezette materiaal cellulose, een polyolefine en/of een polyester is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het 25 kenmerk, dat men op de kathode rayon afzet.

6. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de polymeervezels op de kathode afgezet worden en daarop het diafragma.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 30 kenmerk, dat het later weg te nemen of te vernietigen materiaal als vloeistof op de kathode aangebracht wordt.

8. Werkwijze volgens conclusie7, met het kenmerk, dat men een latex of een lak op de kathode aanbrengt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het 35 kenmerk, dat de lak of latex een oplossing resp. suspensie van een cellulose-achtig materiaal of een polyester is. 8102083 V - 14- JO. Werkwijze volgens een der voorafgaande conclusies, mét'hét' kenmerk, dat de kathode uit een de elektriciteit geleidende basis met daarop een katalytische bekleding bestaat.

11. Kathode-diafragma-eenheid bestaande uit a) een kathode en b) een daarop afgezet diafragma van niet geweven, niet georiënteerde vezels, met het kenmerk, dat het diafragma zelfdragend is en niet aan de kathode vastzit..

12. Kathode-diafragma-eenheid volgens con- 10 clusie 1J, met het kenmerk, dat het diafragma geheel of grotendeels uit chrysotiel-asbest bestaat.

13. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het diafragma bovendien een thermoplastisch kunsthars bevat.

14. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclu sie 11, 12 of 13, met hét kenmerk, dat de kathode op de geleidende basis een poreuze, katalytische bekleding heeft.

15. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 14, verkregen door op een de elektriciteit geleidende basis 20 een katalytisch materiaal af te zetten, daarop een later te verwijderen of te vernietigen materiaal aan te brengen dat bestand is tegen omstandigheden waarbij het diafragma-materiaal uit vezels gevormd en aangebracht wordt maar daarna verwijderd kan worden, zodat de katalytische bekleding bloot komt terwijl het dia- 25 fragma in tact blijft, waarna het diafragma aangebracht en gevormd en het tijdelijke materiaal verwijderd of vernietigd wordt.

16. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal uit suspensie op de kathode aangebracht was. 30 17, Kathode-diafragma-eenheid volgens conclu sie 16, met het kenmerk, dat het tussen kathode en diafragma aan te brengen materiaal een vezelig polymeermateriaal was.

18. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het tussen kathode en diafragma aan 35 te brengen materiaal cellulose-achtig, een polyolefine en/of een polyester was.

19, Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat het polymere materiaal rayon was. 81 0 2 0 83 Jl· J ' - 15 -

20. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal tussen katalytische bekleding en diafragma als vloeistof aangebracht was.

21. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclu sie 20, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal als..latex of lak aangebracht werd.

22. Kathode-diafragma-eenheid volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de latex of de lak een suspensie resp. 10 oplossing van een cellulose-achtig material en/of van polyester is.

23. Werkwijze voor het uitvoeren van elektrolyse in een cel met een anoderuimte met daarin een anode, een ka-thoderuimte met daarin een kathode, en een diafragma die anoderuimte van kathoderuimte scheidt, waarbij in de anode-ruimte een alka- 15 limetaalchloride-oplossing gebracht wordt en over de cel een elektrische spanning ingesteld wordt, waardoor bij de anode chloor ontstaat en bij de kathode waterstof ontstaat, met het kenmerk,dat het diafragma zelfdragend is en niet aan de kathode vastzit en uit niet-geweven, niet georiënteerde vezels bestaat, waarbij het 20 waterstof tussen diafragma en kathode opgevangen wordt.

24. Werkwijze volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat het waterstof ontstaat op het kathode-oppervlak dat op diafragma en anode gericht is.

25. Werkwijze volgens conclusie 24, met het 25 kenmeric, dat het diafragma vervaardigd was door een later te verwijderen of te vernietigen materiaal op de kathode aan te brengen, welk materiaal bestand is tegen de omstandigheden waarbij het dia-fragma-materiaal aangébracht en het diafragma gevormd wordt, maar daarna verwijderd kan worden, waarna een diafragma van niet gewe- 30 ven, niet georiënteerde, onderling verstrengelde vezels gevormd en aangebracht wordt, en tenslotte het tijdelijke materiaal verwijderd of vernietigd wordt.

26. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk,dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal 35 uit suspensie op de kathode aangebracht was.

27. Werkwijze volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal 8102083 - 16 - tussen kathode en diafragma een vezelig polymeer materiaal was.

28. Werkwijze volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal tussen kathode en diafragma van cellulose, polyolefine en/of poly- 5 ester was.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal tussen kathode en diafragma rayon was.

30. Werkwijze volgens conclusie 27, met het 10 kenmerk, dat de vezels van polymeer materiaal op de kathode aangebracht worden en daarop het diafragma.

31. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat het later te vernietigen of te verwijderen materiaal tussen kathode en diafragma als vloeistof aangébracht was.

32. Werkwijze volgens conclusie 31, met het kenmerk, dat het later te verwijderen of te vernietigen materiaal tussen kathode en diafragma een lak of latex was.

33. Werkwijze volgens conclusie 32, 'met het kenmerk, dat de lak of latex een oplossing resp. suspensie van 20 cellulose-achtig materiaal en/of polyester was.

34. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de kathode uit een de elektriciteit geleidende basis en een daaraan geleidende katalytische bekleding bestaat.

35. Kathode-diafragma-combinatie in hoofd- 25 zaak volgens beschrijving en/of voorbeelden. 8102083