PL121749B1 - Process for improvement of current efficiency in the process of electrolytic manufacture of sodium chlorateliticheskogo proizvodstva khlorata natrija - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób polepszenia wy¬ dajnosci pradowej w procesie elektrolitycznego wytwa¬ rzania chloranu sodowego w szczególnosci w przypadku stosowania komór elektrolitycznych wyposazonych w anody tytanowe pokryte warstwa elektroaktywna pla- tynowo-irydowa lub tlenku rutenu.Proces elektrolitycznego wytwarzania chloranu sodo¬ wego odbywa sie przez elektrolize chlorku sodowego.Reakcje zachodzace na elektrodach sa nastepujace: na anodzie wytwarza sie chlor wedlug nastepujacego wzoru: 6a ? 3 d2+6e- (1) przy czym wytworzony chlor reaguje z woda wedlug wzorów: 3d2+3H20 <- "» 3H+ +3C1-+3HC10 (2) 3HC10<- '-* 3H++3C10- (3) 3H2Q i =1^3PH-+3H+ (4) zas wytworzony podchloryn przeksztalca sie w chloran wedlug wzoru: 2HC10+C10 ? C103-+2H+ +2Q~ (5) Jednoczesnie z jonów podchlorynowych tworzy sie elek¬ trochemicznie chloran: 6C10-+3H2O ? 3ao3-+4a-+6H++ + -^-02+6e- (6) Reakcja ta powoduje wytwarzanie sie tlenu w trakcie elektrolizy, co jest glówna przyczyna obnizenia wydaj¬ nosci pradowej wedlug prawa Faradaya. 10 15 20 25 Na katodzie zachodzi wytwarzanie wodoru: 6H++6e~ ? 3H2 (7) podchloryn wytworzony w komorach moze ulegac 5 redukcji wodorem wedlug wzoru: ao—+h2 - C1-+H2Q (8) Te pasozytnicza reakcje (8), bedaca równiez przyczyna obnizenia wydajnosci pradowej eliminuje sie na ogól przez dodatek dwuchromianu sodowego w ilosci od 2 do 10 g/l elektrolitu.Inna przyczyna obnizenia wydajnosci pradowej jest wydzielanie sie na anodzie chloru, który moze ulatniac sie z komór nie bedac zaabsorbowany, albowiem na skutek zachodzacej równowagi: C10^+H+ <- ~* HCIO HCIO+H++CI- ± C12+H20 istnieje pewna preznosc pary chloru nad powierzchnia elektrolitu, wskutek czego moze sie on wydzielac na ca¬ lej jego powierzchni.Reakcja (5) jest reakcja pierwotna w procesie wytwa¬ rzania chloranu przy czym sprzyja jej pH utrzymywane w granicach od 6 do 6,5, którego wartosc optymalna za¬ lezy od temperatury elektrolitu.Dla utrzymania optymalnej wartosci pH dodaje sie do elektrolitu roztworu kwasu, glównie solnego, co pozwala ponadto skompensowac ewentualne straty chloru.W procesach klasycznych roztwór kwasu solnego moze byc dodawany badz do roztworu zasilajacego komory, 121749121749 3 _ _ .; badz bezposrednio do komór, badz tez jednoczesnie w jeden i drugi sposób, przy czym jest on zazwyczaj zauto¬ matyzowany i wlaczony w system regulacji pH. W naj¬ czesciej spotykanych warunkach prowadzenia procesu: NaClOj NaCl Na2Cr207 Temperatura elektrolitu pH elektrolitu gestosc pradu anody tytanowe wyfz|e|a^s1f*gaz o- wydziela''sie gaz ó skh Oz -f- 3,5%, Q — 0,2- wedlug gr&wa Faradaya; — 0—700 g/l — 320—120 g/l — 2—10 g/l — 55°—85° — 6—6,5 utrzymywane przez dodatek 25—40 kg 33% HQ na tone pro¬ dukowanego chloranu — 1500—6000 A/m* — pokryte Pt/Ir lub Ru02 :ie nastepujacym: lie nastepujacym: H2 — 96%, 5,5%, zas wydajnosc pradowa I wynosi powyzej 92%.Czyniono liczne poszukiwania w celu poprawy tej wy¬ dajnosci, przy czym wszystkie proponowane rozwiazania sprowadzaly sie do ulepszenia powlok na anodach, jak na przyklad w patencie francuskim 2.187.416.Sposób wedlug niniejszego wynalazku pozwala zwiek¬ szyc wydajnosc pradowa o 1—3% droga oddzialywania na elektrolit. Sposób ten polega na tym, ze do kwasu sol¬ nego stosowanego do utrzymania optymalnego pH od 6 do 6,5 dodaje sie 85% kwas fosforowy w ilosci 1—2 kg kwasu fosforowego na tone wytworzonego chloranu so¬ dowego.Zwiekszenie wydajnosci pradowej zalezy od stcpnia przemiany elektrolitu, konstrukcji komór i warunków prowadzenia procesu.Ponizsze przyklady sluza do objasnienia wynalazku nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. Przeprowadzono elektrolize sposo¬ bem klasycznym w komorze przemyslowej, 35.000 A, wyposazonej w anody tytanowe pokryte pcwlcka z tlen¬ ku rutenu. Komore zasilano roztworem o skladzie: NaCl NaClOs Na2Cr207 NaQO Ca+Mg Fe, Co, Ni z szybkoscia 120 1/godz. — 210 g/l -325 g/l — 7 g/l — 0,3 g/l — 35 mg/l — 2 mg/l 10 15 20 30 35 40 45 Do komory wprowadzono w sposób ciagly 550 mg 33% HC1. Komora pracowala przy gestosci pradu 2CC0 A/ /m2 i temperaturze 70°C, pH roztworu wyncsilo 6,3.Sklad roztworu opuszczajacego komore byl nastepujacy: NaCl —110 g/l NaClOa — 520 g/l Na2Cr207 — 7 g/1 NaClO — 1,5 g/l Ca+Mg —15 mg/l Fe, Co,Ni — 2 mg/l Gaz wytwarzajacy sie w trakcie elektrolizy mial sklad nastepujacy: H2 - 96,7% O. - 2,9% Q2 - 0,4% Wydajnosc pradowa wynosila 92,7%. W tych samych warunkach lecz zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku dodawano do kwasu solnego w sposób ciagly 220 ml 10% H3PO4 otrzymanego metoda termiczna. Sklad gazu wy¬ tworzonego byl nastepujacy: H2 — 97,6% O. - 2% Q2 - 0,4% Wydajnosc pradowa wynosila 94,5%. Stwierdzono wiec poprawe wydajnosci pradowej o 1,8%.Przyklad II. W takich samych warunkach jak w przykladzie I przeprowadzono elektrolize dcdajac 10% kwas fosforowy, otrzymany na drodze mokrej, w ilosci 0,15 g kwasu na litr elektrolitu. Zawartosc tlenu w gazie obnizyla sie o 0,3%, co wplynelo na wzrost wydajnosci pradowej z 92,72% na 93,32%.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób polepszenia wydajnosci pradowej w pro¬ cesie elektrolitycznego wytwarzania chloranu sodowego na anodach metalowych, pokrytych platyna-irydem lub tlenkiem rutenu, znamienny tym, ze do kwasu solne¬ go, stosowanego w celu utrzymania optymalnego pH, od 6 do 6,5 dodaje sie 85% kwas fosforowy w ilosci od 1 do 2 kg kwasu na tone wytworzonego chloranu sodo¬ wego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sto¬ suje sie 10% kwas fosforowy otrzymany na drodze mo¬ krej.LDD Z-d 1, z. 715A400/83, n. 80+20 egz.Cena 100 zl PL PL PL

Claims (2)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób polepszenia wydajnosci pradowej w pro¬ cesie elektrolitycznego wytwarzania chloranu sodowego na anodach metalowych, pokrytych platyna-irydem lub tlenkiem rutenu, znamienny tym, ze do kwasu solne¬ go, stosowanego w celu utrzymania optymalnego pH, od 6 do 6,5 dodaje sie 85% kwas fosforowy w ilosci od 1 do 2 kg kwasu na tone wytworzonego chloranu sodo¬ wego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sto¬ suje sie 10% kwas fosforowy otrzymany na drodze mo¬ krej. LDD Z-d 1, z. 715A400/83, n. 80+20 egz. Cena 100 zl PL PL PL