Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia chloranu sodu za pomoca elektrolizy, a bar¬ dziej szczególowo sposób usuwania niedogodnosci wywolanych obecnoscia kationów metali ziem al¬ kalicznych w elektrolicie.Chloran sodowy wytwarza sie na skale przemy¬ slowa glównie poprzez elektrolize roztworu chlor¬ ku sodowego. Przemyslowy chlorek sodu, woda przemyslowa oraz surowce, stosowane podczas wy¬ twarzania, zawieraja praktycznie biorac zawsze kationy metali ziem alkalicznych takich jak wapn i magnez. Kationy te osadzaja sie na katodzie w postaci weglanu w przypadku uzycia anod gra¬ fitowych oraz w postaci glównie wodorotlenku w przypadku stosowania anod metalicznych. Two¬ rzenie sie osadów katodowych jest tym szybsze, im wyzsza jest temperatura robocza i gestosc pra¬ du elektrycznego, co jest charakterystyczne w przypadku stosowania anod metalicznych.Osady takie maja zwarta teksture i dlatego przylegaja silnie do katody, powoduja elektryczna izolacje katody i w konsekwencji nastepuje pod¬ wyzszenie calego napiecia elektrycznego na zaci¬ skach elektrolizera co pozwala utrzymywac stale natezenie elektryczne.Obecnosc kationów metali ziem alkalicznych w elektrolicie do wytwarzania chloranu sodowego prowadzi wiec z jednej strony do zwiekszenia zu¬ zycia energii, a z drugiej strony do koniecznosci okresowego oczyszczania katod i elektrolizerów 10 15 20 25 30 i to tym czestszego im wyzsza jest temperatura robocza i gestosc pradu elektrycznego.Takie operacje oczyszczania powinny byc prze¬ prowadzane bardzo czesto w przypadku, gdy sto¬ suje sie anody utworzone z nosnika metalicznego i warstwy powierzchniowej, których glówna zaleta jest tOi, ze przeprowadzanie elektrolizy moze od¬ bywac sie w wysokiej temperaturze i przy du¬ zej gestosci praciu.Stosowana obecnie technika takiego okresowego oczyszczania katod polega na zatrzymaniu elektro¬ lizy, opróznieniu elektrolizerów, wytrawieniu ka¬ tod za pomoca traktowania kwasem, wyplukaniu elektrolizera, ponownym wprowadzeniu elektrolitu i ponownym uruchomieniu elektrolizera. Jest wiec kosztowna, w szczególnosci wskutek spowodowanej nia przerwy w eksploatacji. Czesto stosowana ob¬ róbka kwasna polega na traktowaniu kwasem sol¬ nym i przeprowadzona jest za pomoca rozcienczo¬ nego kwasu solnego o stezeniu noizszym od 10% wagowych. W celu unikniecia korozji stalowych katod oraz innych stalowych elementów elektroli¬ zerów korzystne jest dodawanie do kapieli chlo¬ rowodorowej inhibitora korozji.W obecnym udoskonalonym sposobie wytwarza¬ nia chloranów metali alkalicznych, a w szczegól¬ nosci chloranu sodowego za pomoca elektrolizy chlorków z uzyciem anod metalicznych przedsta¬ wiono sposób, umozliwiajacy bardzo znaczne prze- 121 9783 121 978 4 dluzenie okresu pomiedzy operacjami oczyszczania elektrolizerów.W oddzialach produkcyjnych wytwarzania chlo¬ ranu sodowego przez elektrolize chlorku sodu z uzyciem anod metalicznych warunki operacyjne sa nastepujace: Stezenie roztworów wodnych: NaC103 0 do 700 g/l NaO 320 do 120 g/l Temperatura robocza 55°C^85°C pH robocze 6—6,5, otrzymywane przewaznie przez do¬ danie HC1 Gestosc pradu 1500 do 6000 A/m2 Napiecie elektrolizera 2,8^3,9 woltów Anody l nosnik tytanowy z po¬ wloka Pt/Ir lub me¬ tali szlachetnych lub tlenku szlachetnego Prowadzenie linii elektrolizy odbywa sie z wy¬ korzystaniem zautomatyzowanych klasycznych spo¬ sobów regulowania temperatury i pH, przy czym charakterystyki elektryczne sa glównie zalezne od typu uzytego elektrolizera.Weldlug wynalazku sposób wytwarzania chlora¬ nów metali szlachetnych poprzez elektrolize chlor¬ ków metali alkalicznych na anodach metalicznych, a w szczególnosci wytworzenia chloranu sodu przez elektrolize w elektrolizerze, zawierajacym anody metaliczne, pokryte elektroaktywnymi warstwami platyma/iryd lub tlenkiem rutenu w temperaturze od 55 do 85°C, przy pH 6 do 6,5 i pod napieciem 2,8 do 3,9 wolta* charakteryzuje sie tym, ze obni¬ za sie temperature w regularnych odstepach cza¬ su o 30-h50°C, kontynuujac elektroMze przy zredu¬ kowanym napieciu, a nastepnie prowadzi sie elek¬ trolize w normalnych warunkach. Gdy napiecie elektrolizerów osiagnie poziom powodujacy zbyt duze zuzycie energii elektrycznej, to wtedy tem¬ perature robocza obniza sie o 30 do 50°C. Takie modyfikacje stanu elektrolizy przeprowadza sie bez zatrzymywania produkcji dzialajac na aparaty do regulacji temperatury.Wybór napiecia, przy którym decyduje sie na przeprowadzenie takiego postepowania, zalezy od warunków ekonomicznych na oddziale produkcyj¬ nym takich jak cena energii elektrycznej, koszty zatrzymania produkcji i czystosc elektrolitu.Nowy stan pracy, uzyskiwany przewaznie bar¬ dzo szybko w ciagu 1 lub 2 godzin, moize byc bez¬ posrednio zaniechany celem ponownego otrzyma¬ nia warunków poczatkowych lub utrzymywany w ciagu pewnego czasu.Jesli w nastepstwie warunków operacyjnych istniejacych w instalacji skutecznosc traktowania zmniejsza sie w czasie tak, ze doprowadza to do stwierdzenia, ze po pewnej ilosci operacji, uzy¬ skany spadek napiecia nie jest wystarczajacy, to wtedy moze byc uzyteczne zatrzymanie instalacji dla usuniecia kamienia kotlowego metodami kla¬ sycznymi.Stosowanie tego sposobu wykazuje dwie glówne korzysci. Przede wszystkim pozwala uniknac lub co najmniej zmniejszyc do minimum zatrzymania w produkcji celem usuniecia kamienia kotlowego z elektrolizerów. Czas zatrzymania moze dochodzic do 24 godzin, co powoduje powazna strate w pro¬ dukcja. Nastepnie ogranicza i zmniejsza okresowo podwyzszenie napiecia wskutek osadu katodowego 5 zmniejszajac wskutek tego zyzycie energii elek¬ trycznej.Technika ta jest szczególnie dostosowana do no¬ woczesnych oddzialów produkcyjnych wytwarza¬ nia chloranu sodowego przez elektrolize w elek- 10 trolizerach zawierajacych anody metaliczne po¬ kryte warstwami elektroaktywnymi, jak na przyklad platyna i irydem lub tlenkiem rutenu, lecz jest równiez przystosowana do elektrolitycznego wytwarzania chloranu potasowe- 15 go oraz w ogóle chloranów metali alkalicznych.Ponizsze przyklady objasniaja sposób wedlug wynalazku nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. Przeprowadza sie elektrolitycz¬ ne wytwarzanie chloranu sodowego w elektrolize- 20 rze przemyslowym w nastepujacych warunkach: Sklad kapieli: Chlorek sodowy 120 g/l Chloran sodowy 520 g/l Podchloryn sodu 1,5 g/l 25 Dwuchromian sodu 7 g/l pH kapieli 6,3 Temperatura elektrolizy 70°C prz 2500 A/m2 Anoda tytanowa z powloka na bazie dwutlenku rutenu. Zawartosc zanieczyszczen w elektrolicie 30 wystepujacych w elektrolizerze: wapn 30 ppm, magnez 5 ppm. Po uruchomieniu uprzednio oczyszczonego elektrolizera napiecie elektryczne wynosi 345 woltów, nastepnie katody stopniowo pokrywaja sie osadem wskutek czego napiecie re- 35 gularnie wzrasta i po uplywie 60 dni osiaga war¬ tosc 3,60 woltów.Wedlug sposobu uprzednio stosowanego naleza¬ loby wtedy zatrzymac produkcje, opróznic elek- trolizer i napelnic go roztworem kwasu solnego 40 o stezeniu 20 g/l, do którego dodany jest inhibi¬ tor korozji. Roztwór nalezalolby pozostawic w elektrolizerze w ciagu 8 godzin, a nastepnie elektrolizer opróznic i przemyc woda przed po¬ nownym uruchomieniem instalacji, przy czym ca- 45 losc tych operacji trwalaby *d 1£ do 14 godzin.Wedlug sposobu wedlug wynalazku instalacja pozostaje w ruchu tylko obniza sie temperature elektrolizera z 70°C do 35°C oddzialujac na re¬ gulacje temperatury, co trwa 45 minut. Przywra- 50 ca sie wiec bezposrednio wyzej wymienione po¬ czatkowe warunki eksploatacji, co wymaga 45 mi¬ nut i stwierdza sie wówczas, ze napiecie elektro¬ lizera zmniejszylo sie do 3£0 woltów, które to na¬ piecie jest zblizone do napiecia poczatkowego.^ Elektrolizer moze byc ponownie uzywany w ciagu normalnego czasu trwania eksploatacji.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania chloranów metali alkalicz- 60 nych poprzez elektrolize chlorków metali alkalicz¬ nych na anodach metalicznych, a w szczególnosci wytwarzania chloranu sodu przez elektrolize w elektrolizerze zawierajacym anody metaliczne, po¬ kryte elektroaktywnymi warstwami platyna/iryd 65 lub tlenkiem rutenu w temperaturze od 55 do85°C,121 978 5 6 przy pH 6 do 6,5 i pod napieciem 2,8 do 3,9 wolta, znamienny tym, ze obniza sie temperature w regu¬ larnych odstepach czasu o 30—50°C, kontynuujac elektrolize przy zredukowanym napieciu, a nastep¬ nie prowadzi sie elektrolize w normalnych wa¬ runkach. PL PL PL PL PL PL PL