PL26260B1 - Sposób wytwarzania podsiarczynów za pomoca elektrolizy. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy elektrolitycznego wytwarzania podsiarczynów przez redukcje katodowa roztworów zawierajacych dwu- siarczyny.Znane jest wytwarzanie podsiarczynów potasowców lub wapniowców za pomoca e- lektrolizy roztworów zawierajacych dwu- siarczyn, jako ciecz katodowa, w komorze elektrolitycznej podzielonej na przestrzen anodowa i katodowa za pomoca przepony.Jednakze sposobami znanymi nie mozna o- siagnac ani stezonych roztworów podsiar¬ czynów, ani tez dostatecznej wydajnosci.Najtrudniej rozpuszczalne podsiarczyny, np. podsiarczyn wapniowy, mozna bylo do¬ tychczas otrzymywac zaledwie z wydajno¬ scia nie przekraczajaca 60%. W pewnych przypadkach nie mozna bylo prowadzic e- lektrolizy w sposób ciagly, gdyz stwierdzo¬ no, ze przy pracy wedlug dotychczasowych sposobów nastepuje w krótkim czasie taki wzrost napiecia, iz przepona zostaje prze¬ bita.Zgodnie z wynalazkiem wytwarza sie podsiarczyny przez katodowa redukcje roz¬ tworów zawierajacych dwusiarczyn prowa¬ dzac elektrolityczna redukcje przy stezeniu pradu przewyzszajacym 1 amp na 100 cm3, a korzystnie 5 — 50 amp na 100 cm3 cieczy katodowej przy jednoczesnym mieszaniu cieczy katodowej oraz przy uzyciu zasado¬ wo reagujacej cieczy anodowej, przy czym czesc cieczy anodowej przeprowadza sie przez przepone do przestrzeni katodowej.Przeprowadzanie czesci cieczy anodowej przez przepone do przestrzeni katodowej mozna uskuteczniac wywolujac nadcisnie¬ nie w przestrzeni anodowej albo obnizajac cisnienie w przestrzeni katodowej albo tez laczac oba te srodki. Przeprowadzanie cze¬ sci cieczy anodowej uskutecznia sie w pro¬ sty sposób stosujac w przestrzeni anodowej poziom cieczy wyzszy od jej poziomu w przestrzeni katodowej. Dzieki temu unika sie znaczniejszej dyfuzji podsiarczynu do cieczy anodowej. Ponadto pracujac tym sposobem unika sie przebicia przepony i u- mozliwia proces ciagly.Odpowiednimi zasadowo reagujacymi cieczami anodowymi sa roztwory soli za¬ wierajace wodorotlenki potasowców albo weglany potasowców. Najlepiej jest stoso¬ wac roztwory wodorotlenków lub weglanów potasowców. S02 nalezy wprowadzac do cieczy katodowej bez przerwy nawet w tym przypadku, gdy zawiera ona dwusiarczyn.S02 nalezy wprowadzac w ilosci odpowia¬ dajacej ilosci lugu przeniesionego do cie¬ czy katodowej czesciowo pod dzialaniem pradu, czesciowo przez dyfuzje.Jako ciecz anodowa mozna stosowac roztwór siarczynu potasowca. Roztwór taki reaguje zasadowo. Jest on zreszta chemicz¬ nie mniej czynny, niz roztwory zawierajace wodorotlenek potasowca, dzieki czemu przepony sa mniej narazone na zniszczenie.Roztwór siarczynu potasowca pod dziala¬ niem elektrolizy przeksztalca sie na dwu¬ siarczyn i siarczan. Otrzymuje sie technicz¬ nie cenny roztwór, zawierajacy obie sole w równej proporcji. Poniewaz zawartosc siar¬ czanu nie przeszkadza katodowemu wytwa¬ rzaniu podsiarczynu, wiec ciecz anodowa, zawierajaca dwusiarczyn, mozna stosowac bezposrednio, jako ciecz katodowa. Pozo¬ stala czesc mozna przerobic na S02 i siarczan przez dodanie kwasu siarkowego.Otrzymany S02 mozna zastosowac ponow¬ nie w procesie.Przy wykonywaniu elektrolitycznej re¬ dukcji wedlug wynalazku mozna stosowac znane katody z cienkich drutów. Cienkimi drutami w tym przypadku sa druty o sred¬ nicy nie wiekszej od 2 mm, a korzystnie o srednicy od 0,1 do 0,5 mm. Druty umieszcza sie w taki sposób, iz przestrzenie posred¬ nie miedzy poszczególnymi drutami sa ta¬ kie, iz ciecz katodowa przechodzi przez nie i w ten sposób styka sie dokladnie z po¬ wierzchnia drutów. Przerwy miedzy druta¬ mi albo, jesli druty sa rozmieszczone w po¬ staci siatki, srednica oczek przewyzsza 0,5 mm.Podczas elektrolizy ciecz katodowa mozna poruszac za pomoca strumienia ga¬ zu obojetnego. Jako gaz obojetny mozna zastosowac np. dwutlenek wegla, wodór lub azot. Poruszanie cieczy katodowej pod¬ czas przepuszczania przez nia gazu obojet¬ nego jest tak mocne, iz praktycznie biorac unika sie reakcji wtórnych, tak iz nawet przy uzyciu jako materialu wyjsciowego rozcienczonych roztworów dwusiarczynu, zawierajacych zaledwie okolo 6% NaHS03, otrzymuje sie okolo 100%-owa wydajnosc pradu.Przyklad I. W komorze elektrolitycz¬ nej, która jest podzielona na przestrzen a- nodowa i katodowa za pomoca przepony glinkowej, i w której katoda i anoda sa wy¬ konane z olowiu, prowadzi sie bez przerwy przez przestrzen katodowa 20%-owy roz¬ twór dwusiarczynu, a przez przestrzen a- nodowa prowadzi sie równiez bez przerwy 20%-owy roztwór kwasu siarkowego i e- lektrolizuje pradem o gestosci 10 amp na 1 dm2. Mieszanie cieczy katodowej uskutecz¬ nia sie przez powodowanie szybkiego kra¬ zenia. Napiecie wynosi poczatkowo 7 V.Po uplywie godziny wzrasta do 7,5 V, po nastepnej godzinie do 8,5 V, a po trzeciej godzinie do 12 V, jesli przeplyw roztworu dwusiarczynu ureguluje sie tak, aby z prze¬ strzeni katodowej uchodzil 12%-owy roz¬ twór podsiarczynu.Jesli w tej samej komorze po zastapie- - 2 —niu uzytej przepony glinkowej nowa prze¬ pona oraz zastapieniu anody olowianej anoda wykonana ze stali V2A prowadzi sie proces z roztworem wodorotlenku potasowca, jako ciecza anodowa, przy czym do cieczy katodowej wprowadza sie S02, to napiecie utrzymuje sie na poziomie 7,2 V, nawet wtedy, gdy pro¬ ces trwa cale miesiace, przy czym z ko¬ mory odplywa 13%-owy roztwór podsiar¬ czynu. Jesli miedzy zewnetrzna rura olo¬ wiana a przepona umiesci sie siatke z drutu srebrnego o srednicy oczek 2 mm oraz o grubosci drutu 0,25 mm i polaczy ja z bie¬ gunem ujemnym, a jednoczesnie przez ciecz katodowa poprowadzi sie strumien dwu¬ tlenku wegla, to roztwór podsiarczynu, u- chodzacy z komory, ma stezenie 15% przy takiejze szybkosci przeplywu, przy czym wydajnosc pradu wynosi 85%.Zmniejszajac szybkosc przeplywu mozna rwiekszyc stezenie roztworu podsiarczynu do 200 g w litrze bez obnizenia wydajnosci pradu ponizej 80%.Przyklad IL Komora elektrolityczna do elektrolitycznego wytwarzania podsiar¬ czynu jest zaopatrzona w katode z drutu srebrnego, przepone oraz anode olowiana.W celu mieszania cieczy katodowej prze¬ puszcza sie ciagly strumien dwutlenku we¬ gla. Elektrolize prowadzi sie bez przerwy w ciagu 3 godzin 38 minut pradem o ste¬ zeniu 20 amp na 100 cm3 przy natezeniu 500 amp i napieciu 5,5 V. Podczas procesu nie wprowadza sie cieczy katodowej, lecz tylko ciecz anodowa. Ciecz potrzebna w przestrzeni katodowej przenosi sie za po¬ moca cisnienia hydrostatycznego z komory anodowej przez przepone do komory kato¬ dowej. Razem stosuje sie 22,2 kg siarczynu sodowego, który dodaje sie do cieczy ano¬ dowej w postaci roztworu 13,7%-owego.Otrzymuje sie 5,4 kg podsiarczynu w po¬ staci 13%-owego roztworu oraz 9 kg dwu- siarczynu w postaci 7%-owego roztworu.Podczas procesu wprowadza sie do cieczy katodowej 4,1 kg gazowego S02 razem z gazem mieszajacym. S02 odzyskuje sie z powrotem przez zakwaszenie roztworu kwasnego siarczynu, otrzymanego jako pro¬ dukt uboczny. Wydajnosc pradu wynosi nieco wiecej niz 90%. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe.

1. Sposób wytwarzania podsiarczynów za pomoca redukcji katodowej roztworów zawierajacych dwusiarczyny, znamienny tym, ze do przestrzeni anodowej wprowa¬ dza sie jako ciecz anodowa ciecz reaguja¬ ca zasadowo i podczas elektrolizy czesc cieczy anodowej przepuszcza poprzez prze¬ pone do przestrzeni katodowej. 2, Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze jako zasadowa ciecz anodowa stosuje sie roztwór siarczynu potasowca. I. G. Farbenindustrie A k t i e xl g e & e 11 s c ha f t. Zastepca: K. Czempinski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL