SE448636B - Forfarande for elektrolys av en vattenhaltig natriumkloridlosning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 448 636 2 centrationen av kvarvarande kalcium, magnesium och liknande kunna sänkas. Tillsatsen av stora mängder utfällande medel är emellertid icke lämplig, emedan det icke endast är oekonomiskt, utan även åstadkommer att överskottsmängder karbonat är närvarande i salt- lösningen. Vidare tenderar nu en metallanod att användas i stor omfattning istället för en grafitanod och följaktligen bringas den nu använda natriumkloratcellen att arbeta vid en så hög ström- täthet som 15 A/dmz eller mer i motsats till den konventionella natriumkloratcellen, som vanligen arbetade vid S-10 A/dmz. När saltlösning, som renats genom konventionell utfä]lning-separations- metod, användes i en gängse använd elektrolyscell, avsättes till följd därav Föroreningar, såsom kalcium, magnesium och liknande, som kvarblir i saltlösningen, på katoden, vilket bringar elektrof lysspänningen att öka med tiden. För undvikande av ett så ogynn- varande gängse att stoppa driften av natriumkloratcellen vid i förväg bestämda tider och tvätta katoden med en syra.

Emedan inga problem finnes med miljöförorening och energi- förbrukningen är ringa, är å andra sidan klor-alkaliframställningen vid ett katjonbytarmembranförfarande utomordentlig. Vid ett så- dant katjonbytarmembranförfarande är det emellertid omöjligt att fullständigt undvika omvänd diffussion av hydroxyljoner från katodkammaren till anodkammaren genom katjonbytarmembranet, vil- ket leder till en olägenhet därigenom, att natriumklorat bildas såsom biprodukt i anodkammaren och på så sätt bildat natrium- klorat ansamlas i anolyten. ansamling av natriumklorid i anolyten anpassar man sig vanligen till en metod, vid vilken dyrbar saltsyra tillsättes till anolyten för neutralisering av hydroxyljoner, som omvänt diffunderat in i anodkammaren från katodkammaren.

Med avseende på anordnandet av en klor-alkalicell av typ med katjonbytarmembran och en natriumkloratcell i kombination har olika metoder föreslagits, vilka har förmåga att undanröja angivna olägenhet vidIdo;-alkaliframställningen vid katjonbytar- membranförfarandet. Den japanska, publicerade patentansökningen 21 400/1978 beskriver exempelvis ett förfarande, vid vilket en svag saltlösning, som uttages från anodkammaren i en klor-a1kali- cell direkt tillföres till en natrium- av katjonbytarmembrantyp, kloratcell. Vid detta förfarande tillföres det natriumklorat, som PÛOR QUALITY 10 15 20 25 30 35 40 3 M 448 656 bildats såsom biprodukt i klor-alkalicellens anodkammare, till natriumkloratcellen tillsammans med svag saltlösning från klor- alkalicellen, så att natríumkloratet effektivt återvínnes. Vid detta förfarande är emellertid koncentrationen av natríumklorid i den saltlösning, som tíllföres natriumkloratcellen, låg och följ- aktligen kan koncentrationen av natriumklorat i natriumkloratcellenv icke ökas till en effektiv nivå, vilket leder till ökning icke endast i belastningen hos natriumkloratkoncentrationsanordningen, utan även till förbrukning av uppvärmningsånga. Sulfatföreningar, som finnes såsom förorening i saltlösningen, tillföres vidare till natriumkloratcellen, sedan de har koncentrerats i klor-alkalí- cellen och därför sänkes strömverkningsgraden i natriumkloratcellen.

Allt efter de belastningar för vilka klor-alkalicellen resp. natriumkloratcellen utsattes, varieras dessutom natriumkloridkone centrationerna resp. natríumkloratkoncentrationerna i respektive celler, vilket leder till instabilitet i driften.

Den publicerade japanska patentansökningen 37 079/1979 före- slår vidare ett förfarande, vid vilket en elektrolyscell an- vändes, vilken vid sina båda ändar har ett par katoder och är uppdelad i en kloratkammare, en klorkammare och en alkalikammare med hjälp av en plattelektrod med förmåga hos var och en'av dess båda ytor att fungera såsom en anod, och ett katjonbytar- membran, som är anordnat mellan katodparet, och vid vilket en vätska, som avdrages från klorkammaren, och en vätska, som av- drages från kloratkammaren, kombineras och därefter bringas att strömma till en kloratkoncentreringsanordníng och ett alkali- kloridkoncentreringsinställningskärl och vätskan från alkali- kloridkoncentreringsinställningskärlet återföres till klorkam- maren och kloratkammaren. I det föreslagna förfarandet blandas vätskan från klorkammaren och vätskan från kloratkammaren till- sammans och bringas därefter att strömma till kloratkoncentre- ríngsanordningen och följaktligen átervinnes effektivt det na- triumklorat, som bildats såsom biprodukt i klorkammaren. Natrium- kloratkoncentratíonen i den vätska, som tillföres till kloratkon- centreringsanordningen, är emellertid minskad, vilket förorsakar att förbrukningen av uppvärmningsånga ökas. Eftersom inställningen av alkalikloridkoncentrationen i alkalíkloridkoncentreringsin- ställnlngskärlet dessutom utföres i det tillstånd i vilket vätskan, som avdrages från klorkammaren, blandas med vätskan, som avdrages från kloratkammaren, har vätskan i alkalikloridkoncentreringsin- 10 15 20 25 30 35 40 448 636 4 ställningskärlet en hög kloratkoncentration och därför kan natrium- kloridkoncentrationen i vätskan i alkaliklorídkoncentreringsin- ställningskärlet icke ökas till tillräcklig nívå;f Till följd härav minskas sönderdelningshastigheterna för natriumklorid i klorkammaren och kloratkammaren, vilket ogynnsamt leder till ök- ning i cirkulationsmängden. Vid angivet förfarande skulle vidare reglering med avseende på produktionsmängden mellan klor, natrium- hydroxid och natriumklorat ske pà olämpligt sätt endast genom reglering av intervallen mellan respektive elektroder.

Enligt det konventionella förfarandet, vid vilket en klor- alkalicell av katjonbytarmembrantyp och en natriumkloratcell an- vändes i kombination, ger kort sagt det effektiva àtervinnandet av natriumklorat, som bildats såsom biprodukt i klor-alkalicellen, upphov till nya olägenheter, såsom ökning i belastningen hos en natriumkloratkoncentreringsanordning, minskning av.§fimen&flnfig§+ hastigheten för natriumklorid. Den stora olägenhet som åtföljer förfarandet för framställning av natriumklorat genom elektrolys av en saltlösning, som innehåller föroreningar, d v s avsättningen av föroreningar på katoden, etc., kvarstår vidare fortfarande olöst.

I den amerikanska patentskriften 4 119 S08 beskrives ett sätt att rena den råa saltlösning som användes vid elektrolys av vatten- haltig natriumklorid- eller kaliumkloridlösning för framställning av natriumhydroxid eller kaliumhydroxid. Vid detta sätt avlägsnas föroreningar, som finnes i den råa saltlösningen, med hjälp av ett kelaterande jonbytarharts. Denna renade saltlösning användes endast för framställning av natriumhydroxidlösning. Eftersom närvaron av bariumjoner icke utgör något allvarligt problem vid elektrolys av saltlösning för framställning av natriumhydroxidlösning, är de vid sättet enligt denna amerikanska patentskrift icke nödvändigt att avlägsna bariumjonerna.

Av Chemical Abstracts, vol. 85 (1976), Abstract No. 168 892W, som är en referens av JP-86 100 framgår ett sätt att rena en vat- tenhaltig natriumkloridlösning som skall elektrolyseras. Även här avlägsnas föroreningar, som finnes i den råa saltlösningen, med hjälp av ett kelaterande jonbytarharts. Den erhållna råa salt- lösningen elektrolyserades sedan med hjälp av diafragmaförfarandet för framställning av natriumhydroxidlösning. Icke heller här ger naturligtvis närvaron av bariumjoner något allvarligt problem.

Föreliggande förfarande för framställning av natriumklorat, 10 15 20 25 30 35 5 448 636 kännetecknas därav, att den svaga saltlösning, som uttages från klor-alkalicellens anodkammare, tillföres natriumkloríd för bild- ning av bildning av en vattenhaltíg natriumkloridlösning, som därefter bringas i kontakt med ett kelaterande jonbytarharts vid ett pH av 8,0 eller däröver för avlägsnande av förore- ningar som fínnes i den vattenhaltiga natriumkloridlösningen i sådan utsträckning, att mängderna Ca-, Mg- och Ba-joner i den erhållna saltlösningen är 0,1 mg/liter eller därunder, och att åtminstone en del av den erhållna saltlösningen matas till natriumkloratcellen.

Eftersom mängderna kalcium-, magnesium- och bariumjoner i den råa saltlösning, som matas till natriumkloratcellen, avlägsnas i sådan utsträckning att koncentrationen därav blir 0,1 mg/liter eller därunder, undvikes den ökning i elektrolytspänning som ofta åstadkommes genom närvaro av bariumjoner.

Lösníngarna av dessa uppgifter och kännetecknen och fördelar- na med föreliggande uppfinning framgår för fackmannen av följande detaljerade beskrivning under hänvisning till bifogade ritning, på vilken Pig. 1 visar ett diagram, som åskådliggör sambanden med avseende på kalcium resp. barium mellan pH i en saltlösning och genombrottskapaciteten och fig. Z visar ett flytschema, som åskådliggör en utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen.

Väsentligen och i en utföringsform avser uppfinningen ett förfarande för framställning av natríumklorat innefattande elektro- lys av en vattenhaltig natriumkloridlösníng i en diafragmafri natriumkloratcell, varvid förfarandet kännetecknas därav, att den vattenhaltiga natriumkloridlösningen bringas i kontakt med ett kelaterande ionbytarharts och att den erhållna saltlösningen tillföres till en diafragmafri natríumkloratcell.

När en saltlösning som såsom föroreningar innehåller kalcium, magnesium och barium, bringas i kontakt med ett kelaterande jon- bytarharts (vanligen genom passage genom en pelare av ett kela- terande íonbytarharts), kan koncentrationen av vart och ett av kalcium, magnesium och barium i saltlösningen minskas till 0,1 mg/l eller mindre, ibland till 0,05 mg/l genom lämpligt val av kontakt- betingelser, utan att överskott karbonatföreningar behöver vara ' närvarande. Genom att pressa ned koncentrationen av kalcium, mag- nesium och barium i saltlösníngen till så låg nivå som 0,1 mg/l eller därunder för vardera, företrädesvis 0,05 mg/1, även när 10 15 20 ZS 30 _40 '448 636 natriumkloratcellen, i vilken en metallelektrod användes såsom anod, bringas att arbeta vid så hög strömtäthet som 15 A/dmz, kan man hålla elektrolysspänningen i natriumkloratcellen stabil. Även vid klor-alkaliframställning genom katjonbytarmembran- förfarandet avsättes å andra sidan minimala mängder kalcium och magnesium pâ och/eller i katjonbytarmembranet, vilket ogynnsamt icke endast bringar strömökningsgraden att minska utan även elektrolysspänningen att öka. För undvikande av sådana ogynnsamma fenomen renas vanligen saltlösningen, som skall tillföras till klor-alkaliceller av katjonbytarmembrantvp för avlägsnande av sådana föroreningar som kalcium, magnesium och liknande, så att koncentrationerna därav blir ytterst låga. Speciellt när ett- katjonbytarmembran med karboxylsyragrupper såsom jonbytargrupper användes, iakttages anmärkningsvärd avsättning av kalcium och magnesium. Pâ grund härav bringas saltlösningen, som skall till- föras en klor-alkalicell av katjonbytarmembrantyp, i kontakt med ett kelaterande jonbytarharts, så att koncentrationen av vardera kalcium och magnesium i saltlösningen mínflæß till så låg nivå som 0,1 ppm eiier därunder, företrädesvis o,os ppm eiier aärunder, utan att överskottkarbonatföreningar bringas vara närvarande.

Enligt en annan utföringsform avser uppfinningen följakt- ligen ett förfarande för framställning av natriumklorat under an- vändning av en kombination av en natriumkloratcell och en klor- alkalícell av katjonbytarmembrantyp, vilket förfarande känneteck- nas därav, att en svag saltlösning, som uttagits ur en anodkammare i en klor-alkalicell av typ för katjonbytarmembranförfarande till- föres natriumklorid och eventuellt vatten för bildning av en vat- tenhaltig natriumkloridlösning, som därefter bringas i kontakt med ett kelaterande jonbytarharts för avlägsnande av kalcium, magnesium, barium och liknande, som finnes såsom föroreningar i lösningen, och att åtminstone en del av den erhållna, renade saltlösningen införes i en natriumkloratcell, varvid såsom bi- produkt i klor-alkalicellen bildat natriumklorat effektivt kan återvinnas och höjningen av elektrolysspänningen i natriumklorat- cellen under loppet av tiden väl kan förhindras. ÉH i saltlösningen, som skall bringas i kontakt med det kelaterande jonbytarhartset kan företrädesvis vara 8,0 eller mer. När pH i saltlösningen, som skall bringas i kontakt med ett kelaterande jonbytarharts, är mindre än 8,0 höjas emellanåt elektrolysspänningen i natriumkloratcellen, ehuru gradvis, även (fl 10 15 20 25 30 A0 448 636 om koncentrationen av vardera kalcium, magnesium och liknande i saltlösníngen efter kontakten med det kelaterande jonbytarhart- set har minskat till 0,05 mg/l eller därunder. Skälet härför anses bero på barium, som förblir oavlägsnat. Såsom angivits, visar fig. 1 ett diagram som åskådliggör sambanden för kalcium resp. baríum mellan saltlösningens pH och genombrottskapaciteten.

Det kelaterande jonbytarharts, som användes för framställning av diagrammet i fig. 1, är samma porösa, këlaterande harts av imino- diättiksyratyp, som användes i exempel l, som beskrives i det_ följande. Natriumklorídkoncentrationen i den saltlösning, som tillföres till en pelare av kelaterande jonbytarharts är 300 g/1 och saltlösningens temperatur är 50°C. Såsom framgår av fig. 1, är när saltlösníngens pH är mindre än 8,0, genombrottskapaciteten för barium så verkligt liten som 0,10ekv/1 harts av Na-typ eller därunder och samtidigt minskas snabbt genombrottskapacíteten även för kalcium. Baríum med låg selektivitet kan därför icke avlägs- nas tillräckligt under de betingelser då saltlösningens pH är mindre än 8,0. Bariumjoner, som förblir oavlägsnade, avsättes såsom bariumsulfat, bariumkarbonat, bariumhydroxíd och liknande, på katoden. vilket åstadkommer att natriumkloratcellens elektro- lysspänning höjes. Av detta skäl kan saltlösníngens pH lämpligen vara 8,0 eller mer, företrädesvis 9,5-12,0, inom vilket intervall bariets genombrottskapacitet blir maximal.

Temperaturen hos saltlösningen, som skall tillföras till pelaren med gelaterande jonbytarharts, är icke kritisk. Hög tem-' peratur hos saltlösningen är emellertid lämplig, emedan ju högre temperaturen är, desto större är genombrottskapaciteten hos det kelaterande jonbytarhartset. Natriumkloridkoncentrationen i salt- lösningen är icke heller specifikt begränsad och en natriumkloríd- koncentration som allmänt användes, d v s 300-320 g/1, kan använ- das.

Det kelaterande jonbyarhartset användes i form av Na-typ.

Efter fullbordad absorptionsbehandling, behandlas det kelaterande jonbytarhartset med en mineralsyra, såsom saltsyra, för desorberíng av hela mängden metalljoner, som adsodmratspâ hartset, varefter behandlas med en natríumhydroxidlösning för regenereríng av hart- set till harts av Na-typ. Detregaunerade hartset anordnas för ny adsorptionsbehandling.

Slaget av mineralsyra, som skall användas såsom desorberandea medel, är icke specifikt begränsat. I händelse av en syra, som _ 10 15 20 25 30 - 40 448 636 reagerar med kalcium under bildning av ett föga_. lösligt salt, såsom svavelsyra eller fosforsyra, bör emellertid syran användas i form av en utspädd lösning, Andra anjoner än klorjoner tenderar dessutom till att införas på ett ogynnsamt sätt i systemet av saltlösning. Med hänsyn härtill är det lämpligast att använda saltsyra.

En serie jonbytarbehandlingar, inklusive avlägsnandet av metallföroreningar från saltlösníngen_genom adsorption med kela- terande jonbytarharts, desorption av metalljoner, som adsorberats på hartsetg och regenerering av hartset kan genomföras i antingen en fast bädd eller en rörlig enligt gängse jonbytarteknik.

I I allmänhet är det kelaterande jonbytarhartset i hög grad olika i .skrymV01Ym ' i mellan harts i typ av fri syra och regenererat harts av Na-typ. Angivet på åskådliggörande sätt, sväller hartset när jonbytarharts av typ fri syra utväxlas med en natriumhydroxidlösning till ett harts av Na-typ och hart- sets skrymvolym när hartset fullsändigt regenere- rats till harts av Na-typ, blir 1,5-2,0 gånger av den för harts av typ fri syra. Av detta skäl uppträder i händelse av fast bädd hopklumpning av jonbytarhartet_vid regenerering av hart- set på grund av hartsets svällning, vilket åstadkommer att vätske- passagen genom hartset blir svår och i händelse av rörlig bädd blir det ogynnsamt svårt att fönflytta hartset. För undvikande av angivna ogynnsamma problem kan regenereringen av hartset genom behandling därav med en natriumhydroxidlösning ske genom en stigan- de ström i händelse av fast bädd eller genom ett fluidíserat skikt i händelse av fluidiserad bädd. Å andra sidan är det i det fall då koncentrationen av förore- ningar i saltlösningen är stor, ekonomiskt lämpligt att saltlös- níngen utsättes för en primär rening, vid vilken större delen av föroreningarna avlägsnas genom konventionell utfällning-avski1j- ning och därefter ntsättes för en sekundär rening, vid vilken den erhållna, rårenade saltlösningen bringas att passera genom det kelaterande jonbytarhartset för uppnående av en högrenad saltlös- ning.

Det kelaterande jonbytarharts, som skall användas vid för- farandet enligt föreliggande uppfinning, kan vara nàgot av jon-' bytarhartserna med förmåga att bilda ett intermolekylärt komplex genom reaktion med kalciumjoner, magnesiumjoner, bariumjoner ochf eller liknande. Eftersom det kelaterande jonbytarharts, som skall 'ål 10 15 20 25 30 35 “40 448 636 användas vid föreliggande förfarande, måste bringas att reagera med minimala mängder kalciumjoner, magnesiumjoner och barium- joner, som finnes i den högkoncentrerade saltlösningen, är det emellertid lämpligt att använda ett harts, som skulle reagera med angivna joner med hög reaktíonshastighet. Från angivna syn- punkter kan det vara lämpligt att använda kelaterande jonbytar- hartser, som vardera innefattar en polymer innehållande en funk- tíonell grupp med en grupp med formeln IN-CHZCOQ-, t ex etylen- diamintetraättíksyra, trimetylendiamintetraättiksyra, iminodi- ättiksyra, aminometylfosfon-diattiksvra eller liknande. Med av- seende på detaljerna i angivna, kända, kelaterande jonbytarhartser mä hänvisning exempelvis ske till amerikanska patentskriften 3 277 024, den japanska utlagda patentansökningen 22092/1977, "Synthesis Insoluble Polymer Complexonesßvysokomol.Soyed.§_Lll, 49-S6 (1963) och den japanska utlagda 1979.

Av hartserna med definierad funktionell grupp kan ett poröst, kelaterande jonbytarharts av imínodiättiksyratyp, vilket bildats genom reaktion av en porös, patentansökningen 68900/ tvärbunden sampolymer av klormetyl- styren-divínylbensentyp och ester av iminodiättiksyra, följt av hydrolys, företrädesvis användas vid förfarandet gande uppfinning. Skelettet i angivna; enligt förelig- porösa, tvärbundna sam- pdhmer av klormetylstyren-divínylbensentyp kan innehålla enheter av andra vinyl- eller vinylidenmonomerer än klormetylsyren och , divinylbensen, inklusive exempelvis monovinyl- eller vinylíden- aromatiska föreningar, såsom díklormetylstyren, CX-k1ormety1- styren, etylvinylbensen.och metylbensen, akrylnitril och estrar av akrylsyra eller metakrylsyra; i sådan mängd att egenskaperna hos den tväbundna sampolymeren icke förändras. Angivna porösa, kelaterande jonbytarharts av iminodiättiksyratyp är nytt och med avseende på framställningen av det kelaterande jonbytarhartset och hartsets egenskaper må hänvisning ske till den brittiska publicerade patentansökningen 2 042 S65 (motsvarande den utlag- da japanska patentansökningen 106211/1980).

Detta porösa, kelaterande jonbytarharts av iminodiättík- syratyp har en svällning (d v s ett förhållande av hartset i Na-typ till mellan volymen _ hartset i H-typ) av så mycket som 1,40- 1,90. När hartset har stor svällning, samma fenomen, åstadkommas olika ogynn- t ex hopklumpning av hartset vid tiden för hartsets -regenereringz minskning i hartsets hàllfasthet, ökning i den för- 10 15 20 25 30 35 10 448 636 brukade mängden harts och liknande. Det är därför lämpligt att hartset har en svällning av 1,40 eller därunder.

För effektiv användning av detta kelaterande jonbytarharts vid förfarandet enligt uppfinningen är det kort sagt lämpligt, att hartset icke endast uppvisar hög reaktionshastighet, utan även en ringa svällning. Fran dessa synpunkter kan det vara lämp- ligt att använda ett poröst, kelaterande jonbytarharts av imino- diättiksyratyp innefattande såsom skelett en tväbunden sampolymer av klormetylstyren-divinylbensentyp innehållande 9-17 molprocent divinylbensen, varvid hartset har en jonbytarkapacitet av 4,2- 7,2 mehflg torrt harts; en vattenupptagning av 0,6-2,2 ml/g torrt harts och en totalvolym av mikroporer med en diameter i inter- vallet 500-3000 Å av 0;OS-0,60 ml/g torrtharts.

Om divinylbensenhalten i sampolymeren är mindre än 9,0 mol- procent, tenderar hartset att svälla och krympa drastiskt, vil- ket leder till minskning i hartsets hállfasthet. Om divinylben- senhalten i sampolymeren är mer än 17 molprocent, sänkes å andra sidan icke endast jonbytarkapaciteten hos hartset, utan även reaktionshastigheten, som uppvisas av hartset, minskas. Divinyl- bensenhalten i sampolymerer är lämpligen 10-16 molprocent, före- trädesvis 11-15 molprocent. m När hartsets jonbytarkapacitet är mindre än 4,2mekv/g torrt harts, är antalet funktionella grupper för bildning av kelat- bindningen litet och följaktligen erfordras en stor mängd harts för praktiska ändamål och reaktionshastigheten minskas. När jon- byarkapaciteten skall vara mer än 7,2nækv/g torrt harts, är å andra sidan höggradigt ren klormetylstyren och höggradigt ren divinylbensen nödvändiga för framställning hartset, vilket leder till ökning i produktionskostnaden. Lämplígare jonbytarkapacitet är 4,8-6,8nækv/g torrt harts.

Vattenupptagningen hos det-porösa, kelaterande jonbytar- hartset av iminodiättíksyratyp är volymen vatten (ml), som kvar- hâlles i hartset, när 1 g torrt harts bringas i jämvikt med vatten, och följaktligen är vattenupptagningen ett värde på hart- sets porositet i vatten. Vattenupptagningen (betecknad med W definieras av följande formel: WZ W = [W1 - W2) - 0,036 3- R W R) Z vari W1 betecknar hartsets vikt med däri kvarhållet vatten efter' avlägsnande.av det vatten, som häftar vid ytan, genom centrífu-I u. 10 15 20 25 30 35 - 40 11 448 636 geríng, följt av fastställandet av jämvikt, WZ betecknar vikten av torrt harts och d betecknar hartsets verkliga densitet.

När hartsets vattenupptagning är mindre än 0,6 ml/g torrt harts, tenderar hartset att svälla och krympa drastiskt. När vattenupptagning är mer än 2;2 ml/g torrt harts, minskas à andra sidan hartsets hållfasthet ogynnsamt. Lämpligare vatten- upptagning är 0,20-1;00 ml/g torrt harts. Den lämpligaste vatten- upptagningen är 0,30-0,90 ml/g torrt harts.

Diameter och volym för míkroporerna i hartset kan mätas med en kvicksílverpenetreringsporosimeter (framställd av Microme- ritics Instrument Corporation, Shimazu-Micromeritics Type Mercury Penetration Porosimeter 905-1).

När totalvolymen hos mikrnporer med en diameter av 500-3000 Å är mindre än 0,5 ml/g torrt harts; blir hartsets svällning och krympning stor och dessutom minskas reaktionshastigheten. När totalvolymen av mikroporer med sådan diameter som angivits är 'mer än 0,60 ml/g torrt harts, minskas hartsets hållfasthet. Total- volymen mikroporer med en diameter av 500-3000 Å är lämpligen 0.10-0,50 ml/g torrt harts; företrädesvis 0,15-0,48 ml/g torrt harts. _b_H Föreliggande uppfinning kommer nu att åskàdliggöras under hänvisning till fig. Z, som visar ett flödesschema âskàdliggörande en lämplig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen.

Föreliggande uppfinning är icke begränsad till utföringsformen enligt fig. 2, i vilken en natriumkloratcell och en klor-alkali- cell av typ för katjonbytarmembranförfarande är anordnade i kom- bination. _ I fig. Zbetecknar 1 en klor-alkalicell och 2 en natrium- kloratcell. Klor-alkalicellen 1 är delad i.en anodkammare 6 och en katodkammare 7 med hjälp av ett katjonbytarmembran 5 anordnat mellan en anod 3 och en katod 4; En renad saltlösning, som till- föres till en anolytcirkulationsbehàllare 9 genom en ledning 8, utsättes för elektrolys, medan den ledes mellan anolytcirkulations- behållaren 9 och anodkammaren 6. l anodkammaren 6 alstrad klor- gas bortdrages genom en ledning 10. Med 11 betecknas en katolyt- ¿cirkulationsbehâllare, till vilken vatten tillföres genom en ledning 12 efter behov. En katolyt utsättes för elektrolys, medan den ledes mellan katolytcirkulationsbehâllaren 11 och katod- kammaren 7. Pramställd vätgas och vattehhaltig natriumhydroxíd- lösning avdrages genom en ledning 13 resp. en ledning 14. 10 15 20 25 35 - 40 12 448 ess En svag saltlösning med minskad natriumkloridkonfientration till följd av elektrolysen avdrages genom en ledning 15 och in- ställes därefter eventuellt med avseende på pH. Den svaga salt- lösningen utsättes för dekloreringsbehandling i ett dekloreríngs- torn 16 och tillföres därefter till ett natriumklorídupplösnings- kärl 17. En rå saltlösning, som erhållits genom tillförsel av vatten 18 och natriumklorid 19 till den svaga saltlösningen i natriumkloridupplösningskärlet 17 tillföres till en primär re- níngsanordning 20 och därefter till en sekundär reningsanordning 21. I båda anordningarna 20 och 21 renas den råa saltlösningen höggradígt för avlägsnande av föroreningar,sâsom kalcium, magne- sium och liknande, och återföres därefter till anolytcirkulations- behållaren 9 genom ledningen 8. I den primära reningsanordningen 20 tillsättes utfällande medel, såsom natriumkarbonat, barium- karbonat, bariumklorid, kalciumklorid, natriumhydroxid, kalcium- hydroxid och liknande, till den råa saltlösningen för avlägsnande _av kalcium-, magnesium- och sulfatföreningar och liknande i form av fällningar av kalciumkarbonat, magnesiumhydroxid, bariumsulfat, kalciumsulfat och liknande. Den sekundära reningsanordningen 21 innefattar en pelare med kelaterande ionhytarharts. Genom passage av den rârenade saltlösning, som erhållits genom den primära reningsanordningen, genom hartspelaren avlägsnas kalcium, magnesium barium och tungmetaller, som kvarstannar oavlägsnade i den rå- renade saltlösningen, under ytterligare fullkomning. Vid angivna förfaranden kan, när föroreningsfri natriumklorid, såsom kristal- liserad natriumklorid, sëttes till natriumkloridupplösningskärlet 17, den primära reningsanordningen 20 utelämnas.

En del av den högrenade saltlösningen från den sekundära reningsanordningen tíllföres till en uppehållsbehållare 23 eller till natriumkloratcellen 2 genom en ledning 22. Elektrolyten bríngas att cirkulera mellan natriumkloratcellen och uppehålls- behállaren, En del av elektrolyten avdrages från uppehàllsbe- S hållaren 23 och tillföres därefter genom en natriumkloratkoncentra- tionsanordning 24, i vilken natriumkloratkoncentrationen ökas, till en kristalliseringsanordníng 25, där natriumklorat utkristal- liseras. På så sätt kristalliserat natríumklorat avdrages genom en ledning 26. En moderlut, som erhållits genom utkristallisation av natriumklorat, kan antingen tíllföres till natriumkloridupp- lösningskärlet 17 genom en ledning 27 eller återföras till uppe- Ä hållsbehâllaren 23 genom en ledning 28, men det är snarare lämpligt 10 15 20 30 35 40 13 44.8 636 att tillföra moderluten till natriumkloridupplösningskärlet 17, emedan natriumkloratkoncentrationen i elektrolyten kan ökas.

Natriumklorid; som avskiljts genom avsättning i natriumklorat- koncentreringsanordníngen, kan antingen tillföras till natrium- kloridupplösningskärlet 17 genom en ledning 29 eller áterföras till uppehållsbehållaren 23 genom en ledning 30. Det bör i detta sammanhang observeras, att sådan på så sätt genom avsättning av- skild natriumklorid företrädesvis kan användas såsom fast natrium- kloridå som skall matas till natríumkloridupplösningskärlet 17 för inställning av natríumkloridkoncentrationen hos den svaga saltlösningen, när en källsaltlösning användes såsom rått natrium- kloridmaterial för föreliggande förfarande. Bildad vätgas uthages 'ur natriumkloratcellen 2 genom en ledning 31 och en minimal mängd klorgas, som finnes i vätgasen, avlägsnas i en tvättkolonn 32, varefter den erhållna vätgasen och vätgasen från klor-alkalicellen kombineras och därefter bortdrages tillsammans.

Vid klor-alkaliframställningen bildar flödet av saltlösning en cirkulationsväg: anolytcirkulatíonsbehàllare 9 -~>-deklore- ringstorn 16 --> natriumkloridupplösningskärl 17 --4; primär reningsanordning 20 --+- sekundär reningsanordning --> anolyt- cirkulationsbehàllare. Det är betydelsefullt att saltlösningen, som skall tillföras till natríumkloratcellen, kommer från angiven väg i dess punkt omedelbart efter den sekundära reningsanordningen.

Endast härígenom kan icke endast natríumklorat, som bildats såsom biprodukt i klor-alkalicellen, effektivt återvinnas genom natrium- kloratcellen, utan även framkommer sådana olika fördelar som att höjningen av elektrolysspänningen i natriumkloratcellen med loppet av tiden väl förhindras; att elektrolysen kan genomföras med hög strömverkningsgrad och att natriumkloratkoncentrationen i elektro- lvten i natriumkloratcellen kan ökas, vilket leder till minskning i uppvärmningsàngförbrukningen i natriumkloratkoncentreringsan- ordningen. En ytterligare fördel är att eftersom mängden saltlös- ning, som skall tillföras till klor-alkalicellen genom ledningen 8, kan bestämmas oberoende av mängden saltlösning, föras till natríumkloratcellen genom ledningen 22, som skall till- de olika be- lastningarna i båda elektrolyssystemen fritt kan regleras utan förändring av saltlösningens sönderdelningshastighet.

Om saltlösníngen uttages från anolytcirkulationsbehàllare 9 och tillföres till natríumkloratcellen genom en från ledningen 15 avgrenad ledning, har den tíllförda lösningen icke endast 10 15 20 25 30 35 . 40 _metallerna eller en legering, oxid eller syrehaltig, 14 ' 8 en Úíkt dåšïâumkloridkoncentration på grund av elektrolysen i klor-alkalicellen, utan även en ökad sulfatföreningskoncentration på grund av förflyttningen av vatten från anodkammaren till katodkammaren genom katjonbytarmembranet. Därför kan icke endast natriumkloratkoncentrationen i elektrolyten i natriumkloratcellen ökas, utan även strömverkníngsgraden för bildningen av natrium- klorat sänkas. Om saltlösningen uttages från angiven väg vid dess punkt omedelbart efter natriumklorídupplösningskärlet 17 eller den första reningsanordningen 20, eftersom kalcium och magnesium i saltlösningen icke är tillräckligt avlägsnade, behöver vidare elektrolysspänningen för natriumklorat höjas med loppet av tiden.

Förfarandet enligt uppfinningen är ytterst effektivt, spe- ciellt när natriumkloratcellen med en däri anordnad metallanod bringas att arbeta vid en så hög strömtäthet som 15 A/dmz eller mer. Såsom metallanod kan en elektrod innefattande ett titan- underlag och en beläggning av åtminstone en av av platinagrupp- fast lösning som är anbringad på underlaget, användas utan någon be- gränsning. Såsom katod kan en elektrod framställd av en sådan metall som järn, rostfritt stål eller titan, därav, eller innefattande en sådan metall och en platinagruppmetall eller en jordalkali- metallhaltig beläggning; som är anbringad därpå, användas utan någon begränsning. Typen av elektrolyscell kan vara antingen en monopolär anordning eller en bipolär anordning.

Sammansättningen hos elektrolyten i natriumkloratcellen kan regleras inom sådana betingelser att natriumkloratkoncentrationen är 300-650 g/l och natriumklorídkoncentrationen är 70-200 g/l.

När natriumkloratkoncentrationen är så hög som möjligt, blir be- lastningen i natriumkloratkoncentreringsanordningen med fördel ringa. Lämplig sammansättning är sådan att natriumkloratkoncentra- tionen är S00-650 g/l och natríumkloridkoncentratíonen är 70-120 g/l. När natriumdikromat sättes till elektrolyten i en koncentra- tion av 2-4 g/l kan den katodiska reduktionen av hypokloriïjoner väl förhindras. Elektrolytens pä och elektrolytens temperatur kan regleras inom intervaller 6,0-7,0 resp. intervallet 60-90°C.

Strömtätheten kan vara 10-SO A/dmz.

.Typen av klor-alkalícell, som skall anordnas i kombination ' med natriumklnratcellen, kan ha antingen monopolär anordning eller bipolär anordning. Materialet i cellen kan vara antingen ett metall- eller plastmaterial. Såsom-anod är en elektrod lämpligy 4.! 10 15 20 25 30 35 40 ” ~ 448 ess vilken innefattar ett títanunderlag och en beläggning av åt- minstone en platínametall, en oxid eller syrehaltig, fast lös- ning därav anbringad pâ underlaget. Såsom katod kan företrädes- vis användas en elektrod framställd av järn eller nickel eller innefattande en sådan metall såsom underlag och en beläggning av nickelrodanid eller Raney-nickel, anbringad på underlaget.

Slaget av katjonbytarmembran, som skall användas i klor-alkali- cellen, är icke kritiskt. Från synnunkten av härdighet gentemot klor kan det emellertid vara lämpligt att använda ett katjon- bytarmembran framställt av ett harts av fluorkoltyp. Strömverk- ningsgraden hos katjonbytarmembranet för bildning av natrium- hydroxid är nödvändigtvis 80% eller mer, företrädesvis 90% eller mer. När katjonbytarmembranets strömverkningsgrad är låg, ökas mängden såsom biprodukt bildat natriumklnrat och följaktligen blir natriumkloratkoncentrationen i saltlösningen hög, vilket leder icke endast till svårighet vid upplösningen av natriumklo- rid i saltlösningen, utan även till ökning i bildningen av syrgas på anoden. Ett katjonbytarmembran med karboxylsyragrupper på dess åtminstone ena yta på sidan av katoden uppvisar en hög strömverk- ningsgrad och användes därför företrädesvis.

Natriumhydroxidkoncentrationen í klor-alkalicellens katolyt kan ligga inom intervallet 15-45 viktprocent. Under sådana be- tingelser kan klor-alkalícellen arbeta. Natriumhydroxidkoncentra- tionen kan regleras genom mängden vatten, som skall matas till katolytcirkulationsbehållaren.

Natriumkloridkoncentrationen i klor-alkalicellens anolyt kan ligga inom intervallet 100-300 g/l. Under sådana betingelser kan klor-alkalicellen arbeta. Natriumkloridkoncentratiflnen kan regleras genom mängden högrenad saltlösning, som skall matas till anolytcirkulatíonsbehållaren. När natriumkloridkoncentrationen är alltför låg, höjes elektrolvsspänningen. När natriumklorídkoncen- trationen är alltför hög, ökas natriumkloridhalten i den i katod- kammaren framställda natriumhydroxiden ogynnsamt. Den lämpligare natriumkloridkoncentrationen är 130-230 g/l.

Det bör observeras att natriumkloridkoncentrationen i den högrenade saltlösning, som skall matas till anolytcirkulatíons- behållaren, lämpligen är så hög som möjligt, emedan sönderdel- ningshastigheten hos natriumklorid är hög vid hög natriumkloríd- koncentration. Natriumkloridkoncentrationen i den högrenade salt~_ lösningen kan vara 270 g/1 eller mer, företrädesvis 300 g/I eller mer. li, 10 15 20 25 30 35 _40 ~ 16 _ Natšåfišílšâššíoncentrationen bestämmes beroende på mängden natriumklorat, som bildats såsom biprodukt i klor-alkalicellen och mängden högrenad saltlösning, som skall matas till natrium- kloratcellen genom grenledningen, men är vanligen 10-100 g/1.

Det är nödvändigt att minska mängderna föroreningar, såsom kal- cium-, magnesium-, järn-, sulfatföreningar till så låg nivå som möjligt, Koncentrationen av vardera kalcium, magnesium och järn bör vara 0,1'ppm eller därunder, företrädesvis 0,05 ppm eller därunder. Koncentrationen av sulfat bör vara Sg/l eller därunder, lämpligen 1 g/I eller därunder. När koncentrationen av sulfatgrupper är hög, sänkes natríumkloratdëllens strömverkningsgrad.

Elektrolystemperaturen i klor-alkalicellen kan vara S0-l00°C, företrädesvis 70-90°C. Strömtätheten kan vara 15-70 A/dmz, före- trädesvis 20-50 A/dm2¿ I Såsom beskrivits, är enligt föreliggande förfarande koncen- trationen av vardera kalcium, magnesium, barium och liknande, som finnes såsom föroreningar i den saltlösning, som skall till- föras tíll natriumkloratcellen, ytterst låg och en överskotts- mängd karbonatföreningar är icke närvarande däri. Under driften av natriumkloratcellen förhindras därför icke endast angivna föroreningar väl från att avsätta sig pà katoden och följaktligen undervikes höjningen av natriumkloratoellens elektrolysspänning under loppet av tiden, utan även är det icke längre nödvändigt att tillsätta ett fosfat till elektrolyten eller att stoppa drif- ten av natriumkloratcellen vid i förväg bestämda intervall och tvätta katoden med en syra. Driften blir följaktligen lätt att förvalta och arbetsverkningsgraden ökas även. Det bör vidare observeras, att strömverkningsgraden för bildningen av natríum- klorat ökas. Skälet till en sådan ökning i strömverkningsgrad anses vara följande: i saltlösningen finnes små mängder tung- metalljoner, såsom järn-, nickel-, kobolt- och kopparjoner, såsom en sönderdelningskatalysator för.natrümhypoklorit, som bildas såsom en mellanprodukt för bildningen av natriumklorat. Mängden av sådana tungmetalljoner i saltlösningen minskas till så låg nivå som 0,05 mg/l eller mindre genom passage av saltlösníngen _ genom en pelare med kelaterande jonbytarharts.

I den kombinerade anordningen av en natriumkloratcell och en klpr-alkalicell kan vidare icke endast natriumklorat, som bildats såsom bibrodukt i klor-alkalicellen, effektivt återvinnas, utan kan även natriumkloratkoncentratíonen i elektrolyten i natríum- kloratcellen ökas och följaktligen -kan belastningen i natrium- .n 10- 15 20 25 30 35 17 448 636 I följande exempel äskådliggöres uppfinningen närmare utan att uppfinningens omfattning begränsas.

Exempelyl>och'jämförelseexemoel¿l Två jonbytarkolonner anordnas, vilka fylldes med ett poröst, kelaterande ionbytarharts av iminodiâttiksyratyp, vilket harts hade framställts genom reaktion av en tvärbunden polymer av klor- metvlstyren-dívínylbensyntyp med 0,5 molprocent divinylbensen- monomerenheter och etyliminodiacetat och vilket hade en utbytes- kapacitet av 5,41HßkV/g torrt harts, en vattenupptagning av 1;21 ml/g torrt harts, kloratkoncentreringsanordníngen minskas. en totalvolym mikroporer med diametern 500 Å- 3000 Å av 0,40 ml/g torrt harts och en svällning av 1,38. Till en av jonbytarkolonnerna matades kontinuerligt en saltlösning som rárenats genom konventionell utfällningsseparation. Varje 24 h (ett dygn) växlades matningen av saltlösning från den ena kolonnen till den andra. Hartset i kolonnen; i vilken adsorptionsbehand- lingen hade fullbordats, tvättades med 2 N saltsvra för eluering och avlägsnande av föroreningar som var adsorberade på hartset och matades med 2 viktprocent natriumhydroxidlösning för regenereríng av hartset såsom harts av Na-typ. Genom upprepning av detta för- farande framställdes kontinuerligt en renad saltlösning. Salt- lösningen; som rårenats genom konventionell utfällningsseparation, hade en natriumkloridkoncentration av 300 g/1, en kalciumkoncentra- tion av 10-20 mg/1, en magnesíumjonkoncentration av 1-3 mg/l, en bariumjonkoncentratinn av 0,5-1,0 mg/l, en järnjonkoncentratíon~ av O,T-0,5 mg/l och ett pH av 10; medan saltlösningen, som renats genom passage av den rårenade saltlösningen genom en av jonbytar- kolonnerna, hade en sådan minskad föroreningskoncentration att alla koncentrationerna av kalciumjoner, magnesiumjoner, barium- joner och järnjoner vardera var mindre än ö,05 mg/1. o Den på så sätt framställda; renade saltlösningen matades kontinuerligt till en diafragmafri natriumkloratcell innehållande en ruteniumovidhelagd titananod och en järnkatod och utsattes för elektrolys under följande betingelser, som fortsattes under Blektrolysbetingelser strömcäthet z4A/am2 elektrolystemperatur 85°C pH 6,5. 10 15 7,0 ZS e 18 Ltlêlsekšršláfsspänningen var stabil vid 3,20 V under elektrolysen och visade icke någon ökning under loppet av tiden. Strömverk- ningsgraden var 96% beträffande bildningen av natriumklorat.

För jämförelseändamâl matades saltlösningen, som rárenats genom konventionell utfällningsseparation, men icke renats genom angivet jonbytarförfarande, till samma elektrolyscell som använts och utsattes elektrolys under de angivna betíngelserna. Elektro- lysspänningen var 3,20 V i begynnelseskedet av elektrolysen, men ökade till 335 V 200 h efter elektrolysens början. Strömverk- ningsgraden var 95% beträffande bildningen av natríumklorat._ Éšemgel å Under användning av ett poröst, kelaterande jonbytarharts av iminodiättíksyratyp, vilket hade framställts genom reaktion av en tvärbunden sampolymer av klormetylstyren-divinylbensentyp med 14,7 molprocent divinylbensenmonomerenheter och etylimino- diacetat och som hade en utbyteskapacítet av 4,60nækv/g torrt harts, en vattenupptagning av.O,75 ml/g torrt harts, en total- volym míkroporer om 500 Å-3000 Å i diameter av 0,20 ml/g torrt harts och en svällning av 1,27, renade saltlösningar, som fram- ställts genom inställningav en saltlösning, som rarenats genom konventionell utfällningsseparation och såsom använts i exempel 1 till varierande ps; d v 5 6;o; 7§o; 8,0; 9,0; 11,0; 12,0 och 13,0, och utsattes för elektrolys på väsentligen samma sätt som i exempel 1.

Koncentrationen av föroreningar i saltlösníngarna, som renats genom angivet jonbytarförfarande, visas tillsammans med elektro- lysspänningarna omedelbart efter pàbörjandet av elektricitets- tillförseln till cellen och 500 h därefter (tabell 1). få -10 15 20 19 448 636 TABELL 1 Pöroreningskoncentration Spänning (V) - -må/1 PH .

Ca- Mg- I Ba- Fe- omedel- 500 h joner joner joner joner bart efter 1 start; I 6¿0 <0,05 <0,05' 0,6 <0,05 3,20 | 3,35 7,0 <0,05 ¿0,05 0,2 <0,05 3,20 3,31 8,0 <0,05 <0,05 0,05 <0,05 3,20 3,21 9,0 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 3,20 3,20 11,0 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 3,20 3,20 12,0 <0,05 <0,05 ' <0,05 <0,05 3,20 3,20 13,0' '0,0S 'f 0,10'|"0,05" 'I0,10I 3,20 3,23 Det framgår av tabell 1 att väsentligen icke någon föränd- ring i elektrolysspänning iakttages i händelse av saltlösningar med ett pH av 8,0 eller mer, medan en obetydlig ökning i elektro- 1ysspänning_iakttages i händelse av saltlösningar med ett pH av 7,0 eller därunder. vi .

De porösa, kelaterande jonbytarhartser av iminodíättiksyra- typ som användes i exemplen 1 och 2 framställdes på väsentligen samma sätt som beskrivits i-exempel 6 resp. exempel 8 i den japanska utläggningsskriften 106211/1980, motsvarande den brit- tiska patentskriften 2 042 565.

Exempel 3 _ Framställningen av klorgas, natriumhydroxíd, vätgas och natriumklorat utfördes enligt ett kombinerat system, såsom visas i_fig. Z.

En expanderad metallanod av titan belagd med en syrehaltig fast lösning av ruteníum, titan och zirkoníum svetsades med hjälp av en titanlist med titanytan på en sammansatt titan-järnplatta som framställts genom explosionsteknik och en expanderad metall- katod av mjukt stål svetsades med hjälp av en järnlist med järn- ytan på den sammansatta titan-järnplattan för bildning av en enhetscell av bipolär typ.

Ett antal enhetsceller av bipolär typ, såsom de här fram- ställts, anordnades och fastklämdes med hjälp av en fílterpress för bildning av en diafragmafri natriumkloratcell. Ett antal 10 15 20 25 30 35 40 20 enhešëêšâlšâššâ bipolär typ och ett antal katjonbytarmembran anordnades å andra sidan i omväxlande ordning och fastklämdes med hjälp av en filterpress för framställning av en klor-alkali- cell av katjonbytarmembrantyp. Katjonbytarmembranerna var fram- ställda av fluorkolharts såsom grundpolymer och hade karboxyl- syragrupper på katodsidan och sulfonsyragrupper pà anodsidan.

Klor-alkalicellerna arbetade vid en elektrolysmemperatur av 90°C och vid en strömtäthef av 40A/dmz för framställning av 1 ton/h natriumhydroxid. Mängden vatten, som matades till en katolytcirkulatíonsbehållare, reglerades för inställning av natriumhydroxidkoncentrationen i en katolyt till 21 viktprocent.

Mängden renad saltlösning med en natriumkloridkoncentration av 310 g/1, som matades till en anolytcírkulationsbehàllare, regle- rades för inställning av natriumkloridkoncentrationen i anolyten till 175 g/1. Strömverkningsgraden var 95% beträffande bildningen av natriumhydroxíd. Klorgas framställdes i en mängd av 0,89 ton/h.

Spänningen var stabil vid 3,60 V under elektrolysen.

En saltlösning, som utsattes för s k primär rening, hade en natriumkloridkoncentration av 310 g/lg en sulfatkoncentration av 1 g/1, en kalcíumjonkoncentration av 5-15 mg/l, en magnesiumjon- koncentration av 1-5 mg/l och en bariumjonkoncentration av 0,5- 1,0 mg/1. Kalcium-, magnesium- och bariumjonerna i denna salt- lösning avlägsnades på så sätt med hjälp av ett poröst, kelaterande jonbytarharts av iminodiättiksyragrupphaltig styren-diviny1bensen- typ för åstadkommande av den sekundära reningen så, att alla kon- _” centrationer av kalciumjoner, magnesiumjoner och bariumjoner var- odera var mindre än 0,05 mg/1. Det använda, porösa, Relaterande jonbytarhartset av iminodiättiksyratyp var "DIAION CR-10" (varu- namn för en produkt framställd av Mitsubishi Kaseí K.K., Japan).

En del av saltlösningen, som utsattes för den sekundära reningen, tillfördes till natriumkloratelektrolyssystemet för bildning av en lösning med en natriumkloratkoncentration av 15-20 g/1.

Den diafragmafria natriumkloratcellen arbetade vid en elektro- lystemperatur av 80°C och en strömtäthet av 25A/dmz för bildning av 0,5 ton/h natriumklorat. En elektrolyt inställdes på en natrium~ kloratkoncentration av 550-600 g/l, en natriumkloridkoncentration av 80-100 g/1 och ett pH av 6,5. Natriumdikromat sattes till elektro- lyten för âstadkommande av.en natriumdikromatkonrentration av 2-4 g/1. En del av saltlösningen; som utsatts för den sekundära reningen, tillfördes till en uppehållsbehâllare och natriumkloridg 10 15 20 21 448 636 som avsätrningsavskilits i en natríumkloratkoncentreríngsanord- ning, och en moderlut som erhållits efter utkristallisation av till uppehällsbehàllaren.

Strömverkningsgraden var 96% beträffande bildningen av natriumkïornt, återfördes natriumklornt. Spänningen var stabil vid 3,20 V under elektro- lysen.

Jämföre1seexemBgL_§ På väsentligen samma sätt som i exempel 3, förutom att en svag lösning med en natríumklorídkoncentratíon av 175 g/1 till- fördes genom en ledning, som var avgrenad från ledningen 15, till en díafragmafrí natriumkloratcell, genomfördes en elektrolys.

Natriumkloratkoncentrationen i elektrolyten i natríumklorntcellen var 200-250 g/1. Strömverkníngsgraden var 94% beträffande bild- ningen av natríumklorat.

Pâ väsentligen samma sätt som i exempel 3 genomfördes en elektrolys, förutom att en sa1t1ösníng'som utsatts för den pri- mära reningen och såsom den använts i exempel 1 tillfördos till natríumkloratcellen. Natríumklorntkonccntratinnen i elektrolyten i natriumkloratcellen var så hög som 550-600-g/1. Elektrolys- spänningen var 3,20 V í elektrolysens ínítíalskede, men ökade till 3,35 V 200 h efter elektrolysens början. j, -,-_ .,».;.«_,,:.15f._.*:=_¿.¿'ï--.' _. .._.........--__....n-~>__..-.... _. _

Claims (8)

.x .LN må (O Cß Q 'd Cï L: L» Patentkrav

1. Förfarande för elektrolys av en vattenhaltig natrium- kloridlösning, som i kombination innebär ett diafragmafritt förfarande för framställning av natriumklorat under användning av en natriumkloratcell och ett katjonbytarmembranförfarande för framställning av natriumhydroxid och klor under användning av en klor-alkalicell, som med hjälp av ett katjonbytarmembran är delad i en anodkammare och en katodkammare, varvid en svag saltlösning uttages från klor-alkalicellens anodkammare och matas till natriumkloratcellen, k ä n n e t e c k n a t därav, att den svaga saltlösning, som uttages fran klor- -alkalicellens anodkammare, tillföres natriumklorid för bild- ning av bildning av en vattenhaltig natriumkloridlösning, som därefter bringas i kontakt med ett kelaterande jonbytarharts vid ett pH av 8,0 eller däröver för avlägsnande av förore- ningar som finnes i den vattenhaltiga natriumkloridlösningen i sådan utsträckning, att mängderna Ca-, Mg- och Ba-joner i den erhållna saltlösningen är 0,1 mg/liter eller därunder, och att åtminstone en del av den erhållna saltlösningen matas till natriumkloratcellen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att pH är 9,5-12,0.

3. Förfarande enligt nàgot av krav 1 eller 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det kelaterande jonbytarhartset är ett poröst, kelaterande jonbytarharte av iminodiättiksyra- typ, vilket erhållits genom reaktion av en porös, tvärbunden sampolymer av klormetylstyren-divinylbensentyp och en ester av iminodiättiksyra.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att det kelaterande jonbytarhartset är ett poröst, kelaterande jonbytarharts av iminodiättiksyratyp innefattande såsom skelett en tvärbunden sampolymer av klormetylstyren- -divinylbensentyp innehållande 9-17 molprocent divinylbensen, varvid hartset har en jonbytarkapacitet av 4,2-7,2 mekv/g torrt harts, en vattenupptagning av 0,6-2,2 ml/g torrt harts och en totalvolym av mikroporer med en diameter av 500-3000 Å av 0,05-0,06 ml/g torrt harts.

5. S. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltlösningen har en natriumkloridkoncentration av 270 g/l eller mer. V w v za 448 636 .

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att saltlösningen har en natriumkloridkoncentration av 300-320 g/l.

7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att k1or~alkalicellen matas med en renad, vattenhaltig natriumkloridlösning som erhållits genom att en rà, vatten- haltíg natriumkloridlösning bringats i kontakt med ett kelate- rande jonbytarharts.

8. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att jonbytarhartset med kelaterande jon är ett poröst jonbytarharts av iminodiättiksyratyp och sàsom skelett inne- fattar en tvârbunden sampolymer av klormetylstyren-divinyl- bensentyp innehållande 9-17 molprocent divinylbensen, varvid hartset har en jonbytarkapacitet av 4,2-7,2 mekv/g torrt harts, en vattenupptagning av 0,6-2,2 ml/g torrt harts och en totalvolym av mikroporer med en diameter i intervallet 500-3000 Å av 0,05-0,60 ml/g torrt harts och varvid förore- ningarna, som finnes i den vattenhaltiga natriumkloridlös- ningen, avlägsnas i eàdan utsträckning att halterna Ca-, Hg- och Ba-joner i den erhållna saltlöeningen är 0,1 mg/l eller därunder.