SK49793A3 - Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing - Google Patents

Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing Download PDF

Info

Publication number
SK49793A3
SK49793A3 SK497-93A SK49793A SK49793A3 SK 49793 A3 SK49793 A3 SK 49793A3 SK 49793 A SK49793 A SK 49793A SK 49793 A3 SK49793 A3 SK 49793A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
alkali metal
cell
membrane
anolyte
chlorine
Prior art date
Application number
SK497-93A
Other languages
English (en)
Inventor
Francois Delmas
Domonique Ravier
Original Assignee
Atochem Elf Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atochem Elf Sa filed Critical Atochem Elf Sa
Publication of SK49793A3 publication Critical patent/SK49793A3/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • C25B1/265Chlorates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/085Removing impurities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby chlorečnanu alkalického kovu elektrolýzou v bunke s membránou bez pridávania chromú*
Doterajší stav techniky
Výroba chlorečnanu alkalického kovu elektrolýzou v bunke s membránou je popísaná predovšetkým vo francúzskych prihláškach vynálezov FR-A-2 638 766 a FR-A-2 655 061.
Bunky s membránou sa v podstate skladajú z dvoch oddedení, anódového a katódového, ktoré sú navzájom oddelené .•runbrónou, ktorá umožňuje selektívny pohyb iónov z jedného oddelenia do druhého pôsobením elektrického poľa.
Pri známej výrobe chlorečnanu alkalického kovu je anolyt tvorený soľankou chloridu príslušného alkalického kovu,do ktorej sa môže poprípade pridať určité množstvo chlorečnanu rovnakého alkalického kovu, zatiaľ čo katolyt je tvorený roztokom hydroxidu alkalického kovu.
Tento spôsob výroby chlorečnanu alkalického kovu má početné výhody vzhľadom na doterajší stav techniky, pri ktorom bolo nutné používať drahé a pre okolité prostredie nebezpečné prísady, najma šesťmocný chróm, ako je chróman a bichróman sodný, aby sa obmedzil škodlivý vplyv katódovej redukcie chlórnanových a/alebo chlorečnanových iónov.
Avšak i napriek uvedenému zreteľnému pokroku je potrebné u buniek s membránami používať elektrolyty, ktoré sú predovšetkým zbavené nečistôt,
Soľanka chloridu alkalického kovu, ktorá sa privádza do anódového oddelenia bunky, obsahuje v skutočnosti malé množstvá kovových solí, najma solí kovov alkalických zemín, medi, mangánu alebo zinku, alebo také nečistoty, akými je oxid kremičitý, síranové soli, bróm alebo jód, pričom il.· si
1 •ιϊ
B •f· &
.$
-,j· í
i
41.
M b?
r/
K
L?
U ŕ-··
- 2 vzniká riziko poškodenia alebo zanesenia membrány počas elektrolýzy.
Preto je nutné čistiť soľanku pred jej zavádzaním do anódového oddelenia bunky, aby sa obsah nečistôt zmenšil na prijateľnú úroveň.
Aj ke3 zvyčajné techniky čistenia soľaniek chloridu, vykonávané zrážaním a/alebo absorbciou na živicu, umožňujú znížiť obsah istých nečistôt, predovšetkým solí vápenatých a horečnatých, neexistuje zatiaľ priemyselný spôsob, ktorý by umožňoval zníženie obsahu prvkov, ako je kremík, hliník alebo iných kovov na niekoľko ppm alebo aj niekoľko ppb.
ľ; >d s tata vynál ezu
Vynález sa teda týka spôsobu výroby chlorečnanu alkalického kovu elektrolýzou v bunke s membránou, z anolytu obsahujúceho roztok chloridu alkalického kovu a z katolytu tvoreného roztokom hydroxidu alkalického kovu, pričom sa roztok chloridu alkalického kovu získava zo soľanky, ktorá sa najprv čistí, aby sa takmer celkom odstránili nečistoty, ktoré by mohli poškodzovať alebo zanášať membránu v priebehu elektrolýzy.
Podľa tohto vynálezu sa vyčistenia solanky dosahuje nasledujúcim etapovým postupom:
- elektrolýzou v bunke typu chlór-sóda soľanky chloridu alkalického kovu, pričom vzniká jednak plynný chlór a jednak koncentrovaný roztok hydroxidu alkalického kovu,
- uvádzaním plynného chlóru a roztoku hydroxidu alkalického kovu takto získaných do zrážacej kolóny, kde obidve zložky navzájom reagujú, a
- oddeľovaním takto získaného soľného roztoku pre jeho použitie ako anolytu v bunke s membránou.
Bunkou typu chlór-sóda, používanou pri spôsobe podľa tohto vynálezu, je s výhodou bunka s membránou.
Tento typ bunky je dobre známy z doterajšieho stavu techniky, kečlže je popísaný predovšetkým v prihláške US-A-4 285 795 alebo Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5· vydanie, zv. A6, str. 399-481.
Membrány sú zo syntetických meničov iónov, s výhodou b ľ
z fluorokarbonovaných polymérov, ktoré sú schopné odolávať ' drastickým výrobným podmienkam, predovšetkým roztokom silných alkálií, pri vysokých teplotách· ŕ
Na týchto fluorokarbonovaných polyméroch sú viazané l· funkčné skupiny karboxylových a/alebo sulfónových kyselín, s výhodou vo forme soli alkalického kovu. Pri výhodnom ŕ uskutočnení sa ako fluorokarbonované polyméry používajú í predovšetkým polytetrafluóretylény /PTFE/. Používané membrány sa získavajú vytláčaním alebo laminovaním polyméru n môžu sa zosilňovať tkaninami z vlákien PTFE. i
Membrány vyvíjané od roku 1970 majú aspoň rovnakú selektivitu ako diafragmy, sú však omnoho citlivejšie na ;
degradácie a zanáäanie vplyvom nečistôt prítomných v elek- :
trolyte.
Aby sa predĺžila Životnosť membrán, postupuje sa pri spôsobe podľa tohto vynálezu tak, že sa soľanka chloridu alkalického kovu zvyčajne najprv vyčistí klasickými zréžacími metódami a/alebo absorbciou na živicu.
Soľanka alkalického kovu, používaná ako anolyt v bunke typu ”chlór-sóda, obsahuje s výhodou 170 až 315 g/1 chloridu alkalického kovu, avšak predovšetkým 290 až 310 g/1. ‘
Okrem toho sa táto soľanka používa s výhodou s hodno- ·' tou pH 2 až 7, najma 2,5 až 4,5.
Celková reakcia prebiehajúca pri elektrolýze v bunke j typu ‘'chlór-sóda” môže byť vyjadrená nasledujúcou súhrn- J nou reakciou A: j
MeCl + 2 H20 —2 MeOH + Cl2 + Hg /A/ i kde Me znamená alkalický kov. ;
Pri tejto reakcii sa prenášajú dva elektróny na e každé dve molekuly chloridov alkalických kovov.
V priebehu elektrolýzy sa plynný chlór vyrába v anódovom oddelení /2 Cl“ —> Cl2 + 2 e“/ a plynný vodík vzniká v katódovom oddelení /2 H20 + 2 e” —2 OH“ + H2/.
Vplyvom elektrického poľa sa súčasne dva ióny alkalického kovu, zodpovedajúce uvoľnenému chlóru, premiestňu- ’ jú cez membránu z anódového oddelenia do katódového odde- j p
í • 4 * lenia bunky typu chlór-sóda, aby sa vyrovnal elektrický náboj vzhľadom na súčasný vznik dvoch hydroxylových aniónov.
Pri tvorbe chlóru v anódovom priestore sa však súčasne znižuje koncentrácia chloridu alkalického kovu v anolyte a naopak sa zvyšuje koncentrácia hydroxidu alkalického kovu v katódovom priestore.
Po elektrolýze sa soľanka ochudobnená o í chlorid alkalického kovu odvádza z bunky typu chlór-sóda”. Táto ochudobnené soľanka sa však môže recyklovať pridaním chloridu alkalického kovu.
Je výhodné, ak má roztok hydroxidu alkalického kovu, získavaný elektrolýzou, koncentráciu 10 až 55 % hmotnostných, s výhodou 30 až 50 % hmotnostných.
Pri postupe podľa vynálezu sú plynný.chlór a roztok hydroxidu vyrábané bez zistiteľných nečistôt.
Obidva produkty sa potom uvádzajú do zrážacej kolóny, aby navzájom reagovali.
Reakciu v tejto zrážacej kolóne možno súhrnne vyjadriť touto rovnicou B:
MeOH + 3 Cl2 —> 3 MeCl + 3 MeClO + 3 H20 /B/ kde Me znamená alkalický kov.
Získavaný chlórnan sa potom mení čiastočne na chlorid a čiastočne na chlorečnan alkalického kovu podľa nasledujúcej reakčnej rovnice C:
MeClO - 2 MeCl + MeClO^ /C/ kde Me znamená alkalický kov.
Soľný roztok získavaný na výstupe zo zrážacej kolóny obsahuje 50 až 200 g/1 chloridu alkalického kovu a 30 až 700 g/1 chlorečnanu alkalického kovu. S výhodou obsahuje tento soľný roztok 70 až 170 g/1 chloridu a 400 až 650 g/1 chlorečnanu alkalického kovu. Aby sa uľahčil rozklad chlórnanu, môže sa soľný roztok, pred jeho použitím ako anolytu v bunke s membránou, s výhodou prečerpať do vyvíjacej kade, kde sa ponechá na dlhšiu dobu pri pH 6 až 0, s výhodou 6,5 až 7·
Obsahuje potom menej ako 5 g/1 chlórn/inu alkalického kovu, s výhodou menej ako 1 g/1.
Pri postupe výroby chlorečnanu spôsobom podľa tohto vynálezu sa soľný roztok, získavaný zhora uvedeným postupom
i. istenia, používa potom ako anolyt v bunke s membránou pri i, íf 1 až 8, výhodne 2 až 5, pri teplote 50 a i 100 °C,s výhoii, »u pri 70 až 90 °C.
Je výhodné recyklovať časť anolytu po jeho elektrolýze ti o zrážacej kolóny.
Roztok hydroxidu alkalického kovu, ktorý sa získava elektrolýzou v bunke s membránou, má mať s výhodou koncentráciu 10 až 55 % hmotnostných, avšak najma 30 až 50 % hmôt. Prečerpáva sa takisto do zrážacej kolóny.
Počas elektrolýzy v bunke s membránou sa v anódovom priestore vyrába taktiež plynný chlór.
Tento chlór sa potom uvádza do zrážacej kolóny, s výhodou v zmesi s plynným chlórom vyrábaným počas elektrolýzy typu ‘'chlór-s ód a”.
Dá sa však vytvoriť anódový okruh tvorený anódovým oddelením bunky s membránou a zrážacou kolónou. Pritom sa produkty elektrolýzy v bunke s membránou, ktoré sú v roztoku, uvádzajú do zrážacej kolóny a naopak, roztok získavaný na výstupe zo zrážacej kolóny sa používa ako anolyt v bunke s membránou.
V priebehu postupu podľa tohto vynálezu sa rýchlo dosahuje ustálený stav, pri ktorom rôzne roztoky na výstupe zo zrážacej kolóny alebo na výstupe z anódového priestoru bunky s membránou majú stále zloženie.
Anolyt obsahuje 50 až 200 g/1 chloridu alkalického kovu a s výhodou potom 70 až 170 g/1. Koncentrácia chlorečnanu vystupujúceho z bunky s membránou, ktorá je nevyhnutná na jeho izoláciu priamo kryštalizáciou, sa ľahko stanoví na podklade diagramov kryštalizácie známych pre sústavy vodachlorid-chlorečnan /dizertácia A.NALLETa, fakulta vied University Lyon, vydaná 19. januára 1955/. Táto koncentrácia býva napríklad 400 až 650 g/1, vzhľadom na anolyt.
Takto sa pri postupe podľa tohto vynálezu časť anolytu P í jeho elektrolýze prečerpáva do kryštalizátora, v ktorom ca chlorečnan nechá kryštalizovať, pričom sa materské vody rekuperujú a recyklujví do anódového okruhu bunky e membránou·
Anolyt je možné taktiež poprípade uvádzať do vyvíjačej kade, skôr ako sa premiestňuje do kryštalizátora.
Alkalický kov používaný pri postupe podľa vynálezu sa volí zo skupiny zahŕňajúcej lítium, sodík a draslík, s výhodou sodík.
Tento vynález sa takisto týka zariadenia na výrobu chlorečnanu alkalického kovu použitím zhora popísaného spôsobu, ktoré sa skladá zo spojenia bunky typu chlór-sóda“ na prípravu plynného chlóru a hydroxidu alkalického kovu s kolónou na zrážanie chlóru hydroxidom alkalického kovu a s bunkou s membránou na elektrolýzu anolytu, ktorý obsahuje roztok chloridu alkalického kovu, a katolytu, ktorý obsahuje roztok hydroxidu alkalického kovu.
Ďalšie charakteristiky zariadenia podľa tohto vynálezu vyplynú z nasledujúceho podrobného popisu na základe pripojených výkresov, v ktorých obrázok 1 znamená celkovú schému zariadenia na uskutočnenie spôsobu podľa tohto vynálezu a obrázok 2 znamená schému výhodného uskutočnenia zariadenia na čistenie soľanky obsahujúcej soli alkalických kovov.
Na obrázku 1 je znázornené zariadenie, ktoré možno s výhodou používať. Bunka typu “chlór-sóda 1^ je bunka s membránou, ktorá 3 e rozdelená na jedno alebo viac anódových oddelení 11 oddelených od jedného alebo viac zodpovedajúcich katódových oddelení 12 membránou 13. Anódová časť je vybavená prívodom 111 a odvodom 113 anolytu a odvodom plynného chlóru 112. Katódové oddelenia 12 sú vybavené prívodom 121 a odvodom 122 katolytu a vhodným odvádzacím zariadením na odčerpávanie plynného vodíka 123.
Zräžacia kolóna je vybavená aspoň jedným prívodom hydroxidu alkalického kovu 21 z bunky typu ”chlór-sóda“,prívodom plynného chlóru 22 a s výhodou prívodom 24 soľného roztoku ochudobneného o chlorid a odvodom 23 na odvádzanie
ť.ískaného soľného roztoku·
Bunka s membránou 3. obsahuje ako bunka typu chlór-sóda jedno alebo viac anódových oddelení 31« oddelených od jedného alebo viacerých príslušných katódových oddelení 32 membránou 33. Každý anódový priestor je vybavený prívodom 312 soľného roztoku, odvodom plynného chlóru 314 a zariadením na rekuperáciu soľného roztoku 311 po jeho elektrolýze·
Katódové oddelenia 32 tejto bunky s membránou J. sú vybavené prívodom vody 321« odvodom na rekuperáciu 322 katolytu po jeho elektrolýze a vývodom na odsávanie vodíka 323.
Podľa vynálezu je odvod na rekuperáciu 313 anolytu z bunky s membránou spojený s prívodom tohtc anolytu 24 do zrážacej kolóny 2.
Takisto je odsávacie zariadenie 314 na odvádzanie plynného chlóru napojené na zréžaciu kolónu prostredníctvom vhodného zariadenia pre prívod 22 plynného chlóru·
Napokon je anódové oddelenie 31 bunky s membránou spojené bu3 priamo vhodným prvkom alebo ústrojenstvom na 1 rekuperáciu soľného roztoku po jeho elektrolýze 311 s kryštalizátorom 4.
Kryätalizátor je s výhodou vybavený vhodným ústrojenstvom na rekuperáciu materských lúhov 43 spojeným s anódovým oddelením 31 bunky 3. s membránou· Pri jednej obmene zariadenia podľa vynálezu sa materské lúhy môžu uvádzať späť do zhora popísaného anódového obvodu·
Ak sa uvažuje celková bilancia reakcií prebiehajúcich v bunke chlór-sóda /A/ a v zrážacej kolóne /B + C/, získa sa nasledujúca celková reakcia D:
x A 6 MeCl + 6 II2O 6 Me0H + 3 C12 + 3 H2
B 6 MeOH + 3 Cl2 -> 3 MeCl + 3 MeClO + 3 HgO
C 3 MeClO * 2 MeC1 + ΜβΟΙΟβ
MeCl + 3 H20 -> 5 MeCl + MeClO-j + 3 Hg /DZ kde Me má zhora uvedený význam a P označuje Faradayov náboj· Získaný chlorečnan alkalického kovu, ktorý vstupuje.
do konečnej bilancie výroby chlorečnanu podľa tohto vynálezu, takže sa môže uvažovať tak, že sa nejedná o žiadnu nečistotu.
Z toho vyplýva, že kombináciu elektrolýzy typu chlórsóda so zrážacou kolónou, v ktorej sa chlór zráža sódou, možno pokladať za etapu čistenia soľanky alkalického kovu.
Získavaný roztok chloridu je v skutočnosti takmer bez akýchkoľvek nečistôt. Takéto spojenie elektrolýzy so zrážacou kolónou sa javí ako neočakávané, pretože pri samotnom priemyselnom postupe sa takto umožňuje vyhnúť sa hromadeniu nečistôt, ktoré neblaho pôsobia na dobrú funkciu membrán, ako sú vápnik, horčík, stroncium, báryum, jód, bróm, hliník, kremík/oxid kremičitý/, síra, železo, mangán, me3 apod*
Predkladaný vynález sa preto týka taktiež zariadenia na čistenie soľanky chloridu alkalického kovu, ktoré sa skladá z kombinácie bunky na elektrolýzu typu chlór-sóda 1^ a zréžacej kolóny 2 chlóru sódou.
Na obrázku 2 je znázornená bunka typu chlór-sóda 1 s membránou. Skladá sa z jedného alebo viacerých anódových oddelení 11, ktoré sú separované od jedného alebo viacerých príslučných katódových oddelení 12 membránou 13. Každé anódové oddelenie je vybavené ústrojenstvom na privádzanie 111 a rekuperáciu 113 anolytu a zariadením na rekuperáciu plynného chlóru 112. Každé katódové oddelenie 12 je vybavené ústrojenstvom na prívod 121 a rekuperác i.u 122 katolytu a ústrojenstvom na odsávanie plynného vodíka 123. Zrážacia kolóna 2 zahŕňa aspoň jedno ústrojenstvo na privádzanie roztoku hydroxidu alkalického kovu 21, ústrojenstvo na prívod 22 plynného chlóru a ústrojenstvo na rekuperáciu 23 vyčisteného roztoku chloridu alkalického kovu. Ústrojenstvá na privádzanie hydroxidu 21 a chlóru 22 sú vzájomne napojené na ústrojenstvá na rekuperáciu katolytu 122 a plynného chlóru 112 bunky typu chlór-s ód a 1*.
Je výhodné, ak sa k ústrojenstvu na čistenie podľa vynálezu pripojí uvoľňovacia kaäa spojená priamo s ústrojenstvom na rekuperáciu 23 vyčisteného roztoku chloridu alkalického kovu& i m m
Nasledujúce príklady sa bližšie zaoberajú rôznymi etapami spôsobu podľa tohto vynálezu.
Príklady realizácie vynálezu
Príklad 1 Čistenie soľanky
Bunka typu ‘'chlór-sóda” 1, ktorá je vybavená membránou n N 90209 /predávanou pod označením NAFI0N firmou DU PONT/, sa prevádzkuje pri 30 A/dm^, 19 g/h CI2 a koncentrácii sódy 32 %.
Počas 4 h sa chlór rekuperuje zo spodnej časti zrážacej kolóny 2 nasadenej na hornú čast nádrže termostatovanej na 50°C, ktorá obsahuje 0,5 1 vody. Pomocou pH metra sa reguluje pridávanie sódy do 32 % na zrážanie chlóru. Hodnota pH je udržovaná medzi 6,5 a 7·
Na zrážanie všetkého chlóru je potrebré približne 269 g 32% sódy.
Nakoniec sa v reaktore rekuperuje roztok obsahujúci 12,3 hmôt. % NaCl a 4,5 hmôt. % NaClO-^ pri 50°C. Obsah rôznych nečistôt je pod hranicou zistiteľnosti /Ca, Mg, Sr, Ba,
Si, Al, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb^50 ppb a SO^ 1 ppm/.
Príklad 2 Vplyv uvoľňovacej kade
Použije sa opát zariadenie popísané v príklade 1, spojené s bunkou s membránou 3^.
Anolyt v elektrolyzére pri membráne obsahuje 120 až 150 g/1 NaCl a 450 až 500 g/1 NaClO}.
Obsah sódy v katolyte je 32 hmôt. % a teplota 90 °C.
Napätie na svorkách elektrolyzéra je 3,7 až 3,8 V pri 30 A/dm . :
Chlór vyrábaný bunkou s membránou 2 a bunkou chlóróda 1^ sa zráža v kolóne 2.«,
Obsah chlórnanu sodného v roztoku rekuperovanom na výstupe zo zrážacej kolóny\2 je 7,5 až 8 g/1. Po jeho premiestnení do uvoľňovacej kade udržovanej na 70°C je obsah chlórnanu sodného 1 až 2 g/1. Hodnota pH sa udržuje na 6,5 pridávaním, sódy*
Reakčnú bilanciu v bunke s membránou 3 možno zhrnúť nasledujúcou celkovou rovnicou E:
MeCl + MeC103 + 15 H20 -> 6 MeC103 + 15 H2 /E/ v ktorej Me má zhora uvedený význam a znamená prenos 30 elektrónov
Celkovú bilanciu D + E spôsobu výroby chlorečnanu alkalického kovu postupom podľa vynálezu možno teda zhrnúť nasledujúcou súhrnnou reakciou F:
MeCl + 3 H20 5 MeCl + MeC103 + 3 H2 /D/
MeCl + MeC103 + 15 H20 6 MeC103 + 15 «2 ,, ™ *
--,--—g6 MeCl + 18 H20 —> 6 MeC103 + 18 H2 ? /F/ v ktorej Me a F majú zhora definované význtmy.
Pozoruje sa, že sa uskutoční len 1/6 celkového elektrónového prenosu v bunke typu chlór-sóda lj do ktorej sa privádza soľanka surová alebo vyčistená zvyčajnými postupmi, a 5/6 tohto prenosu nastáva v bunke s membránou 3.·
Produkty /Cl2 a roztok hydroxidu alkalického kovu/ vychádzajúce z bunky chlór-sóda 1. do nasledujúceho stupňa sú veľmi čisté a vytvárajú na výstupe zo zrážacej kolóny 2 takisto veľmi čistú soľanku, ktorá vstupuje do bunky s membránou 3. Táto bunka J a jej membrána 33 sú teda v prevádzke za veľmi dobrých podmienok, ktoré predlžujú životnosť /silno ovplyvňovanú obsahom nečistôt v elektrolyte/membrány. .'ikisto 5/6 vyrábaného chlorečnanu vykazuje veľmi dobré podmienky pre životnosť membrán, ktorých cena je značná.
Pokiaľ sa inak týka bilancie vody, vyžaduje obvyklý spôsob výroby chlorečnanu sodného prívod 1 563 kg vody na Lonu NaClOp ktorú sa pridáva ku chloridu sodnému privádzanému vo forme soľanky obsahujúcej 26 hmôt. % NaCl.
Pri popisovanom postupe sa bunka zásobuje prúdom, vychádzajúcim z reakcie medzi chlórom a vodným roztokom sódy s koncentráciou 33 hmôt. %. Toto vyvoláva celkovú potrebu privádzanej vody v množstve 719 kg vody na tonu vyrábaného
- 10a
NaClO^. Ušetrí sä teda 844 kg vody, ktorú by bolo nutné odparovať v zariadení, v ktorom chlorečnan lodný prechádza do tuhého stavu , to znamená, že by sa tu muselo odpariť všetko množstvo vstupujúcej vody.

Claims (21)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby chlorečnanu alkalického kovu elektrolýzou v bunke s membránou /3/ anolytu, obsahujúceho roztok chloridu alkalického' kovu, a katolytu, obsahujúceho roztok hydroxidu alkalického kovu, vyznačujúci sa tým, že sa roztok alkalického kovu predbežne čistí v nasledujúcich etapách:
    - elektrolýzou v bunke typu chlór-sóda“ /1/ soľanky chloridu alkalického kovu, pričom vzniká sčasti plynný chlór a sčasti koncentrovaný roztok hydroxidu alkalického kovu,
    - premiestnením vznikajúceho plynného chlóru a roztoku hydroxidu alkalického kovu do zrážacej kolóny /2/, v ktorej navzájom reagujú, a
    - rekuperáciou takto vzniknutého soľného roztoku pre jeho použitie ako anolytu v bunke s membránou /3/.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že bunkou typu chlór-sóda /1/ je bunka s membránou.
  3. 3. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa soľanka chloridu alkalického kovu čistí klasickými metódami zrážaní a/alebo absorbcií na živicu.
  4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že soľanka obsahuje 170 až 315 g/1 chloridu alkalického kovu, s výhodou 290 až 310 g/1.
  5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov laž4, vyznačujúci sa tým, že soľanka chloridu alkalického kovu má pH 2 až 7, s výhodou 2,5 až 4,5.
  6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že roztok hydroxidu alkalického kovu získavaný elektrolýzou typu ”chlór-sódaM má koncentráciu 10 až 55 hmôt. %, s výhodou 30 až 50 hmat. %.
  7. 7* Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že soľný roztok získavaný na výstupe /23/ zo zrážacej kolóny /2/ obsahuje 50 až 200 g/1 chloridu alkalického kovu a 30 až 700 g/1 chlórečnanu alkalického kovu.
  8. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že soľný roztok obsahuje 70 až 170 g/1 chloridu alkalického kovu a 400 až 650 g/1 chloreônanu alkalického kovu.
  9. 9. Spôsob podľa jedného z nárokov 7 alebo 8, vyzná čujúci sa tým, že sa soľný roztok pred jeho použitím ako anolytu v bunke s membránou /3/ predbežne premiestňuje do uvoľňovacej kade, v ktorej zostáva po dlhšiu dobu, pri pH 6 až 8, s výhodou 6,5 až 7· '
  10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa l ý m , že soľný roztok po dlhšom pobyte v uvoľňovacej kadi obsahuje menej ako 5 g/1 chlórnanu alkalického kovu, s výh.idou menej ako 1 g/1.
  11. 11. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 10, v y z naduj ťi c i sa t ý m , že soľný roztok používaný ako anolyt v bunke s membránou /3/ má pH 1 až 8, s výhodou 2 až 5, a teplotu 50 až 100 °C, s výhodou 70 až 90 °C.
  12. 12. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa t ý m , že sa časť anolytu po jeho elektrolýze recykluje do zráŽacej kolóny /2/.
  13. 13· Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 12, vyznačuj ú c í sa t ý m , že roztok hydroxidu alkalického kovu, získavaný elektrolýzou v bunke s membránou /3/, má koncentráciu 10 až 55 hmôt. %, s výhodou 30 až 50 hmôt. %,
  14. 14. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 13, vyznačujúci sa tým, že sa katolyt po jeho elektrolýze
    - 13 premiestňuj0 do zrážacej kolóny/2/.
  15. 15. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 14, vyznačujúci sa t ý m , že sa plynný chlór vyrábaný v anódovom oddelení /31/ bunky s membránou /3/ premiestňuje do zrážacej kolóny /2/.
  16. 16. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 15, vyznačujúci sa tým, že sa časť anolytu po jeho elektrolýze premiestňuje do kryštálizátora /4/, v ktorom kryštalizuje chlorečnan, pričom materské lúhy sa refcuperujú a recyklujú do anódového okruhu bunky s membránou /3/·
  17. 17. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 16, vyznačujúci sa tým, že sa alkalický kov volí zo skupiny lítium, sodík a draslík, s výhodou sodík.
  18. 18. Zariadenie na výrobu chlorečnanu alkalického kovu, vyznačujúce sa tým, že sa skladá z kombinácie buni y typu ,,chlór-sóda /1/, zrážacej kolóny /2/ chlóru hydroxidom alkalického kovu a bunky s membránou /3/·
  19. 19. Zariadenie podľa nároku 18, vyznačujúce <·$ n t ý m , že pozostáva z kombinácie nasledujúcich prvkov:
    - bunky typu “chlór-sódá /1/ tvorenej bunkou s membránou, v ktorej je upravené jedno alebo viac anódových oddelení /11/, ktoré sú oddelené od jedného alebo viacerých príslušných katódových oddelení /12/ membránou /13/, pričom každé anódové oddelenie je vybavené vhodným ústrojenstvom na prívod /111/ a rekuperáciu /113/ anolytu a vhodným ústrojenstvom na rekuperáciu plynného chlóru /11.2/, každé katódové oddelenie /12/ je vybavené vhodným ústrojenstvom na prívod /121/ a rekuperáciu /122/ katolytu u vhodným ústrojenstvom na odsávanie plynného vodíka /123/,
    - zrážacej kolóny /2/ vybavenej aspoň jedným ústrojenstvom na prívod roztoku hydroxidu alkalického kovu /21/, ústrojenstvom na prívod chlóru /22/ a ústrojenstvom na rekuperáciu /23/ soľného roztoku chloridu alkalického kovu, pričom ústrojenstvá na prívod hydroxidu /21/ a chlóru /22/ sú jednotlivo spojené priamo s ústrojenstvami na rekuperáciu «=> 14 —
    K £ μ Γ ί;.
    katolytu /122/ a plynného chlóru /112/ bunky typu “chlór- t sóda“ /1/, j«
    - bunky s membránou /3/ s jedným alebo viacerými anódovými oddeleniami /31/ oddelenými od anódového alebo anódových t oddelení /32/ membránou /33/, pričom každé anódové oddelenie i je vybavené ústrojenstvom na prívod /312/ soľného roztoku, [ ústrojenstvom na rekuperáciu plynného chlóru /314/ a úst- f rojenstvora na rekuperáciu soľného roztoku po jeho elektrolý- [ # r ze, katódové oddelenie je vybavené ústrojenstvom na prívod /321/ vody, ústrojenstvom na rekuperáciu /322/ katolytu a úsrojenstvom na odsávanie plynného vodíka /323/, pričom ústrojenstvo na rekuperáciu /313/ anolytu z bunky s membránou /3/ ŕ je spojené s ústrojenstvom na uvádzanie tohto anolytu /24/ ; | do zrážanej kolóny /2/, a ústrojenstvo na odsávanie /314/ t plynného chlóru je takisto spojené so zrážacou kolónou t íí'ť.iz.lľahiým ústrojenstvom uspôsobeným na prívod /22/ í plynného chlóru; a (•'j,
    - anódového oddelenia /31/ bunky s membránou /3/ spojeného buä priamo uspôsobeným prostriedkom , alebo pomocou Ί ústrojenstva na rekuperáciu soľného roztoku /311/ po jeho elektrolýze do kryštalizátora /4/, ktorý s výhodou pozostáva z ústrojenstva uspôsobeného na rekuperáciu materských i lúhov /-43/ spojeného s anódovým oddelením /31/ bunky s membránou /3/.
  20. 20. Zariadenie na čistenie soľanky chloridu alkalického kovu, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z kombinácie bunky typu “chlór-sóda“ /1/ a zrážacej kolóny /2/ chlóru sódou. j
  21. 21. Zariadenie podľa nároku 20,vyznačujúce sa t ý m , že bunkou typu “chlór-sóda“ /1/ je bunka s ( membránou tvorená jedným alebo viacerými anódovými oddeleniami /11/ oddelenými od katódového alebo katódových oddelení /12/ membránou /13/, pričom každé enódové oddelenie je vybavené ústrojenstvom na prívod /111/ a rekuperáciu /113/ anolytu a ústrojenstvom na rekuperáciu plynného f
    - 15 chlóru /112/, a každé katódové oddelenie /12/ je vybavené ústrojenstvom na prívod /121/ a rekuperéciu /122/ katolytu a ústrojenstvom na odsúvanie plynného vodíka /123/ a zrážania kolóna /2/ je opatrená aspoň jedným ústrojenstvom upraveným na prívod roztoku hydroxidu alkalického kovu /21/, ústrojenstvom uspôsobeným na prívod /22/ a ústrojenstvom uspôsobeným na rekuperáciu /23/ vyčisteného roztoku chloridu alkalického kovu, pričom ústrojenstvá na prívod hydroxidu /21/ a chlóru /22/ sú jednotlivo spojené priamo s ústrojenstvami
    - uí. rekuperáciu katolytu /122/ a plynného chlóru /112/ bunky ; ;
    1.7; ”ch'l ór-sóda /1/. /-/.
SK497-93A 1992-05-20 1993-05-18 Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing SK49793A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9206112A FR2691479B1 (fr) 1992-05-20 1992-05-20 Procédé de fabrication de chlorate de métal alcalin et dispositif pour sa mise en Óoeuvre.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK49793A3 true SK49793A3 (en) 1993-12-08

Family

ID=9429965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK497-93A SK49793A3 (en) 1992-05-20 1993-05-18 Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing

Country Status (19)

Country Link
EP (1) EP0571273A1 (sk)
JP (1) JPH06158373A (sk)
KR (1) KR930023492A (sk)
CN (1) CN1084584A (sk)
AU (1) AU3868193A (sk)
BR (1) BR9301932A (sk)
CA (1) CA2096588A1 (sk)
CZ (1) CZ95293A3 (sk)
FI (1) FI932299A (sk)
FR (1) FR2691479B1 (sk)
IL (1) IL105718A0 (sk)
MX (1) MX9302943A (sk)
NO (1) NO931798L (sk)
NZ (1) NZ247644A (sk)
PL (1) PL299000A1 (sk)
SK (1) SK49793A3 (sk)
TW (1) TW230848B (sk)
YU (1) YU34493A (sk)
ZA (1) ZA933454B (sk)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU657842B2 (en) * 1992-03-13 1995-03-23 Eka Chemicals Oy Method for producing alkaline metal hydroxide
SE512388C2 (sv) * 1993-04-26 2000-03-13 Eka Chemicals Ab Förfarande för framställning av alkalimetallklorat genom elektrolys
US8216443B2 (en) 2002-07-05 2012-07-10 Akzo Nobel N.V. Process for producing alkali metal chlorate
RU2317351C2 (ru) * 2002-07-05 2008-02-20 Акцо Нобель Н.В. Способ получения хлората щелочного металла
CN1306068C (zh) * 2002-12-27 2007-03-21 北京化工机械厂 外部自然循环复极式离子膜电解装置
EP1966413B1 (en) * 2005-12-20 2017-06-21 Ceramatec, Inc. Electrolytic process to produce sodium hypochlorite using sodium ion conductive ceramic membranes
ES2688652T3 (es) * 2009-05-15 2018-11-06 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Activación de cátodo
CN103663380B (zh) * 2013-12-02 2015-04-15 大连高佳化工有限公司 一种氯酸钡生产方法
JP6760942B2 (ja) * 2015-08-10 2020-09-23 昭和電工株式会社 塩化水素の製造方法
WO2020078553A1 (de) 2018-10-18 2020-04-23 Blue Safety Gmbh Elektrochemisches system zur synthese von wässriger oxidationsmittel-lösung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5647265A (en) * 1979-09-25 1981-04-28 Toshiba Corp Production of pure copper casting
FI71354C (fi) * 1980-03-03 1986-12-19 Asahi Chemical Ind Foerfarande foer framstaellning av natriumklorat
JPS575883A (en) * 1980-06-11 1982-01-12 Asahi Chem Ind Co Ltd Installation of sodium chlorate electrolytic tank and chlorine-alkali electrolytic tank installed side by side
JPS57156326A (en) * 1981-03-18 1982-09-27 Toagosei Chem Ind Co Ltd Purification of saline water for electrolysis of alkali chloride
US4702805A (en) * 1986-03-27 1987-10-27 C-I-L Inc. Production of sodium chlorate
FR2655061B1 (fr) * 1989-11-29 1993-12-10 Atochem Fabrication de chlorate ou de perchlorate de metal alcalin.

Also Published As

Publication number Publication date
FI932299A0 (fi) 1993-05-19
MX9302943A (es) 1993-12-01
NO931798D0 (no) 1993-05-18
YU34493A (sh) 1996-02-19
ZA933454B (en) 1994-06-15
NZ247644A (en) 1994-09-27
EP0571273A1 (fr) 1993-11-24
FR2691479B1 (fr) 1994-08-19
FI932299A (fi) 1993-11-21
CA2096588A1 (fr) 1993-11-21
CN1084584A (zh) 1994-03-30
BR9301932A (pt) 1993-11-23
JPH06158373A (ja) 1994-06-07
PL299000A1 (en) 1993-12-13
TW230848B (sk) 1994-09-21
AU3868193A (en) 1993-11-25
FR2691479A1 (fr) 1993-11-26
CZ95293A3 (en) 1993-12-15
KR930023492A (ko) 1993-12-18
NO931798L (no) 1993-11-22
IL105718A0 (en) 1993-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5292406A (en) Process for electrolytic production of alkali metal chlorate and auxiliary chemicals
US4435256A (en) Process for making potassium ferrate [Fe(VI)] by the electrochemical formation of sodium ferrate
US4435257A (en) Process for the electrochemical production of sodium ferrate [Fe(VI)]
EP2229343A1 (de) Verfahren zur herstellung von diarylcarbonat
US6214197B1 (en) Process for producing persulfate
KR101386706B1 (ko) 과염소산염의 제조 방법 및 제조 장치
JPS6327429B2 (sk)
US4451338A (en) Process for making a calcium/sodium ferrate adduct by the electrochemical formation of sodium ferrate
SE500107C2 (sv) Förfarande för framställning av klordioxid
EP0110033B1 (en) Processing of sodium chloride brines for chlor-alkali membrane cells
WO2020162796A2 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты
CN108468065A (zh) 一种氯酸钠和氯碱联合脱硝工艺
EP0149917B1 (en) Electrodialytic conversion of multivalent metal salts
SK49793A3 (en) Process for preparing alkali metal chlorate (v) and device for its executing
CA1214429A (en) Removal of chlorate from electrolyte cell brine
CN1073169C (zh) 联合制备过氧化二硫酸钠和氢氧化钠溶液的电化学方法
US4613416A (en) Process for the concentration of sulfuric acid
CN108529562A (zh) 一种氯酸钠母液膜法冷冻脱硝工艺
US6491807B2 (en) Process for producing sodium persulfate
US4839003A (en) Process for producing alkali hydroxide, chlorine and hydrogen by the electrolysis of an aqueous alkali chloride solution in a membrane cell
CA2121628C (en) Process for the production of alkali metal chlorate
JPH033747B2 (sk)
CA1128459A (en) Electrolysis of sodium chloride in an ion-exchange membrane cell
RU2196735C1 (ru) Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития
PL81620B1 (sk)