SU797594A3 - Способ электролиза водных растворовСОЕдиНЕНий НАТРи , КАли или иХ СМЕСи - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЕДИНЕНИЙ НАТРИЯ, КАЛИЯ ИЛИ ИХ СМЕСИ

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к прикладн электрохимии, конкретно к технологи процесса электролиза водных раство-ров соединений натри , кали  или их смесей с использованием катионообменной мембраны и непроточного металлического катода, проницаемого дл  натри  и кали . Известен способ электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с непроточным амгшьгамным катодом, осуществл емый в электролизере с пористой . горизонтальной перегородкой, на которую напит слой ртути. Нижн   часть электролиз ра заполнена раствором соли. В этот раствор помещают анод. Щелочной металл , выдел ющийс  при электролизе на катоде, раствор етс  в ртути, об разу  амальгаму. Верхнюю часть электролизера заполн ют раствором, в который погружают электрод,  вл ющийс  катодом по отношению к амальгамному электроду , и тем самым обеспечивают пер ход щелочного металла из амальгамы в раствор 1 . Известен также способ электролиз водных растворов соединений натри , кали  или их смесей с непроточным ртутным катодом, проницаемым дл  натри  и кали , размещенным на пористой диафрагме из плетеной пластичной или асбестовой ткани. Раствор соли пропускают под катодом на поверхности анода . Недостатком данного способа  вл етс  экранирование пор диафрагмы пузырь нами газов-хлора и водорода, что приводит к повышению нгшр жени  на  чей ке.. Цель изобретени  - снижение напр жени  при электролизе. Указанна  цель достигаетс  способом электролиза .водных растворов соединений натри , кали  или их смесей с непроточным металлическим катодом, проницаемым дл  натри  и кали , размещенным на электропровод щей пер,егородке , в качестве которой используют ионообменную мембрану. Дл  получени  растворенного или жидкого хлора при электролизе хлоридов, процесс ведут под давлением 7-70 кгс/см и температуре 15,6-132,. В качестве металлического катода используют преимущественно ртуть,а также используютс  тонкие пленки серебра, свинца или их сплавы со ртутью, В качестве ионообменной мембраны используют сополимер тетрафторэтилена и винилового эфира общей формулой FSO,2,CFi2 CF50CF(CF7,)CFQ OCF-CF,j Эквивалентный вес предпочитае1 ых сополимеров составл ет 950-1350, где эквивалентный вес представл ет собой средний молекул рный вес на сульфанильную группу, толщина мембраны 0,0254-0,254 мм. Мембрана может иметь развитую поверхность с рифлени ми или впадинами со стороны ртути, что увеличивает поверхность разделамежду мембраной и ртутью и уменьшает количество ртути и электрическое сопротивление между мембраной и ртутью. Мембрана может быть катионообменной, например, при электролизе хлоридов, и анионообменной, например, при электролизе сульфатов. В случае получени  жидкого хлора непосредственно в  чейке при электролизе хлоридов, его вывод т вместе с анолитом, охлаждают, донасьпцают солью затем подают в сепаратор, где произво д т разделение жидкого хлора и анолита . Часть анолита возвращают в  чей КУ|а другую часть направл ют на обесхлоривание и очистку. Хлор из сепаратора поступает на осушку. При получении растворенного хлора в анолите его подают в емкость, до насыщени  анолита, где происходит редуцирование давлени  в результате чего вьадел етс  растворенный хлор, который ко денсируют за счет охлсшдени , а затем сушат. П р и м е р 1. Электролиз провод  в  чейке с платинированным титановым анодом с насыщенным раствором хлорид натри . Мембрана выполнена из сополимера тетрафторэтилена и винилового эфира общей формулой FSOrji CF,jCF, OCF (C ( CFn , полученного с помощью обычного термопластичного способа с последующей конверсией дополнительно сульфанилфторидной группы конечного сополимера, имеющего эквивалентный вес в интервале 950-1350 в кислоту. На мембране размещен слой ртути, дос таточной дл  полного покрыти  мембра ны. Ртуть контактирует с графитовыми элементами и водой. Мембрана имеет площадь около 1 дм, толщину 50 мкм. Рассол пропускают между анодом и мем раной с выводом хлора из  чейки. Воду пропускают над ртутью с выводом раствора щелочи и водорода из  чейки При работе  чейки при атмосферном давлении и расходе рассола 15,9л/мин напр жение на  чейке составл ет 4,9В при 50 А и 6,6 В при 80 А. При увели чении расхода рассола до 24,2 л/мин напр жение снижаетс  до 6,0 В при 80 А. Температура-рассола 90,6-96,1C Пример 2. В  чейке, описанной в примере 1, используют мембрану оторую сначала погружают в сол ную ислоту, а затем в водный раствор, асыщенный раствор хлорида ртути при 00°С на 24 ч. Затем ртуть в мембране осстанавливают до металлической ртуи при помощи гидроксиламина и  чейа работает с расходом рассола 4,2 л/мин.Напр жение на  чейке 5,6В ри 80 А и 4,6 В пци 50 А. Пример 3. В  чейке,описанной примере 1 , используют мембрану котоую до пропитку ртутью(по примеру 2) сначала пропитывают гликолем. Напр жение на  чейке на 0,2-0,3 В ниже при 80 А, чем при отсутствий гликолевой обработки мембраны. П р и м е р 4. Ячейка с полимерной мембраной толщиной 87,5 мкм работает при 23,9°С и давлении 31,6 кГС/см при расходе рассола 50 . Анод имеет канавки дл  обеспечени  стекани  жидкого хлора. В ртуть погружены никелевые электропроводники диаметром 1,59 мм, обернутые графитовой тканью. При напр жении 3,64 В и силе тока 10 А хлор раствор етс  в рассоле. При увеличении нагрузки до 50 А напр жение сначала возрастает, а затем падает, когда  вл етс  жидкий хлор, после чегонапр жение устанавливаетс  на значении 5,1 В. Через смотровое стекло видно по вление жидкого хлора в виде отдельной фазы. При более высоких температурах и использовании более тонкой мембраны можно работать при .более низком напр жении на  чейке . Формула изобретени  1.Способ электролиза водных растворов соединений натри , кали  или их смеси с непроточным метал- лическим катодом, проницаемым дл  натри  и кали , размещенным на электропровод щей перегородке, раздел ющей катод и анод, отличающийс  тем, что, с целью снижени  напр жени  при электролизе, в качестве перегородки используют ионообменную мембрану.
2. 2.Способ по п. 1отличающ и и с   тем, что, с целью получени  растворенного или жидкого хлора при электролизе хлоридов, процесс ведут под давлением 7-70 кгс/см и температуре 15 ,6-132, .
3. 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве металлического катода используют ртуть.
4. 4. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве ионообменной мембраны используют сополимер тетрафторзтилена и винилового

   5,7975946

   эфира общей формулой CFn OCF. 1. Авторское свидетельство СССР (CF)CF,, CF,j, 51562, кл. С 01 В .1/02, 1937.

   Источники информации, 2. Патент США № 2749301,

   прин тые во внимание при экспертизе кл. 204-98, 1952(прототип.