BE378531A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour l'épuration de solutions de peroxyde d'hydrogène par   l'électrolyse,   notamment en vue de les désacidifier. 



   L'épuration et notamment la désacidification ou élimination des acides des solutions industrielles de pero- xyde d'hydrogène, qui retiennent toujours de leur fabrica- tion des quantités plus ou moins grandes d'acides et géné- ralement aussi des impuretés métalliques, présente en pra- tique des difficultés considérables. Pour épurer les solu- tions industrielles de peroxyde d'hydrogène on a principa- lement eu recours, jusqu'ici, à la distillation dans le vide. Ce procédé présente toutefois plusieurs inconvénients: il nécessite des installations coûteuses et, quand les so- 

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 lutions à traiter contiennent des impuretés volatiles tel- les que des acides volatils, il ne permet jamais d'obtenir des produits d'un haut degré de pureté. 



   Le procédé pour l'épuration des solutions industriel- les de peroxyde d'hydrogène suivant 1'invention consiste es- sentiellement à soumettre la solution à purifier à l'électro- lyse dans un élément à diaphragme, comme liquide cathodique ou anodique. S'il s'agit d'impuretés qui passent à la cathode, des ions métalliques par exemple, on traite anodiquement les solutions à purifier, tandis que s'il faut éliminer des anions comme, par exemple, dans le cas de la désacidification, on soumet la solution à l'électrolyse comme liquide catho- dique. Par une succession de traitements anodique et catho- dique on peut éliminer des solutions les impuretés de nature électronégative aussi bien que celles de nature électroposi- tive.

   Le procédé permet en outre d'introduire dans la solu- tion, au cours de l'électrolyse et grâce à la migration d'ions,les substances dont on désire la présence dans le produit épuré par l'électrolyse. 



   C'est un fait surprenant que le contact de solutions de peroxyde d'hydrogène avec l'anode ou avec la cathode n'ait pas pour résultat une réduction appréciable de la concentration   d'oxygène,   même quand ces solutions sont con- centrées. On pourrait supposer, pour expliquer ce phéno- mène remarquable, qu'il se forme aux électrodes des matelas gazeux qui agissent comme couches protectrices intercalaires, de sorte qu'aucune perte appréciable ne se produit par sui- te de décomposition catalytique, même quand on utilise des électrodes en platine. 



   Si la solution de peroxyde d'hydrogène à épurer consti- tue le liquide cathodique, on peut utiliser comme liquide 

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 anodique de l'eau distillé acidulée par exemple, mais il est préférable d'utiliser également comme liquide anodique une solution de peroxyde d'hydrogène d'une concentration approximativement égale, afin d'éviter des pertes de con- centration par   diffusion.   Si la solution de peroxyde d'hy- drogène doit   tre   purifiée anodiquement, on peut également se servir,comme liquide cathodique, d'eau distillée qu'on rend conductible,' dans ce cas, par l'addition d'un électro- lyte alcalin par exemple, ou bien on peut utiliser une so- lution de peroxyde d'hydrogène de la même concenttation.

   Dans le cas où on désire encore soumettre à un traitement ulté- rieur d'épuration anodique une solution de peroxyde d'hydro- gène qui a été désacidifiée par un traitement cathodique, il est désirable d'utiliser comme liquide cathodique de l'acide phosphorique dilué pur ou la solution d'un phosphate ou py- rophosphate, l'électrolyte qui rend la solution conductible remplissant également, dans ce cas, la fonction d'incorporer, par migration   d'ions,   un stabilisateur dans la solution épurée. 



   La tension d'élément et l'intensité de courant dépen- dent dans une grande mesure du type d'appareil utilisé et de la composition de la solution de départ et doivent être dé- terminées par des expériences préparatoires, selon les ef- fets qu'on désire obtenir. 



   Le procédé consomme très peu de courant et entraîne des pertes d'oxygène actif plus faibles que n'en comporte l'épuration par distillationo Le traitement cathodique des solutions de H202 produit une désacidification plus complè- te que celle réalisable par d'autres moyens, même, par exemple, par l'épuration par   électroosmose,   dans le genre de l'épuration d'eau, dans laquelle l'eau ou la solution à épurer est contenue dans un élémént intermédiaire, séparé des cham- 

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 bres d'anode et de cathode par des diaphragmes. De plus, les solutions sont débarrassées en même temps d'impuretés métalliques telles que le fer, celles-ci restant déposées sur la cathode.

   De même, tous les cations, en particulier le fer qui pourrait être présent, se laissent très complè- tement éliminer de la solution par l'épuration anodique. 



   On peut exécuter le procédé dans un élément unique, ou utiliser plusieurs éléments reliés en série. Dans ce cas, en vue de son épuration anodique, la solution de peroxyde d'hydrogène s'écoule, grâce à une alimentation continue, à travers les chambres d'anode successives des éléments reliés en série, tandis que le liquide cathodique n'est préféra- blement remplacé que par la diffusion et le transport élec-   trolytique.   



   La solution épurée est évacuée de la chambre d'anode du dernier élément, le liquide cathodique de ce dernier élé- ment contenant en.concentration .les impuretés éliminées par l'électrolyse. Dans le cas de l'épuration cathodique, on ren- verse le processus. 



   On règle préférablement la vitesse d'écoulement de telle manière que la solution traitée soit complètement épu- rée en quittant le dernier élément. La tension   s'accrott   pro- gressivement d'élément en élémentjusqu'au dernier de ceux- ci, et monte brusquement dans cet élément, dans lequel s'o- père l'épuration complète de la solution. Dans le cas où la tension dans le dernier élément n'augmenterait pas suffisam- ment pour écarter le danger d'une diffusion inverse des im- puretés dans la solution épurée, il est nécessaire de pro- voquer un accroissement correspondant de tension par la'mo- dification des conditions électriques, en mettant hors cir- 

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 cuit de la série un des éléments précédents, par exemple. 



   Si, dans le cas de l'épuration cathodique de solu- tion contenant des impuretés acides,il n'y a en quantité suffisante des cations susceptibles de rentrer en solution après la décharge ou si, dans le cas de l'épuration anodi- que de solutions contenant des impuretés métalliques, il n'y a pas suffisamment d'anions en présence, ceci aurait pour conséquence de diminuer la conductivité de l'électro- lyte en dessous du degré nécessaire, au fur et à mesure que la solution s'épureo 
Suivant l'invention, on introduit dans l'électrolyte, dans le premier cas des cations appropriés et dans le deuxiè- me cas des anions additionnels, cette addition se faisant en quantités excessivement faibles et sous forme de composés dont l'ion opposé ne souille pas la solution.

   S'il s'agit, par exemple, de désacidifier complètement une solution acide de H2O2 qui, à côté de cela, ne contient pas d'ions alcalins ou alcalino-terreux,on doit l'additionner de très faibles quantités d'ions alcalins ou alcalino-terreux, sous forme d'hydroxydes par exemple, afin que le liquide cathodique con- serve une conductibilité suffisante jusqu'à la fin de l'élec- trolyse. 



   EXEMPLES D'EXECUTION 
1) - Epuration cathodique d'une solution de peroxyde d'hydrogène contenant environ 30% H202 et 0.1% d'impuretés totales (acides sulfurique et chlorhydrique), notamment en vue de la désacidifier: 
On se sert,pour l'électrolyse, d'un élémentà dia- phragme dont la chambre de cathode a une capacité de   400cm   environ et la chambre d'anode une capacité d'environ 100cm3. 

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  On amène dans la chambre de cathode la solution à épurer, à laquelle on ajoute des traces de NaOH. On introduit dans la chambre d'anode une solution d'environ 1-2% d'acide sulfuri- que chimiquement pur dans de l'eau distillée, ou bien la mê- me quantité d'une solution de peroxyde d'hydrogène d'une concentration égale à celle de la solution à épurer. On u- tilise comme cathode un crayon de graphite et comme anode une lame de platine. On peut également utiliser comme cathode de l'étain, de l'aluminium, du nickel ou des aciers spéciaux. On fait circuler un courant de 0.35 ampère environ par l'élément qui reste en circuit jusqu'à ce que le liquide cathodique soit entièrement désacidifié.

   Dans les conditions décrites, la tension de l'élément peut être de 15 volts, par exemple, au commencement dé l'électrolyse pour monter à 45 volts en- viron jusqu'à l'épuration complète. Une   solution   de peroxyde d'hydrogène comportant, avant l'épuration, un résidu du chauf- fage de 0.25% environ, ne présentait après celle-ci qu'un résidu de 0.01%, sans que l'analyseaitpermi. de constater la présence d'acide chlorhydrique ni d'acide sulfurique dans la solution. 



   2) - Epuration anodique d'une solution de peroxyde d'hy- drogène à 15% de H2O2 contenant, comme impuretés, des ions métalliques exerçant une action catalytique. On utilise la même installation que dans l'exemple 1) avec cette seule dif- férence qu'on fait usage de lames de platine comme anode et comme cathode. La charge de courant est également la même. 



  Dans ce cas, la solution de H2O2 est amenée dans la chambre d'anode qui est alors constituée par la plus grande chambre d'électrode. On introduit dans la chambre de cathode de l'eau contenant un peu d'acide phosphorique. Les ions métal- 

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 liques passent à la cathode et sont ainsi éliminés du liqui- de anodique. La migration d'ions provoque simultanément l'introduction dans ce liquide d'une certaine quantité d'aci- de phosphorique, dont la présence accroît la stabilité de la solution. On peut, de cette manière, éliminer les ions mé- talliques, même de solutions initiales riches en métaux, dans une mesure qui assure aux solutions une stabilité subséquen- te parfaite. 



   3) - L'application successive des traitements suivant les exemples 1) et 2) permet d'obtenir des solutions extrê- mement pures, particulièrement adaptés aux usages médicinaux et d'une stabilité illimitée. 



  -:- REVENDICATIONS   -:-   -------------------------------

Claims (1)

1) Procédé pour l'épuration de solutions de peroxyde d'hydrogène caractérisé en ce que la solution à épurer est soumise à l'électrolyse, comme liquide anodique ou cathodi- que, dans un élément à diaphragmeo 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la solution à épurer est successivement soumise à l'électrolyse comme liquide cathodique et anodique dans un ordre de succession quelconque.

3) Forme d'exécution du procédé suivant les revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que des substances dont la présence dans la solution électrolytiquement épurée est dé- sirable, sont introduites dans celle-ci au cours de l'élec- trolyse par migration d'ionso 4) Forme d'exécution du procéfé suivant les revendica- @ <Desc/Clms Page number 8> tions 1 et 2, caractérisée en ce qu'on utilise comme deu- xième électrolyte une solution de peroxyde d'hydrogène de concentration égale à celle de la solution à épurer, en vue d'empêcher le plus possible des pertes de concentra- tion par diffusion.

5) Procédé pour l'épuration anodique de solutions de peroxyde d'hydrogène (préférablement de solutions préalable- ment épurées par une action cathodique) suivant les revendi- cations de 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme liqui- de cathodique de l'acide phosphorique dilué ou lasolution d'un phosphate ou pyropho'sphate.

6) Procédé suivant les revendications de là 5, carac- térisé en ce que par une alimentation continue, on fait cir- culer la solution à épurer dans les chambres d'anode ou, selon le cas, dans les chambres de cathode successives de plusieurs éléments reliés en série.

7) Forme d'exécution du procédé suivant la revendi- cation 6, caractérisée en ce que l'électrolyte recevant les impuretés n'est remplacé que par diffusion et par trans- port électrolytique, de manière que les impuretés éliminées par l'électrolyse se concentrent dans cet électrolyte.

8) Forme d'exécution du procédé suivant les reven- dications 6 et 7, caractérisée en ce qu'on maintient dans le dernier élément une tension grâce à laquelle on évite une diffusion inverse des impuretés dans la solution épurée.

9) Procédé suivant les revendications 1 à 8, carac- térisé en ce que dans le cas de l'épuration cathodique de solutions contenant des impuretés acides mais pas suffisam- ment de cations susceptibles de rentrer en solution après la décharge ou dans le cas de l'épuration anodique de solu- <Desc/Clms Page number 9> tions contenant des impuretés métalliques mais pas suffi- samment d'anions, on introduit dans l'électrolyte, en quan- tités extrêmement faibles et sous forme de composés dont l'ion opposé ne souille pas la solution,, dans le premier cas des cations appropriés et dans le deuxième cas des anions additionnels.