CH191006A - Verfahren zur Herstellung von Natronlauge durch Elektrolyse einer wässerigen Natriumsulfatlösung. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Natronlauge durch Elektrolyse einer wässerigen  Natriumsulfatlösung.    Die Elektrolyse von     Alkalisulfatlösung,     die gegenüber der     Alkalichloridelektrolyse     den Unterschied aufweist, dass neben Alkali  lauge gleichzeitig Schwefelsäure gebildet  wird, die im     Anolyten    verbleibt, ist dadurch  erschwert, dass die     Elektrolysenprodukte    sich  wieder zu vereinigen trachten. Selbst wenn  man ein     Diaphragma    verwendet, sind die       Stromausbeuten    nicht befriedigend.

   Während  bei Erreichung einer nur 5     0%igen        H2S04-          Lösung        Stromausbeuten        bis        zu        60        %        erreicht     werden, sinkt diese Zahl auf 20     0j0    beim     Hin-          arbeiten        auf        eine        20        %ige        1-12S04-Lösung.     Die Verwendung einer     Quecksilberkathode,     die bereits vorgeschlagen wurde,

   vermag die  ses Verhältnis nicht wesentlich zu verbessern.  Günstigere Ergebnisse wurden mit der Ver  wendung .von zwei     Diaphragmen    erreicht,  wobei die     Sulfatlösung    im Zwischenraum  zwischen den beiden     Diaphragmen    zugeführt  wurde und von dort durch die     Diaphragmen,       und zwar sowohl gegen die Anode wie auch  gegen die Kathode strömt.

   Im Interesse einer  hohen Stromausbeute war. es jedoch bei die  sem Verfahren erforderlich, die Strömungs  geschwindigkeit so hoch zu halten, dass in  den beiden     Elektrodenräumen    nur geringe  Konzentrationen (maximal 200 g/1     H2SO4          bezw.    100     g11        NaOH)    erreicht werden.  



  Eine eingehende Untersuchung der die       Stromausbeute    bedingenden Verhältnisse bat  nun ergeben, dass die zu erreichende     Schwe-          felsäurekonzentration    in der Anodenflüssig  keit in ganz überwiegendem Masse von der  Dichtigkeit des angewendeten     Diaphragmas     abhängt. Je dichter das     Diaphragma    ist, um  so geringere Strömungsgeschwindigkeiten  sind erforderlich, um die bei der Elektrolyse  gebildeten     Wasserstoffionen    im Anodenraum  zurückzuhalten.

   Das erfindungsgemässe Ver  fahren zur Herstellung von Natronlauge durch  Elektrolyse einer wässerigen Natriumsulfat-           1ösung    unter     Verwendung    einer Amalgam  kathode und eines     Diaphragmas    ist nun da  durch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt  von dem Kathoden- in den Anodenraum durch  ein     Diaphragma    eintritt, dessen Durchlässig  keit derart bemessen wird, dass es bei 40    und bei einem Druck von 35 cm Wassersäule  je Minute weniger als 10 cm' Wasser je dm'  Schicht, zweckmässig sogar     'weniger    als 5     cm3     Wasser je Minute,     hindurchlässt.    Auf diese  Weise gelingt es,

   bei Stromausbeuten von  zirka 95      %    Natronlauge der im Handel üb  lichen Konzentration von hoher Reinheit, und  gleichzeitig auch eine Anodenflüssigkeit mit  bis zu 400g H2S04 im Liter, die für viele  Zwecke, zum Beispiel für die Kunstseiden  herstellung, unmittelbar verwendbar ist, zu  erhalten. Es gelingt somit, die bisher aufge  wendeten sehr erheblichen Kosten für     Ein-          dampfung    und Kühlung der Anodenflüssig  keit zwecks Abtrennung der Schwefelsäure  vom Sulfat zu ersparen.  



  Als     Diapbragmenbaustoffe,    die den gekenn  zeichneten Forderungen entsprechen, kommen  sowohl keramische     Massen    als auch Asbest  gewebe in Frage, so lange sie nur durch  geeignete Herstellungsweise die geforderte  Dichtigkeit aufweisen.  



  Die Vorrichtung zur Durchführung des  Verfahrens besteht zum Beispiel im wesent  lichen aus der in einem nicht leitenden Ge  fäss am Boden desselben untergebrachten  Quecksilberkathode, dem darüber angeord  neten     Diaphragma    und einer über dem letz  teren angeordneten Anode aus Blei oder einer  beständigen Bleilegierung.

   Da die Bildung  von Wasserstoff auch an einer Quecksilber  kathode nie völlig vermieden wird, lässt man  das     Diaphragma    zweckmässig mit einem  kleinen Winkel von der horizontalen Rich  tung abweichen, so dass die geringen Wasser  stoffmengen, die an der Kathode gebildet  werden, alsbald von dem     Diaphragma    durch  Aufsteigen entfernt werden und so nicht zu  einer Beeinträchtigung des Stromdurchganges       führen.    Je nach der     Rauhigkeit    des Dia  phragmas liegt die hierfür erforderliche Nei-         gung    zwischen etwa 4 und 10<B>%</B>.

   Die Er  gänzung des     Quecksilbers    kann auf beliebige  an sich bekannte Weise erfolgen, wobei das  gebildete     Natriumamalgam    ausserhalb der  Zelle zu Natronlauge und Quecksilber zer  setzt wird. Die Natriumsulfatlösung tritt in  den Kathodenraum ein, breitet sich auf der  Quecksilberoberfläche aus, und wandert durch  das     Diaphragma    unter einem kleinen hydro  statischen Druck in den Anodenraum, von  wo sie als schwefelsaure Anodenflüssigkeit  abläuft.

   Bei sehr langsamem Durchsatz der       Sulfatlösung        bezw.    bei grosser Strombelastung  kann es zweckmässig sein, die     Sulfatlösung     des Kathodenraumes zur Vermeidung einer  übermässigen Verarmung an Sulfat zirkulieren  zu lassen und ihr ausserhalb der Zelle neues  Sulfat zuzuführen.    <I>Beispiel:</I>  Eine Quecksilberzelle mit einer Kathoden  fläche von 1 m2 und einem mit 4      /o    ge  neigten, unterteilten keramischen     Diaphragma     von 3 mm Dicke wird mit einem Strom von  1600     Amp.    belastet.

   Der Durchsatz an     Sul-          fatlösung    (Dichte 1,32) durch das     Diaphragma     in den Anodenraum beträgt 8     1/Std.    Man  erhält eine Anodenflüssigkeit mit einem  Schwefelsäuregehalt von 28 Gewichtsprozent       H2S04,    die     kathodische    Stromausbeute ist       950/,.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Natron lauge durch Elektrolyse einer wässerigen Natriumsulfatlösung unter Verwendung einer Amalgamkathode und eines Diaphragmas, da durch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt von dem Kathoden- in den Anodenraum durch ein Diaphragma eintritt, dessen Durchlässig keit derart bemessen wird, dass es bei 40 0 und bei einem Druck von 35 cm Wasser säule je Minute weniger als 10 cm<B>'</B>Wasser je dm 2 Schicht durchlässt. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit des Diaphragmas derart bemessen wird, dass es bei 40 und bei einem Druck von 35 cm Wassersäule je Minute weniger als 5 cm3 Wasser je dm' Schicht durchlässt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenlösung zirkuliert und dabei bezüglich ihres Sulfat gehaltes ergänzt wird.