DE743833C - Verfahren zur Elektrolyse von Natriumsulfatloesung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Elektrolyse von, Natriumsulfatlösung Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur stetigen Elektrolyse von Natriumsulfatlösungen oder von Lösungen sich ähnlich verhaltender Alkalisalze zur Gewinnung von Alkalihydroxy d und Säuren.
• Es ist ein Verfahren bekannt zur Elektrolyse von Alkalichloriden, das darin besteht, <lall eine Reihe mit Diaphragmen versehener Zellen mit "ihren Anoden- und Kathodenräuinen hintereinander angeordnet sind. Dabei wird .die zu elektrolysierende Ausgangsälkali-.chloridlösung auf der einen Seite zugeführt und durchläuft unaufhörlich alle Anodenelemente, um alsdann in entgegengesetzter Richtung alle Kathodenräume zu durchlaufen. Die zu elektrolysierende Alkalisalzlösung wird beim Durchlaufen durch die Anodenelemente allmählich von den Chlorionen befreit und dann in die Kathodenelemente eingeführt, wobei die Lösung sich .mehr und mehr an Hydroxylionen anreichert, so daß man beim Austritt der Lösung aus dem letzten! Kathodenelement eine in ihrer Konzentration angereicherte Alkalihydroxydlösung erhält. Ein derartiges Verfahren ist jedoch nicht anwendbar für die Elektrolyse von Natriumsulfatlösungen oder von Lösungen sich ähnlich verhaltender Alkalisalze. Da bei den Sulfatlösungen das Anion nicht flüchtig ist, so würde beim Zurückleiten der zu elektrolysierenden Ausgangslösung nach Durchlaufen der Anodenelemente in die Kathodenelemente eine Neutralisation eintreten. Ein solches Verfahren ist nur anwendbar im Falle einer eiltstAienden gasförmigen Phase, wie der Chloralkalielektrolyse, bei der ja Chlor entsteht.
• Zum Unterschied von dein bekannten Verfahren wird bei dem Verfahren der Erfindung zwar auch eine Reihe von mit ihren Anoden-und Kathodenräumen hintereinander abgeordneten Draphragmenzellen verwendet. Es %v ird jedoch die zu eleltrolysierende Glaubersalzlösung in jeweils gleichen Mengen dem Kathodenraum der einen und dem Anodenraum der anderen Endzelle zugeführt, so daß beide Lösungen im Gegenstrom an den Elektroden vorbeigeführt werden. Dabei nimmt die eine Lösung in der S 04 lonenl;onzentration, die andere in der O H-Ionenkonzentration zu. Die sich mit S 04 Ionen ständig anreichernde Lösung steht infolge des zur Anwendung kommenden Gegenstromprinzips stets einer an OH-IOtien schwächeren Lösung gegenüber. Umgekehrt steht die allmählich in ihrer O H-Ionenkonzentration zunehmende Flüssigkeit mit ihrer stärksten Konzentration einer Glaubersalzlösung gegenüber, deren S 04 Ionenkonzentration nur sehr gering ist. Diese Arbeitsweise hat den großen Vorteil, daß die Möglichkeit einer Neutralisation der sich in den von den Diaphragmen getrennten Anoden- oder Kathodenräumen gegenüberstehenden Lösungen so weit wie möglich herabgemindert wird.
• Durch Anwendung dieser Arbeitsweise auf Alkalisulfatlösungen oder sich ähnlich verhaltender Alkalisalze werden im kontinuierlichen Arbeitsgang bei guter Stromausbeute sehr reine Anoden- oder Kathodenprodukte erhalten. So steht beispielsweise einer Schwefelsäurelösung von etwa 2o % eine 30%ige Glaubersalzlösung mit nur 1 % Natronlauge im Kathodenraum gegenüber. Andererseits dagegen steht eine Schwefelsäure von etwa nur 1,5 % mit einer Natronlauge von 13 0% in Berührung.
• Außer Natriumsulfatlösungen können auch die Lösungen anderer sich ähnlich verhaltender Alkalisalze, beispielsweise Alkaliphosphate, nach dem beschriebenen Verfahren elektrolysiert werden. An dein folgenden Zahlenbeispiel wird die Wirkungsweise des beschriebenen Verfahrens an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
• 3Ian läßt iooo 1 einer 3o0/0igen Natriumsulfatlösung bei einer Temperatur von etwa .lo bis 5o° je zur Hälfte bei A und C innerhalb von 24 Stunden zulaufen und führt sie ini Gegenstrom an den Elektroden vorbei. Die Ausbeute betrug an der Anodenseite ,°;00 1 2o%iger Schwefelsäure, also ioo kg M SO,. An der Kathodenseite dagegen wurden 5001 13%iger Natronlauge, das sind 65 kg N a OH, gewonnen. Zur Gewinnung dieser Mengen wurde eine wirksame Elektrodenfläche von etwa 32oo qdm benötigt, während an Energie etwa 8ooo Amp. Gleichstrom von d. Volt Spannung aufgewendet werden mußten.
• Die Erfindung beschränkt sich nicht auf (las in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel der Hintereinanderschaltung von 5 Zellen. Es kann jede beliebige Anzahl von Zellen Verwendung finden, soweit eine Wirtschaftlichkeit noch gegeben ist. Desgleichen kann die Form und die Art der Ausführung der Zellen eine andere sein, als in der Zeichnung angegeben. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß die einzelnen Zellen nicht unbedingt in sich abgeschlossen sein müssen, sondern daß die gesamte Apparatur aus einer einzigen durchgehenden Wanne bestehen kann. Es kann demnach jede Vorrichtung Verwendung finden, sofern sich die Durchführung des Gegenstromprinzips ermöglichen läßt.
• Als Elektrodenmaterial wird für die Kathoden in der Regel Eisen oder V¢A verwendet, während die Anoden aus Bleibestehen können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCTI: Verfahren zur stetigen Elektrolyse von Natriumsulfatlösung oder Lösungen sich ähnlich verhaltender Alkalisalze zur Gewinnung von Alkalihydroxyd und Säuren, gekennzeichnet durch die Benutzung einer Anzahl Zellen, bei denen einerseits die Anodenräume und andererseits die Kathodenräume hintereinander angeordnet sind, indem die Ausgangslösung dem Kathodenraum der einen und dem Anodenraum der anderen Endzelle zugeführt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vorn Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betiaclit gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 620 9o2.