CA1140075A - Procede de preparation electrolytique des chlorates alcalins - Google Patents
Procede de preparation electrolytique des chlorates alcalinsInfo
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Abstract
Dans la fabrication en continu des chlorates alcalins par électrolyse des chlorures alcalins sur anodes métalliques, la température d'électrolyse est abaissée de 30.degree.C à 50.degree.C par rapport aux températures initiales de fonctionnement des cellules qui sont comprises entre 55.degree.C et 80.degree.C, à des intervalles réguliers, de façon à pallier aux inconvénients causés par la présence de cations alcalino-terreux dans l'électrolyte. Ce perfectionnement permet d'allonger de façon très notable la période séparant les nettoyages des cellules.
Description
: 114C~75 La présente invention concerne un perfectionnemént à la fabrication du chlorate de sodium par électrolyse et plus particulièrement un moyen de pallier aux inconvénients causés par la présence de cations alcalino-terreux dans l'électrolyte.
La fabrication industrielle du chlorate de sodium est effectuée essentiellement par électrolyse d'une solution de chlorure de sodium. Le chlorure de sodium industriel, l'eau in-dustrielle et les matières premières utilisées lors de la fabri-cation contiennent pratiquement toujours des cations de métaux --aIcalino-terreux, tels le calcium et le magnésium. De tels cations se déposent à la cathode à l'état de carkonate dans le cas où l'on emploie des anodes en graphite et à l'état essentiel-lement d'hydroxyde dans le cas où l'on emploie des anodes métal-liques. La formation de croûtes cathodiques est d'autant plus rapide que la température de travail et la densité de courant électrique sont plus élevées, ce qui est caractéristique de l'emploi d'anodes métalliques~
Ces dépôts qui présentent une textur-e compacte adhè-rent fortement à la cathode, ils tendent à isoler électriquement la cathode et entrainent par conséquent une hausse de la tension électrique totale aux bornes de la cellule pour que soit mainte-nue une intensité électrique constante.
La présence de cations alcalino-terreux dans l'élec-trolyte de préparation du chlorate de sodium conduit donc d'une part à une augmentation de la consommation spécifique d'énergie, d'autre part à la nécessité de procéder à des nettoyages pério-diques des cathodes et cellules, d'autant plus fréquents que la température de travail et la densité du courant électrique s-ont plus élevées.
De tels nettoyages doivent être effectués très fréquem-ment dans le cas ou l'on utilise des anodes constituées d'un support métallique et d'une couche superficielle, dont llintérêt 3~ ' ~4~ 7~
majeur est précisément de permettre une électrolyse à haute température et sous forte densité de courant.
La technique actuellement utilisée pour réaliser ce nettoyage périodique des cathodes consiste à arrêter l'électro-lyse, à vidanger les cellules, décaper les cathodes par un traitement acide, rincer la cellule, réintroduire l'électrolyte et remettre en route la cellule. El]e est donc coûteuse par - suite en particulier de l'interruption de l'exploitation qu'elle entralne.
Le traitement acide généralement réalisé est un traite-ment chlorhydrique effectué avec de l'acide chlorhydrique dilué
de concentration inférieure à lO~ en poids. Pour éviter la corrosion des cathodes en acier et des autres éléments en acier des cellules, il est recommandé d'a]outer au-bain chlorhydrique un inhibiteur de corrosion.
La Demanderesse dans le cadre de ses études sur le perfectionnement des procédés de préparation des chlorates alca-lins et en particulier du chlorate de sodium par électrolyse des chlorures avec anodes métalliques a mis au point un procédé
qui permet d'allonger de façon très notable la période séparant les nettoyages des cellules.
Dans les ateliers de préparation du chlorate de sodium par électrolyse du chlorure de sodium avec des anodes métalliques~
les conditions opératoires sont généralement les suivantes:
Concentration des solutions aqueuses NaClO3 g/l 0 à 700 NaCl g/l 320 à 120 Température ae fonctionnement 55C - 85C
Ph de fonctionnement 6 - 6,5 générale-ment obtenu par addition d'HCl Densité de courant A/m2 1.5000 à 6.000 Tension de la cellule Volts 2,8 à 3,9 , (375 , Anodes Support titane avec revêtement Pt/Ir, ou métaux precieux ou oxyde de métaux precieux La conduite des lignes d'electrolyse se fait en uti-lisant des procédés classiques maintenant automatises pour regler la temperature et le pH, les caracteristiques electriques etant essentiellement fonction du type de cellule utilise. .
Le procede mis au point par la Demanderesse consiste lorsque la tension des cellules a atteint un niveau entralnant une consommation d'energie electrique trop elevée à baisser la température de fonctionnement de 30 à 50C. Ces modifications de régime d'eIectrolyse s'effectuent sans arrêt de la fabrication en agissant sur les appareils de reglage de la temperature.
- La presente invention a donc pour objet un procede de fabrication en continu des chlorates alcalins par electrolyse .
des chlorures alcalins sur anodes metalliques, caracterise en ce que, à des intervalles reguliers, la. temperature d'electrolyse ~est abaissee de 30C à 50C, par rapport aux temperatures initia-~ les de fonctionnement des cellules qui sont comprises entre 55C
et 80C.
Le choix de la tension à laquelle on decide de procéder a ce traitement depend des conditions economiques propres à
l'atelier en cause telles que le prix de l'energie electrique, le co~t des arrêts de production et là purete de l'electrolyte.
Le nouveau regime de marche obtenu generalement tres - rapi.dement en 1 heure ou 2 peut être~immédiatement abandonné pour reprendre les conditions initiales ou maintenu un certain temps.
Si par la suitedesconditions opératolres d'une installation l'efficacité du traitement diminue dans le temps amenant à
constater qu'ap~ès un certain nombre d'opéra.tion la chute de tension obtenue n'est pas suffisante il peut alors être utile d'arrêter l'installation pour un de-tartrage selon les methodes , ~ .
- ,' 114~0~3 classiquesO
Llutllisation de ce procede presente deux avantages essentiels. Tout d'abord, il permet d'eviter ou tout au moins de reduire au minimum les arrets de production pour detartrage-. des cellules, arrets dont la duree peut atteindre 24 heures quientralnent donc une perte importante de production~ puis il limite et reduit periodiquement la hause de tension dûe au dépat cathodique diminuant ainsi la consommation d'énergie électrique.
Cette technique est particulièrement appropriée aux ateliers modernes de préparation de chlorate de sodium par électrolyse dans des cellules d'électrolyse comportant des anodes métalliques revêtues de couches électroactives par exemple de platine irridium,ou d'oxyde de ruthénium, mais elle est égale-ment appropriée à la préparation electrolytique du chlorate de potassium et des chlorates des métaux alcalins en général~
10 L'exemple suivant illustre de ~açon non limitative le procédé selon l'invention.
EXEMPL~
On ef~ectue une fabrication électrolytique de chlorate de sodium dans une cellule industrielle dans les conditions sui-vantes:
Composition du bain:
Chlorure de sodium. 120 g/l Chlorate de sodium 5 20 g/l Hypochlorite de sodium l,S g/l Bichromate de sodium 7 g/l pH du bain 6,3 Température d'électrolyse 70C sous
La fabrication industrielle du chlorate de sodium est effectuée essentiellement par électrolyse d'une solution de chlorure de sodium. Le chlorure de sodium industriel, l'eau in-dustrielle et les matières premières utilisées lors de la fabri-cation contiennent pratiquement toujours des cations de métaux --aIcalino-terreux, tels le calcium et le magnésium. De tels cations se déposent à la cathode à l'état de carkonate dans le cas où l'on emploie des anodes en graphite et à l'état essentiel-lement d'hydroxyde dans le cas où l'on emploie des anodes métal-liques. La formation de croûtes cathodiques est d'autant plus rapide que la température de travail et la densité de courant électrique sont plus élevées, ce qui est caractéristique de l'emploi d'anodes métalliques~
Ces dépôts qui présentent une textur-e compacte adhè-rent fortement à la cathode, ils tendent à isoler électriquement la cathode et entrainent par conséquent une hausse de la tension électrique totale aux bornes de la cellule pour que soit mainte-nue une intensité électrique constante.
La présence de cations alcalino-terreux dans l'élec-trolyte de préparation du chlorate de sodium conduit donc d'une part à une augmentation de la consommation spécifique d'énergie, d'autre part à la nécessité de procéder à des nettoyages pério-diques des cathodes et cellules, d'autant plus fréquents que la température de travail et la densité du courant électrique s-ont plus élevées.
De tels nettoyages doivent être effectués très fréquem-ment dans le cas ou l'on utilise des anodes constituées d'un support métallique et d'une couche superficielle, dont llintérêt 3~ ' ~4~ 7~
majeur est précisément de permettre une électrolyse à haute température et sous forte densité de courant.
La technique actuellement utilisée pour réaliser ce nettoyage périodique des cathodes consiste à arrêter l'électro-lyse, à vidanger les cellules, décaper les cathodes par un traitement acide, rincer la cellule, réintroduire l'électrolyte et remettre en route la cellule. El]e est donc coûteuse par - suite en particulier de l'interruption de l'exploitation qu'elle entralne.
Le traitement acide généralement réalisé est un traite-ment chlorhydrique effectué avec de l'acide chlorhydrique dilué
de concentration inférieure à lO~ en poids. Pour éviter la corrosion des cathodes en acier et des autres éléments en acier des cellules, il est recommandé d'a]outer au-bain chlorhydrique un inhibiteur de corrosion.
La Demanderesse dans le cadre de ses études sur le perfectionnement des procédés de préparation des chlorates alca-lins et en particulier du chlorate de sodium par électrolyse des chlorures avec anodes métalliques a mis au point un procédé
qui permet d'allonger de façon très notable la période séparant les nettoyages des cellules.
Dans les ateliers de préparation du chlorate de sodium par électrolyse du chlorure de sodium avec des anodes métalliques~
les conditions opératoires sont généralement les suivantes:
Concentration des solutions aqueuses NaClO3 g/l 0 à 700 NaCl g/l 320 à 120 Température ae fonctionnement 55C - 85C
Ph de fonctionnement 6 - 6,5 générale-ment obtenu par addition d'HCl Densité de courant A/m2 1.5000 à 6.000 Tension de la cellule Volts 2,8 à 3,9 , (375 , Anodes Support titane avec revêtement Pt/Ir, ou métaux precieux ou oxyde de métaux precieux La conduite des lignes d'electrolyse se fait en uti-lisant des procédés classiques maintenant automatises pour regler la temperature et le pH, les caracteristiques electriques etant essentiellement fonction du type de cellule utilise. .
Le procede mis au point par la Demanderesse consiste lorsque la tension des cellules a atteint un niveau entralnant une consommation d'energie electrique trop elevée à baisser la température de fonctionnement de 30 à 50C. Ces modifications de régime d'eIectrolyse s'effectuent sans arrêt de la fabrication en agissant sur les appareils de reglage de la temperature.
- La presente invention a donc pour objet un procede de fabrication en continu des chlorates alcalins par electrolyse .
des chlorures alcalins sur anodes metalliques, caracterise en ce que, à des intervalles reguliers, la. temperature d'electrolyse ~est abaissee de 30C à 50C, par rapport aux temperatures initia-~ les de fonctionnement des cellules qui sont comprises entre 55C
et 80C.
Le choix de la tension à laquelle on decide de procéder a ce traitement depend des conditions economiques propres à
l'atelier en cause telles que le prix de l'energie electrique, le co~t des arrêts de production et là purete de l'electrolyte.
Le nouveau regime de marche obtenu generalement tres - rapi.dement en 1 heure ou 2 peut être~immédiatement abandonné pour reprendre les conditions initiales ou maintenu un certain temps.
Si par la suitedesconditions opératolres d'une installation l'efficacité du traitement diminue dans le temps amenant à
constater qu'ap~ès un certain nombre d'opéra.tion la chute de tension obtenue n'est pas suffisante il peut alors être utile d'arrêter l'installation pour un de-tartrage selon les methodes , ~ .
- ,' 114~0~3 classiquesO
Llutllisation de ce procede presente deux avantages essentiels. Tout d'abord, il permet d'eviter ou tout au moins de reduire au minimum les arrets de production pour detartrage-. des cellules, arrets dont la duree peut atteindre 24 heures quientralnent donc une perte importante de production~ puis il limite et reduit periodiquement la hause de tension dûe au dépat cathodique diminuant ainsi la consommation d'énergie électrique.
Cette technique est particulièrement appropriée aux ateliers modernes de préparation de chlorate de sodium par électrolyse dans des cellules d'électrolyse comportant des anodes métalliques revêtues de couches électroactives par exemple de platine irridium,ou d'oxyde de ruthénium, mais elle est égale-ment appropriée à la préparation electrolytique du chlorate de potassium et des chlorates des métaux alcalins en général~
10 L'exemple suivant illustre de ~açon non limitative le procédé selon l'invention.
EXEMPL~
On ef~ectue une fabrication électrolytique de chlorate de sodium dans une cellule industrielle dans les conditions sui-vantes:
Composition du bain:
Chlorure de sodium. 120 g/l Chlorate de sodium 5 20 g/l Hypochlorite de sodium l,S g/l Bichromate de sodium 7 g/l pH du bain 6,3 Température d'électrolyse 70C sous
- 2.500 Ampères/m :
Anode en titane avec revêtement à base de bioxyde de ruthénium Teneur en impureté de l'électrolyte entrant dans la cellule, calcium 30 ppm magnésium 5 ppm A la mise en route de la ceIlule préalabIement nettoyée la tension électrique est de 3,15 volts, les cathodes s'en-tartrant progressivement la tension augmente régulièrement et aubout de 60 jours atteint la valeur de 3,60 volts.
_4_ 7~i -Selon le pr.océdé précédemment utilisé on arretait alors la fabrication, vidangeait la cellule, la remplissait d'une solu-tion d'acide chlorhydrique à 20 g/l additionnée d'un inhibiteur de corrosion. On laissait en contact dans la cellule pendant heurcs, on vidangeait et lavait à l'eau la cellule.avant de remettre en route l'installation, l'ensemble de ces opérations durait de 12 à 1~ heures.
Selon le procédé de la présente invention l'installation ~reste en fonctionnernent, on abaisse la température de la cel-lule de 70C à 35C en jouant sur la régulation de température ce qui dure 45 mn, On se remet alors immédiatement dans les conditions initiales d'exploitation indiquées plus haut ce - -qui demande ~5 mn et on constate alors que la tension de la cel-lule est descendue à 3,20 volts tension proche de la tension initiale, et la cellule peut de nouveau être utilisée pendant ane du~éG no~male d'exploitation.
Anode en titane avec revêtement à base de bioxyde de ruthénium Teneur en impureté de l'électrolyte entrant dans la cellule, calcium 30 ppm magnésium 5 ppm A la mise en route de la ceIlule préalabIement nettoyée la tension électrique est de 3,15 volts, les cathodes s'en-tartrant progressivement la tension augmente régulièrement et aubout de 60 jours atteint la valeur de 3,60 volts.
_4_ 7~i -Selon le pr.océdé précédemment utilisé on arretait alors la fabrication, vidangeait la cellule, la remplissait d'une solu-tion d'acide chlorhydrique à 20 g/l additionnée d'un inhibiteur de corrosion. On laissait en contact dans la cellule pendant heurcs, on vidangeait et lavait à l'eau la cellule.avant de remettre en route l'installation, l'ensemble de ces opérations durait de 12 à 1~ heures.
Selon le procédé de la présente invention l'installation ~reste en fonctionnernent, on abaisse la température de la cel-lule de 70C à 35C en jouant sur la régulation de température ce qui dure 45 mn, On se remet alors immédiatement dans les conditions initiales d'exploitation indiquées plus haut ce - -qui demande ~5 mn et on constate alors que la tension de la cel-lule est descendue à 3,20 volts tension proche de la tension initiale, et la cellule peut de nouveau être utilisée pendant ane du~éG no~male d'exploitation.
Claims (3)
1. Procédé de fabrication en continu des chlorates alcalins par électrolyse des chlorures alcalins sur anodes métalliques, caractérisé en ce que , à des intervalles réguliers, la température d'électrolyse est abaissée de 30°C à 50°C, par rapport aux températures initiales de fonctionnement des cel-lules qui sont comprises entre 55°C et 80°C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la température d'électrolyse est abaissée de 35°C.
en ce que la température d'électrolyse est abaissée de 35°C.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé en ce qu'une solution de chlorure de sodium est traitée dans une cellule d'électrolyse comportant une anode métallique revêtue d'une couche de platine iridium ou d'oxyde de ruthénium.
Applications Claiming Priority (2)
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FR7832089A FR2441667A1 (fr) | 1978-11-14 | 1978-11-14 | Procede de preparation electrolytique des chlorates alcalins |
FR7832089 | 1978-11-14 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPS5569275A (fr) |
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JPH0427343Y2 (fr) * | 1988-02-03 | 1992-06-30 | ||
EP3438043A4 (fr) * | 2016-03-31 | 2019-12-18 | Honbusankei Co., Ltd. | Procédé de préparation d'une eau d'acide chloreux à l'aide d'une matière première obtenue par électrolyse de sel |
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US4115218A (en) * | 1976-10-22 | 1978-09-19 | Basf Wyandotte Corporation | Method of electrolyzing brine |
US4116781A (en) * | 1977-04-19 | 1978-09-26 | Diamond Shamrock Corporation | Rejuvenation of membrane type chlor-alkali cells by intermittently feeding high purity brines thereto during continued operation of the cell |
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- 1979-11-12 MA MA18841A patent/MA18640A1/fr unknown
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