DD298665A5 - METHOD FOR THE CONTINUOUS ELECTROCHEMICAL PREPARATION OF GOOD FILTRATABLE, PURE MG (OH) LOW 2, CHLORINE AND HYDROGEN FROM MGCL DEEP 2-POSSIBLE SOLUTIONS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen elektrochemischen Herstellung von gut filtrierbarem, reinem Mg(OH)2; Chlor und Wasserstoff aus MgCl2-haltigen Loesungen. Das so erzeugte Mg(OH)2 ist gut filtrierfaehig und nach einem Waschprozesz sehr rein und kann als Fuellstoff verwendet werden. Es kann weiterhin nach bekannten Calcinations- bzw. Sinterverfahren zu hochwertigem MgO-Kaustern bzw. -Sintern aufgearbeitet werden. Das entstehende Chlor hat die aus der Chloralkalielektrolyse bekannte Reinheit. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein moeglichst einfaches und oekonomisch guenstiges Verfahren zur Herstellung von Mg(OH)2 zu entwickeln, welches es gestattet, in einer kontinuierlich zu betreibenden Elektrolysezelle ein gut filtrierfaehiges Mg(OH)2 herzustellen, welches sich leicht aus der Zelle entfernen laeszt und bei dem keine Verkrustung der Katode auftritt. Erfindungsgemaesz wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dasz in einer Diaphragmazelle mit getrennten Anolyt- und Katolytdurchlauf die Elektrolyse so durchgefuehrt wird, dasz dem Anodenraum eine nahezu gesaettigte Alkalichloridloesung zugefuehrt wird und dem Kathodenraum eine Mg2-Ionen-haltige Loesung, insbesondere eine Mg2-Ionen-haltige Alkalichloridloesung, zugegeben wird, die Carbonat-Ionen in Form loeslicher Salze mit Gehalten 1,5 g CO32/l enthaelt, dasz ein Verhaeltnis der Stromstaerke zum Katodenraumvolumen von 18 kA/m3 nicht unterschritten werden darf und dasz die Elektrolysebedingungen so eingestellt werden, dasz sich eine Truebedichte von 20-150 g Mg(OH)2/l einstellt, wobei der MgCl2-Gehalt der zugefuehrten Loesung auf einen beliebigen Wert abgereichert werden kann.{Magnesiumhydroxid; Chlor; Wasserstoff; Elektrolyse; Diaphragmazelle; MgCl2-haltige Loesungen; getrennter Anolyt- und Katolytdurchlauf}The invention relates to a process for the continuous electrochemical production of readily filterable, pure Mg (OH) 2; Chlorine and hydrogen from MgCl2-containing solutions. The Mg (OH) 2 thus produced is easy to filter and, after a washing process, is very pure and can be used as a filler. It can also be worked up by known Calcinations- or sintering process to high quality MgO-Kaustern or -Sintern. The resulting chlorine has the purity known from chloralkali electrolysis. The invention is based on the technical problem of developing a very simple and economically favorable process for the preparation of Mg (OH) 2, which makes it possible to produce a readily filterable Mg (OH) 2 in an electrolytic cell to be operated continuously remove the cell and where no encrustation of the cathode occurs. According to the invention, the technical object is achieved by electrolysis being carried out in a diaphragm cell with separate anolyte and catholyte pass, so that an almost saturated alkali chloride solution is fed to the anode compartment and an Mg 2 -ionic solution, in particular a Mg 2+ ion solution, is added to the cathode compartment. containing alkali metal chloride solution, which contains carbonate ions in the form of soluble salts with contents 1.5 g CO32 / l, that a ratio of the current intensity to the cathode volume of 18 kA / m3 must not be exceeded and that the electrolysis conditions are adjusted so that z a Truebedichte of 20-150 g Mg (OH) 2 / l sets, wherein the MgCl2 content of the supplied solution can be depleted to any value {magnesium hydroxide; Chlorine; Hydrogen; Electrolysis; diaphragm cell; MgCl2-containing solutions; separate anolyte and catholyte run}

Description

t =t =

Χ·10"³·Α mitΧ · 10 " ³ · Α with

Vk j Vk j

wobei 'in which '

Ä - ElektrochemischesÄquivalentfürMg(OH)2(0,01862mol/Ah)Ä - Electrochemical equivalent for Mg (OH) 2 (0.01862 mol / Ah)

X - Verhältnis Stromstärke zu Katodenraumvolumen (A/m³)X - ratio of current intensity to cathode volume (A / m ³ )

V_K - Katodenraumvolumen (m³)V _K - cathode volume (m ³ )

t - mittlere Verweilzeit (h)t - mean residence time (h)

ν - StrömungsgeschwindigkeitderKatolyteingangslösunglmVh)ν - flow rate of the catholyte input solution lmVh)

A - Fläche der Katode (m²)A - area of the cathode (m ² )

I - Stromstärke (A)I - current (A)

j - katodische Stromdichte (A/m²)j - cathodic current density (A / m ² )

C₂ - MgCla-KonzentrationderEingangskatolytlösunglmol/l)C ₂ - MgCla concentration of the inlet catalysis solution mol / l)

c, - MgC^-KonzentrationderAbgangskstolytlösunglmol/l)c, - MgC ^ concentration of the exudate scolysis solution mol / l)

bedeuten.mean.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumhydroxid, Chlor und Wasserstoff durch Elektrolyse wäßriger MgCI₂-haltiger Lösungen. Das so erzeugte Mg(OH)₂ ist gut filtrierfähig und nach einem Waschprozeß sehr rein und kann als Füllstoff verwendet werden. Es kann weiterhin nach bekannten Calcinations- bzw. Sinterverfahren zu hochwertigem MgO-Kaustern bzw. -Sintern aufgearbeitet werden. Das entstehende Chlor hat die aus der Chloralkalielektrolyse bekannte Reinheit.The invention relates to a process for the preparation of magnesium hydroxide, chlorine and hydrogen by electrolysis of aqueous MgCl ₂ -containing solutions. The Mg (OH) ₂ thus produced is readily filterable and after a washing process very pure and can be used as a filler. It can also be worked up by known Calcinations- or sintering process to high quality MgO-Kaustern or -Sintern. The resulting chlorine has the purity known from chloralkali electrolysis.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Herstellung von Magnesiumhydroxid durch Elektrolyse wäßriger MgCI₂-haltiger Lösungen wird im Weltmaßstab noch nicht durchgeführt. Die bisher vorgeschlagenen Verfahrensvarianten sehen hauptsächlich Zellen vor, bei denen der Anoden- und der Katodenraum durch ein Trennsystem getrennt wird. Als Trennsysteme werden keramische Diaphragmen (DT 719169), Asbestdiaphragmen (DD 60295) und ionenpermeable Diaphragmen (DE 975165, DD G2819) vorgeschlagen. Vorschläge ohne Trennmedium (DT 275617, DT 297874, DE 1010954, DE 2023751) können technisch als nicht realisierbar angesehen werden. In den meisten Verfahrensvorschlägen (DT 719169, DD 60 295) wird bei diskontinuierlicher Arbeitsweise die Elektrolyse durchgeführt. Diskontinuierlich arbeitende Reaktoren sind jedoch technisch ohne Bedeutung. Die Tatsache, daß weltweit die Elektrolyse von MgCI₂-Lösungen technisch nicht realisiert wurde, dürfte vor allem dadurch begründet sein, daß es bisher nicht gelang, die mit dem auftretenden Feststoff in den Katodenräumen zusammenhängendenThe production of magnesium hydroxide by electrolysis of aqueous MgCl ₂ -containing solutions is not yet performed on a world scale. The previously proposed process variants mainly provide cells in which the anode and the cathode compartment is separated by a separation system. As separation systems ceramic diaphragms (DT 719169), asbestos diaphragms (DD 60295) and ion-permeable diaphragms (DE 975165, DD G2819) are proposed. Proposals without separation medium (DT 275617, DT 297874, DE 1010954, DE 2023751) can technically be regarded as unrealisable. In most process proposals (DT 719169, DD 60 295), the electrolysis is carried out in discontinuous operation. However, batch reactors are technically meaningless. The fact that the electrolysis of MgCl ₂ solutions was not technically realized worldwide is likely to be mainly due to the fact that it has not been successful so far, related to the occurring solid in the cathode chambers

Probleme sicher zu beherrschen und zuverlässig reines Mg(OH)] In gut filtrierfähiger und damit auswaschbarer Form herzustellen. Die durch den Feststoff auftretenden Probleme bestehen vor allem darin, daß die Katode mit Mg(OH)₂ bedeckt wird und der Austrag des hochvoluminösen Hydroxides mit Schwierigkeiten verbunden ist. Um die Katodenverkrustung zu vermeiden, werden in der Literatur folgende Maßnahmen vorgeschlagen:Controlling problems reliably and reliably producing pure Mg (OH)] in easily filterable and thus washable form. The problems arising from the solid consist mainly in the fact that the cathode is covered with Mg (OH) ₂ and the discharge of the high-molecular weight hydroxide is associated with difficulties. In order to avoid cathode encrustation, the following measures are proposed in the literature:

- hohe katodische Stromdichten (DD 60295)- high cathodic current densities (DD 60295)

- rüttelbare Katoden (DE 2060066)- vibratable cathodes (DE 2060066)

- Zusatz von Alkalichloriden zur MgCI₂-Lösung (DE 2060066).- Addition of alkali chlorides to the MgCl ₂ solution (DE 2060066).

Damit Ist aber noch nicht das Problem der Filtration der Mg(OH)₂-Suspension gelöst.But this does not solve the problem of filtration of the Mg (OH) ₂ suspension.

In den Patenten DT 719169 und DD 60295 wird vorgeschlagen, dem Katolyten Magnesiumsulfat und/oder Formaldehyd zuzusetzen, um das Filtrationsverhalten der Mg(OH)₂-Suspensionen zu verbessern. Der Einsatz dieser Stoffe führt zu einer Erhöhung der Kosten, belastet den Elektrolytkreislauf, so daß bei der Weiterverarbeitung des Filtrats Störungen auftreten könnten, beeinflußt den Anodenprozeß und verunreinigt den Feststoff.It is proposed in patents DT 719169 and DD 60295 to add magnesium sulfate and / or formaldehyde to the catholyte in order to improve the filtration behavior of the Mg (OH) ₂ suspensions. The use of these substances leads to an increase in costs, burdening the electrolyte circuit, so that in the further processing of the filtrate disturbances could occur, affects the anode process and contaminates the solid.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist os, die Qualität vom elektrochemisch hergestelltem Mg(OH)₂ ohne zusätzliche Reinigungs- und Verfahrensstufen zu verbessern und damit gleichzeitig den Aufwand zu dessen Herstellung zu senken.The aim of the invention is to improve the quality of the electrochemically produced Mg (OH) ₂ without additional purification and process stages, and at the same time to reduce the expense for its production.

Darlegung des Wesens Her ErfindungPresentation of the essence of her invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfaches und ökonomisch günstiges Verfahren zur Herstellung von Mg(OH)₂ zu entwickeln, welches es gestattet, in einer kontinuierlich zu betreibenden Elektrolysezelle ein gut filtrierfähiges Mg(OH)₂ herzustellen, welches sicn leicht aus der Zelle entfernen läßt und bei dem keine Verkrustung der Katode auftritt.The invention is based on the technical object of developing a process which is as simple and economically favorable as possible for the production of Mg (OH) ₂ , which makes it possible to produce a readily filterable Mg (OH) ₂ in an electrolytic cell to be operated continuously, which precipitates easily remove the cell and in which no encrustation of the cathode occurs.

erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer Diaphragmazelle mit getrennten Anolyt- und KaicMdurchlauf die Elektrolyse so durchgeführt wird, daß dem Anodenraum eine nahezu gesättigte Alkalichloridlösung zugflfünrt wird und dem Katodenrrum eine Mg²⁺-lonenhaltige Lösung, insbesondere eine Mg²⁺-lonenhaltige Alkalichloridlösung, zugegeben wird, die Carbonat-Ionen in Form löslicher Salze mit Gehalten > 1,5g CO₃ ²~/I enthält, daß ein Verhältnis der Stromstärke zum Katodenraumvolumen von 18kA/m³ nicht unterschritten werden darf und daß die Elektrolysebedingungen so eingestellt werden, daß sich eine Trübedichte von 20-15Og Mg(OH)₂/! einstellt, wobei der MgCI₂-Gehalt der zugeführten Lösung auf einen beliebigen Wert abgereichert werden kann.According to the invention the technical object is achieved in that in a Diaphragmazelle with separate Anolyt- and KaicMdurchlauf the electrolysis is carried out so that the anode space a nearly saturated alkali chloride solution is zugffünrt and the Katodenrrum a Mg ²⁺ -lonenhaltige solution, in particular a Mg ²⁺ Lime containing alkali chloride, is added, the carbonate ions in the form of soluble salts with contents> 1.5 g CO ₃ ² ~ / I contains that a ratio of the current strength to Katodenraumvolumen of 18kA / m ^{3 must} not be exceeded and that set the electrolysis conditions so be that a cloud density of 20-15Og Mg (OH) ₂ /! adjusted, wherein the MgCl ₂ content of the supplied solution can be depleted to any value.

Die Carbnnat-Ionen im Katolyton bewirken eine Verbesserung der Filtration der Mg(OH)₂-Suspension. Als besonders geeignet erweisen sich Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat und Kaliumcarbonat.The carbanion ions in the catholyte cause an improvement in the filtration of the Mg (OH) ₂ suspension. Particularly suitable are ammonium bicarbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, sodium carbonate, potassium bicarbonate and potassium carbonate.

Als besonders geeignete Elektrolyseparameter erweisen sich katodische Stromdichten von 2000-5000A/m². Bei gegebenem Katodenraumvolumen können nach folgender Gleichung die Strömungsgeschwindigkeit der Katolytelngangslösung sowie die Fläche der Katode berechnet und danach die Elektrolysezelle ausgelegt werden:Particularly suitable electrolysis parameters prove to be cathodic current densities of 2000-5000A / m ² . For a given cathode volume, the flow rate of the catalytic solution solution and the area of the cathode can be calculated according to the following equation, and the electrolysis cell can then be designed:

ν Χ·10"³·Αν Χ · 10 " ³ · Α

Ä - ElektrochemischesÄquivalentfürMg(OH)₂(C,01862mol/Ah)Ä - Electrochemical equivalent for Mg (OH) ₂ (C, 01862mol / Ah)

X - Verhältnis Stromstärke zu Katodenraumvolumen (A/m³)X - ratio of current intensity to cathode volume (A / m ³ )

V_K - Katodenraumvolumen (m³)V _K - cathode volume (m ³ )

t - mittlere Verweilzeit (h)t - mean residence time (h)

ν - Strömungsgeschwindigkeit der Katolyteingaiigslösung(m³/h)ν - flow rate of the catalyst solution (m ³ / h)

A - Fläche der Katode (m²)A - area of the cathode (m ² )

I - Stromstärke (A)I - current (A)

j - katodische Stromdichte (A/m²)j - cathodic current density (A / m ² )

C₂ - MgClj-KonzentrationderEingangskatolytlösunglmol/l)C ₂ - MgCl ₂ concentration of the inlet catalysis solution mol / l)

Ct - MgCU-KonzentrationderAbgangskatolytlösungtmol/l)Ct - MgCU concentration of the effluent catalysis solution tmol / l)

bedeuten.mean.

Als Katoden eignen sich besonders gut perforierte Katoden, wie Lochkatoden, Streckmetallkatoden oder Jalousiekatoden aus Nickel oder Eisen.As cathodes are particularly well perforated cathodes, such as hole cathodes, expanded metal cathodes or Venetian cathodes of nickel or iron.

Erfolgt nach der Filtration und dem Waschprozeß die Calcination, entweicht der praktisch vollständig im Feststoff enthalteneIf, after filtration and the washing process, the calcination escapes, the almost completely contained in the solid Carbonatanteil als Kohlendioxid. Dieser Prozeß trägt außerdem zur Erhöhung der Aktivität des Feststoffes bei. Bei VerwendungCarbonate content as carbon dioxide. This process also contributes to increasing the activity of the solid. Using Na⁺- und Mg²⁺-lonenhaltiger Lösungen können die Natriumsalze und bei Verwendung von K⁺- und Mg²⁺-lonenhaltigerSolutions containing Na ⁺ and Mg ²⁺ ions may contain the sodium salts and, if K ⁺ and Mg ²⁺ ions are used Lösungen die Kaliumsalze als filtrationsverbessernde Verbindungen zugesetzt werden. Dadurch wir'' eine zusätzlicheSolutions the potassium salts are added as filtration-improving compounds. This will give us an extra Verunreinigung des Fr ststoffes vermieden. Werden Ammoniumsalze zugegeben, kann im Feststoff . handenesPollution of the substance avoided Fr. If ammonium salts are added, can be in the solid. handenes Ammoniumsalz leicht durch Laugen entfernt werden.Ammonium salt can be easily removed by leaching. Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß sich die Elektrolyse problemlos steuern und regeln läßt.An advantage of the method is that the electrolysis can be easily controlled and regulated. Als besonders geeignet erweisen sich Trennsysteme wie mikroporöse PTFE-Folien, PTFE-haltige Asbestdiaphragmen undSeparation systems such as microporous PTFE films, PTFE-containing asbestos diaphragms and Kationenaustauschermembranen. Auf Grund der geringen OH~-Ionenkonzentration im Katolyten können auchCation. Due to the low OH ~ ion concentration in the catholyte can also

lonenaustauschermembranen mit relativ schlechter Selektivität verwendet werden. Als Anolyt werden vorteilhafterweisenahezu gesättigte NaCI- und/oder KCI-Lösungen verwendet, er muß jedoch bei Anwendung dieser lonenaustauschmembranenentsprechend arm an Erdalkali-Ionen sein. Werden PTFE- bzw. Asbestdiaphragmen verwendet, kann der Anolyt Erdalkali-Ionenenthalten.ion exchange membranes are used with relatively poor selectivity. Almost saturated NaCl and / or KCl solutions are advantageously used as the anolyte, but it must be low in alkaline earth ions when these ion exchange membranes are used. If PTFE or asbestos diaphragms are used, the anolyte may contain alkaline earth metal ions.

Als Katolyt kann eine reine MgCI₂-Lösung eingesetzt werden; geeigneter sind jedoch Lösungen, die außer MgCI₂ auchAs the catholyte, a pure MgCl ₂ solution can be used; more suitable, however, are solutions other than MgCl ₂ as well Alkalichloride enthalten. Dadurch erhöht sich einerseits die Leitfähigkeit des Katolyten, zum anderen wird die Verkrustung derContain alkali chlorides. As a result, on the one hand increases the conductivity of the catholyte, on the other hand, the encrustation of the Katodenoberfläche verhindert. Als besonders geeignet erweisen sich Lösungen aus dem Kalisalzverarbeitungsprozeß. EinCathode surface prevented. Solutions are particularly suitable from the Kalisalzverarbeitungsprozeß. On

weiterer Vorteil besteht darin, daß als Katolyt Lösungen verwendet werden können, deren hoher MgCI₂-Gehalt soweitabgereichert werden kann, daß diese Lösungen nach Entfernung des Feststoffes beispielsweise im Carnallitverarbeitungsprozeßzum Zersetzen des Carnallites dienen können.Another advantage is that can be used as the catalyst solutions whose high MgCl ₂ content can be depleted so far that these solutions can be used after removal of the solid, for example in carnallite processing process to decompose the carnallite.

Durch Überführung von Alkali-Ionen aus dem Anodenraum erfolgt eine Aufkonzentrierung des Katolyten, der Anolyt verarmtBy transferring alkali ions from the anode chamber, a concentration of the anolyte, which depletes anolyte, takes place

dagegen an Alkalichloriden. Der Anolyt kann nach bekannten Verfahren der Entchlorung gegebenenfalls aufkonzentriert und imagainst alkali chlorides. The anolyte can optionally be concentrated by known methods of dechlorination and in the

Kreislauf geführt werden oder bei geeigneten Konzentrationsverhältnissen mit dem Katolyt vereinigt und demCirculation are performed or combined with appropriate concentration ratios with the catholyte and the Carnallitzersetzungsprozeß zugeführt werden.Carnallitzersetzungsprozeß be supplied. Die Elektrolyse kann bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Günstig sind Temperaturen >80°C.The electrolysis can be operated at different temperatures. Favorable temperatures are> 80 ° C. Als Anodenwerkstoffe bieten sich die aus der Chloralkalieelektrolyso bekannten Materialien an. Besonders gute ErgebnisseSuitable anode materials are the materials known from the chloroalkali electrolyso. Especially good results

wurden bei Verwendung von Streckmetallanoden aus Platin/Iridium-beschichteten Titanium erhalten.were obtained using expanded metal anodes of platinum / iridium coated titanium.

Zur Entfernung des Anolyten als auch der Katolytensuspension aus der Zelle bietet sich ein Überlauf an. Die Zudosierung derTo remove the anolyte as well as the catholyte suspension from the cell, an overflow is available. The addition of the Lösung kann durch unterschiedlich angebrachte Einlauföffnungen an der Zellenabdeckung erfolgen. Für die Durchführung derSolution can be done by differently mounted inlet openings on the cell cover. For the implementation of Elektrolysen bieten sich Elektrolyseure mit vertikal angeordneten Elektroden an.Electrolysers offer electrolyzers with vertically arranged electrodes. Ausfuhrungsbeispielexemplary Es wurde eine Elektrolysezelle aus Titanium verwendet. Der Anodenraum (V = 0,4dm³) wurde vom Katodenraum (V = 0,4 dm³)A titanium electrolysis cell was used. The anode compartment (V = 0,4dm ³⁾ from the cathode compartment (V = 0.4 dm ³⁾

mit einem mikroporösen PTFE-Diaphragma abgetrennt. Das Diaphragma wurde im Institut der Technologie der Polymere derseparated with a microporous PTFE diaphragm. The diaphragm was made in institute of technology of polymers of

AdW in Dresden hergestellt und trägt die Probennummer 86074. Din Elektroden waren vertikal angeordnet. Als Anode wurdeAdW manufactured in Dresden and bears the sample number 86074. Din electrodes were arranged vertically. As an anode was

eine Platin/Iridium-beschichtete Streckmetallanode aus Titanium (Fläche = 4OcJTi²) und eine Lochkatode aus Nickel mit einera platinum / iridium coated expanded metal anode of titanium (area = 4OcJTi ² ) and a hole cathode of nickel with a

Fläche von 35cm² verwendet. Es wurde bei einer Stromstärke von 10A elektrolysiert, was einem Stromstärke-Area of 35cm ² used. It was electrolyzed at a current of 10A, resulting in a current Kato 'enraumvolumen-Verhältnis von 25kA/m³ und einer katodischen Stromdichte von 2860 A/m² entsprach. Es wurde alsKato 'enraumvolumen- ratio of 25kA / m ³ and a cathodic current density of 2860 A / m ² corresponded. It was called Katolvteingangslösung eine MgCI₂-haltiger Elektrolyt verwendet, dessen Zusammensetzung nahezu einer Lösung entsprach,Catolvaltingangslösung used an MgCl ₂ -containing electrolyte whose composition was almost a solution,

die bei der Kristallisation von künstlichem Carnallit anfällt. Bei einer MgClj-Konzentration von 3,5mol/l, einer KCI-Konzentration2,3mol/j und einer NaCI-Konzentration von 0,4mol/l ergab sich nach Gleichung (1) eine Strömungsgeschwindigkeit von1,24 · 10~⁴m³/h bei einer geplanten MgCI₂-Abreicherung von 1,5mol/l. Die Elektrolysetemperatur betrug 90°C und alswhich occurs during the crystallization of artificial carnallite. At a concentration of MgClj 3,5mol / l, a KCI Konzentration2,3mol / j and a NaCl concentration of 0.4 mol / l, a flow rate resulted by equation (1) von1,24 · 10 ^-4 m ³ / h at a planned MgCl ₂ enrichment of 1.5 mol / l. The electrolysis temperature was 90 ° C and as

Anolytlösung wurde eine 3,9M KCI-Lösung verwendet. Der Katolytlösung wurde festes NaHCO₃ zugesetzt, daß ein Gehalt vonAnolyte solution, a 3.9M KCl solution was used. The catholyte solution was added solid NaHCO ₃ , a content of

5 · g CO₃ ²"/I resultierte. Die Strömungsgeschwindigkeit des Anolyten betrug 2 10~⁴ mVh. An Schlauchpumpen vom Typ„Peristaltic Miniflow 304" wurden diese Geschwindigkeiten eingestellt.5 g · CO ₃ ² "/ I resulted. The flow rate of anolyte was 2 10 ~ ⁴ mVh. An peristaltic pumps of the type" Peristaltic Miniflow 304 "these velocities were discontinued.

Am im Katodenraum befindlichen Überlauf wurde eine Suspension ausgetragen, die einen Fststoffgehalt von ca. 87g Mg(OH)₂/!At the overflow located in the cathode compartment a suspension was discharged which had a solids content of approx. 87g Mg (OH) ₂ /!

aufwies. Der KCI-Gehalt des Filtrates betrug ca. 3,2mol/l, der NaCI-Gehalt betrug 0,35mol/l. Diese Lösung kann zum Beispiel alshad. The KCl content of the filtrate was about 3.2 mol / l, the NaCl content was 0.35 mol / l. This solution can be for example as

Zersetzerlösung für Carnallit verwendet werden. Der Anolytaustrag erfolgte an einem im Anodenraum angebrachten Überlauf.Decomposition solution can be used for carnallite. The Anolytaustrag carried out on a mounted in the anode compartment overflow. Der KCI-Gehalt des Anolyten betrug 3,3mol/l und kann, nachdem er nach bekannten Verfahren der Entchlorung aufgearbeitetThe KCl content of the anolyte was 3.3 mol / l and, after being worked up by known dechlorination methods

wurde, wieder mit KCI aufkonzentriert und im Kreislauf geführt, oder ein Teil als Decklösung, als Zersetzerlösung für Carnallitoder an anderer Stelle der Kalisalzverarbeitung eingesetzt werden.was concentrated again with KCl and recirculated, or a part used as a cover solution, as a decomposer solution for carnallite or elsewhere in potash processing.

Die Elektrolyse wurde nach 24 Stunden beendet und die entstandene Suspension bei konstanter Druckdifferenz von 57 kPaThe electrolysis was stopped after 24 hours and the resulting suspension at a constant pressure difference of 57 kPa

filtriert.filtered.

Als Maß der Filtration wurde der Filierkuchenwiderstand α* aus dem Filtrationsansatz für das Modell der KuchenfiltrationAs a measure of filtration, the tartar cake resistance α * was obtained from the filtration batch for the cake filtration model

(„Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden, Teil 3": I.Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 1985,("Process engineering calculation methods, part 3": I.Auflage, VEB German publishing house for basic industry Leipzig, 1985,

S.93ff.) ermittelt. Der ermittelte We". für α_κ von 7 10'°m/kg sagte aus, daß sich die Suspension gut Filtrieren ließ.P.93ff.). The determined value for α _κ of 7 10 '° m / kg stated that the suspension could be filtered well. Es trat keine Verschlechterung der Filtration durch den anschließenden Waschprozeß auf, bei der der feuchte FilterkuchenThere was no deterioration of the filtration by the subsequent washing process, in which the wet cake

zweimal in Wasser suspendiert und filtriert wurde. Die Gesamtwaschwassermengo betrug ca. 8l/kg Mg(OH)₂.was suspended twice in water and filtered. The total amount of wash water was about 8l / kg Mg (OH) ₂ .

Die chemische Analyse des Feststoffes ergab einen Mg(OH)₂-Gehalt von 99,1 % und einen Chloridgehalt von 0,6%. DieChemical analysis of the solid showed a Mg (OH) ₂ content of 99.1% and a chloride content of 0.6%. The Zellspannung lag konstant bei 4,4 Volt und die Mg(OH)₂-Stromausbeute betrug 97,3%. Daraus resultierte ein spezifischerCell voltage was constant at 4.4 volts and the Mg (OH) ₂ current efficiency was 97.3%. This resulted in a specific one Elektroenergieverbrauch von 4,15 kWh/kg Mg(OH)₂ bzw. 3,42 kWh/kg Cl₂.Electric energy consumption of 4.15 kWh / kg Mg (OH) ₂ or 3.42 kWh / kg Cl ₂ .

Claims (5)

1. Verfahren zur kontinuierlichen elektrochemischen Herstellung von gut filtrierbarem, reinem Mg(OH)₂, Chlor und Wasserstoff aus MgCI₂-haltigen Lösungen in einer Diaphragmazelle mit getrenntem Anolyt- und Katolytkreislauf, wobei das Mg(OH)₂ aus der den Katodenraum verlassenden Suspension abgetrennt, gegebenenfalls gewaschen und getrocknet wird, gekennzeichnet dadurch, daß dem Anodenraum eine Alkalichloridlösung zugeführt und dem Katodenraum eine Mg²⁺-lonenhaltige Alkalichloridlösung zugegeben wird, der soviel Carbonatlonen in Form löslicher Salze zugesetzt sind, daß der CO₃ ²~-Gehalt > 1,5g/l Katolytlösung beträgt, daß ein Verhältnis von Stromstärke und Katodenraumvolumen von 18kA/m³ nicht unterschritten werden darf und die Elektrolysebedingungen so eingestellt werden, daß sich eine Trübedichte im Katolyten von 20-15Og Mg(OH)₂/! einstellt.1. A process for the continuous electrochemical production of readily filterable, pure Mg (OH) ₂ , chlorine and hydrogen from MgCl ₂ -containing solutions in a Diaphragmazelle with separate anolyte and Katolyt cycle, wherein the Mg (OH) ₂ from the cathode chamber leaving the suspension separated, optionally washed and dried, characterized in that the anode chamber is supplied to a Alkalichloridlösung and the Katodenraum a Mg ²⁺ -lene-containing alkali metal chloride solution is added to the so much Carbonatlonen be added in the form of soluble salts that the CO ₃ ² ~ content> 1 , 5g / l Katolytlösung is that a ratio of current and Katodenraumvolumen of 18kA / m ^{3 must} not be exceeded and the electrolysis conditions are adjusted so that a cloud density in the catholyte of 20-15Og Mg (OH) ₂ /! established. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die dem Anodenraum zugeführte Alkalichloridlösung eine nahezu gesättigte NaCI und/oder KCI enthaltende Lösung ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the anode space supplied alkali chloride solution is a nearly saturated NaCl and / or KCl-containing solution. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Katolyt Lösungen verwendet werden, die im Carnalliverarbeitungsprozeß anfallen und neben MgCI₂, NaCI und KCI enthalten.3. The method according to claim 1, characterized in that are used as the catalyst solutions which accumulate in the Carnalliverarbeitungsprozeß and in addition to MgCl ₂ , NaCl and KCl contain. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß dem Katolyten NH₄HCO₃, (NH₄J₂CO₃, NaHCO₃, Na₂CO₃, KHCO₃ und/oder K₂CO₃ mit einem Mindestgehalt von 1,5g CO₃ ²"/! zugesetzt werden.4. The method according to claim 1 and 3, characterized in that the catholyte NH ₄ HCO ₃ , (NH ₄ J ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , Na ₂ CO ₃ , KHCO ₃ and / or K ₂ CO ₃ with a minimum content of 1 , 5g CO ₃ ² "/! Be added. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit einer katodischen Stromdichte von 2000-5000 A/m² gearbeitet wird und die MgCI₂-Abreicherung im Katodenraum nicht mehr als 1,5mol beträgt und bei gegebenem Katodenraumvolumen folgende Gleichungen erfüllt sind:5. The method according to claim 1, characterized in that it is operated with a cathodic current density of 2000-5000 A / m ² and the MgCl ₂ -Abreicherung in the cathode space is not more than 1.5 moles and for a given Katodenraumvolumen the following equations are satisfied: