DE1567465C2 - Verfahren zur Herstellung von Alkalichloriten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von AlkalichloritenInfo
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Description
Es ist bekannt, Alkalichlorite durch Absorption
von Chlordioxid in einer Wäßrigen Lösung von Natriumperoxid herzustellen, s. Gmelins Händbuch
der anorg. Chemie, 8. Auflage, Bd. 5 bis 8, S. 298, Re my, Lehrbuch der anorg. Chemie, 3. Auflage,
Bd. I, S. 718. Die Umsetzung verläuft nach der folgenden theoretischen Gleichung:
2QO2 + Na2O2 + 2 H0O = 2NaClO., + O, + 2H..O
Da das technische Natriumperoxyd nicht in lOO9/oiger Reinheit herstellbar ist, enthält es immer
einen Überschuß an Alkalioxyd von mindestens 2 bis 3·/· bzw. einen Unterschuß an Aktivsauerstoff
in gleicher Höhe. Lenkt man die Reaktion 1 mit technischem Natriumperoxyd einerseits so, daß das
Chlordioxyd vollständig in Alkalichlorit übergeführt wird, so entsteht ein mit viel NaOH verunreinigtes
Endprodukt, was schwer verwertbar ist.
Läßt man die Reaktion 1 andererseits so verlaufen, daß der Alkaligehalt des Natriumperoxydes vollständig
ausgenutzt wird — was durch Einhaltung eines pH-Wertes von 8 bis 9 möglich ist — so bleibt nicht
umgesetztes Chlordioxyd im Abgas wie auch in der Absorptionslösung vorhanden; letzteres reagiert mit
dem zugeführten Natriumperoxyd bei Mangel an Aktivsauerstoff nach folgender Gleichung zu Chlorit
und Chlorat:
2ClO2 + 2NaOH = NaClO2 + NaClO3 (2)
Die unvollständige Absorption des Chlordioxydes wie auch die Bildung von Chlorat nach Gleichung 2
bedeuten aber einen Verlust; außerdem macht ein Gehalt an Alkalichlorat das Alkalichlorit für einen
Hauptverwendungszweck—dieWasseraufbereitung—
wegen seiner Giftigkeit ungeeignet.
Man kann die Reaktion 2 durch manuelle Zugabe Es ist naheliegend, Alkalilauge und Wasserstoffperoxid
im Molverhältnis 2:1 zu mischen und diese Lösung zur Absorption zu benutzen. Da aber Wasserstoffperoxid
sich bereits in Alkalilauge mittlerer Konzentration stürmisch zersetzt, kann diese Arbeitsweise
nicht ohne weiteres angewandt werden. Beide Komponenten müssen vielmehr der Absorptionslösung
getrennt im selben Maße zugesetzt werden, wie ihr das Chlordioxid zugeführt wird, bis die gewünschte
Konzentration an Alkalichlorit erreicht ist. Dabei darf weder ein großer Überschuß an Alkalilauge noch an
H2O2 auftreten.
Es ist zwar weiter nach der französischen Patentschrift 1 449 705 bekannt, die Zugabe der beiden
Komponenten Alkalilauge und Wasserstoffperoxid durch Messung des pH-Wertes und des Redoxpotentials
der Absorptionslösung zu steuern. Dabei wird im Absorptionsmedium ein pH-Bereich in den Grenzen
von 4 bis 9,5 und ein Redoxpotential von + 500 bis — 250 mV durch alternierende Zugabe von Wasserstoffperoxid
und Alkalilauge aufrechterhalten. Charakteristisch für dieses Verfahren ist, daß während
der Absorption sowohl der pH-Wert wie auch das Redoxpotential in den oben angegebenen Grenzen
ständig schwankt und ein höherer pH-Wert wegen des Absinkend der Reaktionsgeschwindigkeit vermieden
werden soll.
Bei dieser Durchführung besteht die Gefahr, daß auf Grund des verfahrensmäßig bedingten Unterschusses
sowohl an Alkalilauge wie an Wasserstoffperoxid oder noch mehr an beiden eine vollständige
Absorption des Chlordioxids nicht erzielt wird. Mit anderen Worten: es würde Chlordioxid mit dem Abgas
in die Atmosphäre entweichen, und dadurch würden Ausbeuteverluste und Umweltschädigung eintreten.
Demgegenüber wurde nun gefunden, daß sich Alkalichlorite
kontinuierlich durch Absorption von Chlordioxid in einer im Kreislauf geführten Lösung,
der kontinuierlich Alkalilauge und Wasserstoffperoxid zugeführt und deren Zugabe durch pH-Wert-
und Redoxpotentialmessung gesteuert wird, herstellen lassen, ohne daß Chlordioxid mit dem Abgas in
die Atmosphäre entweicht, wenn die Umsetzung bei einem konstanten pH-Wert im Bereich von 11,0 bis
12,5 durchgeführt und die Konzentration des Wasser-
Stoffperoxids im Reaktionsmedium während der gesamten
Umsetzungsdauer von 0,2 bis 1,0 g/l durch das zugehörige Redoxpotential von — 50 bis — 200 mV
gehalten wird.
Das Redoxpotential im Reaktionsmedium wird vorzugsweise zwischen —100 und —120 mV gehalten.
Bei den genannten Bedingungen ist die Absorptionsgeschwindigkeit von Chlordioxid auch in technischem
Bereich genügend hoch und die Zerfallsneigung des Wasserstoffperoxides genügend klein.
Die Einstellung der Wasserstoffperoxidkonzentration kann manuell erfolgen.
Die Messung des Redoxpotentials geschieht z. B. durch eine Elektrodenkombination Platin/gesättigte
Kalomelelektrode. Der Meßwert wird in bekannter Weise auf einer Regelautomatik übertragen und zur
kontinuierlichen Dosierung der Wasserstoffperoxidmenge benutzt.
Das Redoxpotential der Absorptionslösung ist praktisch unabhängig vom Gehalt an Alkalichlorit
sowie Alkalichlorid und Alkalicarbonat, die in geringen Mengen bei der technischen CMoritherstellung
mitentstehen. Es wird aber erheblich von ihrem pH-Wert, d. h. vom Gehalt an freiem Alkalihydroxyd,
beeinflußt. Bei einem pH-Wert von 12,0 und Einhaltung
eines Redoxpotentials von —110 mV bewegt sich der Gehalt der Absorptionslösung an freiem
Wasserstoffperoxid in den Grenzen von 0,2 bis 1,0 g/l. Eine Veränderung des pH-Wertes um +0,1
verschiebt den Sollwert des Redoxpotentials um — 4 mV. Der Einfluß der Temperatur auf den Wert
des Redoxpotentials im normalen Arbeitsbereich der Absorption von 15 bis 200C ist so gering, daß er
praktisch vernachlässigt werden kann.
Als Alkalihydroxyde kommen in erster Linie Natrium- oder Kaliumhydroxyd in Betracht. Die Alkalihydroxyde
werden als wäßrige Lösungen in bevorzugten Konzentrationen von 20 bis 50 Gewichtsprozent eingesetzt.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Abbildung beschrieben. Ein technischer Chlordioxydentwickler
liefert 100m;J/h eines 4,5 Volumprozent
ClO2 enthaltenden Reaktionsgases 1 von 30° C, in
dem außer Luft noch 0,1 Volumprozent Cl, vorhanden sind, welches in einen mit Füllkörpem wie
Raschigringen, Kugeln, Pallringen, Berlsätteln, besetzten Absorptionsturm 2 geleitetwird. Eine Pumpe3
fördert die Absorptionslösung aus dem Mischgefäß 4 über den Absorptionsturm 2 und einen Ablauf 5 ständig
im Kreislauf. Das Mischgefäß 4 ist mit einem Rührer 6 und einer Kühlschlange 7 versehen. Mittels
ao einer Kombination Glaselektrode-gesättigte Kalomelelektrode 8 wird über eine Regelautomatik der Zufluß
von 50gewichtsprozentiger Natronlauge 9 zur Absorptionsflüssigkeit so gesteuert, daß darin ein konstanter
pH-Wert von 12,0 eingehalten wird. Die Mesas sung des Redoxpotentials erfolgt mit der Elektrodenkombination
Platin-gesättigte Kalomel-Lösung 10. Der Meßwert dieser Kette wird auf eine Regelautomatik
übertragen, die den Zufluß des 25gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxydes 11 steuert. Das Redoxpotential
in der Absorptionslösung wird auf —110 mV gehalten. Durch den Überlauf 12 des Mischgefäßes
4 läuft die fertige Natriumchloritlösung mit einem Gehalt von 410 bis 420 g/l NaClOn, 4 g/l
NaOH und 0,6 g/I H2O2 ab. Die Ausbeute an H2O2
beträgt 98,5%. Das den Absorptionsturm am oberen Stutzen verlassende Abgas ist frei von Chlordioxyd.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkalichloriten durch Absorption von Chlordioxid
in einer im Kreislauf geführten Lösung, der kontinuierlich Alkalilauge und Wasserstoffperoxid
zugeführt und deren Zugabe durch pH-Wert- und Redoxpotentialmessung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umsetzung bei einem konstanten pH-Wert im Bereich von 11,0 bis 12,5 durchgeführt und die
Konzentration des Wasserstoffperoxids im Reaktionsmedium während der gesamten Umsetzungsdauer von 0,2 bis 1,0 g/l durch das zugehörige
Redoxpotential von —50 bis —200 mV gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Redoxpotential von — 100
bis —120 mV eingehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalilauge eine Konzentration
von 20 bis 50 Gewichtsprozent besitzt.
von Wasserstoffperoxid unterdrücken, sobald sich gelöstes Chlordioxid durch Braun färbung der Absorptionslösung
zu erkennen gibt. Erfahrungsgemäß ist dann aber immer schon die Chloratbildung zu einem
beträchtlichen Anteil eingetreten.
Die dauernde Aufrechterhaltung eines Überschusses an Wasserstoffperoxid verursacht wegen dessen
Unbeständigkeit. beträchtliche Verluste, die auch durch Zusatz von Stabilisatoren nicht zu verringern
ίο sind. Um eine schnelle Auflösung und sichere Umsetzung
des Natriumperoxides mit dem Chlordioxid zu erzielen, muß es in kleiner Korngröße angewendet
werden.
Diese Nachteile sind zu vermeiden, wenn man die Absorption des Chlordioxides mit Alkalilauge und
Wasserstoffperoxid handelsüblicher Konzentrationen durchführt, und zwar nach folgender Gleichung:
2 ClO2 + 2 MeOH + H2O2
=2 MeClO2 + O2 -f- 2 H2O
Me = Alkalimetall
Me = Alkalimetall
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1567465A DE1567465C2 (de) | 1966-09-23 | 1966-09-23 | Verfahren zur Herstellung von Alkalichloriten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1567465A DE1567465C2 (de) | 1966-09-23 | 1966-09-23 | Verfahren zur Herstellung von Alkalichloriten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1567465B1 DE1567465B1 (de) | 1974-01-31 |
DE1567465C2 true DE1567465C2 (de) | 1974-09-05 |
Family
ID=5678073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1567465A Expired DE1567465C2 (de) | 1966-09-23 | 1966-09-23 | Verfahren zur Herstellung von Alkalichloriten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1567465C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE50011639D1 (de) * | 1999-02-19 | 2005-12-22 | Stahl Kurt Wilhelm | Peroxochlorsaure, derivate und anionen, salze davon, und verfahren zu deren herstellung und verwendung |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1449705A (fr) * | 1965-05-28 | 1966-05-06 | Electrochimie Soc | Perfectionnements à la fabrication des chlorites |
-
1966
- 1966-09-23 DE DE1567465A patent/DE1567465C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1567465B1 (de) | 1974-01-31 |
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