DE3826407A1 - Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten - Google Patents

Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten

Info

Publication number
DE3826407A1
DE3826407A1 DE3826407A DE3826407A DE3826407A1 DE 3826407 A1 DE3826407 A1 DE 3826407A1 DE 3826407 A DE3826407 A DE 3826407A DE 3826407 A DE3826407 A DE 3826407A DE 3826407 A1 DE3826407 A1 DE 3826407A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
alkali metal
lye
treated
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3826407A
Other languages
English (en)
Inventor
David Dixon Justice
David Andrew Helmstetter
Emily Jane Reed
Tsujihiko Fukunaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olin Corp
Original Assignee
Olin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olin Corp filed Critical Olin Corp
Publication of DE3826407A1 publication Critical patent/DE3826407A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/14Purification
    • C01D3/145Purification by solid ion-exchangers or solid chelating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16Organic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09Reaction techniques
    • Y10S423/14Ion exchange; chelation or liquid/liquid ion extraction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reini­ gung von Alkalimetallhälogenid-Laugen. Insbesondere bezieht sie sich auf die Entfernung von Aluminiumverunreinigungen aus konzentrierten Alkalimetallhalogenid-Lösungen.
Bei Alkalimetallhalogenid-Laugen, wie sie in elektrolytischen Membranzellen eingesetzt werden, handelt es sich um konzen­ trierte Lösungen, welche hergestellt werden, indem man das betreffende Alkalimetallhalogenid in Wasser oder einer weniger konzentrierten wäßrigen Lauge auflöst. Die in einer solchen Lauge enthaltenen Verunreinigungen variieren bezüglich ihrer Art und Konzentration je nach der Herkunft des betreffenden Alkalimetallhalogenidsalzes. Typischerweise enthält eine sol­ che Lauge, bei der es sich um eine neutrale Lösung handelt, als Verunreinigungen beträchtliche Mengen an Calcium, Magne­ sium, Eisen, Kieselsäure sowie geringere Konzentrationen an komplexbildenden Elementen, wie Aluminium, Zink, Zinn und Blei.
Um derartige Verunreinigungen, wie Calcium, Magnesium und Eisen, aus diesen Laugen zu entfernen, hat man diese im allge­ meinen mit basischen Salzen, wie Alkalimetallcarbonaten und Alkalimetallhydroxiden, behandelt, um auf diese Weise die betreffenden Carbonate und Hydroxide in Form unlöslicher Nie­ derschläge auszufällen. Diese Niederschläge werden dann in an sich bekannter Weise durch Absitzenlassen oder Abfiltrieren aus den Laugen entfernt. Manchmal setzt man auch Flockungs­ hilfsmittel hinzu, wie beispielsweise Aluminiumchlorid oder Ferritchlorid, um so die Absetzzeit zu verkürzen, die erfor­ derlich ist, um die gebildeten Niederschläge abzutrennen. Wäh­ rend dieser Behandlungen und Abtrennstufen verringert sich auch die Konzentration an Kieselsäure zusammen mit den Konzen­ trationen anderer Elemente, welche in ionischer Form vorlie­ gen und mit den Behandlungsmitteln reagieren, wobei sich un­ lösliche Verbindungen bilden.
Die in elektrolytischen Membranzellen eingesetzten kationi­ schen Austauschermembranen werden jedoch selbst durch geringe Konzentrationen solcher Elemente, wie Calcium und Magnesium, leicht beschädigt und daher wird die Lauge durch an sich bekannte Methoden weiter gereinigt, beispielsweise durch Ionenaustauschverfahren.
Für diesen Zweck eingesetzte typische Ionenaustauscherharze umfassen solche, welche Alkylentetraessigsäuregruppen oder Iminodiessigsäuregruppen als funktionelle Gruppen enthalten. Obwohl sich solche Ionenaustauscherharze gut dazu eignen, um die Konzentrationen an Calcium und Magnesium auf Werte unter­ halb etwa 50 Teile pro Billion bzw. 10 Teile pro Billion herabzusetzen, findet doch keine wesentliche Verringerung der Konzentration an amphoteren Elementen, wie Aluminium, statt.
Die den Anodekammern von Membranzellen zugeführten Laugen werden unter Erzeugung eines gasförmigen Halogens und von Alkalimetallhydroxid elektrolysiert, wodurch gleichzeitig die Konzentration an dem betreffenden Alkalimetallhalogenid ver­ ringert wird. Die hierdurch gebildete verbrauchte Lauge wird aus den Anodekammern entfernt, zwecks Abtrennung der darin vorhandenen Halogenverbindungen behandelt und dann erneut mit Alkalimetallhalogenid gesättigt, um so für die Wiederverwendung im elektrolytischen Verfahren erneut eingesetzt werden zu kön­ nen.
Bei Anwendung der bekannten Behandlungsverfahren verbrauchter Lauge baut sich die Konzentration an Aluminium im allgemeinen bis zu einem solchen Wert auf, welcher genügt, um die Fähig­ keit der Membranen, Kationen und Wassermoleküle zu transpor­ tieren, wesentlich zu beeinträchtigen und sogar die Membranen physikalisch zu beschädigen. Darüber hinaus kann das in der Lauge vorhandene Aluminium zusammen mit der darin ebenfalls vorhandenen Kieselsäure in Laugen mit einem pH-Wert oberhalb etwa 3 stabile kolloidale Komplexe formen, welche sich nur außerordentlich schwierig entfernen lassen.
Ein bekanntes, in der US-Patentschrift 44 50 057 beschriebe­ nes Verfahren zur Herabsetzung der Aluminiumkonzentration in Alkalimetallhalogenid-Laugen besteht darin, die konzentrierte Lauge bis zu einem pH-Wert zwischen 2,0 und 3,0 anzusäuern, um so das darin vorhandene Aluminium in die lösliche Form des Aluminiumions Al+3 umzuwandeln. Diese angesäuerte Lauge wird dann mit einem im wesentlichen in makroretikularer Form vor­ liegenden kationischen chelatierenden Harz kontaktiert, um so die gelösten Aluminiumionen mittels der negativ geladenen Stellen (OH⁻) aus dem Harz zu entfernen. Für diesen Zweck ge­ eignete Ionenaustauscherharze haben die nachstehende Struktur:
in welcher R die Harzmatrix oder Hauptmolekülkette darstellt.
Bei diesem bekannten Verfahren stehen die aus der Säure stammenden Wasserstoffionen (H⁺) im Wettbewerb mit den Alu­ miniumionen bezüglich der Belegung der OH⁻-Stellen auf dem Harz. Die Neutralisierung dieser OH⁻-Stellen mittels Wasser­ stoffionen verringert die Wirksamkeit des Harzes für die Entfernung von Aluminiumionen und macht eine häufige Regene­ rierung des Harzes erforderlich, was mit größeren Zeitverlusten verbunden ist und außerdem kostspielig ist.
Verfahren zur Stabilisierung von Aluminium in Form fester Teil­ chen eines Al-Kieselsäurekomplexes werden in den US-Patent­ schriften 45 15 665 und 46 18 403 beschrieben. Die Lauge wird dabei auf einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 12 gehalten, um zu verhindern, daß sich Aluminium auflöst. Die festen, aus dem Aluminiumkomplex bestehenden Teilchen werden von der ver­ brauchten Lauge abgetrennt, beispielsweise mittels Filtration.
Obwohl diese bekannten Verfahren es ermöglichen, den Schaden zu minimieren, welcher den Membranen durch die Einlagerung von Aluminium innerhalb der Membran zugefügt wird, tritt doch ein allmähliches Anwachsen bezüglich der Aluminiumkonzentration auf, wodurch dann doch eine gesonderte Behandlung zur Entfer­ nung von Aluminium erforderlich wird.
Im Hinblick auf die vorstehend erörterten Tatsachen besteht daher in der Praxis ein Bedarf für ein Reinigungsverfahren von Alkalimetallhalogenid-Laugen, welches die Konzentration an Aluminium in solchen konzentrierten Laugen herabsetzt. Außerdem besteht ein Bedarf an einem Verfahren, bei dem zu­ sammen mit dem Aluminium während der Reinigung der Alkalime­ tallhalogenid-Laugen auch Erdalkalimetalle abgetrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von Alkalimetall­ halogenid-Laugen, welche Aluminium als Verunreinigung ent­ halten, ist dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der zu reinigenden Alkalimetallhalogenid-Lauge auf einen Wert im Bereich von 8,5 bis 9,5 einstellt und dann die Lauge mit einem Behandlungsmittel zur Entfernung von Aluminium in Be­ rührung bringt, welches keine oder nur geringe Ladungen an der Oberfläche aufweist und vorzugsweise innerhalb des pH- Wertbereiches von 8,5 bis 9,5 einen isoelektrischen Punkt aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Behandlungsmittel um ein Ionenaustauscherharz, welches funktionelle Phosphonsäure- und/oder Phosphonatgruppen auf­ weist.
Konzentrierte Alkalimetallhalogenid-Laugen, welche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden können, um­ fassen wässrige Lösungen von Halogeniden der Elemente der Gruppe I des Periodischen Systems der Elemente, wobei es sich insbesondere um Halogenide der Metalle Natrium, Kalium und Lithium handelt. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen werden bevorzugt Natrium- und Kaliumhalogenid-Laugen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt. Bei den betreffenden Halogeniden handelt es sich vor allem um Chloride und Bromide, wobei chloridhaltige Laugen besonders bevorzugt sind. Bei­ spielsweise können für die Entfernung von Aluminium Natrium­ chloridlaugen eingesetzt werden, welche etwa 150 bis 320 und vorzugsweise etwa 290 bis 310 g des betreffenden Chlorids je Liter enthalten. Die Natriumchlorid-Laugen haben einen Anfangs­ gehalt an Aluminium, welcher im allgemeinen mehr als 60 Teile pro Billion beträgt, und typischerweise liegt die Aluminium­ konzentration im Bereich von etwa 100 bis 2500 Teilen pro Billion. Es wird davon ausgegangen, daß das in solchen Laugen als Verunreinigung vorliegende Aluminium in den Laugen gelöst ist oder eine solche Teilchengröße aufweist, daß es sich nicht mittels üblicher Filtrationsverfahren abtrennen läßt. Diese konzentrierten Natriumchlorid-Laugen können in irgendeinem beliebigen Stadium des Laugebehandlungsverfahrens mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden. Vorzugsweise werden Natriumchlorid-Laugen zwecks Entfernung von Aluminium behandelt, nachdem sie mit Natriumchlorid wieder gesättigt worden sind und nachdem mittels einer üblichen Behandlung der konzentrierten Laugen mit Natriumcarbonat und Natriumhydroxid ein wesentlicher Anteil der darin enthaltenen Erdalkalimetalle, wie Calcium und Magnesium, sowie der darin vorhandenen Schwer­ metalle, wie Eisen, entfernt worden ist.
In dieser Stufe eines üblichen Reinigungsverfahrens beträgt der pH-Wert der Lauge mehr als 10, beispielsweise liegt er im Bereich von 10,5 bis 11,5. Für die erfindungsgemäße Behand­ lung wird dann der pH-Wert der Lauge auf einen Wert im angege­ benen Bereich von 8,5 bis 9,5, vorzugsweise im Bereich von 8,5 bis 9,3 und insbesondere im Bereich von 8,8 bis 9,2 herabge­ setzt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man eine anorganische Mineralsäure, wie Salzsäure, hinzusetzt.
Die in dieser Weise bezüglich des pH-Wertes eingeregelte und Aluminium als Verunreinigung enthaltende Lauge wird dann mit einem Behandlungsmittel zur Entfernung von Aluminium in Be­ rührung gebracht, welches keine oder nur geringe Ladungen an der Oberfläche aufweist und vorzugsweise innerhalb des ange­ gebenen pH-Wertbereiches von 8,5 bis 9,5 einen isoelektrischen Punkt hat. Geeignete Behandlungsmittel für diesen Zweck sind Kationenaustauscherharze mit funktionellen Phosphonsäuregrup­ pen oder Phosphonatgruppen sowie Kieselsäureverbindungen, wie Kieselgel oder Sand.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt der pH-Wert der mit dem Behandlungsmittel zur Entfernung von Aluminium zu kon­ taktierenden Lauge ein wesentliches Merkmal dar. Es ist außer­ ordentlich überraschend, daß eine wirksame Aluminiumentfernung nur dann erreicht werden kann, wenn man den pH-Wert der zu be­ handelnden Lauge innerhalb des angegebenen engen Bereiches hält und außerdem spezielle Behandlungsmittel einsetzt. Falls man nämlich den pH-Wert höher als 9,5 wählt, dann wird das Aluminium von dem Behandlungsmittel abgestreift und es läßt sich dann keine gewünschte niedrige Aluminiumkonzentration in nacharbeitbarer Weise in der gereinigten Lauge einstellen.
Besonders geeignete Behandlungsmittel zur Entfernung von Alu­ minium sind Ionenaustauscherharze mit funktionellen Phosphon­ säuregruppen oder Alkalimetall-Phosphonatgruppen. Beispiele für diese Harze sind solche mit Alkyl- und substituierten Alkyl­ phosphonsäuregruppen, mit Alkyl- und substituierten Alkyldi­ phosphonsäuregruppen, mit Aminophosphonsäuregruppen, mit Amino­ diphosphonsäuregruppen, mit Alkylaminophosphonsäuregruppen, mit Alkylaminodiphosphonsäuregruppen, mit Aminoalkylphosphon­ säuregruppen und mit Aminoalkyldiphosphonsäuregruppen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden als Behandlungs­ mittel zur Entfernung von Aluminium Austauscherharze mit Amino­ phosphonsäuregruppen verwendet, welche eine Struktur gemäß der nachstehenden allgemeinen Formel aufweisen:
In dieser Formel bedeutet R die Harzmatrix oder die Hauptmole­ külkette, X und Y sind jeweils eine niedere Alkylgruppe, M be­ deutet Wasserstoff oder ein Alkalimetall, a, b und c haben je­ weils einen Wert von 0 oder 1 und d hat einen Wert von 1 oder 2.
Bei der Harzmatrix oder der Hauptmolekülkette R kann es sich beispielsweise um Copolymere von Styrol mit Divinylbenzol, um Copolymere eines Methacrylats oder Acrylats mit Divinylbenzol oder um Phenol-Formalinharze handeln. Die durch X und Y darge­ stellten niederen Alkylgruppen enthalten vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome. Bei M handelt es sich vorzugsweise um Natrium oder Kalium.
Besonders bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Aminophosphon­ säuregruppen enthaltende Ionenaustauscherharze der vorstehend angegebenen Struktur eingesetzt, bei denen R Copolymere von Styrol und Divinylbenzol darstellt, X und Y unabhängig voneinan­ der Methyl- oder Äthylgruppen bedeuten, a, b, c und d jeweils den Wert 1 haben und M das Natriumion ist. Derartige Ionenaus­ tauscherharze sind im Handel erhältlich (vgl. das Harz Duolite ES-467 der Firma Diamond Shamrock Corporation).
Das Inberührungbringen der Lauge, welche auf den gewünschten pH-Wert eingestellt worden ist, mit einem Ionenaustauscherharz mit funktionellen Aminophosphonsäuregruppen kann mittels be­ kannter Verfahren erfolgen, bei denen gleichzeitig ungewünschte kationisch Verunreinigungen, wie Erdalkalimetalle, sowie Schwer­ metalle, wie Eisen, zusammen mit dem Aluminium abgetrennt wer­ den, wodurch eine gereinigte Alkalimetallhalogenid-Lauge erhal­ ten wird, welche verringerte Konzentrationen aller dieser Ver­ unreinigungen enthält. Eine gereinigte Lauge enthält beispiels­ weise weniger als 50 Teile pro Billion an Al und vorzugsweise weniger als etwa 30 Teile pro Billion Al. Typischerweise ent­ hält eine erfindungsgemäß gereinigte Alkalimetallhalogenid- Lauge Aluminium nur noch in vernachlässigbaren Mengen, beispiels­ weise etwa 2 bis 20 Teile je Billion. Eine derart gut gereinigte Lauge eignet sich dann direkt für die Durchführung der Elektro­ lyse in Elektrolysezellen mit kationaustauschenden Membranen, ohne daß diese Membrane im wesentlichen beschädigt werden oder ihre Leistungsfähigkeit herabgesetzt wird.
Das Aluminium kann aus dem Ionenaustauscherharz wieder entfernt werden, indem man das beladene Harz wäscht, beispielsweise mit Wasser. Von dem Ionenaustauscherharz aufgenommenes Erdalkali­ metall und Eisen können mittels üblicher und bekannter Regene­ riermethoden daraus entfernt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann man die verbrauchte konzentrierte Natriumchlorid-Lauge zuerst mit einem Ionenaus­ tauscherharz kontaktieren, welches beispielsweise funktionelle Aminoacetatgruppen oder Iminodiacetatgruppen enthält, um so Erdalkalimetallionen und Schwermetalle, wie Eisen, zu entfer­ nen. Anschließend kann man den pH-Wert der Lauge gemäß der Erfindung einstellen und dann diese Lauge mit einem Ionenaustau­ scherharz kontaktieren, welches funktionelle Aminophosphonsäure­ gruppen enthält, um so das Aluminium aus der Lauge abzutrennen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zur Anwen­ dung bei der Elektrolyse von Alkalimetallhalogenid-Laugen, wie natriumchloridhaltigen Laugen, bei hohen Stromdichten, wo die Anwesenheit von Aluminium und anderen kationischen Verunreini­ gungen besonders schädlich in bezug auf die Leistungsfähigkeit der Membranzelle ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können hochreine Al­ kalimetallhalogenid-Laugen hergestellt werden, welche sich zur Anwendung in elektrolytischen Membranzellen eignen und in denen die Konzentrationen an Aluminium so weit herabgesetzt worden sind, daß die Kationaustauschermembran nicht beschädigt wird bzw. daß die Fähigkeit dieser Membranen in bezug auf den Transport von Kationen oder Wasserstoffmolekülen nicht beein­ trächtigt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren ist es nicht erforderlich, die Laugen anzusäuern, um das darin enthaltene Aluminium in die kationische Form (Al+3) umzuwan­ deln, ehe die Lauge mit dem betreffenden Ionenaustauscherharz in Berührung gebracht wird, welches funktionelle Aminophosphon­ säuregruppen enthält. Auch ist es nicht erforderlich, das Alu­ minium während des Elektrolyseverfahrens in komplexer Form zu halten.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher er­ läutert.
Beispiel 1
Eine konzentrierte Natriumchlorid-Lauge, welche bei einer Tempe­ ratur von 60°C 300 g pro Liter an NaCl enthält und einen pH- Wert von 11,0 aufweist, wird mit Salzsäure angesäuert und da­ durch der pH-Wert auf 9,0 eingestellt. Eine Probe der so be­ züglich des pH-Wertes eingestellten Lauge wird analysiert und es wird gefunden, daß sie Aluminium in einer Konzentration von 130 Teilen pro Billion enthält. Eine Probe der bezüglich des pH-Wertes eingestellten Lauge wird dann durch eine Säule ge­ leitet, die ein Kationenaustauscherharz mit Alkylaminophosphon­ säuregruppen in der Natriumform enthält. Die Lauge geht durch die Säule mit einer Geschwindigkeit von 6,0 Bettvolumina je Stunde hindurch. Nachdem 10 Bettvolumina durch die Säule hin­ durchgeleitet worden sind, wird die aus der Säule austretende gereinigte Lauge analysiert, und es zeigt sich, daß die Alu­ miniumkonzentration nur noch 6 Teile pro Billion beträgt.
Vergleichsbeispiel A
Ein Anteil der bezüglich des pH-Wertes eingestellten Lauge von Beispiel 1, welche 130 Teile pro Billion Al enthält und einen pH-Wert von 9,0 aufweist, wird durch ein vorher mit einem Über­ zug versehenes Filter (0,45 Mikron) hindurchgeleitet. Dieses Filtrat wird analysiert und es zeigt sich, daß der Aluminium­ gehalt immer noch 90 Teile pro Billion beträgt.
Vergleichsbeispiel B
Gemäß der Arbeitsweise von Beispiel 1 wird eine konzentrierte Natriumchlorid-Lauge (300 g pro Liter NaCl bei 60°C), welche 190 Teile pro Billion an Aluminium als Verunreinigung enthält und einen pH-Wert von 11,0 aufweist, mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 10,0 eingestellt. Die konzentrierte Lauge läßt man dann durch das gleiche Ionenaustauscherharz wie in Beispiel 1 mit einer Geschwindigkeit von 6 Bettvolumina pro Stunde hindurchlaufen. Nachdem 10 Bettvolumina durch die Säule hindurchgegangen sind, wird der Auslauf analysiert und es zeigt sich, daß die Aluminiumkonzentration immer noch 140 Teile pro Billion beträgt.
Beispiel 2
Ein Strom einer konzentrierten Natriumchlorid-Lauge, welche 295 bis 305 g/l an NaCl bei einer Temperatur im Bereich von 55 bis 60°C aufweist und einen pH-Wert von 10,5 bis 11,0 hat, wird mit Salzsäure angesäuert, um den pH-Wert auf 8,5 bis 9,5 herabzusetzen. Dieser Laugenstrom enthält Aluminium in einer Konzentration von 5 bis 250 Teilen pro Billion. Er wird zwei in Serie geschalteten Säulen zugeleitet, welche das Kationaus­ tauscherharz mit Alkylaminophosphonsäuregruppen in der Natrium­ form enthalten. Die Lauge wird durch diese Säulen mit einer Geschwindigkeit von 31,5 Bettvolumina je Stunde hindurchgelei­ tet. Die aus der zweiten Säule austretende Lauge wird dann analysiert, und es zeigt sich, daß ihr Aluminiumgehalt weniger als 50 Teile pro Billion beträgt. Diese Anordnung wird 273 Tage lang in Betrieb gehalten und der Aluminiumgehalt wird durch einfaches Waschen mit Wasser gemäß einem Regenerierungsschema während dieser Zeit auf weniger als 50 Teile pro Billion gehal­ ten. Der so gereinigte Laugenstrom wird dann in einer Membran­ zelle für die Erzeugung von Chlor und Natriumhydroxid verwendet. Während dieses ganzen Zeitraumes wird kein Leistungsverlust der Membran in der Membranzelle beobachtet.

Claims (16)

1. Verfahren zur Reinigung von Alkalimetallhalogenid-Laugen, welche Aluminium als Verunreinigung enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der zu reinigenden Alkalimetallhalogenid-Lauge auf einen Wert im Bereich von 8,5 bis 9,5 einstellt und dann die Lauge mit einem Behandlungsmittel zur Entfernung von Aluminium in Be­ rührung bringt, welches keine oder nur geringe Ladungen an der Oberfläche aufweist und vorzugsweise innerhalb des pH-Wertbereiches von 8,5 bis 9,5 einen isoleketrischen Punkt aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkalimetallhalogenid-Laugen mit einem Ionenaustauscher­ harz behandelt, welches funktionelle Phosphonsäuregruppen und/oder Phosphonatgruppen aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Alkalimetallhalogenid-Laugen mit Silicagel oder Sand behandelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Natrium- oder Kaliumhalogenidlösung behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Alkalimetallchlorid- oder -bromidlauge behandelt.
6. Verfahren nach Anspruch 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lauge mit einem Ionenaustauscherharz behandelt, welches Aminophosphonsäuregruppen enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Ionenaustauscherharz verwendet, welches eine Struktur gemäß der nachstehenden allgemeinen Formel aufweist: in welcher R die Harzmatrix oder die Hauptmolekülkette be­ deutet, X und Y jeweils eine niedere Alkylgruppe bedeuten, M Wasserstoff oder ein Alkalimetall ist, a, b und c jeweils einen Wert von 0 oder 1 haben und d den Wert 1 oder 2 hat.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der angegebenen Strukturformel X und Y jeweils unabhängig voneinander niedere Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoff­ atomen bedeuten.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß M in der angegebenen Strukturformel Natrium oder Kalium bedeutet.
10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß a, b und c in der angegebenen Strukturformel jeweils den Wert 1 haben.
11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß X und Y in der angegebenen Strukturformel jeweils un­ abhängig voneinander Methyl oder Äthyl bedeuten.
12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß d in der angegebenen Strukturformel den Wert 1 hat.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Natriumchlorid-Lauge mit einer anfänglichen Aluminiumkonzentration von mindestens 60 Teilen pro Billion und vorzugsweise mindestens 100 Teilen pro Billion behandelt.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert der zu behandelnden Alkalimetallhaloge­ nid-Lauge auf einen Wert im Bereich von 8,5 bis 9,3 und vor­ zugsweise von 8,8 bis 9,2 einstellt.
15. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine konzentrierte Natriumchlorid-Lauge mit einem pH-Wert im Bereich von 8,5 bis 9,3 behandelt und die Aluminiumkon­ zentration durch Inberührungbringen mit dem Ionenaustauscher­ harz bis auf einen Wert von weniger als 50 Teile pro Billion herabsetzt.
16. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das abgetrennte Aluminium von dem Ionenaustauscherharz durch Waschen mit Wasser entfernt.
DE3826407A 1987-08-03 1988-08-03 Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten Withdrawn DE3826407A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/080,834 US4830837A (en) 1987-08-03 1987-08-03 Process for removing aluminum from concentrated alkali metal halide brines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3826407A1 true DE3826407A1 (de) 1989-02-16

Family

ID=22159920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3826407A Withdrawn DE3826407A1 (de) 1987-08-03 1988-08-03 Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4830837A (de)
JP (1) JPH01111712A (de)
KR (1) KR890003444A (de)
BR (1) BR8803837A (de)
DE (1) DE3826407A1 (de)
FR (1) FR2619098B1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3926059C2 (de) * 1989-08-07 1998-01-29 Basf Ag Phosphonomethylierte Polyvinylamine, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US5281631A (en) * 1991-12-20 1994-01-25 Arch Development Corp. Phosphonic acid based ion exchange resins
US5409680A (en) * 1992-12-31 1995-04-25 Olin Corporation Purification of aqueous alkali metal chlorate solutions
US5804606A (en) * 1997-04-21 1998-09-08 Rohm & Haas Company Chelating resins
US6767460B1 (en) * 2002-04-08 2004-07-27 Ensci Inc. Filter media containing ion exchange additives
US7572379B2 (en) * 2005-09-02 2009-08-11 Sachem, Inc. Removal of metal ions from onium hydroxides and onium salt solutions
US11014832B2 (en) 2014-12-05 2021-05-25 Blue Cube Ip Llc Brine purification process
GB2585831A (en) * 2019-07-15 2021-01-27 Klinge Chemicals Ltd Process

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE737979C (de) * 1938-01-26 1943-07-31 Ig Farbenindustrie Ag Verfahren zur Reinigung von Alkalisalzloesungen
US2911378A (en) * 1952-01-02 1959-11-03 Nat Aluminate Corp Water insoluble phosphonic acid polymerizates of polyvinylaryl compounds
SU728879A1 (ru) * 1978-07-06 1980-04-25 Предприятие П/Я А-7815 Способ очистки растворов солей щелочных металлов и аммони
DE2845943A1 (de) * 1978-10-21 1980-04-30 Hoechst Ag Verfahren zur alkalichlorid-elektrolyse
JPS55113614A (en) * 1979-02-21 1980-09-02 Osaka Soda Co Ltd Purifying method for aqueous alkali chloride solution for electrolysis
US4207152A (en) * 1979-04-25 1980-06-10 Olin Corporation Process for the purification of alkali metal chloride brines
JPS57100915A (en) * 1980-12-16 1982-06-23 Sumitomo Chem Co Ltd Purification of aqueous solution of alkali chloride
JPS57149823A (en) * 1981-03-13 1982-09-16 Sumitomo Chem Co Ltd Purifying method for brine for electrolysis
JPS5836632A (ja) * 1981-08-28 1983-03-03 Unitika Ltd 無機アニオン吸着剤とその製造法及び吸着処理法
CA1221499A (en) * 1982-02-25 1987-05-05 Paul D.A. Grammont Alkylaminophosphonic chelating resins, their preparation and use in purifying brines
US4578195A (en) * 1982-09-29 1986-03-25 Olin Corporation Process for the purification of effluents and purge streams containing trace elements
US4618403A (en) * 1983-10-24 1986-10-21 Olin Corporation Method of stabilizing metal-silica complexes in alkali metal halide brines
US4515665A (en) * 1983-10-24 1985-05-07 Olin Corporation Method of stabilizing metal-silica complexes in alkali metal halide brines
JPS60102992A (ja) * 1983-11-09 1985-06-07 Miyoshi Oil & Fat Co Ltd フツ素イオンとフツ素錯体イオンの分離方法
US4450057A (en) * 1983-11-18 1984-05-22 Olin Corporation Process for removing aluminum and silica from alkali metal halide brine solutions
US4568466A (en) * 1983-12-13 1986-02-04 The Graver Company Method for pretreating aqueous solutions with weakly acidic cation exchange resins
JP3991341B2 (ja) * 1997-06-10 2007-10-17 北越工業株式会社 投光機

Also Published As

Publication number Publication date
FR2619098B1 (fr) 1990-07-27
BR8803837A (pt) 1989-02-21
KR890003444A (ko) 1989-04-14
FR2619098A1 (fr) 1989-02-10
JPH01111712A (ja) 1989-04-28
US4830837A (en) 1989-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19809420A1 (de) Verfahren zur Herstellung von hochreinen Lithiumsalzen
DE1114794B (de) Verfahren zur Urangewinnung durch alkalische Behandlung von Uranerzen
EP0302345B1 (de) Verfahren zur gemeinsamen Abtrennung von Störelementen aus Wertmetall-Elektrolytlösungen
DE19710510A1 (de) Verfahren zum Reinigen einer elektrolytischen Kupferlösung
EP0238781B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Graphit aus Naturgraphit
DE3826407A1 (de) Verfahren zur reinigung von alkalimetallhalogenid-laugen, welche aluminium als verunreinigung enthalten
DE69224746T2 (de) Verfahren zur herstellung einer wassrigen losung von natriumchlorid
DE1931426A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Nickel und Nickelbegleitmetallen
DE1142443B (de) Gewinnung von Kupfer aus kupferhaltigen waessrigen Loesungen
DE69524479T2 (de) Verfahren zur Behandlung von sauren Abgasen
DE3207776A1 (de) Verfahren zur elektrodialytischen behandlung von galvanisierloesungen
EP0138801B1 (de) Elektrolytisches Silberraffinationsverfahren
EP0534513B1 (de) Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallschwefelsäure
DE3633066C2 (de) Verfahren zum Entfernen von Arsen aus Prozeßwässern der Glasindustrie
DE3010755A1 (de) Herstellung von magnesiumchlorid
DE3129473A1 (de) Verfahren zum reinigen fluoridhaltiger abwaesser
JPH0375617B2 (de)
DE69406318T2 (de) Verfahren zur Elektrolyse eines Alkali-Metall Chlorides
SU945246A1 (ru) Способ извлечени щавелевой кислоты из отработанного травильного раствора
DE3342211C2 (de)
DE2161550A1 (de) Verfahren zur Wiedergewinnung von Metallen, insbesondere Fe und Zn, und Chlorwasserstoff aus chloridhaltigen Lösungen
DE2753820C3 (de) Verfahren zur Reinigung einer durch Behandlung eines Phosphaterzes mit Schwefelsäure gewonnenen Phosphorsäure
AT215438B (de) Verfahren zur Gewinnung von gelöstem Quecksilber aus entchlorten wässerigen Lösungen
JPH10204554A (ja) ジルコニウムおよび/またはハフニウム化合物の精製方法
WO2017216144A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ga-rückgewinnung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee