SE434853B - Forfarande for framstellning av alkalimetallklorater medelst elektrolys av alkalimetallklorider med metallanoder - Google Patents

Description

15 20 25 30 7909360-5 ström skall upprätthållas.

Närvaron av katjoner av alkaliska jordartsmetaller i elektrolyten för framställning av natriumklorat leder sålunda å ena sidan till en ökning av den specifika energiförbrukningen, å andra sidan till att katoder och celler måste rengöras perio- diskt, och detta oftare ju högre arbetstemperaturen och den elek- triska strömtätheten är.

Sådana rengöringsoperationer måste utföras mycket ofta om man använder anoder bestående av en metallbärare och ett ytskikt, varvid den stora fördelen med dessa anoder är Just att de möj- liggör elektrolvs vid hög temperatur och med hög strömtäthet.

Den teknik, som för närvarande användes för âstadkommande av denna periodiska rengöring av katoder, består i att man avbry- ter elektrolysen, tömmer cellerna, rengör katoderna medelst en lsyrabehandling, sköljer cellen, återinför elektrolyten och star- tar upp cellen på nytt. Denna procedur är sålunda kostsam, speci- ellt med tanke på det driftstopp som erfordras.

Syrabehandlingen utföres vanligen som en behandling med saltsyra utförd med utspädd saltsyra med en koncentration under- stigande 10 viktprocent. För att undvika korrosion på stålkatoder och andra element i cellen av stål är det lämpligt att till salt- syrabadet sätta en korrosionsinhibitor.

Vid vårt arbete på att förbättra förfarandena för framställ- ning av alkaliklorater och speciellt natriumklorat medelst elektro- lys av klorider med metallanoder har vi utvecklat ett förfarande, medelst vilket tidsperioden mellan operationerna för rengöring av cellerna kan ökas högst avsevärt.

Vid framställning av natriumklorat medelst elektrolys av natriumklorid med metallanoder är arbetsbetingelserna vanligen föl- jande: Koncentration av vatten- baserade lösningar NaClO5 g/l 0 - 700 Nacl g/* §2O - 120 Arbetstemperatur 55°C - 8500 Arbets-pH 6 - 6,5, vanligen erhållet genom till- sats av HCl strömtätnet A/ma 1 500 - 6 ooo Cellspänning i volt 2,8 - 5,9 titanbärare med beläggning av Pt/Ir eller ädelmetaller eller oxider av ädelmetaller Anoder 10 15 20 25 30 55 H0 « É 7909360-s Elektrolysprocesserna regleras eller kontrolleras medelst konventionella metoder, som numera är automatiserade, för regle- ring av temperaturen och pH-värdet, medan elektriska karakteris- tika i huvudsak är en funktion av typen av den använda cellen.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning består i att man, när spänningen för cellerna har nått en nivå som medför allt- för hög förbrukning av elektrisk energi, under pågående elektrolys sänker elektrolystemperaturen från normal driftstemperatur så att temperatursänkningens storlek blir 30-5000, och att man därefter återgår till den normala driftstemperaturen. Dessa modifikationer av elektrolyscykeln, som sålunda sker utan att man avbryter till- verkningen, utföres genom att man påverkar de temperaturregle- rande apparaterna.

Valet av spänning, vid vilken denna behandling utföres, be- ror på de speciella ekonomiska betingelser som råder, såsom pri- set på elektrisk energi, kostnaderna för att avbryta produktionen och renheten hos elektrolyten.

De nya driftsbetingelserna, som vanligen uppnås mycket mrmbt, vanligtvis inom l eller 2 timmar, kan omedelbart ändras eller avbry- tas så att man återgår till de ursprungliga betingelserna, eller också kan de upprätthållas under en viss tidsperiod. Om som en följd av driftsbetingelserna för en anläggning effektiviteten av behandlingen sjunker med tiden, så att man efter ett visst antal operationer kan konstatera att det erhållna spänningsfallet är otillräckligt, kan det vara lämpligt att stoppa anläggningen för att befria densamma från pannsten och andra avsättningar enligt kända metoder.

Användningen av detta förfarande ger två stora fördelar.

För det första gör användningen det möjligt att undvika eller åtminstone till ett minimum reducera de avbrott i produktionen som krävs för rengöring av cellerna, vilka avbrott kan uppgå till 24 timmar, vilket i sin tur innebär ett betydande produktions- bortfall. Dessutom begränsar den liksom den periodiskt reducerar den ökning av spänningen som förorsakas av katodavsättningen, vilket innebär minskad förbrukning av elektrisk energi.

Denna teknik är speciellt lämplig för moderna anläggningar för framställning av natriumklorat medelst elektrolys i elektro- lysceller innehållande metallanoder belagda med elektriskt aktiva skikt, t.ex. av platina iridium eller ruteniumoxid, men den är _även lämpad för elektrolytisk framställning av kaliumklorat och 10 15 20 25 30 35 7909360-5 klorater av alkalimetaller i allmänhet.

Följande exempel illustrerar på ett icke begränsande sätt förfarandet enligt uppfinningen.

Exempel Elektrolytisk framställning av natriumklorat utföres i en industriell cell under följande betingelser: Sammansättning för badet: Natriumklorid 120 g/l Natriumklorat 520 g/l Natriumhypoklorit 1,5 g/l Natriumbikromat 7 g/l pH för badet 6, 5 ' Eiektrolystemperatur 7o°c vid 2500 A/ma Titananod med beläggning beaserad på rutenium- dioxid Halt av föroreningar i den till cellen förda elektrolyten: kalcium 30 ppm magnesium 5 PDm.

När den tidigare rengjorda cellen startas upp, är den elektriska spänningen 3,15 V, och när katoderna allteftersom blir belagda, ökar spänningen regelbundet för att efter 60 dagar upp- nå värdet 3,60 V.

Enligt det tidigare använda förfarandet, avbröts produk- tionen härvid, varpå cellen tömdes och fylldes med en saltsyra- lösning innehållande 20 g/l samt en kcrrosionsinhibitor. Denna ' lämnades i cellen under 8 timmar, varpå cellen tömdes och tvätta- des med vatten innan anläggningen startades upp på nytt. Dessa operationer tog 12 till 14 timmar., Vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning hålles an- läåëningen fortfarande i drift, varvid man sänker cellens tempera- tur från 7000 till 35°C med hjälp av temperaturreglatorn, och denna sänkning bibehålles i 45 minuter. Man återgår därefter ome- delbart till de ursprungligen använda driftsbetingelserna, vilket tar 45 minuter, och man kan därvid konstatera att cellspänningen har sjunkit till 3,20 V, dvs. till ett värde i närheten av den ursprungliga spänningen, och cellen kan på nytt användas för en normal användningsperiod.

Claims (2)

7909360-5 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av alkalimetallklorater medelst elektrolys av alkalimetallklorider med metallanoder, _k ä n n e t e c k n a t av att man, när elektrolysspänningen når en nivå som medför alltför hög förbrukning av elektrisk energi, under pågående elektrolys sänker elektrolystemperaturen från normal driftstemperatur så att temperatursänkningens stor- lek blir 30-SOOC, och att man därefter återgår till den ncrmala driftstemperaturen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man upprätthåller den sänkta elektrolystemperaturen under 1-2 timmar. 7909360-5 SAMMANDRAG Häri beskrivs ett förbättrat förfarande för framställning av alkaliklorater medelst elektrolys av alkaliklorider på metall- anoder, varvid det utmärkande för förfarandet är att elektrolys- temperaturen sänkes med 30 till 50°C med regelbundna intervall.