156806. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anódikusan keletkező kénsav hidrogéniónjainak a katódtól való távoltartására
156806 7 8 zethető a featódtérbe, amennyiben a pácolás technológiája olyan,, hogy a sav közel semlegesítődik. Egyes eljárások úgy dolgoznak, hogy a pácolótérből kilépő oldat még savban dús. Ilyen esetben a sót ismert módszerek felhasználásával (kristályosítás, vagy termikus bontás) el kell távolütan: a pácoldatból és be kell táplálni a katolitba, a kristályhidrátokkal való vízeltávoiítás folytán töményedért pácoldat viszont pácolásra újra visszavezethető. A már csupán néhány g/l vasat tartalmazó, ammóniumszulfátban dús katolit nyer bevezetést az anódtérbe. A szulfát-biszulfát oldat tehát a pácolótér és a (célszerűen sorosan kapcsolt) cellák katódterei és anódterei közt állandó cirkulációban van. Eljárásunk további alkalmazási területe a Tainton elj alkalmazása során jelentkezik. Találmányunk szerint az ásványi nyersanyagot szulfátanionú sóban, előnyösen ammóniumszulfátban gazdag kénsavban oldva a diafragmás cella a katódterébe vezetjük, majd elektrolizálás után a fémionban elszegényedett oldatot az anódtérbe irányítjuk, ahol az elektrolízis során kénsav képződik, melyet ismét a nyersanyag kilúgozására használunk fel. Eljárásunk segítségével tehát olyan területeken is alkalmazhatóvá válik a Tainton eljárás, amelyeken eddig a fémfelületen való elégtelen hidrogénleválási túlfeszültség miatt nem jöhetett számításba. Elsősorban a vascsoport féméinél lényeges a találmány szerinti eljárás alkalmazása. Kiindulási anyagként oxidos-, karbonátos-, stfo. nyersanyagot (pl. pörköt) alkalmazhatunk. Szükség esetén az ásványi nyersanyag oldásakor nyert oldatot a diafragmás cella'5 katódterébe való vezetés előtt megtisztítjuk. A katódtérben a fém leválik és a fémionra nézve elszegényedett oldatot ezután közvetlenül az anódtérbe vezetjük, ahol a katódon levált fémmel gyakorlatilag egyenértékű kénsav képződik. Ezt a kénsavtartalmú oldatot ismét a nyersanyag kilúgozásához vezetjük. A tapadással veszendőbe menő szulfátvegyületek pótlására kis mennyiségű tömény kénsavat adagolunk a kilúgozó térbe. Eljárásunk a felsorolt alkalmazási területeken felül értelemszerűen más téren is alkalmazást nyerhet. Eljárásunk további részleteit a példákban ismertetjük. 1. példa Viszkózműsely gyártásánál használt fonófürdő összetételének állandósítása. 135 g/l kénsav + 340 g/l Na2 S0 4 -t tartalmazó fonófürdő oldatot bevezetjük a cella anódterébe, majd újra a szálképző térbe (ún. kicsapókádba), vagyis a fonófürdő állandó cirkulációban van a cella anódtere és a szálképző tér között. A cella adatai a következők: Anód: kétrétegű ólomrács, szeparátor: sűrű szövésű, kétrétegű PVC-szövet, kifeszített állapotban. Katód: mozgó higany, a keletkező amalgám a cellából folyamatosan eltávozik, és külön térben bomlik el, amikoris ismert módon hidrogén és lúg keletkezik. Áramsűrűség a higanyra vonatkoztatva: 32 A/dm2 . Katolit: melegen telített nátriumszulfát oldat, a telítettség azáltal van biztosítva, hogy a katolit állandó cirkulációban van a cella katódtere és a sóoldó tér között. A sóoldó térbe a • fonófürdőből folyamatosan kikristályosított és (pl. az ismert Lurgi—Maurer rendszérű berendezésben) tisztított vízmentes Na2S0 4 nyer betáplálást. (Maga a fonófürdő tehát két körfolyamatban vesz ré'-zt, az egyik: cirkuláció a kicsapó (= szálképző) tér és a cella anódtere között, a másik: cirkuláció a kicsapó (= szálképző) tér és a kristályosító és tisztító tér között. Az előbbi regenerálja folyamatosan a kénsavat a szálképzéshez, az utóbbi viszont folyamatosan eltávolítja a nátriumszulfátot a fonófürdőből, a képződés ütemében.) 2. példa Mágnesvasköszörület jeldolgozása az eredeti összetételnek megjelelő fém elektrolitikus regenerálása útján. A mágnesacél köszörülésénéi hulladäkpor keletkezik. A por részben a méretre köszörülés folyamán a kő nem fémes (savoldhatatlan) komponenseivel összesült, részben oxidálódott állapotban tartalmazza a fémet. A köszörűiét fémtartalma 18% Co-t, 21% Ni-t tartalmaz, a többi vas. Az elektrolízis kemény PVC-ből hegesztett kádban történik, anód: 1% ezüstöt tartalmazó ólomlemez, katód: rézlemez (ún. katóding), erre válik le a fém, az elektrolízis stacioner egyensúlyának beállása után ugyanolyan összetételben, mint amilyen az eredeti mágnesacél volt. (Ti. a műveletnek nem célja a fémek egymástól való elválasztása, míg a kohászati úton való regenerálásnál szén, kén, foszfor, szilícium kerülhetne a termékbe, ezek azonban a mágneses tulajdonságok miatt ott nem engedhetők meg.) Diafragma: PVC porból préselt és hőkezeléssel zsugorított (szinterolt) lemez. Az elektrolízis hőfoka: 60 C°. Áramsűrűség mind a katód, mind az anód felületére vonatkoztatva: 7A/dm2 . Egymással öt cella van sorba kapcsolva. Mind a 10 15 20 25 .30 35 40 45 50 55 60 Cellafeszültség: 5,5 V. Áramhatásfok: 92% (a termelt lúgra vonatkoztatva). A savra vonatkozó hatásfok stacioner elektrolízisnél ugyanez, azon-25 ban a savat az adott rendszerben nem is nyerjük ki külön, hanem az magában a rendszerben képződik, melyben a felhasználása is történik. Az elért savtöménység így lényegében 100%, mivel az elektródfolyamatok vizet nem, hanem kizárólag kéntrioxidot „táplálnak be" a fonófürdőbe, ti. kénsav mólonként egy mól vizet bontunk el. Az elektrolízis 55 C°-on történik. A kapott lúg töménysége 50%, ennél töményebbre az a cellulóz alkalizálásánál nincs szükség. A lúggal egyenértékű, s a bontóban keletkező hidrogént elen-03 gedjük. 4
