165610. lajstromszámú szabadalom • Eljárás katalizátorként használható ezüst előállítására
3 165610 4 rezgő katódok használata, folyadék nyomás alatti fecskendezése a katódra, az elektrolitoldat erős keverése. Az is előnyös, ha az oldat pH-ját 10 és 14 értékek között fenntartó puffert alkalmazunk. 5 Az elektrolízist általában védő-kolloidok, így cellulózszármazékok, például karboximetilcellulóz jelenlétében végezzük el. Az elektrolízist általában alacsony hőmérsék- io léten, 10-50 C fok között hajtjuk végre. Az áram-sűrűség széles határok között változhat: mégis előnyös 2—50 milliamper/cm2 közötti értékeket alkalmazni. A következő példák megvilágítják a találmányt, de nem jelentik annak 15 korlátozását. A képződött ezüstöt, melynek részecske-mérete 800 Á ionmentes vízzel mossuk, kályhában 80 C fokon megszárítjuk és alkalmas technikával kerámia-hordozóra csapjuk le, a katalizáló aktivitási próba elvégzése céljából. A katalizátort, mely hordozóból és 15% ezüstből áll, termosztát-folyadék cirkulálására szolgáló külső köpennyel ellátott, 2,4 cm átmérőjű csőbe vezetjük be. A katalizátor-ágy magassága 1 méter. A következő összetételű gázkeveréket tápláljuk be atmoszféra-nyomáson a reaktorba: 5% etilén, 6,5% C02 , 5% 0 2 , 83,5% N 2 . A betáplálási sebesség 210 liter/óra és a kontakt-idő 4,6 mp. A 220 C fokon kapott konverzió és szelektivitás 30, illetve 80%. 1. példa 20 100 g ezüstnitrátot, 750 g boraxot (Na2 B 4 O 7 '10H 2 O) és 400 g NaOH-ot feloldunk desztillált vízben és a térfogatot 100 literre töltjük fel. Ehhez hozzáadunk 600 ccm vizes ammónia oldatot (28 Bé°) és 10 g karboximetil- 25 cellulózt. A fenti oldatból 3,5 litert az 1. ábrán látható elektrolizáló kádba öntünk, mely tömör grafitból álló 1 anóddal és ezüst-lemezből álló 2 katóddal van felszerelve. Az elektrolizáló cellát a lerakódó ezüst mechanikai 30 eltávolítására szolgáló rendszerrel látjuk el, éspedig 3 és 3' plasztik kefékkel, melyek forgási sebessége széles határok között változtatható a 4 motor-áttétellel. A kefék úgy vannak elhelyezve, hogy csiszolják a katód felületét. 35 A kádon kívül elhelyezkedő szivattyú, összeköttetésben az elektrolit-oldattal, az oldatot átnyomja egy hőcserélőn, majd újra visszanyomja a cellába. 40 Az elektrolízis folyamán az ezüst-titert állandó szinten tartjuk ammóniás ezüstnitrát feleslegének hozzáadása által. Áramerősség-szabályozásával az elektrolízist ál- 45 landó áramerősség mellett végezzük. Vonatkozási elektród (telített kalomel) érintkezik a katóddal az elektródpotenciál mérése céljából. Az elektrolitikus fémlecsapást a következő körülmények között végezzük: 50 Hőmérséklet Katód-felszín Anód-felszín Áramsűrűség Elektródok közötti távolság Katód-potenciál Kefék sebessége A cellában alkalmazott feszültség 20 80 80 6 C fok cm2 cm2 mA/cm2 3 cm -1000 mV kalomel-elektródon 60 fordulat/perc 3 V 55 60 2. példa Az 1. példában leírt oldattal végezzük az elektrolízist, a következő kísérleti körülmények között: Hőmérséklet Áramsűrűség Katód-potenciál Katód Kefék forgási sebessége Feszültség 18 C fok 70 mA/cm2 -1000 mV kalommelektródon ezüst-háló lxl mm2 lyukbőséggel 200 fordulat/perc 12 V Az energia-fogyasztás körülbelül 3 Kwh per kg képződött ezüst. A kerámia-anyagra lecsapott ezüstöt az 1. példa körülményei között reaktorba helyezzük. 220 C fokon - az etilénnek etilénoxiddá való átalakulásának reakciójában - a konverzió és szelektivitás 20, illetve 80%. A kapott ezüst kristály-mérete 700 Á. 3. példa Az 1. példában leírt oldattal végezzük el az elektrolízist, az ezüst leválasztására ultrahangot használva. A kísérleti körülmények a következők: Az ultrahang-fej helyzete Hőmérséklet Katód Katód-felület Anód Anód-felület Áram-sűrűség Feszültség Katód-potenciál közel a katódhoz 15 C fok ezüst-lemez 50 cm2 tömör grafit 100 cm2 50 mA/cm2 10 V -1300 mV A villamosenergia fogyasztás körülbelül 0,7 Kw per kg képződött ezüst, a kitermelés közel 80%. 65 Az ultrahang-készülék feje elektromosan kapcsolódik a katódhoz, az esetleges korróziós folyamatok elkerülése céljából. A fenti kísérleti körülmények között kapott ezüst mérete 800 Á és az etilén-* etilénoxid reakcióban 25% konverzió és 78% szelektivitás értékeket ad. 2
