160865. lajstromszámú szabadalom • Eljárás sóoldatok diafragmás cellákban történő elektrolizisére

160865 3 4 ményez. Bebizonyosodott, hogy a poliszénhidrogénekből vagy a polifluórszénhidrogének kivételével polihalogénszénhidrogénekből álló fólia szolgáló elektrolizáló cella katódterében a megalapon előállított homogén ioncserélő membránok ugyan rendelkeznek a kívánt elektrokémiai tulajdonságokkal, azonban agresszív kémiai közegekhez, pl. klórnak, hipokloritoknak, savaknak és lúgoknak tartósan nem állnak ellen. Olyan ioncserélő membránokat, amelyek jó kémiai ellenállóképességük mellett a kívánt elektrokémiai tulajdonságokkal is rendelkeznek, eddig csak polifluórszénhidrogén alapon állítottak elő. Ezeknek a műanyagoknak azonban az a hátrányos tulajdonságuk, hogy azok semmilyen oldószerben nem, vagy csak kis mértékben duzzaszthatók. Ez azt jelenti, hogy az ioncserélő csoportok beviteléhez kielégítő mértékű ojtásos polimerizáció a fólia növekvő vastagságával egyre nehezebb, mint azt például a 447 114. számú svájci szabadalom leírja. Elektrolizálócellákba történő beépítésre azonban meghatározott vastagságú, többnyire 0,25 mm-nél vastagabb ioncserélő membránok szükségesek ahhoz, hogygazdaságos áramkihasználást érjenek el. 0,001— 0,1 mm vastagságú ioncserélő membránok ugyan könnyebben állíthatók elő, azonban szelektivitásuk rosszabb, mint a vastagabb membránoké. A polifluórszénhidrogén-fóliák további hátránya a többi polihalogén szénhidrogén- vagy poliszénhidrogén-fóliákkal szemben azok magasabb ára. A technika állásával kapcsolatban összefoglalva megállapítható, hogy az elektrolizálócellákba történő beépítésre szolgáló ioncserélő membránok vagy a) viszonylag rosszabb elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkeznek (heterogén típusok), vagy b) jó elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, azonban agresszív közegekkel szemben kémiai ellenállóképességük nem kielégítő (szénhidrogén-polimer alapú, vagy polifluórszénhidrogének kivételével, polihalogénszénhidroeén alapú homogén típusok), vagy c) jó elektrokémiai tulajdonságokkal és jó kémiai ellenállóképességgel is rendelkeznek, azonban a fóliaanyag költsége nagyobb, és ioncserélő membránok előállítására a fóliák ojtásos polimerizációjakor viszonylag nagyobb ráfordítás szükséges. A találmány célja sóoldatokból nem szennyezett elektrolízistermékek előállítása diafragmás eljárással gazdaságos feltételekkel. A találmány feladata az, hogy olyan membránokat találjon, amelyek egyrészt kis elektromos ellenállásúak, emellett azonban mindenekelőtt az aholit roncsoló hatásával szemben nagy ellenállióképességgel rendelkeznek, és amelyek tartósságuk mellett jó áramkihasználást biztosítanak, mimellett a polifluórszénhidrogén membránoknál megmutatkozó" említett nehézségek nem lépnek fel. Azt találtuk, hogy tiszta elektrolízistermékek előállítása sóoldatok, különösen alkálikloridoldatok elektrolízisét a katódtérnek az anódtértől kis elektromos ellenállású stabil diafragmával történő elválasztásával hajtjuk végre, mikor is diafragmaként két egymáshoz illesztett kationcserélő fólia kombinációját építjük be, amelyek közül az anódoldali 0,001-—0,1 mm vastag polifluórszénhidrogén alapú kationcseréíő fóliát alkalmazunk. A diafragmát képező két fóliát duzzasztott állapotban illesztjük egymáshoz, mimellett erősítésre például polipropilénből vagy utóklórozott polivinilkloridból álló nagylyukú támasztószövetet is alkalmazhatunk. Az anódoldal kationcserélő fóliaként előnyösen sztirollal, adott esetben divinilbenzollal keverve ojtasosan polimerizált és utána szulfonált polifluórszénhidrogén fóliákat választunk. Heterogén membránokat is alkalmazhatunk, azonban azok elektromos vezetőképessége kedvezőtlenebb. A katódoldalon is előnyös homogén fóliák alkalmazása, akkor is, ha itt a találmány szerinti módon heterogén fóliákat alkalmazva azok természetesen valamivel kedvezőtlenebbül, de még mindig előnyösen dolgoznak. A homogén fóliák előnyösen poliszénhidrogénből vagy poliklórszénhidrogénből állnak, amelyre ojtasosan sztirolt, adott esetben divinilbenzollal együtt, polimerizáltunk. Az ioncserélő csoportokat azután szokásos módon szulfonálással építjük be. Mint korábban említettük, a kombináció mindkét fóliája kationcserélő. Az ioncserélő csoportok szulfonsav-csoportok ill. azok megfelelő sói. A találmány szerint azonban mind az anód-, mind a katódoldalon szulfonsav-csoportok helyett karboxil- vagy foszforsav-csoportokat tartalmazó ioncserélő anyagból álló kationcserélő fóliák is alkalmasak. A leírt diafragmaelrendezés alkalmazása többek között a következő előnyökkel jár: a) Az anódoldali ioncserélő membránok kiindulási anyagaként vékony polifluórszénhidrogénfóliát építhetünk be. így egyrészt költséges anyagot takarítunk meg, másrészt ebből az anyagból vékony ioncserélő membrán előállítása könynyebb, mint vastag fólia alkalmazása esetén. b) A katódoldali ioncserélő membrán kiindulási anyagaként a katolittal szemben ellenálló tetszés szerinti fóliákat alkalmazhatunk. Polietilén, polivinilklorid vagy más klórnak nem ellenálló műanyagalapú, gyengés savas, lúgos oldatokban jó szelektivitásukú ioncserélő membránok beépítése is lehetséges. c) A két ioncserélő membrán kombinációja az egyenként beépített membránnal szemben az anódtértől a katódtér felé kisebb alkálihalogenid diffúziót eredményez. A találmány szerinti membránkombináció a legkülönfélébb sók elektrolízisénél nagy előnyökkel jár. Fő alkalmazási területe azonban az alkáliklorid-elektrolízis, minenekelőtt a nátriumklorid-elektrolízis, Ez utóbbinál a találmány szerinti eljárással a kapott lúg nátriumkloridtartalmát olyan alacsony értéken tudjuk tartani, hogy a diafragmás eljárás olyan lúgot szolgál-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2