172244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klorid iont tartalmazó vizes oldatok elektrokémiai bontására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 172244 Nemzetközi osztályozás: Bejelentés napja: 1974. VII. 18. (HO—1696) ORSZÁGOS Elsőbbsége: Amerikai Egyesült Államok 1973. VII. 19. (380 799, 1973. VIII. 15., 388 702) Közzététel napja: 1978. I. 28. C 25 B 1/46 ■# TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1979. V. 31. Feltalálók : Tulajdonos : ifj. Cook Edward H. vegyész, Lewiston, Flooker Chemicals and Plastics Emery Alvin T. vegyész, Youngstown, New York, Corporation, Niagara Falls, New Amerikai Egyesült Államok York, Amerikai Egyesült Államok Eljárás klorid iont tartalmazó vizes oldatok elektrokémiai bontására 1 2 A találmány tárgya eljárás klorid iont tartalmazó vizes oldatok, közelebbről alkálifém-halogénidek vizes oldatainak elektrolizálására. Még közelebbről a találmány tárgya eljárás alkálifém-halogenidek vizes oldatainak és vizes sósav oldatnak elektrolizálására olyan elektrolizáló cellában, amelynek legalább három cellatere van és amely cellában legalább egy olyan diafragma vagy membrán van elhelyezve, amely folyadékokra és gázokra nézve lényegében át nem eresztő. Ismeretes, hogy számos, rendszeresen alkalmazott 10 vegyszer előállítható különböző elektrolitoldatok elektrolizálása útján. így például elemi klórgázt és nátrium-hidroxidot elterjedten állítanak elő nátrium-klorid sóoldatok elektrolizálása útján. Jellegzetesen ezt az eljárást olyan elektrolizáló cellában foganatosítják, amely 15 anódtérből és katódtérből áll, és ezeket a tereket folyadékok által átjárható diafragma, például azbeszt-diafragma választja el egymástól. Az így előállított nátrium-hidroxid azonban meglehetősen híg, és az alkalmazott diafragma folyadékok által való átjárhatóságára tekin- 20 tettel különböző szennyező anyagokkal, például nátrium-kloriddal, nátrium-kloráttal és vassal szennyezett. Ezért az így előállított nátrium-hidroxid-oldatot legtöbbször még különböző bepárlási és tisztítási műveleteknek szükséges alávetni annak érdekében, hogy kü- 25 lönböző kereskedelmi célokhoz megfelelő tisztaságú nátrium-hidroxidot kapjanak. Sőt, a fentiekben említett ismert elektrolizáló cella további hátránya az, hogy a hidroxilionok meglehetősen nagy mértékben visszakerülnek a katódtérből az anódtérbe, miáltal az anód- 30 térben hipokloritok képződnek, amelyek viszont klorátokká oxidálódnak csökkentve az elemi klór hozamát és tovább szennyezve a nátrium-hidroxid-oldatot. Továbbá az elektrolízishez használt sóoldat készítéséhez 5 alkalmazott nátrium-klorid lelőhelyétől függően a sóoldatot bizonyos esetekben előzetes tisztításnak szükséges alávetni különböző ionok, például a kalciumionok eltávolítására, tekintettel arra, hogy ezek az ionok eltömhetik a folyadékok által átjárható diafragmát. Ismeretesek kísérletek a fentiekben említett, diafragmát tartalmazó cellák működésében jelentkező hátrányok kiküszöbölésére. E kísérletek lényege az, hogy a folyadékok által átjárható azbeszt-diafragmát permszelektív ioncserélőmembránokkal helyettesítették. Elméletileg az ilyen membránok, amelyek például lehetővé tennék csak a nátriumionoknak az anódtérből a katódtérbe átjutását, megoldhatnák a katódtérben levő nátrium-hidroxid-oldat szennyeződésével kapcsolatos nehézségeket és meggátolhatnák a hidroxilionok visszajutását az anódtérbe. Erre a célra különböző gyantákat, így például „Amberlite” típusú kationcserélőgyantákat, sztirol és divinil-benzol szulfonált kopolimerjeit stb. javasoltak. A gyakorlatban azonban az eddig alkalmazott permszelektív ioncserélő membránok általában nem bizonyultak elég ellenállóképesnek a cellákban képződő erős bázikus és/vagy savas oldatokkal szemben a 75 °C- nál legtöbbször magasabb elektrolízishőmérsékleten, így alkalmazhatósági idejük viszonylag rövidnek bizonyult. Megállapítható volt továbbá, hogy amikor a katolitban a nátrium-hidroxid koncentrációja nőtt, azaz 172244 1
