190826. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vas-klorid- és réz-klorid-tartalmú maratóoldatok tisztítására
190 826 anódtérben ellenáramban vezetik a keletkezett klórgáz árammal, a katódtérben lévő sebességhez képest 1,5-szeres sebességgel. Az elektrolizáló cella katód-, illetve anódterében lévő különböző sebességek miatt elválasztó diafragmára van szükség, ami az elektrolizáló cella feszültségének és a réz leválasztásához szükséges elektromos energia mennyiségének növelését eredményezi. Az eljárásra jellemző a nagy teljesítményű rézleválasztás és az anódon keletkezett klór visszavezetése következtében a maratóoldat állandó összetétele. A klórgáz keletkezése az anódon azonban a rendszer gondos szigetelését, a klór számára külön csővezeték alkalmazását és speciális szorpciós szer felhasználását teszi szükségessé, ami bonyolitja az eljárás megvalósítására szolgáló berendezés szerkezetét. Továbbá a rendszer tömítésének meghibásodása esetén nem zárható ki a klórgáz kijutása az atmoszférába. Az elhasznált maratóoldatot 20 A/dm2 áramsűrűség mellett regenerálják. Az eljárás intenzitása tovább nem növelhető az anódon keletkező klór mennyiségének növekedése és abszorpciójának nehezedése miatt. A találmány célja a vas-kloríd-réz-klorid maratóoldat regenerálási teljesítményének növelése. Továbbá olyan eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi a konstrukciós szerkezet egyszerűsítését és a környezet biztos védelmét a szennyvíz és a klórgáz ellen az anódon történő klórfejlődés visszaszorításával, valamint a fémréz egységes csapadék formájában történő leválasztását a katódra. A találmány feladata egy eljárás kidolgozása vas-klorid-réz-klorid maratóoldatok elektrokémiai regenerálására az alkalmazott anód technológiai tulajdonságainak változtatásával, a folyamat technológiai lépéseinek változtatásával és a maratóoldat összetételének változtatásával és ily módon nagy teljesítmény, egyszerű konstrukciós szerkezet és a környezet biztos védelmének biztositása. A találmány tárgya tehát eljárás vas-klorid-rézklorid maratóoldatok regenerálására, oly módon, hogy a két értékű rézionokat a katódon elektrokémiai redukcióval fémrézzé alakítjuk és a két értékű vasionokat az anódon három értékű vasionokká és a kloridionokat klórrá oxidáljuk, amelynek során a találmány szerint atomos klór által átjárható porózus anyagból, előnyösen grafitozott filcből készített anódot használunk, a regenerálandó vasklorid-réz-klorid maratóoldathoz adalékanyagként hidrogén-cianid és etilénoxid közötti reakció termékének lepárlási maradékát, valamint ligninszulfonátot adunk, és az oldatot legalább két áramra osztjuk, amelyek egyikét a katód és az anód közötti térbe vezetjük olyan sebességgel, amely lamináris áramlást biztosít az elektródok felülete mentén, és a másikat az anód mögötti térbe vezetjük olyan sebességgel, amely turbulens áramlást biztosít az anód felülete mentén, miközben az anód felületén atomos klór képződik, amely a pórusokon keresztül az anód mögötti térbe diffundál és a két értékű vasionokat oxidálja. Ha a regenerálást a megadott körülmények között és a megadott anóddal végezzük, akkor lehetővé válik a teljesítmény növelése és a folyamat konstrukciós szerkezetének egyszerűsítése a klórgáz képződésének elkerülésével. Abból a célból, hogy a katódon a fémréz egységes csapadék formájában képződjön, a regenerálandó vas-klorid-réz-klorid maratóoldathoz a hidrogén-cianid és az etilénoxid közötti reakció termékének lepárlási maradékát, valamint lignin-szulfonátot adunk, miáltal a maratóoldat az egyes komponenseket a következő mennyiségben (g/I) tartalmazza: réz(II)-k!orid 150-350 vas(III)-klorid 20-200 vas(II)-klorid 10-50 kálium-klorid 100-250 sósav 20-60 hidrogén-cianid és etilén-oxid közötti reakciótermékének lepárlási maradéka 2-6 lignin-szulfonát 1-3 Az atomos klór diffúziós körülményeinek javítása érdekében grafitozott filcből készült anódot használunk. Az eljárás teljesítményének és termelékenységének növelése érdekében a regenerálást 10-40 A/dm3 áramsürüség mellett vezetjük. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során az alábbiak szerint járunk el. A nyomólapok marató berendezéséből távozó vas-klorid-réz-klorid maratóoldatot legalább két áramra osztjuk és egyidejűleg az elektrolizáló cellába vezetjük. Az egyik áramot a katód és az anód közötti térbe vezetjük olyan sebességgel, amely biztosítja az oldat lamináris áramlását az elektródok felülete mentén, míg a másik áramot az anód mögötti térbe vezetjük olyan sebességgel, amely biztosítja az oldat turbulens áramlását az anód felülete mentén. A titánkatódon a következő folyamatok játszódnak le: Cu2+ + e -> Cu+ Cu+ + e -> Cu° Fe3+ + e -» Fe2+ Az atomos klór által átjárható anyagból, például grafitozott filcből készített anódon a két értékű vasionok és a kloridionok oxidációja játszódik le: Fe2+ -e - Fe3 + Cl — e -» atomos klór A képződött atomos klór egy része a két értékű vasionokat három értékűvé tudja oxidálni az alábbi reakció szerint, melynek során önmaga ionos állapotba megy át, valamint a maradék klórgázzá alakul: Clal + Fe2+ - Fe3+ + Cr Mint ismeretes, a két értékű vasionok oxidálodásának sebességét a fenti reakcióban az oldatban lévő ionok koncentrációja határozza meg. Ahhoz, hogy az atomos klórt a maratóoldatban teljesen abszorbeálni tudjuk, meg kell emelnünk az oldat áramlási sebességét az elektródok közötti térben, ez azonban rontaná a fémréz kiválásának körülményeit a katódon. A gáznemű klór fejlődése az anódon elkerülhető, ha a vas-klorid-réz-klorid maratóoldatot legalább két áramra osztjuk, melyeket kii-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
