Способ электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с ионнообменной диафрагмой

11 Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ1111 495819 Союэ Советских Социалистических Республик(31) 226934 (33) СШАОпубликовано 15.12.75. Бюллетещ М 4 сударственный номитет овета Министров СССР о делам изобретенийи открытий 53) 5 Д 1,418 88.8) а опубликования описания 07.04.7(72) Авторы изобретения Иностранецнальд Линневуд Дотсон(США)Иностранная фирмдонд Шамрок Корпорейшн(США) 1) Заявитель а СПОСОБ ЭЛЕХЛОР ИДО С ИОНОО РОЛИЗА ВОДНЫХ РАСТВОРЩЕЛОЧНЪХ МЕТАЛЛОВЕННОЙ ДИАфРАГМОИ Изобретени са электроли щелочных ме мой с получе Известен с ров хлорцдов менной диаф 1 рида подают в зера. В резул странстве эца катоде выделхлор.Недостаткамизабивание мембрпениями поливалкальция или мдгнию напряжениячительцом ростешению мембраньток. С целью предотвра1 ы нерастворимымиых металлов, напринижения расхода э1 ия выхода по токубу в раствор хлоридержащие фосфат -фосфорсодержащую е относится к технологии процесза водных растворов хлоридов таллов с ионообменной дцафрагнием щелочи, хлора и водорода. пособ электролиза водных раствощелочцых металлов с иоцооб 1 агмой, по которому раствор хлоанодное пространство электролиьтате электролиза в катодом пролектролизера образуется щелочь,яется водород, а на аноде -известного способа являются аны нерастворимыми соедиентных металлов, например ния, что приводит к повышена электролизере, а при знаосадков - к полному разруа также низкий выход по щения забивания мембрасоединениями поливалентмер кальция или магния, чектроэнергии и повыше- по предлагаемому спосода вводят соединения, соцон, например свободную кислоту, фосфаты щелочцых, щелочцоземельных и переходных металлов.Соед 1 шения, содержащие фосфдт - цоц, образуют с полцвалецтнымц катионами прц вс 5 личине рН выше 5,5 нерастворимый гель, который пр 1 зцачеццц рН менее 3,0 рдстворястс 51.Гель оор 1 з ется вблизи мембр 1 ць 1,высоких значений рН, все дцодцое прострац 10 ство электролизера остается прц этом свободным, та 1, кдк о 1,оло анода зцд 1 ение рН электролита имеет низкую величину.Фосфатный гель служит дополнительным сепаратором, предотвращающим миграцию 1 ч 115 роксцльцых цоног цз катодного пространстваэлектролцзера в ацодцое и миграцию ионовхлор;1 в обратном 11 дпрдвлеццц.В качестве соединений, содерж;шп 1 х фосфат- ион, предпочтительно использовать сво 20 бодные кислоты и фосфаты щелочных металлов, их орто- и мстафосфаты. Очевидно, чтопредпочтительно добавлять фосфаты в видеой щелочных металлов, соотвстств 1 оц 1 ихщелоч 1 ым металлам галогенидов, которые25 подвергаются электролцзм. Соглдсцо предлагаемому способу предусмдтр;1 вается ввсдсццсот 1 до 500 вес. ч, гелсобрдзу 1 о 1 цпх ионов нд1.000.000 вес. ч. раствора хлорц;1 д,495819 Составитель Ф, Львович Тсхред Т. Курилко Корректор Т, Гревпова Рсдактоо В, Филиппова Заказ б 3/4 Изд. М 1078 Тираж 593 ПодписноегИРПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 1;3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Б том сгу);)г., когда раствор хгОрцда, цод 13 с)гаемь)й электролизу, Отличается ВысОкОЙ сте)сп)ио чистоты, В 1)аств 013 могут быть ВВС- дсцы фосфаты щелочцоземельного металла или других полцвалецтцых металлов, цапримср переходных, в частности титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цнка ц, в особенности;Люз)и)Ия, дающих гели амфотсрнОЙ прц)эоды,Удаление гсля с поверхности мембраны может быть о ",щестВлсцо за счет по;)цжсия вслц)ины рН В Янолие цли п 1)031 ь 113 кой ц 3.ПО)1 камеры раствором кислоты.Практическое Осуществление п 13 стлоксцно 0 способа иллюстрирует следующий пример.П р и м е р, В анодную камеру электролизера, содержащего стальной ячеистый катод ц пористый титановый анод, покрытый слоем смеси двуокиси титана и двуокиси рутения в молярцом соотношении соответственно 2: 1, и катионообменной мембраной сорта Дюпон ХК, толп;иной 0,254 мм и со средним содержанием геленой воды - 25%, вводят насыщенный рассол (водный раствор хлорида натрия), величина рН которого составляет 2,6, а показате;)ь жесткости (выраженный в пересчете и содержание ионов кальция) приблизительно равен 20 вес. и. на 1.000.000 вес. ч. раствора. Первоначально католцт содержит 36%-цый раствор гцдрата окисц натрия. После начала процесса п 13 цток 30 ды в кзтолитц 3 О кя мс эу ОсуцестВля 10 т тОль)со через мсмб)ацу.Плотность анод:Ого тока составляет - 0,15 а/см-, температуру В электролцзере поддерживают в пределах от 85 до 95 С, при)ех 131 сход поток хлорцд 1, пОдав)емого В анодцое прострацстцо элсктролизсра, составляет 1 мл/а зпн, После достижения равновесия в элсктролизере цроцссс ведут в течение мног:х дней. Выход по току составляет 59% п,)",1 коцс;)т 1 ации каусти)еской соды - 46,5%. 31)см иИца 10 т 31 одить и рассол ц,)В;и:1 ь)ц кц лый росфат ца;рия и кол;честно 0,02,"/л (20 вс . ч. Па 1.000.000 вес. ч. раствора). В течение 8 и выход по току повышается до 70% 5 п 13 и той же коццент 13 ациц каустцССКОЙ сОды.Через семь;Пей выход по току ности:ает 76 о.Прц демонтаже электролцзсра установлено,что мембрана покрыта гслеооразиым слоем (содержац)цм в основном оедццецце 10 Сз (Р 04) з), легко удаляемы) промывкой р азбавлеццым раствором соля;ой кислоты. В случае, ес,ц) процесс ведут без дооавки фосфора, мембрана покрывается и пропитывается кристаллическим осадком, препятствующим нор мальному проведению процесса, вызывающимзабивание и разрушение мембраны. 1 акую мембрану невозможно восстановить до первоначального состояния; невозможно также восстановить ее первоначальные свойства даже 20 после длительного промывания кислым) растворами.Эксперимент повторяют три раза с использованием первичного кислого фосфата натрия, вторичного кислого фосфата натрия и фосфа та натрия (200 вес. ч. на 1.000.000 вес. ч, раствора) с получением результатов, аналогичных случаю с первичным кислым фосфатом натрия. Формула изобретения30 Способ электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с ионообменной диафрагмой, отличающийся тем, что, с це;)ью предотвращения забивания мембраны нерастворимыми соединениями полив алентных 35 металлов, например кальция ил: магния, снижения расхода электроэнергии ц повышения выхода по току, в )раствор хлорцда вводят соединения, содержащие фосфат-ион, например свободную фосфорсодержащую кислоту, фос фаты щелочных, щслочноземельных и переходных меаллоВ.