Способ электролиза

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК. ПАТЕНТУ п 467511 Союз Советских Социалистических Республик1) Зависимый от патента 01 с 3/0 01 Ь 7/О 01 Ь 25/3 1 (21) 1650585/23-26 22) Заявлен 51) М(33) ФранцияОпубликовано 15,04.75. Бюллетеньасударственный комит овета Министров ССС(088,8) по делам изобретений и открытийата опубликования описания 18.07 2) Авторы изобретения Иностранцы(71) Заявител СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛ Изобретение относится к технологии одновременного получения хлора, водорода и фосфатов щелочных металлов путем электролиза с использованием катионообменной мембраны. 5Известен способ электролиза двух растворов различного состава, разделенных в электролизере катионообменной диафрагмой и циркулирующих в индивидуальных контурах, с одновременным получением на аноде хлора из 10 хлорида щелочного металла, подаваемого в анодное пространство электролизера, на катоде водорода и карбоната щелочного металла, получаемого в катодном пространстве электролизера химическим разложением щелочи, 15 образующейся при электролизе, бикарбонатом, подаваемым принудительно в католит.Для получения концентрированных растворов фосфатов щелочных металлов предлагается химическое разложение щелочи в катодном 20 пространстве электролизера вести раствором фосфорной кислоты или первичного фосфата щелочного металла и электролиз осуществлять с использованием пористого анода, имеющего активное покрытие на стороне, противо положной от диафрагмы.Фосфорную кислоту, получаемую, например, при обработке природных фосфатов мокрым, -,;е 4;ттктнт го-библиотека мЫт., -методом, подают в катодное пространство электролизера в виде концентрированного раствора. Продукты, образующиеся при электролизе и в результате химического разложения щелочи фосфорной кислотой, непрерывно удаляются из электролизера.Катионообменную мембрану выполняют из полимеров, обладающих хорошей стойкостью к хлору и щелочным агентам, в частности из числа исчерпывающе фторированных полимеров. Использование пористого анода с активным покрытием на стороне, противоположной от мембраны, предотвращает контакт хлора с диафрагмой и позволяет получать хлор высокой чистоты,Анод выполняют из металлического перфорированного листа с мельчайшими отверстиями. В качестве материала используют титан, тантал, цирконий, ниобий или их сплавы. Одна сторона анода имеет активное покрытие из платины, иридия, палладия, рутения, осмия, родня, их сплавов или их окисей. Металлический катод также может быть перфорированным.На чертеже показана технологическая схема для реализации описываемого способа.Рассол, содержащий рециркулируемую соль и некоторое количество свежей соли, непреХлористый натрийКарбонат натрияСульфат натрияСа+Мд+ 304 0,37 1,5 0,4 Параллельно при помощи насоса в катодное пространство электролизера подают техническую фосфорную кислоту, получаемую при обработке природного фосфата мокрым способом и содержащую (в г/л): Р 20Н,БО 431 ОгМдО и СаОА 10 э и ГеОзСгУ 310 10 0,5 8 9 0,15 0,15После 1000 ч работы электролизера его режим следующий:Температура электролизе - 65ра, СПлотность тока на мембра,13не, Л/смНапряжение на электроли- Менее 4зере, ВСтепень рециркуляции анолита, %Загрязненность анолита Меньше10 частейфосфорана 10 рывно подают в электролизер 1 в пространство между катионообменной мембраной 2 ч пористым анодом 3. Хлор вместе с неразложившимся при электролизе хлоридом щелочного металла удаляется из электролизера. Рассол после обесхлориваия в аппаратах 4 и 5 и донасыщения в аппарате 6 рецнркулируют на электролиз, Фосфорная кислота непрерывно поступает в катодное пространство электролизера, в котором находится никелевый перфорированный катод 7. Благодаря циркуляции водород, концентрированный раствор фосфатов щелочных металлов и осадок фосфатов металлов с низкой валентностью непрерывно удаляется из электролизера в аппарат 8 для обезгаживания, Осадок фосфатов металлов с низкой валентностью отфильтровывают на фильтре 9. Фосфаты щелочных металлов получают в виде концентрированного раствора.П,р и м е р 1. В электролизер, работающий при нагрузке 5 А и плотности тока 0,12 Л/см" мембраны, снабженный перфорированным никелевым катодом и перфорированным титановым анодом, покрытым платиной только с одной стороны, а также мембраной из политетрафторэтилена с сульфогруппами, вводят в условиях непрерывной циркуляции между анодом и мембраной промышленный рассол следующего состава (в г/л):Полученные продукты содержат:газообразная смесь из анодного пространства (в % ):Хлор 995 СО 0,502 0,5Н 2 Менее 0,02;газообразная смесь из катодного пространства чистый Н;10 жидкая смесь, выходящая из того же пространства после фильтрования, 270 г/л Р 20 д,соотношение между натрием и фосфором1,66, что соответствует продукту, применяемому для триполифосфата натрия;15 СаО и МрО 0,12 г на 100 г РгО,МаС менее 0,5% в РрОз.П р и ме р 2, В электролизер, описываемыйв примере 1, вводят в анодное пространствомежду анодом и мембраной промышленный20 рассол того же состава, что и в примере 1.В катодное пространство подают чистую фосфорную кислоту, содержащую 240 г/л РО.После 1000 ч работы электролизера его режим следующий:25 Температура электролизера, СПлотность тока на мембране, А/смСтепень рециркуляции анолита, % 0,13 30 Содержание примесей в ано- Менеелите 10 частейфосфорана 10 35 При этом получают первичный фосфат натрия однородного качества, содержащий220 г/л Р 20 з с соотношением между натриеми фосфором, равным 1,25, и менее 0,2% (повесу) хлористого натрия. Водород, поступаю щий из катодного пространства электролизера, является чистым.Газы, выделяющиеся в анодном пространстве, имеют следующий состав (в %);Хлор 99 45 0,5О 2 0,5Менее 0,02 П р и м е р 3. В электролизер, описываемыйв примере 1, при использовании того же промышленного рассола в катодное пространство вводят раствор первичного фосфата натрия, содержащий 240 г/л Р 20 б. При этом получают фосфаты натрия с соотношением между натрием и фосфором, равным 1,66, и содержанием РО 210 г/л.Средний состав газов идентичен приведенному в примере 2.Характеристики работы электролизера сле дующие;Температура, С 60Напряжение на электролизере, В Менее 4Степень рециркуляции65 анолита, % 7065 П р и м е р 4. В анодное пространство того же электролизера под давлением непрерывно подают раствор хлористого калия с концентрацией 340 г/л; техническую фосфорную кислоту вводят в катодное пространство (концентрация кислоты 300 г/л РгОь), При этом получают фосфат калия с соотношением между калием и фосфором, равным 1, в виде водного раствора с концентрацией 280 г/л. Образующиеся газы имеют тот же состав, что и в примере 1.Характеристики работы электролизера следующие;Температура, С 60 Напряжение на электролизере, В Менее 4П р и м е р 5. В тот же электролизер в анодное пространство подают чистый непрерывно насыщаемый раствор хлористого натрия. Концентрацию анолита поддерживают близкой к 310 г/л ИаС 1. В катодное пространство вводят чистую фосфорную кислоту, содержащую 300 г/л РО.Характеристики работы электролизера следующие:Температура, СНапряжение на электролизере, В Менее 4 При этом получают фосфат с соотношением между натрием и фосфором, равным 1,66, содержащий 300 г/л РО. Степень чистоты продуктов идентична степени чистоты, приведенной в,предыдущих примерах. Предмет изобретенияСпособ электролиза двух растворов различ О ного состава, разделенных в электролизерекатионообменной диафрагмой и циркулирующих в индивидуальных контурах, с одновременным получением на аноде хлора из хлорида щелочного металла, подаваемого в анод ное пространство электролизера, на катоде водорода и соединения щелочного металла, получаемого в катодном пространстве электролизера химическим разложением щелочи, образующейся при элвктролизе, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения концентрированных растворов фосфатов щелочных металлов, химическое разложение щелочи в катодном пространстве электролизера ведут раствором фосфорной кислоты или пер вичного фосфата щелочного металла, электролиз ведут с использованием пористого анода, имеющего активное покрытие на стороне, противоположной от диафрагмы.ставитель Ф. ЛьвовичТехред Е. Подурушина ипография, пр. Сапунова,Гедактор Н. Корчен а к аз 1672/19ЦНИИП Изд.1359Государственного комитетапо делам изобретений и Москва, Ж, Раушская Тираж 782овета Министоткрытийаб., д. 45 Корректор Н. Аук ПодписноСССР