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Verfahren zur Natriumsulfatelektrolyse.
Die Elektrolyse von Alkalisulfatlösung, die gegenüber der Alkalichloridelektrolyse den Unterschied aufweist, dass neben Alkalilauge gleichzeitig Schwefelsäure gebildet wird, die im Anolyten verbleibt, ist dadurch erschwert, dass die Elektrolysenprodukte sich wieder zu vereinigen trachten. Selbst wenn man ein Diaphragma verwendet, sind die Stromausbeuten nicht befriedigend.
Während bei Erreichung einer nur 5%igen H2S04-Lösung Stromausbeuten bis zu 60% erreicht werden, sinkt diese Zahl auf 20% beim Hinarbeiten auf eine 20% ige HSO-Lösung. Die Verwendung einer Quecksilberkathode, die bereits vorgeschlagen wurde, vermag dieses Verhältnis nicht wesentlich zu verbessern.
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lösung im Zwischenraum den beiden Diaphragmen zugeführt wurde und von dort durch die Diaphragmen, u. zw. sowohl gegen die Anode wie auch gegen die Kathode strömt.
Im Interesse einer hohen Stromausbeute war es jedoch bei diesem Verfahren erforderlich, die Strömungsgeschwindigkeit so hoch zu halten, dass in den beiden Elektrodenräumen nur geringe Konzentrationen (maximal 200 g/l H2S04 bzw. 100 NaOH) erreicht werden.
Eine eingehende Untersuchung der die Stromausbeute bedingenden Verhältnisse hat nun ergeben, dass die zu erreichende Schwefelsäurekonzentration in der Anodenflüssigkeit in ganz überwiegendem Masse von der Dichtigkeit des angewendeten Diaphragmas abhängt. Je dichter das Diaphragma ist, um so geringere Strömungsgeschwindigkeiten sind erforderlich, um die bei der Elektrolyse gebildeten Wasserstoffionen im Anodenraum zurückzuhalten. Im einzelnen hat sich auf Grund von Versuchen die Anweisung ergeben, bei der Elektrolyse von Natriumsulfatlösung mit einer Queck-
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der im Handel üblichen Konzentration von hoher Reinheit, und gleichzeitig auch eine Anodenflüssigkeit mit bis zu 400 g H2S04 im Liter, die für viele Zwecke, z. B. für die Kunstseideherstellung, unmittelbar verwendbar ist, zu erhalten.
Es gelingt somit, die bisher aufgewendeten sehr erheblichen Kosten für Eindampfung und Kühlung der Anodenflüssigkeit zwecks Abtrennung der Schwefelsäure vom Sulfat zu ersparen.
Als Diaphragmenbaustoffe, die den gekennzeichneten Forderungen entsprechen, kommen sowohl
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weise die geforderte Dichtigkeit aufweisen.
Erfindungsgemäss besteht die Vorrichtung zur Elektrolyse von Natriumsulfat im wesentlichen aus der in einem nichtleitenden Gefäss am Boden desselben untergebrachten Quecksilberkathode, dem darüber angeordneten Diaphragma und einer über dem letzteren angeordneten Anode aus Blei oder einer beständigen Bleilegierung.
Da die Bildung von Wasserstoff auch an einer Quecksilberkathode nie völlig vermieden wird, lässt man das Diaphragma zweckmässig mit einem kleinen Winkel von der horizontalen Richtung abweichen, so dass die geringen Wasserstoffmengen, die an der Kathode
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sich auf der Quecksilberoberfläche aus, und wandert durch das Diaphragma unter einem kleinen hydrostatischen Druck in den Anodenraum, von wo sie als schwefelsaure Anodenflüssigkeit abläuft.
Bei sehr langsamem Durchsatz der Sulfatlösung bzw. bei grosser Strombelastung kann es zweckmässig sein, die Sulfatlösung des Kathodenraumes zur Vermeidung einer übermässigen Verarmung an Sulfat zirkulieren zu lassen und ihr ausserhalb der Zelle neues Sulfat zuzuführen.
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beträgt 8 I/Std.
Man erhält eine Anodenflüssigkeit mit einem Schwefelsäuregehalt von 28 Gewichtsprozent H2S04, die kathodische Stromausbeute ist 95%.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Natriumsulfatelektrolyse nach dem Amalgamverfahren unter Verwendung
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