DE103644C

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Publication number: DE103644C
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KAISERLICHES

ItÄff PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12: Chemische Verfahren und Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1897 ab.

Die seitherigen Vorschläge, Brom als solches aus Laugen, welche Bromsalze gelöst enthalten, auf elektrolytischem Wege zu gewinnen, gehen sämmtlich von der Voraussetzung aus, dafs dies nur so möglich ist, dafs man die Anodenlauge von der Kathodenlauge mittelst eines Diaphragmas oder einer sonstigen Vorrichtung getrennt hält (vergl. die Patentschriften. Nr. 30222 und 53395, Kl. 12). ■

Man glaubt dadurch vermeiden zu müssen, dafs sich das an der Anode frei gewordene Halogen mit dem an der Kathode entstehenden Hydroxyd vermischt und zu Halogensauerstoffsalzen umsetzt.

Im Gegensatz hierzu hat sich gezeigt, dafs bei der clektrolytischen Abscheidung von Brom aus solchen Laugen, welche wie die aus dem Betriebe der Chlorkaliumfabriken (Stafsfurl) sich ergebenden zusammengesetzt sind, d. h. welche neben überwiegenden Mengen Chloriden (besonders Chlormagnesium) nur geringe Mengen Bromide (als Brommagnesium) enthalten, die Anwendung der mit sehr grofsen Nachtheilen verbundenen Diaphragmen überflüssig ist.

Die zur technischen Ausbildung dieses Verfahrens angewendeten Versuchskuigen, die sogen. Endlaugen der Chlorkaliumfabriken, hatten folgende Zusammensetzung: etwa 40Volumprocent Chiormagnesium, 0,5 bis 1 pCt. Chlornatrium, 0,5 bis 1 pCt. Chlorkalium, 2 bis 4 pCt. schwefelsaure Magnesia, 0,2 bis o,:t pCt. Brom, welches sich jedenfalls als Brommagnesium vorfindet, l'ilektrolysirt man diese Lauge ohne jede Vorrichtung

zur Trennung der Kathodenlauge von der Anodenlauge, wobei man vielmehr durch zweckmäfsige Circulation letztere beiden sich vermischen lassen kann, so ist die Elektrolyse leicht so zu leiten, dafs alles Brom frei wird und auch in solchem Zustand verbleibt, ohne sich zu Bromsauerstoffsalzen umzusetzen.

Nur bei zu langer Einwirkung des elektrischen Stromes, wobei aufser den Bromiden auch die Chloride zerlegt werden, entstehen Halogensauerstoffverbindungen. Der Grund, weshalb das Brom sich nicht umsetzt, ist der, dafs als Base Magnesiumhydroxyd gebildet wird, welches an und für sich eine schwache Base, in der Lauge fast unlöslich ist und, leichter als die Lauge, deren spezifisches Gewicht 1,34 beträgt, auf letzterer sich als Schaum sammelt.

Die Zersetzung der Lauge kann demnach in ähnlichen Apparaten erfolgen, wie sie seither zur Darstellung von Bleichflüssigkeiten in Anwendung sind. Während bei letzteren jedoch eine Umsetzung zu Halogensauerstoffsalzen erfolgt, bleibt hier das Brom im freien Zustande gelöst in der Lauge.

Der an der Kathode auftretende Wasserstoff entweicht aus dem offenen Zersetzungsapparat ins Freie. Das freigemachte Chlor setzt sich zum gröfsten Theil mit dem in der Lauge noch nicht zersetzten Brommagnesium unter Freiwerden von Brom zu Chlormagnesium um. Das freigemachte Brom bleibt in der Lauge gelöst und wird dann in einem besonderen Destillationsapparat durch Destillation gewonnen

iz. Auflage, ausgegeben am is. Oktobe

Claims

oder kann auf irgend eine andere Weise, z. B. einen Luftstrom, gleichfalls in einem besonderen Apparat von der Lauge getrennt werden.

Der Zersetzungsapparat hatte folgende Einrichtung: In einem wasserdichten, offenen Holzkasten, innen 2 m lang, 0,73 m breit und 0,5 m tief, wurden Kohlenelektroden eingebaut. Die Elektrodenwände waren 70 cm breit, 25 cm. hoch und i,S cm dick. Die Wände bestanden aus einzelnen Stücken, welche dicht ohne eine andere Verbindung an einander gestellt waren. Nur dieTheile der ersten und letzten Elektrodenwand waren, unter einander elektrisch gut leitend, oben durch Metall verbunden, und es wurde die eine dieser Wände mit dem positiven, die andere mit dem negativen Pol der Elektricitätsquelle verbunden. Die einzelnen Elektrodenwände wirkten demnach nach dem Piincip des sogen. Mittelsehaltcrs, indem die eine Seite einer Kk'ktnulenwniul die Eigenschaften einer Kathode und die andere diejenigen einer Anode zeigte. Die Elektrodenwände hatten einen Abstand von 1 3 mm und waren im Interesse einer vollständigen .Circulation der Lauge allernirend an je eine Seitenwand des Kastens angelehnt, so dafs zwischen ihr und der anderen Seitenwand ein Spielraum von 3 cm blieb.

Die zu zersetzende Lauge !liefst, ihren Weg zwischen den einzelnen Elektrodenwänden hindurch nehmend, durch den Kasten zunächst in einen Behälter, in welchem sie sich vollständig klärt von dem Magnesiumhydroxydschaum, um .dann je nach Bedarl in die Destillationsgefäfse abgelassen zu werden.

Die Zersetzung erfolgt zweckmäfsig mit einer Spannung von 3 bis 3,5 Volt, so dafs, wie im Versuchsfall, bei ¹^o hinter einander geschalteten Elektrodenwänden mindestens 3X30 = 90 Volt Spannung angewendet wurden. Bei dieser Spannung betrug die Stromausbeute, bezogen auf frei gemachtes Brom, 50 pCt. der theoretischen, während sie bei Anwendung geringerer Spannung bedeutend weniger betrug. Erforderlich ist es, dieser Leistung des Stromes entsprechend, die Menge der Lauge, welche den Zersetzungsapparat durchfliefst, zu bemessen. Wenn zu viel Lauge durchfliefst, wird nicht abhängig

genügend Brom frei gemacht, beim Durchfliefsen zu geringer Laugenmengen entstehen Bromverluste durch Bildung von Bromaten.

Von der Temperatur der zu zersetzenden Lauge war der Erfolg unabhängig, da innerhalb der Grenzen von 16 bis 75⁰C. gleiche Amperestunden gleiche Mengen Brom lieferten, nämlich ι Amperestunde 1,5 g. Bei einer Lauge von 6o° C. Wärme war die Stromstärke und somit auch die Stromdichte etwa doppelt so grofs als bei Lauge von 20 ° C. Wärme. Es geht daraus hervor, dafs der Erfolg innerhalb dieser Grenzen auch von der Stromdichte unist.

Die Stromstärke betrug bei 20⁰C. 25 bis 30 Ampere und bei 6o° C. 60 bis 65 Ampere und die Elektrodenfläche 17,5 dem².

Zweckmäfsig erfolgt die Elektrolyse bei diesem Verfahren unter Anwendung von lieifser Lauge, da in diesem Falle die Wärme der nhdestillirlen Lauge benutzt werden kann, die ursprüngliche Lauge, bevor sie zur Elektrolyse gelangt, vorzuwärmen. Es wird dadurch eine wesentliche Erspariiifs an Wärme bei der Destillation erzielt.

Die Verluste an Brom durch Verdunstung sind hierbei so gering, dafs sie nicht mefsbar waren, obwohl der Siedepunkt des Broms bei etwa 61⁰C liegt. Das Verfahren ist selbstverständlich ein ununterbrochenes, indem die zu zersetzende Lauge gleichmäfsig den Zersetzungskasten unter gleichmäfsigen Spannungsund Stromverhältnissen durchfliefst. Es ist so möglich, sofort ein ziemlieh chlorfreies Product zu erzielen. Das erhaltene Brom hatte nur 0,4. pCt. Chlor.

Pa τ ε ν τ - A ν s ρ u υ c η :

Gewinnung von Brom aus Laugen von der Beschaffenheit, wie sie sich im Chlorkaliumfabrikbetriebe ergeben, d. h. welche neben geringen Mengen ßromiden im Wesentlichen nur Chloride enthalten, dadurch gekennzeichnet, dafs man dieselben ohne Anwendung von Diaphragmen und ohne jede Vorrichtung zur Trennung der Anodenlauge von der Kathodenlaug'e elektrolysirt und dann das Brom abtreibt.