Электролизер для получения щелочей высокой чистоты Советский патент 1977 года по МПК C25B11/18 C25B1/16 

Известно получение и рафинирование металлов и их соединений, в частности щелочей, методом электролиза с получением амальгам и последующим их разложением.

Известны также электролизеры для рафииирозания металлов, состоящие из нескольких электролитических ячеек, соединенных между собой биполярными ама.тьгамными электродами, однако в них не достигается высокого рафинировочного эффекта и не совмещены рафинирование и разложение амальгамы.

Предлагаемый электролизер для получения щелочей высокой чистоты отличается от известных тем, что в нем применены пленочные биполярные электроды, расположенные друг над другом, верхний из которых снабжен графитовой иасадкой. Благодаря такой конструкции достигается высокий рафинировочный эффект и совмещаются рафинирование и разложение амальгамы.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого электролизера.

Амальгама натрия, поступающая в нижнюю часть / электролизера, с помощью контактов 2 электрически связана с положительным полюсом источника постоянпого тока. Над амальгамой натрия расположены друг над другом пленочные амальгамные биполярные электроды 3, количество которых соответствует числу ступеней рафинирования. Опорои для этих электродов служит соответствующая диафрагмеппая ткань. На последнем электроде находится графитовая насадка 4, на которой происходит процесс разложения

амальгамы натрия. Одновременно графитовая насадка может быть использована в качестве контакта 5 для нодключения отрицательного полюса источника постоянного тока. Промежутки 6 между электродами заполнены раствором едкого натра, который является рафинировочным электролитом.

Если на электродах имеется амальгама натрия, то при подключении постоянного тока к электролизеру начнется рафинирование патрия. Натрий будет ионизироваться на амальгаме натрия нижней части 1 электролизера, разряжаться на нижней стороне первого электрода, которая является амальгамным катодом, диффундировать через слой ртути, ионизироваться на верхней части электрода - амальгамном аноде и т. д. На верхнем электроде будет идти процесс разложения амальгамы натрия на графитовой насадке подаваемой чистой водой с образованием чистой щелочи и водорода.

В связи с тем, что катодный выход по току на каждом электроде равен 100%, что связано с самопроизвольным процессом разложения амальгамы натрия, необходимо какимто образом компенсировать разницу в анод ном и катодном выходах но току во избежание окисления ртути на анодной стороне биполярного электрода. Кроме того, в нроцессе работы электролизера будет иметь место постепенное загрязнение амальгамы натрия и рафинировочного электролита примесями различных металлов. Компенсация разностей выходов по току и обновление амальгамы натрия на более чистую осундествляется следующим образом. В верхнюю часть электролизера, где происходит разложение амальгамы натрия, нодается чистая .ртуть, а амальгама натрия в количестве, соответствующем объему подаваемой ртути, через перелив 7 поступает на соседний нижний электрод и т. д., как это показано на схеме. Таким образом, амальгама натрия, поступающая с верхних электродов на нижние, компенсирует то количество натрия, которое разложилось вследствие самопроизвольного разлол ения амальгамы натрия и одновременно обновляет амальгаму электрода на более чистую. При этом количество амальгамы натрия, поступающей с верхнего электрода, должно быть достаточным для компенсации разностей выходов по току на всех электродах. С последнего электрода амальгама натрия поступает либо на зстановку очистки ртути, либо смещивается с амальгамой натрия, поступающей из электролизера, а оттуда слабая амальгама натрия в тех же количествах отбирается на установку очистки ртути. Часть чистого едкого натра, получаемого 3 верхнем отделении электролизера, по переливу 7 тоже поступает под последний электрод. Туда же подается чистая вода для разбавления поступающего едкого натра до необходимой концентрации. Электролит после последовательного прохождения всех пространств между электродами выводится по щтуцеру 8 из нижней части в виде едкого натра пониженного качества. Во избежание образования водородом, выделяющимся вследствие самонроизвольиого разложения амальгамы натрия, газовых подущек под электродами необходимы газоотводы 9. Таким образом, тонкий слой ртути, на котором происходит рафинирование натрия, работает как амальгамный биполярный электрод, нижняя часть является катодом, а верхняя - анодом. Исследования показали, что при толщине пленки электрода в 5 мм можно вести процесс при плотности тока 8- 10 ка/м. Формула изобретения Электролизер для получения щелочей высокой чистоты рафинированием металлов, состоящий из рафинировочных ячеек, образованных биполярными электродами, отличающийся тем, что, с целью достижения высокого рафинировочного эффекта и совмещения рафинирования и разложения амальгамы, в электролизере применены пленочные биполярные электроды, расположенные друг над другом, верхний из которых снабжен графитовой насадкой. 1