DE4326539A1 - Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und Peroxodisulfaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und PeroxodisulfatenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Ammoniak, Alkalilaugen und Peroxodisulfaten aus neutralen
Ammonium- oder alkalisulfathaltigen Lösungen in einer durch eine
Kationenaustauschermembran zweigeteilten Elektrolysezelle durch
Oxidation der Sulfatlösungen an der Anode in Gegenwart von Thio
cyanaten, Rhodanwasserstoffsäure, Dirhodan und organischen Stick
stoff-Kohlenstoff-Schwefelgruppen-haltigen Verbindungen und/oder
stickstoffhaltigen Heteroaromaten, wobei die Ammonium- oder
Alkalikationen mit hohen Stromausbeuten in den Kathodenraum über
führt werden und Ammoniak oder Alkalilaugen bilden.
Bei der Herstellung von Peroxodisulfaten sind Sulfatgehalte von
250 g/l erforderlich, um Stromausbeuten von < 50% zu erreichen,
wodurch maximal 70% des eingesetzten Sulfates umgesetzt werden
können. Die anodische Oxidation der Sulfate zu Peroxosulfaten
kann nur an glatten Platinelektroden und nicht an Metalloxidelek
troden mit wirtschaftlichen Stromausbeuten durchgeführt werden.
In verdünnten Natriumsulfatlösungen von 20 Gew.-% werden Peroxo
sulfate je nach Temperatur auch an Platinanoden nur mit Stromaus
beuten von 5% erhalten. Eine Ausnahme bilden verdünnte Kalium-
und Ammoniumsulfatlösungen, in denen Peroxidsulfate mit Stromaus
beuten bis zu 18% erzeugt werden können. In der chemischen
Industrie bestehen die meisten Abwässer in der Regel aus verdünn
ten Natriumsulfatlösungen oder sind schwefelsäurehaltig, so daß
es bisher nicht möglich war Peroxosulfate mit hohen Stromaus
beuten und gleichzeitig Alkalilaugen oder Ammoniak zu erzeugen
und dadurch Sulfatlösungen oder Abwässer kostengünstig aufzuar
beiten. Die Elektrolyse von sauren Lösungen oder Abwässern führt
durch die Hydroniumionenwanderung in der Kationenaustauschermem
bran zu niedrigen Stromausbeuten für die Alkali- und Ammonium
ionenübertragung und wird damit unwirtschaftlich. Bei der Elek
trolyse von neutralen Natriumsulfatlösungen, deren Wirtschaft
lichkeit hohe Stromausbeuten für die Ammonium- oder Alkaliüber
tragung erfordert, können, bedingt durch die niedrigen Tem
peraturen von +35°C für die Peroxodisulfatbildung nur max.
20gew.-%ige Natriumsulfatlösungen eingesetzt werden. Hierdurch
sinken die Stromausbeuten für die Peroxodisulfatbildung unter
5%, da der Sulfatgehalt nicht ausreichend ist. Zusätze an den
bekannten potentialerhöhenden Substanzen wie Fluorwasserstoff
säure, Salzsäure, Thioharnstoff, Cyaniden und Rhodaniden, die
in Konzentrationen von 1500 ppm in der Sulfatlösung verwendet
werden; ergeben keine ausreichenden Stromausbeuten und bedingen
erhebliche Korrosionsprobleme an den Anoden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Ammoniak oder Alkali
laugen und Peroxodisulfate aus niedrig konzentrierten Sulfat
lösungen mit hohen Stromausbeuten und geringem Energieaufwand
kostengünstig zu erzeugen und damit auch hoch konzentrierte
Sulfatlösungen weitgehend umsetzen zu können, so daß der Rest
sulfatgehalt in der Peroxodisulfatlösung nach der direkten elek
trochemischen Umsetzung möglichst gering ist.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die
Ammonium- oder Alkalisulfate im Anodenraum einer durch eine
Kationenaustauschermembran zweigeteilten Elektrolysezelle mit
einer glatten Platinanode, die eine hohe Sauerstoffüberspannung
aufweist, elektrolysiert und die Elektrolyse der sulfathaltigen
Lösungen oder Abwässer in Gegenwart von Thiocyanaten und/oder
Rhodanwasserstoffsäure und/oder Dirhodan und Thioamiden und/oder
Thioaldehyden und/oder Thiocarbonsäuren und/oder Thiocarbonsäure
estern und/oder Thioalkanolen und/oder Thioketalen und/oder
Dithioverbindungen und/oder stickstoffhaltigen Heteroaromaten
durchführt.
Als Anodenmaterialien mit hoher Sauerstoffüberspannung kommen
vorzugsweise glattes Platin auf Trägermaterialien aus Titan,
Niob oder Tantal oder Platin auf Trägern aus Legierungen dieser
Metalle in Betracht. Besonders bevorzugt ist glattes Platinblech
auf Tantal oder Niob-Tantal-Legierungen.
Zur Bildung von Peroxosulfaten mit wirtschaftlichen Stromausbeu
ten bei niedrigen Sulfatgehalten von < 20% bei der Verwendung
von sulfathaltigen Lösungen und Abwässern sind Inhibitor-Kombina
tionen bestehend aus Thiocyanaten und/oder Rhodanwasserstoffsäure
und/oder Dirhodan mit den in Anspruch 1 beanspruchten erfindungs
gemäßen Zusätzen unbedingt erforderlich.
Die Thiocyanate werden in Form ihrer Kalium-, Natrium- oder
Ammoniumsalze verwendet, während die Rhodanwasserstoffsäure als
wäßrige Lösung eingesetzt wird.
Als Thioamide können Thioformamid, Thioharnstoff und Thiosemi
carbazid verwendet werden.
Geeignete Thioaldehyde sind solche, die man aus Aldehyden und
Schwefelwasserstoff herstellt.
Als Thiocarbonsäuren, Thiocarbonsäureesther, Thioalkanole oder
Thioketale sind bevorzugt aliphatische C₁ bis C₄-Verbindungen
geeignet, während man als Dithioverbindungen Thiokohlensäure
und/oder Dimercaproalkanole verwendet.
Vorteilhafte organische Thioverbindungen sind die Abkömmlinge der
Thiokohlensäure wie z. B. Thioharnstoff, Thiosemicarbazid, Thio
carbohydrazid, Bis-thioharnstoff, Thiosemicarbazon, Dithizon und
S-Alkyl-isothiuroniumsalze, wobei sich Thiosemicarbazid als be
sonders geeignet erwiesen hat.
Neben diesen Verbindungen können Thioglykole, Thiomorpholin, Thio
ether, Thiocyansäure, Thiocyansäureester, Thiocarbonsäureester
und Rhodanin eingesetzt werden.
Als stickstoffhaltige Heteroaromate sind z. B. Pyridin und/oder
Derivate des Pyridins und/oder kondensierte Ringsysteme des
Pyridins und/oder Pyrimidin und/oder Pyrimidinderivate und/oder
Pyridazinderivate und/oder Pyrazin und/oder Pyrazinderivate
und/oder Pyrazon und/oder Pyrazonderivate geeignet. Bevorzugt
kommen die benzolkondensierten Ringsysteme des Pyridins, oder
ihre Abkömmlinge, wie z. B. Chinolin, Isochinolin, 1,2-Dihydro
chinolin, Chinolin-8-Sulfonsäure, Aminochinoline, 3-Chlorchino
lin, Chinolinsäure und Hydrochinoline in Betracht.
Weiterhin sind chlorierte Derivate des Pyridins und/oder Chino
lins und/oder Pyrimidins und/oder Pyridazins und/oder Pyrazins
und/oder Pyrazons in Kombination mit Thiocyanaten und/oder
Dirhodan und/oder anderen organischen Thioverbindungen verwend
bar, wobei man den Sulfatlösungen zusätzlich geringe Mengen an
Chloriden zusetzen kann.
Zum Schutz der Anode und zur Verminderung der Korrosion des
Platins verwendet man die chlorierten Derivate des Pyridins
und/oder Pyrimidins und/oder Pyridazins und/oder Pyrazins
und/oder Pyrazons in Kombination mit Hexamethylentetramin und
Thiocyanaten und/oder Rhodanwasserstoffsäure und/oder Dirhodan.
Das Hexamethylentetramin kann auch in Kombination mit allen
anderen beanspruchten Inhibitorzusätzen verwendet werden, da es
zu einer Verminderung der Platinverluste führt.
Die Konzentration an Thiocyanaten und/oder Rhodanwasserstoffsäure
und/oder Dirhodan in der Sulfatlösung oder im Abwasser kann 0,5
bis 2000 ppm, vorzugsweise 50 bis 800 ppm betragen. Zur Stabili
sierung der Stromausbeute kann diese Konzentration während der
Elektrolyse kontinuierlich durch Thiocyanate und/oder Rhodan
wasserstoffsäure und/oder Dirhodan ergänzt werden.
Der Zusatz an Stickstoff-Kohlenstoff-Schwefelgruppen-haltigen
organischen Verbindungen und/oder stickstoffhaltigen Heteroaroma
ten sollte zwischen 10 und 2000 ppm, vorzugsweise 50 bis 500 ppm
liegen und während der Elektrolyse kontinuierlich ergänzt werden.
Der Ammonium- oder Alkalisulfatgehalt des Elektrolyten kann
5 bis 44 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 22 Gew.-% bei Alkalisulfaten
und 5 bis 44 Gew.-% bei Ammoniumsulfat betragen. Besonders
günstig sind Sulfatkonzentrationen zwischen 8 und 20 Gew.-% bei
Alkalisulfat- und 8 bis 40 Gew.-% bei Ammoniumsulfatlösungen.
Geeignete Kathodenmaterialien sind Elektroden, die eine niedrige
Wasserstoffüberspannung aufweisen. Es kommen mit Platinmetallen
und/oder Platinmetallmischoxiden dotiertes Titan oder Nickel oder
dotiertes Kupfer oder dotiertes metallisches Silber in Betracht.
Bevorzugt eignet sich mit Raney-Nickel beschichtetes Nickel sowie
auch mit Eisen-Nickel oder Eisen-Kobaltlegierungen beschichtetes
Eisen oder Nickel gemäß DPB 3102306. Die Wasserstoffüberspannung
der Kathoden sollte weniger als 200 mV, vorzugsweise 10 bis 80 mV
betragen, um Energiekosten zu sparen.
Zur Trennung des Anoden- und Kathodenraumes der Elektrolysezelle
werden Kationenaustauschermembranen oder Diaphragmen verwendet.
Als Kationenaustauschermembranen werden bevorzugt Polymere auf
Basis von perfluorierten Olefinen oder Copolymere aus Tetrafluor
ethylen mit ungesättigten perfluorierten Ethern oder Copolymere
aus Styrol und Divinylbenzol verwendet, die als ladungstragende
Gruppen Sulfonsäure- und Carboxylgruppen oder nur Sulfonsäure
gruppen enthalten. Kationenaustauschermembranen, die nur Sulfon
säuregruppen enthalten, sind wesentlich beständiger gegenüber
Einlagerungen und Verschmutzungen durch mehrwertige Kationen und
daher bei Verwendung sulfathaltiger Prozeß- und Abwässer bevor
zugt geeignet.
Zur Trennung des Anoden und Kathodenraumes können auch Diaphrag
men verwendet werden. Geeignete Diaphragmen sind solche aus
hydrophilierten perfluorierten und/oder perchlorierten Kunst
stoffen oder Sinterkeramik auf Basis von Aluminiumoxid und/oder
Zirkonoxid. Bevorzugt eignen sich Diaphragmen, die aus Polymeren
auf der Basis von perfluorierten Olefinen bestehen und mit
Zirkonoxid hydrophiliert sind.
Die elektrochemische Synthese der Peroxodisulfate und des
Ammoniaks bzw. der Alkalilaugen kann kontinuierlich oder im
Batchbetrieb durchgeführt werden. Beim kontinuierlichen Betrieb
werden die Elektrolysezellen als Kaskade in Reihe geschaltet.
Die elektrochemische Umsetzung der neutralen Ammonium- oder
Alkalisulfatlösungen führt man bevorzugt in der Weise durch, daß
die Elektrolysezelle als kontinuierliche Kaskade betrieben wird,
wobei die Sulfatlösung oder das sulfathaltige Abwasser die
Anodenräume über die gesamte Kaskade durchströmt. Zur Stabili
sierung der Stromausbeute werden in verschiedenen Abschnitten der
Kaskade kontinuierlich die beanspruchten Zusatzstoffe zudosiert.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn man der Sulfatlösung
oder dem sulfathaltigen Abwasser im letzten Drittel der Kaskade
keine Zusatzstoffe wie Thiocyanate, Rhodanwasserstoffsäure,
Dirhodan und organische Stickstoff-Kohlenstoff-Schwefelverbindun
gen oder Heteroaromaten zusetzt. Bei dieser Betriebsweise erhält
man reine Peroxosulfate, die keine Verunreinigungen durch Inhibi
toren enthalten. Auf der Kathodenseite verwendet man bevorzugt
verdünnte Alkalilaugen als Zulauf zur Kaskade. Neben Alkalilaugen
kann auch wäßrige Ammoniaklösung als Leitelektrolyt eingesetzt
werden. Die Zulaufkonzentrationen zur Kaskade können 0,25 bis
25 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 8 Gew.-% betragen. Als Ablaufkonzen
tration sind 5- bis 40gew.-%ige Lösungen, vorzugsweise 8- bis
30gew.-%ige Lösungen geeignet.
Die Anoden und Kathoden, an denen sich Gase entwickeln, kann man
in Form von Gasliftelektroden verwenden. Bei diesen Elektroden
werden die Auftriebskräfte genutzt, die sich im Elektrolyten
durch die Gasbeladung einstellende Dichteunterschiede gegenüber
den gasfreien Elektrolyten einstellen. Die Auftriebskräfte werden
durch konstruktive Gestaltung der Elektroden und Umlaufsysteme so
gelenkt, daß eine gerichtete Elektrolytströmung mit minimalem
Gasanteil im Elektrodenraum entsteht. Die Strömungsgeschwindig
keiten sollten 0,15 m/s und 10 m/s, vorzugsweise 2 bis 5 m/s
betragen. Besonders günstig ist dabei die Unterteilung der Elek
trodenzwischenräume in vertikale, vom Elektrolyten durchströmte
Kanäle. Auf diese Weise wird eine Minimierung des gasblasenbe
dingten Spannungsabfalls erreicht.
Die Elektrolyse der Ammonium- oder Alkalisulfatlösungen kann bei
Stromdichten von 0,3 bis 25 kA/m² durchgeführt werden. Vorzugs
weise arbeitet man bei Stromdichten von 1 bis 8 kA/m².
Die Temperatur bei der elektrochemische Synthese sollte -5 bis
45°C, vorzugsweise 10 bis +30°C betragen. Es ist aber auch mög
lich, insbesondere bei höheren Sulfatkonzentrationen die Elektro
lyse mit den beanspruchten Zusatzstoffen bei höheren Temperaturen
durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur elek
trochemischen Umsetzung von neutralen oder schwach alkalischen
Lösungen oder sulfathaltigen Abwässern, die Ammonium- oder
Alkalisulfate enthalten, zu Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten. In Gegenwart von Thiocyanaten und/oder Rhodan
wasserstoffsäure und/oder Dirhodan und Thioamiden und/oder Thio
aldehyden und/oder Thiocarbonsäuren und/oder Thiocarbonsäuree
stern und/oder Thioalkanolen und/oder Thioketalen und/oder
Dithioverbindungen und/oder stickstoffhaltigen Heteroaromaten
erhält man in verdünnten sowie in hochkonzentrierten Lösungen
hohe Stromausbeuten für die Peroxodisulfat- und Ammoniak- oder
Alkalilaugen-Bildung. Mit der beanspruchten Kombination von
Inhibitoren, die in wesentlich geringeren Konzentrationen einge
setzt werden können, ist es möglich, verdünnte neutrale Ammonium-
oder Alkalisulfatlösungen wirtschaftlich zu Ammoniak, Alkali
laugen und Peroxodisulfaten und hoch konzentrierte Lösungen weit
gehend umzusetzen, so daß die erzeugten Peroxodisulfatlösungen
nur geringe Restsulfatgehalte aufweisen.
In einer zweigeteilten Elektrolysezelle, deren Anoden- und
Kathodenraum durch eine Kationenaustauschermembran vom Typ
Neosepta CMH/2 (Tokuyama Soda) getrennt ist, wird eine Anode aus
Platinblech auf einem Tantalträger und eine Kathode aus Nickel
eingebaut.
Im Kathodenraum der Elektrolysezelle wird wäßrige 5gew.-%ige
Natronlauge eingesetzt, während im Anodenraum die folgenden
Elektrolyte getestet werden:
- 1. 15gew.-%ige wäßrige Natriumsulfatlösung
- 2. 15gew.-%ige wäßrige Natriumsulfatlösung + 500 ppm Natrium thiocyanat
- 3. 15gew.-%ige wäßrige Natriumsulfatlösung mit 500 ppm Natrium thiocyanat und 100 ppm Thioharnstoff
- 4. 15gew.-%ige wäßrige Natriumsulfatlösung mit 500 ppm Natrium thiocyanat + 100 ppm Thiosemicarbazid
- 5. 11gew.-%ige wäßrige Kaliumsulfatlösung
- 6. 11gew.-%ige wäßrige Kaliumsulfatlösung mit 500 ppm Kalium thiocyanat
- 7. 11gew.-%ige wäßrige Kaliumsulfatlösung mit 500 ppm Kalium thiocyanat und 100 ppm Thioharnstoff
- 8. 15gew.-%ige Ammoniumsulfatlösung
- 9. 15gew.-%ige Ammoniumsulfatlösung mit 500 ppm Ammoniumthio cyanat
- 10. 15gew.-%ige Ammoniumsulfatlösung + 500 ppm Ammoniumthiocyanat + 100 ppm Thioharnstoff
- 11. 15gew.-%ige Ammoniumsulfatlösung mit 500 ppm Thiocyanat und 100 ppm Thiosemicarbazid.
Die Elektrolyse der Elektrolyte wird unter den folgenden Prozeß
bedingungen durchgeführt:
- Temperatur | |
+28 bis 30°C | |
- anodische Stromdichte | 5 kA/m² |
- Stromangebot | 30 Ah/l |
- Strömungsgeschwindigkeit an der Anode | 1,2 m/s |
Nach der Elektrolyse wurden in den einzelnen Elektrolyten die
aufgeführten Gehalte an S₂O₈⁻⁻ und Stromausbeuten ermittelt:
Aus den Ergebnissen wird deutlich, daß ohne Zusätze bei der Elek
trolyse verdünnter, neutraler Natriumsulfatlösungen kaum Peroxo
verbindungen entstehen (Versuch 1), während in Ammonium- und
Kaliumsulfatlösungen Peroxoverbindungen mit Stromausbeuten von
20% erhalten werden (Versuche 5 und 8). Die Zusätze von Thio
cyanat führen zu einer Erhöhung der Stromausbeute in der Natrium
sulfatlösung auf 30% (Versuch 2) in der Kaliumsulfatlösung auf
33% (Versuch 6) und in der Ammoniumsulfatlösung auf 32% (Ver
such 9), während der gleichzeitige Zusatz von Thioharnstoff oder
Thiosemicarbazid Stromausbeuten von 50% für die S₂O₈⁻⁻-Bildung
ergibt (Versuche 3, 4, 7, 10 und 11).
Verwendet man an Stelle einer Platinanode Elektroden aus Zinn
dioxid, Bleidioxid und Mangandioxid erhält man ohne Zusätze zu
den Elektrolyten sowie mit den in den Versuchen 2, 3, 4, 6, 7, 9,
10 und 11 aufgeführten Zusätzen Stromausbeuten für die S₂O₈⁻⁻-
Bildung, die deutlich unter 1% liegen.
Dieses Beispiel zeigt, daß Peroxoverbindungen nur an glatten
Platinanoden und nicht an Metalloxidelektroden bei Abwesenheit
und in Gegenwart von Kohlenstoff-Stickstoff-Schwefelgruppen-
haltigen Verbindungen mit technisch interessanten Stromausbeuten
gebildet werden.
In einer Elektrolysezelle wie in Beispiel 1 wird in den Anoden
raum 43gew.-%ige Ammoniumsulfatlösung eingesetzt, während als
Leitelektrolyt im Kathodenraum wäßrige 5gew.-%ige Natronlauge
verwendet wird. Der pH-Wert Lösung beträgt etwa 6.
Die Elektrolyse wird bei einer Zellspannung von 4,1 V und einer
Stromdichte von 5 kA/m² Anodenfläche durchgeführt. Im Anodenraum
beträgt die Strömungsgeschwindigkeit 1,2 m/s. Die Temperatur wird
zwischen +28 und +30°C gehalten. Während der Elektrolyse werden
der Sulfatlösung nach unterschiedlichen Stromangeboten Proben
entnommen und die Stromausbeuten für die Peroxosulfatbildung und
Ammoniakübertragung bestimmt.
In Abhängigkeit vom Stromangebot werden folgende Stromausbeuten
für die Peroxodisulfatbildung und Ammoniumionenübertragnng erhal
ten.
Setzt man der Ammoniumsulfatlösung bei der Oxidation zusätzlich
135 ppm Ammoniumthiocyanat zu, erhält man folgende Ergebnisse.
Elektrolysiert man die Ammoniumsulfatlösung mit einem Zusatz an
135 ppm Natriumthiocyanat und 100 ppm Thiosemicarbazid, werden
folgende Resultate erhalten.
Das Beispiel zeigt, daß der gleichzeitige Zusatz von Thiocyanat
und Thiosemicarbazid zu einer wesentlichen Verbesserung der
Stromausbeuten bei der elektrochemischen Oxidation führt. Senkt
man die Temperatur auf +20 bis +21°C ab, dann erhöhen sich die
Stromausbeuten für die Peroxodisulfatgewinnung um 5 bis 8%,
während die Stromausbeute für die Ammoniumübertragung um 2 bis
3% sinkt.
In einer Elektrolysezelle wie in Beispiel 1 wird 20gew.-%ige
Natriumsulfatlösung im Anodenraum eingesetzt.
Im Kathodenraum wird wäßrige 5gew.-%ige Natronlauge als Leit
elektrolyt verwendet. Die Elektrolyse wird bei einem pH-Wert von
6,2, einer Stromdichte von 5 kA/m² und einer Zellspannung von
4,08 V und einer Temperatur von +28 und +30°C durchgeführt.
Es werden folgende Resultate erhalten.
Elektrolysiert man die Natriumsulfatlösung mit einem Zusatz von
500 ppm Natriumthiocyanat in der Elektrolysezelle, so erhält man
in Abhängigkeit vom Stromangebot folgende Ergebnisse.
Aus dem Beispiel wird deutlich, daß der Zusatz von Thiocyanat die
Stromausbeute deutlich erhöht.
Setzt man der Sulfatlösung zusätzlich 200 ppm Thiosemicarbazid
zu, so ergeben sich folgende Veränderungen in den Stromausbeuten.
Hierbei zeigt sich, daß die Stromausbeute für die S₂O₈⁻⁻-Bildung
fast verdoppelt und für den Na⁺-Übertrag zusätzlich erhöht wird.
Steigert man die Strömungsgeschwindigkeit auf 4,3 m/s an der
Anode, so ändern sich die Ergebnisse wie folgt.
Bei einer Absenkung der Temperatur auf +15 bis +18°C ergibt
sich eine Steigerung der Stromausbeute für die Peroxodisulfatbil
dung von 5 bis 6%, während die Stromausbeute für die Natrium
übertragung um 4 bis 5% absinkt.
Claims (17)
1. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten aus Ammonium- oder alkalisulfathaltigen
Elektrolyten durch Elektrolyse der Ammonium- oder Alkali
sulfate im Anodenraum einer durch eine Kationenaustauscher
membran zweigeteilten Elektrolysezelle mit einer glatten
Platinanode, die eine hohe Sauerstoffüberspannung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß man sulfathaltige Lösungen oder
Abwässer in Gegenwart von Thiocyanaten und/oder Rhodanwasser
stoffsäure und/oder Dirhodan und Thioamiden und/oder Thio
aldehyden und/oder Thiocarbonsäuren und/oder Thiocarbonsäure
estern und/oder Thioalkanolen und/oder Thioketalen und/oder
Dithioverbindungen und/oder stickstoffhaltigen Heteroaromaten
elektrolysiert.
2. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Anodenmaterial glattes Platinblech auf Titan und/oder
Niob und/oder Tantal verwendet wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß man neutrale sulfathaltige Lösungen oder Abwässer
bei Temperaturen bis zu +45°C elektrolysiert.
4. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß man 5- bis 44gew.-%ige ammonium- oder alkalisulfat
haltige Lösungen oder Abwässer elektrolysiert.
5. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß man als Thioamide Thiosemicarbazid und/oder Thio
formamid und/oder Thioharnstoff verwendet.
6. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß man als Thioaldehyde Verbindungen aus Aldehyden und
Schwefelwasserstoff verwendet.
7. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß man als Thiocarbonsäuren, Thiocarbonsäureestern,
Thioalkanolen oder Thioketalen aliphatische C₁ bis C₄-Ver
bindungen verwendet.
8. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß man als Dithioverbindungen Thiokohlensäuren und/oder
Dimercaproalkanole verwendet.
9. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen
und Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß man als stickstoffhaltige Heteroaromate Pyridin
und/oder Derivate des Pyridins und/oder Chinolin und/oder
Derivate des Chinolins und/oder kondensierte Ringsysteme
des Pyridins und/oder Pyrimidin und/oder Pyrimidinderivate
und/oder Pyridazin und/oder Pyridazinderivate und/oder
Pyrazon und/oder Pyrazonderivate und/oder Pyrazin und/oder
Pyrazinderivate verwendet.
10. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß man die sulfathaltigen Lösungen oder Abwässer in
Gegenwart von Natrium- und/oder Kalium- und/oder Ammonium
thiocyanat und/oder Rhodanwasserstoffsäure und Thiosemicarba
zid und/oder Thioformamid und/oder Thioharnstoff elektroly
siert.
11. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Konzentration an Thiocyanat und/oder Rhodan
wasserstoffsäure und/oder Dirhodan in den sulfathaltigen
Lösungen oder Abwässern 3 bis 2000 ppm, vorzugsweise 100 bis
800 ppm beträgt und während der Elektrolyse kontinuierlich
ergänzt wird.
12. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Anteil der in den Ansprüchen 1 und 5 bis 10 bean
spruchten Zusatzstoffe 10 bis 1000 ppm, vorzugsweise 50 bis
500 ppm, neben dem Gehalt an Thiocyanat und/oder Rhodan
wasserstoffsäure und/oder Dirhodan beträgt und während der
Elektrolyse kontinuierlich ergänzt wird.
13. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Kathodenraum der Elektrolysezelle oder
der Elektrolysezellenkaskade wäßrige 0,25- bis 25gew.-%ige
Ammoniaklösung oder Alkalilauge als Leitelektrolyt zugeführt
wird.
14. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Ablaufkonzentration der Ammoniaklösung oder der
Alkalilauge aus dem Kathodenraum der Elektrolysezelle oder
Elektrolysezellenkaskade 8 bis 30 Gew.-% beträgt.
15. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Stromdichte bei der Elektrolyse 1 bis 8 kA/m²
beträgt.
16. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Elektrolysezellen als Kaskade geschaltet werden,
wobei in der letzten Zelle die Zusatzstoffe zur Elektrolyse
der Sulfatlösung durch anodische Oxidation eleminiert werden.
17. Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und
Peroxodisulfaten nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß im Anodenraum die Strömungsgeschwindigkeit 1 bis
8 m/s, vorzugsweise 2 bis 4 m/s beträgt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4326539A DE4326539A1 (de) | 1993-08-07 | 1993-08-07 | Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und Peroxodisulfaten |
EP94111823A EP0641871A1 (de) | 1993-08-07 | 1994-07-29 | Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und Peroxidisulfaten |
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---|---|---|---|
DE4326539A DE4326539A1 (de) | 1993-08-07 | 1993-08-07 | Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und Peroxodisulfaten |
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DE4326539A Withdrawn DE4326539A1 (de) | 1993-08-07 | 1993-08-07 | Verfahren zur Herstellung von Ammoniak oder Alkalilaugen und Peroxodisulfaten |
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