ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы содово-каустического способа очигстки рассола из "Поваренная соль" Специфические особенности электрохимического процесса получения хлора и каустической соды выдвигают ряд существенных требований к очищенному рассолу. [c.183] Заметное влияние на основные показатели электролиза (расход электроэнергии, выход по току, износ анодов) оказывает концентрация хлорида натрия в рассоле. Прежде всего необходимо учитывать изменение электропроводности растворов в зависимости от их концентрации. С увеличением концентрации хлорида натрия электропроводность раствора возрастает сначала линейно, а начиная с концентрации 20% (масс.) Na l — несколько медленнее. В растворах хлорида натрия, близких к насыщению, с уменьшением концентрации Na l на каждые Юг/дм электропроводность понижается примерно на 0,5%. [c.183] Электропроводность растворов зависит от температуры. В растворах, содержащих 260 г/дм Na l (средняя концентрация в анолите диафрагменных электролизеров), электропроводность при изменении температуры от 30 до 100 °С возрастает примерно в 2,5 раза. Кроме уменьшения напряжения на электролизерах при возрастании электропроводности, с увеличением концентрации электролита понижаются также теоретический потенциал выделения хлора на аноде и перенапряжения хлора. [c.183] Очень существенное влияние оказывает концентрация Na l иа анодный процесс, изменяя выход хлора по току [278]. С понижением концентрации Na l увеличивается возможность разряда на аноде гидроксильных ионов воды. Это является следствием не только увеличения относительного содержания ионов гидроксила в растворе, но и следствием освобождения молекул воды, входящих в гидратную оболочку ионов С1 и Na+. Большая часть кислорода, выделяющегося на аноде, расходуется на окисление графитовых анодов, что приводит к их износу (рис. 10-2). [c.183] Особенно резко влияет на этот процесс понижение концентрации Na l в питающем рассоле и, следовательно, в анодном пространстве. [c.183] Влияние концентрации хлоридов на процесс электролиза обусловливает необходимость получения рассола с концентрацией Na l, близкой к насыщению, поэтому концентрация хлорида натрия должна быть не ниже 305—310 г/дм . Однако можно работать и при более высоких концентрациях (в пределах 310— 315 г/дм ), поддерживая в растворителях соли температуру 40—50°С. [c.184] Дальнейшее увеличение концентрации Na l может быть достигнуто донасыщением рассола после его очистки. С этой целью на некоторых американских заводах (в частности, фирмы Хукер ) в технологическую схему приготовления и очистки рассола включают донасыщение очищенного рассола обратной солью при 70—85 °С. Концентрация Na l в получаемом рассоле составляет 320—-325 г/дм , во избежание кристаллизации соли в рассолопроводах рассол подогревают до 98—99 °С и подают на электролиз. Существуют также различные способы донасыщения твердой солью анолита, в котором концентрация. Na I составляет 250—270 г/дм . [c.184] Из примесей, содержащихся в сыром рассоле, существенное влияние на электролиз оказывают соли кальция и магния. Они попадают в рассол из поваренной соли и из промышленной воды, применяемой для растворения. Абсолютное содержание и соотношение солей кальция и магния зависят как от источника поваренной соли, так и от жесткости местной промышленной воды. К регламентированным примесям рассола относятся также ионы сульфата и нерастворимые взвешенные примеси. Иногда рассол содерлшт небольшие количества соединений железа, алюминия, калия, брома, иода, силикатов,, хлоратов и других неорганических растворимых примесей. Кроме того, сырой рассол может быть загрязнен взвешенными нерастворимыми частицами глины и мелкого песка, поступающими в рассол с поваренной солью и водой. Соль, получаемая в качестве отхода калийной промышленности, а также каменная соль некоторых месторождений загрязнена органическими примесями. [c.184] Практически наиболее вредными для электролиза являются примеси соединений кальция и магния. Они забивают поры и снижают протекаемость диафрагмы, увеличивая ее электрическое сопротивление. При содержании в рассоле 10 мг/дм примесей в течение цикла работы диафрагмы па 1 м её поверхности осаждаются до 600 г осадков [279]. Исследования по влиянию солей жесткости на характеристику электролизера с асбестовой диафрагмой изложены в работе [280]. [c.185] Экспериментальная проверка влияния ионов кальция и магния на электролиз показала, что при работе диафрагменных электролизеров (при плотности тока 900 а/м и 70 °С) на неочищенном рассоле, приготовленном из баскунчакской соли, уже через 18 суток протекаемость диафрагмы была примерно в 2 раза меньше, а сопротивление в 3 раза больше, чем в электролизерах, питаемых очищенным рассолом. По условиям опытов, проведенных на промышленных электролизерах, в одну из ванн подавали рассол, содержащий 30 мг/дм кальция, в другую — рассол, содержащий 60 мг/дм кальция, в контрольные электролизеры подавали очищенный рассол. На ванне, в которую подавали рассол, содержащий 60 мг/дм ионов вскоре повысилось напряжение, и она была отключена через 3 месяца. Ванна, для питания которой использовали рассол с концентрацией 30 мг/дм Са2+, вышла из строя через 5 месяцев, контрольные электролизеры были отключены через 7 месяцев работы. Было замечено также, что в присутствие примесей ухудшается распределение концентрации NaOH по высоте катода. [c.185] Присутствие взвешенных нерастворимых частиц (мутность) также приводит к ухудшению работы диафрагмы вследствие забивки ее пор. Мутность очищенного рассола обусловливается чаще, всего наличием в нем взвешенных частиц карбоната кальции. не успевших осесть в процессе осветления рассола. Достаточно полное удаление частиц СаСОз, соответствующее содержанию Са2+ менее 5 мг/л, достигается при прозрачности по. кресту 1200—1300 мм. [c.185] Считают, что в производственных условиях увеличение содержания Na2S04 на каждые 10 г/дм в рассоле приводит к увеличению расхода графитовых анодов на 2,5 кг на 1 т 100%-ной щелочи. Авторы исследования [284] считают, что адсорбция сульфат-ионов на поверхности графита тормозит процесс разрядки ионов l и ОН и создает условия для разрядки молекул воды и более быстрого выделения кислорода. [c.186] Кроме того, в присутствии сульфатов снижается растворимость Na l, и поэтому затрудняется получение обратного рассола требуемой концентрации. При выпаривании электролитических щелоков сульфаты отлагаются на поверхности греющих трубок выпарных аппаратов, вследствие чего их производительность снижается. Обратная соль с повышенным содержанием сульфатов имеет мелкокристаллическую структуру, что осложняет фильтрацию и отмывку соли от щелочи. [c.186] Влияние содержащихся в рассоле органических примесей на электролиз мало изучено. В случае приготовления рассола из природной поваренной соли этот фактор обычно не принимают во внимание вследствие относительно малого содержания органических примесей. Однако при использовании хлорида натрия, являющегося отходом хлорорганических производств предпочитают удалять органические примеси выжиганием или другим способом. [c.187] Содержание соединений кремнекислоты в рассоле весьма незначительно, однако в ряде случаев, в частности при использовании песочных фильтров для отделения взвешенных примесей, оно может возрастать. Присутствие солей кремнекислоты тормозит осаждение кальция в виде карбоната даже при большом избытке соды. Если в рассоле присутствует растворимый силикат и оставшиеся неосажденными соли кальция, в процессе электролиза может образоваться студенистый осадок силиката кальция, забивающего поры диафрагмы. [c.187] Присутствие аммиака или солей аммония в рассоле, подаваемом на электролиз, может привести к образованию и накоплению трихлорида азота (N I3) в жидком хлоре. [c.187] В производстве хлора очистку рассола производят содовокаустическим способом с использованием гидроксида натрия, остающегося в обратной соли при упаривании электролитической щелочи. [c.188] Вернуться к основной статье