[go: up one dir, main page]

DE1210425B - Process for the electrolytic production of phosphine - Google Patents

Process for the electrolytic production of phosphine

Info

Publication number
DE1210425B
DE1210425B DEH51938A DEH0051398A DE1210425B DE 1210425 B DE1210425 B DE 1210425B DE H51938 A DEH51938 A DE H51938A DE H0051398 A DEH0051398 A DE H0051398A DE 1210425 B DE1210425 B DE 1210425B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cathode
phosphorus
phosphine
gas
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEH51938A
Other languages
German (de)
Inventor
George T Miller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Albright and Wilson Mfg Ltd
Hooker Chemical Corp
Original Assignee
Albright and Wilson Mfg Ltd
Hooker Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US45669A external-priority patent/US3109795A/en
Priority claimed from US262497A external-priority patent/US3251756A/en
Application filed by Albright and Wilson Mfg Ltd, Hooker Chemical Corp filed Critical Albright and Wilson Mfg Ltd
Publication of DE1210425B publication Critical patent/DE1210425B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

COIbCOIb

Deutsche Kl,: 12 i - 25/06 German class: 12 i - 25/06

Nummer: 1210 425Number: 1210 425

Aktenzeichen: H 51938IV a/12 iFile number: H 51938IV a / 12 i

Anmeldetag: 4. März 1964Filing date: March 4, 1964

Auslegetag: 10. Februar 1966Opening day: February 10, 1966

Gegenstand des Hauptpatentes 1112 722 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Phosphin aus weißem Phosphor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen elektrischen Strom zwischen einer Anode und einer Kathode durch einen wäßrigen Elektrolyten leitet, wobei die Kathode aus einem oder mehreren Metallen, die für Wasserstoff eine Überspannung aufweisen, besteht und periodisch oder kontinuierlich mit weißem Phosphor in Berührung gebracht wird, der sich in dem wäßrigen Elektrolyten befindet. Die zur Elektrolyse verwendeten Zellen sind durch ein Diaphragma in einen Kathodenraum lind einen Anodenraum getrennt.The subject of the main patent 1112 722 is a Process for the electrolytic production of phosphine from white phosphorus, which is characterized is that you pass an electric current between an anode and a cathode through an aqueous Electrolyte conducts, with the cathode made of one or more metals, which provide an overvoltage for hydrogen have, exists and periodically or continuously in contact with white phosphorus is brought, which is located in the aqueous electrolyte. The cells used for electrolysis are separated by a diaphragm into a cathode compartment and an anode compartment.

Es wurde festgestellt, daß während der Elektrolyse der weiße Phosphor nicht vollständig verbraucht und nach einiger Zeit viskos wird. Wenn dies erfolgt, dann wird der Phosphor ergänzt oder ersetzt, da der viskose Phosphor die Leistungsfähigkeit der Zelle vermindert und die Phosphinausbeute herabsetzt. Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vermieden, der Phosphor wird besser ausgenutzt und die Phosphinausbeute erhöht. Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Phosphin aus weißem Phosphor in einer Elektrolysezelle, die eine Kathode, eine Anode, ein Diaphragma, einen wäßrigen Elektrolyten und im Kathodenraum weißen geschmolzenen Phosphor in Berührung mit der Kathode enthält, wobei die Kathode aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, an der Wasserstoff eine Überspannung besitzt, nach Patent 1112 722, dadurch gekennzeichnet, daß während der Elektrolyse durch den geschmolzenen Phosphor im Kathodenraum reduzierende Gase, wie Wasserstoff, Phosphin, Schwefelwasserstoff, Kohlenoxyd, Cyanwasserstoff, ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff oder Gemische davon, geleitet werden.It has been found that the white phosphorus is not completely consumed during the electrolysis and becomes viscous after a while. When this occurs, then the phosphorus is supplemented or replaced as the viscous one Phosphorus reduces the efficiency of the cell and decreases the phosphine yield. According to the invention these disadvantages are avoided, the phosphorus is better used and the phosphine yield elevated. The invention thus relates to a method for the electrolytic production of phosphine from white Phosphorus in an electrolytic cell, which has a cathode, an anode, a diaphragm, an aqueous electrolyte and in the cathode compartment contains white molten phosphorus in contact with the cathode, wherein the cathode consists of a metal or a metal alloy on which hydrogen is an overvoltage possesses, according to patent 1112 722, characterized in that during the electrolysis by gases reducing the molten phosphorus in the cathode compartment, such as hydrogen, phosphine, hydrogen sulfide, Carbon dioxide, hydrogen cyanide, a saturated or unsaturated hydrocarbon or Mixtures thereof are passed.

Wenn reduzierende Gase durch den geschmolzenen Phosphor geleitet werden, steigt der Phosphor leichter auf und bleibt mit dei Kathode in Berührung, so daß an der Oberfläche der Kathode eine dünne Phosphor-Schicht gehalten wird. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die erforderliche Stromdichte in der Zelle erhöht wird, wodurch eine Verminderung der elektrischen Leistungsaufnahme und so eine hohe Phosphinausbeute gestattet wird.When reducing gases are passed through the molten phosphorus, the phosphorus rises more easily on and remains in contact with the cathode, so that on the surface of the cathode a thin layer of phosphorus is held. In addition, it was found that the required current density in the cell is increased, thereby reducing the electrical power consumption and thus a high phosphine yield is permitted.

Eine Ausführungsform der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zelle ist in der Zeichnung nähei erläutert.An embodiment of the cell used in the method according to the invention is shown in the drawing nahi explained.

F i g. 1 stellt eine zentrale Vertikalschnittansicht der Zelle längs 1-1 dar; F i g. 2 ist eine Horizontalschnittansicht längs 2-2.F i g. 1 shows a central vertical sectional view the cell along 1-1; F i g. Fig. 2 is a horizontal sectional view taken at 2-2.

Im folgenden wird auf F i g. 1 Bezug genommen.In the following, reference is made to FIG. 1 referred to.

Verfahren zur elektrolytischen Herstellung
von Phosphin
Electrolytic manufacturing process
of phosphine

Zusatz zum Patent: 1112 722Addendum to the patent: 1112 722

Anmelder:Applicant:

Albright and Wilson (Mfg.) Ltd.,
Oldbury, Birmingham (Großbritannien);
The Hooker Chemical Corporation,
Niagara FaUs, N. Y. (V. St. A.)
Albright and Wilson (Mfg.) Ltd.,
Oldbury, Birmingham (Great Britain);
The Hooker Chemical Corporation,
Niagara FaUs, NY (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. rer. nat. V. Vossius, Patentanwalt,Dr. rer. nat. V. Vossius, patent attorney,

München 27, Pienzenauer Str. 92Munich 27, Pienzenauer Str. 92

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

George T. Miller, Lewiston, N. Y. (V. St. A.)George T. Miller, Lewiston, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 4. März 1963 (262 496) - -V. St. v. America March 4, 1963 (262 496) - -

Das Zellengefäß 10 weist einen Anodenraum 12, eine Anode 14, einen Kathodenraum 16 und eine Kathode 18 auf. Ein poröses Diaphragma 20 trennt den Anodenraum vom Kathodenraum und teilt den Elektrolyt in den Anolytl7 und Katholyt 19. Weißer flüssiger Phosphor 24 befindet sich im Kathodenraum 16. Das Diaphragma 20 ist an seiner dem flüssigen Phosphor zugekehrten Seite, an der es mit dem Phosphor in Berührung treten könnte, mit einem Überzug 22 versehen, so daß er das Diaphragma nicht benetzt, was sich durch den konvexen Meniskus 21 zeigt. Öffnungen 26 und 28 gestatten die kontinuierliche oder periodisch erfolgende Zugabe und Entfernung von Anolyt aus dem Anodenraum 12 und Öffnungen 30 und 32 gestatten die kontinuierlich oder periodisch erfolgende Zugabe und Entfernung von Katholyt aus dem Kathodenraum 16. Die Öffnung 34 gestattet die Zugabe bzw. Entfernung des Phosphors. In den Kathodenraum 16 wird eine genügende Menge weißer Phosphor 24 eingebracht, um den unteren Teil der Kathode 18 zu beruhten, damit weißer Phosphor einen größeren Teil der Oberfläche der Kathode durch eine Dochtwirkung benetzt. Es ist eine Anolytgasabfüh-The cell vessel 10 has an anode space 12, an anode 14, a cathode space 16 and a cathode 18. A porous diaphragm 20 separates the anode compartment from the cathode compartment and divides the electrolyte into the anolyte 7 and catholyte 19. White liquid phosphorus 24 is located in the cathode compartment 16. The diaphragm 20 is on its side facing the liquid phosphorus, where it is in contact with the phosphorus could occur, provided with a coating 22 so that it does not wet the diaphragm, which is shown by the convex meniscus 21. Openings 26 and 28 permit the continuous or intermittent addition and removal of anolyte from the anode compartment 12 and openings 30 and 32 permit the continuous or intermittent addition and removal of catholyte from the cathode compartment 16. The opening 34 permits the addition or removal of the Phosphorus. A sufficient amount of white phosphorus 24 is placed in the cathode compartment 16 to rest the lower part of the cathode 18 so that white phosphorus wicks a greater part of the surface of the cathode. It is an anolyte gas discharge

609 507/310609 507/310

3 43 4

rungsöfTnung 36 am Oberteil des Anodenraumes 12 Vorteilen bei der Herstellung von Phosphin. Es ergibtRungsöfTnung 36 on the upper part of the anode compartment 12 advantages in the production of phosphine. It results

zur Entfernung von Anolytgas sowie eine Katholytgas- sich eine erhöhte Stromdichte an der Kathode, der zuifor the removal of anolyte gas and a catholyte gas itself an increased current density at the cathode, the zui

abführungsöffnung 38 im oberen Teil des Kathoden- Herstellung von Phosphin in der Zelle verwendetedischarge opening 38 in the upper part of the cathode- producing phosphine used in the cell

raumeslö zur Entfernung von Katholytgas vor- Phosphor, kann, längere Zeit-innerhalb der ZelleRaumeslö for the removal of catholyte gas pre-phosphorus, can, for a longer period of time, within the cell

gesehen. Gas-Flüssigkeits-Grenzschichten sind mit 15 5 gehalten werden, wodurch mehr Phosphin pro Einheitseen. Gas-liquid interfaces are to be kept at 15 5, which means more phosphine per unit

bezeichnet. Die Leitung 60 führt das abströmende des in die Zelle eingebrachten Phosphors anfällt, unddesignated. The line 60 carries the outflowing phosphorus introduced into the cell, and

Katholytgas zur Gas-Flüssigkeits-Trennvorrichtung62, der Phosphor wird auf Grund der Bildung von Phos-Catholyte gas to the gas-liquid separator62, the phosphorus is due to the formation of phosphorus

welche ein Kühler, eine Zentrifuge oder ein anderer phortröpfchen als Film, welcher an der Kathoden-which a cooler, a centrifuge or another phosphor droplet as a film, which is attached to the cathode

geeignetei Apparat sein kann. Hier werden das Gas oberfläche leichter haftet und emporsteigt, in wirk-suitable apparatus. Here the gas surface adheres more easily and rises, in effective

und der flüssige Elektrolyt, welcher mitgeführt worden io samere Berührung mit der Kathode gebracht,and the liquid electrolyte, which was carried with it, brought more full contact with the cathode,

sein kann, voneinander getrennt. Die flüssige Phase Die Viskosität von weißem Phosphor beträgt beican be separated from each other. The liquid phase The viscosity of white phosphorus is at

wird zum Elektrolyten 19 in der Zelle durch die 500C etwa 1,55 cP. Wenn die Viskosität des Phosphorsis the electrolyte 19 in the cell through the 50 0 C for about 1.55 cP. When the viscosity of phosphorus

Leitung 61 zurückgeführt. Die Leitung 64 führt das in der Zelle etwa 8 bis 9 cP bei 50° C beträgt, dann istLine 61 returned. The line 64 carries that in the cell is about 8 to 9 cP at 50 ° C, then it is

Katholytgas zum Kühler 66, wo etwas Elektrolyt, die Zellenleistung auf einen solchen Grad vermindert,Catholyte gas to cooler 66 where some electrolyte degrades cell performance to such a degree

welcher in die Gasphase übergegangen ist, kondensiert 15 daß der Phosphor zum Zwecke eines wirksamenwhich has passed into the gas phase, condenses 15 that the phosphorus for the purpose of an effective

und zur Zelle 10 zurückgeführt werden kann. Die Betriebes ergänzt werden soll. Es wurde festgestellt,and can be returned to cell 10. The operation is to be supplemented. It was determined,

nicht kondensierten Gase, hauptsächlich Phosphin, daß durch Blasen, Spülen, Rühren bzw. Bewegen,non-condensed gases, mainly phosphine, that by blowing, flushing, stirring or agitation,

werden dann durch die Leitung 68 an die Pumpe 70 Umwälzen, Perlenlassen oder Reduzieren des Phos-are then circulated through the line 68 to the pump 70, bubbling or reducing the phosphor

und/oder an einen Vorratsbehälter abgegeben. Im phorschmelzbades mit einem reduzierenden Gas dieand / or delivered to a storage container. In the phorschmelzbades with a reducing gas the

allgemeinen wird nur ein kleiner Teil des Katholyt- 20 Viskosität im allgemeinen zwischen etwa 1,6 undgenerally only a small portion of the catholyte viscosity will generally be between about 1.6 and

gases durch die Leitung 68 abgezweigt, der über die 4,5 cP gehalten wird. Sehr günstige Ergebnisse werdengases branched off through line 68, which is kept above the 4.5 cP. Very favorable results will be

Leitung 72 mit Hilfe der Pumpe 70 durch die Öffnung erhalten, wenn die Viskosität durch ein reduzierendesLine 72 obtained by means of the pump 70 through the opening when the viscosity is reduced by a

73 in den Phosphor 24 bei 74 im Kreislauf zurück- Gas zwischen etwa 1,55 und 7 cP gehalten wird, wobei73 recirculated into phosphorus 24 at 74- gas is maintained between about 1.55 and 7 cP, with

geführt wird. . alle Werte sich auf Messungen bei 50° C in einemto be led. . all values refer to measurements at 50 ° C in one

Der Elektrolysierstrom wird den Elektroden durch 25 Viskosimeter vom Typ Ostwalk—Fenshi beziehen,The electrolysis current is supplied to the electrodes through 25 viscometers of the Ostwalk-Fenshi type,

die Leiter 40 und 42 zugeführt, welche die Anode bzw. Das Diaphragma 20, welches den Anodenraum 12the conductors 40 and 42, which are the anode and the diaphragm 20, which the anode space 12

Kathode mit dem positiven bzw. negativen Pol einer vom Kathodenraum 16 trennt, kann ein poröses oderCathode with the positive or negative pole separating one from the cathode compartment 16 can be a porous or

Gleichstromquelle 44 verbinden. semipermeables Material sein, welches gegenüber demConnect DC power source 44. be semipermeable material, which compared to the

Gegebenenfalls können Heiz- oder Kühlvorrichtun- Zelleninhalt widerstandsfähig ist und die Anolyt- und gen, wie ein Bad konstanter Temperatur (nicht 30 Katholytgase getrennt hält, jedoch das Hindurchgehen gezeichnet), verwendet werden, um die Zelle auf oder des Elektrolyten gestattet. Typische Beispiele für als in der Nähe der erwünschten Betriebstemperatur zu Diaphragma geeignete Materialien sind poröses Alunerhalten. ' dum bzw. poröser künstlicher Korund, porösesIf necessary, heating or cooling devices can be used. Cell content is resistant and the anolyte and genes like a constant temperature bath (not keeping catholyte gases separate, but passing through drawn), used to put the cell on or the electrolyte. Typical examples of as Materials suitable for diaphragm formation in the vicinity of the desired operating temperature are porous aluminum. 'dum or porous artificial corundum, porous

Das Zellengefäß 10 kann aus jedem Mateiial, Porzellan, mit Kunstharz imprägnierter Wollfilz und welches der Korrosion durch den Elektrolyten und 35 verschiedene andere Trennwände, wie sie in Bleiandere in der Zelle verwendete Materialien widersteht,- akkumulatoien normalerweise verwendet werden,
hergestellt sein. Typische Beispiele für geeignete Die Kathode besteht aus einem Metall oder einer Materialien sind Glas, glasierte keramische Materia- Metallegierung, ander Wasserstoff eine Überspannung lien, Tantal, Titan, Hartgummi, Polyäthylen oder mit besitzt, z. B. aus Blei, amalgamiertem Blei, Cadmium, Phenol-Formaldehydharz überzogene feste bzw. starre 40 Zinn, Aluminium, Nickel, Nickellegierungen, wie einer Materialien. Legierung mit 77,2% Nickel, 4,8% Kupfei, 1,5% ■ Brauchbare reduzierende Gase umfassen Wasser- Chrom und 14,9% Eisen, Monel-Metall, Kupfer, stoff, Phosphin, Schwefelwasserstoff, Kohlenoxyd, Silber, Wismut und deren Legierungen. Es können Cyanwasserstoff, gesättigte und ungesättigte gas- auch Blei-Zinn-, Blei-Wismut- und ■ Zinn-Wismutförmige Kohlenwasserstoffe, wie Äthan, Methan, 45 Legierungen verwendet werden. Es können verschie-Butan, Buten, Acetylen und andere natürliche Brenn- dene Formen von Kathoden verwendet werden, gase sowie deren Mischungen. Die Gase können von beispielsweise kann die Kathode eine Platte oder ein einer äußeren oder inneren Quelle durch die Leitung 72 Stab sein, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. abgegeben werden, den Phosphor spülen und durch Gegebenenfalls können auch Matten von Metallwolle die Öffnung 38 abströmen. Vorzugsweise führt man· 50 und poröse Metallplatten verwendet werden. Man einen Teil der Katholytgase im Kreislauf zurück, um kann auch eine Quecksilberkathode verwenden,
den Phosphor zu spülen. Die Geschwindigkeit, mit. Geeignetes Anodenmaterial ist z. B. Blei, Platin, welcher diese Gase an den Phosphor abgegeben werden, Bleiperoxyd oder Graphit.
The cell jar 10 can be made of any material, porcelain, wool felt impregnated with synthetic resin and which is resistant to corrosion by the electrolyte and various other partitions such as those in lead, other materials used in the cell, accumulators normally used,
be made. Typical examples of suitable The cathode consists of a metal or a material are glass, glazed ceramic materia- metal alloy, other hydrogen an overvoltage lien, tantalum, titanium, hard rubber, polyethylene or with, z. B. of lead, amalgamated lead, cadmium, phenol-formaldehyde resin coated solid or rigid 40 tin, aluminum, nickel, nickel alloys, such as a material. Alloy with 77.2% nickel, 4.8% copper, 1.5% ■ Usable reducing gases include water-chromium and 14.9% iron, monel metal, copper, phosphine, hydrogen sulfide, carbon oxide, silver, bismuth and their alloys. Hydrogen cyanide, saturated and unsaturated gas, lead-tin, lead-bismuth and tin-bismuth hydrocarbons such as ethane, methane, 45 alloys can be used. Different butane, butene, acetylene and other natural burning forms of cathodes can be used, gases and mixtures thereof. The gases may be from, for example, the cathode may be a plate or an external or internal source through conduit 72 may be rod as shown in the drawings. are released, rinse the phosphorus and, if necessary, mats of metal wool can also flow off the opening 38. It is preferable to use 50 and porous metal plates. Some of the catholyte gases can be returned to the circuit so that a mercury cathode can also be used.
to flush the phosphorus. The speed with. Suitable anode material is e.g. B. lead, platinum, which these gases are given off to the phosphorus, lead peroxide or graphite.

kann von etwa 5,38 bis 10761/Std. pro Quadratmeter Man kann eine Bleiplatte mit Rillen oder Einschnit-can be from about 5.38 to 10761 / hr. per square meter You can use a lead plate with grooves or notches

Kathodenfläche variieren. Bevorzugt sind etwa 5,38 55 ten als Kathode und eine Graphitplatte als AnodeVary cathode area. About 5.38 55 th are preferred as the cathode and a graphite plate as the anode

bis 269 l/Std./ma. Die besten Ergebnisse werden bei verwenden. Es wurde festgestellt, daß unter diesenup to 269 l / h / m a . The best results will be when using. It was found that among these

Verwendung von etwa 10,76 bis 215,21/Std. pro Bedingungen die Dochtwirkung der BleikathodeUse about 10.76 to 215.21 / hour. the wicking effect of the lead cathode per conditions

Quadratmeter Kathodenfläche erzielt. Der Anteil des deutlich verbessert ist.Square meters of cathode area achieved. The proportion of is significantly improved.

Katholytgases, welcher im Kreislauf zuiückgeführt Man kann jeden wäßrigen Elektrolyten verwenden, wird, kann von etwa 10 bis 90% des an der Kathode 60 der nicht mit dem geschmolzenen Phosphor reagiert erzeugten gesamten Gases variieren. Die bevorzugte und unter den Bedingungen der Elektrolyse Wasser-Menge, welche im Kreislauf zurückgeführt wird, stoff bzw. Wasserstoffionen bildet. Dazu gehören die beträgt etwa 60 bis 75 % des gesamten Katholytgases. wäßrigen Lösungen von Salzsäure, Natriumchloiid, Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn etwa 25 Lithiumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumsulfat, Kaiibis 35 % des Katholytgases im Kreislauf zurückgeführt 65 umsulfat, Mononatriumphosphat, Drnatriumphosphat, werden. Das Spülen des Phosphors mit einem reduzie- Essigsäure, Ammoniumhydroxyd, Phosphorsäure oder renden Gas, vorzugsweise durch Zurückführen der Schwefelsäure und deren Mischungen. Die Konzen-Katholytgase im Kreislauf, führt zu mannigfachen tration der Verbindung im wäßrigen Elektrolyten kannCatholyte gas, which is returned in the circuit. Any aqueous electrolyte can be used, from about 10 to 90% of that at cathode 60 may not react with the molten phosphorus total gas generated vary. The preferred amount of water under the conditions of the electrolysis, which is returned in the cycle, forms substance or hydrogen ions. This includes the is about 60 to 75% of the total catholyte gas. aqueous solutions of hydrochloric acid, sodium chloride, Optimal results are obtained when about 25 lithium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, kaiibis 35% of the catholyte gas recirculated 65 umsulphate, monosodium phosphate, sodium phosphate, will. Rinsing the phosphorus with a reduced- acetic acid, ammonium hydroxide, or phosphoric acid generating gas, preferably by recycling the sulfuric acid and mixtures thereof. The concentrated catholyte gases in the circuit, leads to manifold tration of the compound in the aqueous electrolyte

von etwa 1 bis 95 % variieren, beträgt jedoch im allgemeinen etwa 5 bis 80%; bevorzugt sind etwa 10 bis 50%.vary from about 1 to 95%, but is generally about 5 to 80%; about 10 to are preferred 50%.

Es wurde festgestellt, daß die Ausbeute an Phosphin verbessert werden kann, wenn sich im Elektrolyten bestimmte Metallionen, wie Antimon, Wismut, Blei, Zinn, Cadmium, Quecksilber, Silber, Zink, Kobalt, Calcium und Barium, in geringen Mengen befinden. Die Konzentration der Metallionen liegt zwischen 0,01 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Elektrolyten. Die Metallionen können durch Verwendung einer Verbrauchsanode des erwünschten Metalls bzw. der erwünschten Metalle, wie einer Bleianode, in den Elektrolyten eingebracht werden, wodurch im Anolyt Metallionen gebildet und in den Kathodenraum übergeführt werden. Es können auch Salze oder andere Verbindungen der Metalle, wie Chloride, Phosphate oder Acetate, im Elektrolyten gelöst werden. In einer anderen Ausführungsform wird feinverteiltes Metall zum Elektrolyten gegeben.It has been found that the yield of phosphine can be improved if it is in the electrolyte certain metal ions, such as antimony, bismuth, lead, tin, cadmium, mercury, silver, zinc, cobalt, Calcium and barium, in small amounts. The concentration of metal ions is between 0.01 and 5 percent by weight, based on the electrolyte. The metal ions can by using a consumable anode of the desired metal or metals, such as a lead anode, in the Electrolytes are introduced, whereby metal ions are formed in the anolyte and transferred into the cathode compartment will. It can also use salts or other compounds of metals, such as chlorides, phosphates or acetates, are dissolved in the electrolyte. In another embodiment, finely divided metal is used added to the electrolyte.

Während der Elektrolyse soll die Temperatur des Elektrolyten oberhalb des Schmelzpunktes des Phosphors (etwa 44° C) und unterhalb des Siedepunktes des Elektrolyten gehalten werden. Tm allgemeinen werden bei Temperaturen von etwa 60 bis 110° C zufriedenstellende Ergebnisse erhalten; optimale Phosphinausbeuten werden bei Temperaturen von etwa 70 bis 100° C erzielt. Wenn man durch die Zelle einen elektrischen Strom hindurchleitet, wird an dei Oberfläche der Kathode durch die Bildung des Katholytgases im Kathodenraum geschmolzener Phosphor verbraucht. Das Katholytgas besteht vorwiegend aus Phosphin und enthält geringe Mengen Wasserstoff. Ein Teil dieses Gases kann im Kreislauf zurückgeführt und durch den geschmolzenen Phosphor in der Zelle geleitet werden. Die Anolytgaszusammensetzung hängt von den Überspannungen der Anionen im Anolyt in bezug auf das Anodenmaterial sowie vom Elektrolyten ab. So ist beispielsweise im Anolytgas Sauerstoff vorherrschend, wenn Schwefelsäure oder Phosphorsäure mit einer Platinanode verwendet wird, während bei derselben Anode Chlor vorherrscht, wenn Salzsäure als Anolyt verwendet wird.During the electrolysis, the temperature of the electrolyte should be above the melting point of phosphorus (about 44 ° C) and below the boiling point of the electrolyte. Tm general will be obtained satisfactory results at temperatures of about 60 to 110 ° C; optimal phosphine yields are achieved at temperatures of around 70 to 100 ° C. When you get through the cell Electric current passes through it, is on the surface of the cathode due to the formation of the catholyte gas in the cathode compartment, molten phosphorus consumed. The catholyte gas consists mainly of phosphine and contains small amounts of hydrogen. Some of this gas can be recycled and carried through the molten phosphorus in the cell be directed. The anolyte gas composition depends on the overvoltages of the anions in the anolyte in with respect to the anode material and the electrolyte. For example, oxygen is predominant in the anolyte gas, when using sulfuric acid or phosphoric acid with a platinum anode, while at When hydrochloric acid is used as the anolyte, chlorine predominates in the same anode.

Das an der Kathode erzeugte Gas hat einen verhältnismäßig hohen Phosphingehalt von im allgemeinen mehr als 60 %, der sogar 90 Volumprozent oder mehr betragen kann. Das Katholytgas ist im wesentlichen frei von anderen Phosphorhydriden.The gas generated at the cathode has a relatively high phosphine content of generally more than 60%, which can even be 90 percent by volume or more. The catholyte gas is essentially free from other phosphorus hydrides.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples explained in more detail.

Beispiel 1example 1

Zelle sehr viskos (über 8 cP), und die Analyse des Katholytgases zeigte, daß es nur noch etwa 8% Phosphin enthielt.Cell very viscous (over 8 cP), and the analysis of the catholyte gas showed that it was only about 8% Contained phosphine.

b) Es wurde weiterer geschmolzener Phosphor (60 Teile) bei 50° C in die Zelle eingebracht.b) Additional molten phosphorus (60 parts) was added to the cell at 50 ° C.

Die Betriebsbedingungen wurden mit der Ausnahme, daß Wasserstoffgas durch den flüssigen Phosphor geleitet wurde, gleichgehalten. Die Elektrolyse wurde während 7 aufeinanderfolgender Tage betrieben. Die id Zusammensetzung des Katholytgases wurde in Zeitabständen bestimmt. Während dieses Zeitraumes wurde der flüssige Phosphor nicht viskos, und Analysen des Katholytgases zeigten, daß 70 bis 75% Phosphin im Katholytgas zugegen waren.The operating conditions were with the exception that hydrogen gas through the liquid phosphorus was headed, kept the same. The electrolysis was operated for 7 consecutive days. the The composition of the catholyte gas was changed at intervals certainly. During this period the liquid phosphorus did not become viscous, and analyzes of the catholyte gas indicated that 70 to 75% phosphine was present in the catholyte gas.

Beispiel 2Example 2

Es wurde in die im Beispiel 1 verwendete Zelle Phosphor eingebracht, und Beispiel 1, b) wurde mitPhosphorus was introduced into the cell used in Example 1, and Example 1, b) was used with

ao dem Unterschied wiederholt, daß etwa 40% des Katholytgases zum Spülen des Phosphors im Kreislauf zurückgeführt wurden und kein zusätzlicher Wasserstoff verwendet wurde. Nach 24 Stunden wurde mit der Kreislaufführung des Katholytgases aufgehört und der Betrieb der Zelle fortgesetzt. Der Gehalt an Phosphin im Katholytgas ohne Einleiten von im Kreislauf zurückgeführtem Katholytgas in die Zelle wurde dann während eines Zeitraumes von etwa einer Stunde ermittelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.ao repeats the difference that about 40% of the catholyte gas is used to flush the phosphorus in the circuit and no additional hydrogen was used. After 24 hours it was with the circulation of the catholyte gas is stopped and the cell continued to operate. The content of phosphine in the catholyte gas without the introduction of im Recycled catholyte gas into the cell was then released for a period of about one minute Hour determined. The results are shown in Table I below.

Tabelle ITable I.

3535

4040

4545

Zeit in MinutenTime in minutes Prozente Phosphin zugegenPercent phosphine present 00 8484 55 8787 1010 86,586.5 1717th 8585 2222nd 8383 3838 79,579.5 5555 6969

50 Nach einer Stunde wurden etwa 50 % des Katholytgases wiederum im Kreislauf zurückgeführt. In der Tabelle II sind die Ergebnisse anschließender Analysen zusammengestellt. 50 After an hour, 50% of Katholytgases were about back again circulated. The results of subsequent analyzes are compiled in Table II.

Tabelle IITable II

a) Es wurde flüssiger weißer Phosphor (40 Teile) in eine Elektrolysierzelle eingebracht. Die Zelle wies eine Bleikathode und eine Graphitanode auf. Der Elektrolyt in der Zelle bestand aus 10%igar Salzsäure mit etwa 0,04% darin gelöstem feinverteiltem Blei. Die Zelle wurde durch ein mit einem Glasfasergewebe überzogenes Alundumdiaphragma in einen Anoden- und Kathodenraum geteilt.a) Liquid white phosphorus (40 parts) was placed in an electrolyzer cell. The cell had a Lead cathode and a graphite anode. The electrolyte in the cell consisted of 10% hydrochloric acid with about 0.04% finely divided lead dissolved therein. The cell was covered with a fiberglass fabric Coated alundum diaphragm divided into an anode and cathode compartment.

Nach dem Einbringen des Phosphors in die Zelle wurde durch die Zelle Gleichstrom bei einem Potential von 4 V geleitet. Zu Beginn der Elektrolyse wurde das Katholytgas auf Phosphin analysiert, und es wurde festgestellt, daß es zu 30 bis 40% aus Phosphin bestand. Nach 7tägigem kontinuierlichem Betrieb (etwa 326 Amperestunden) wurde der Phosphor in derAfter introducing the phosphor into the cell, direct current was passed through the cell at one potential led by 4 V. At the start of the electrolysis, the catholyte gas was analyzed for phosphine and it was found that it was 30 to 40% phosphine duration. After 7 days of continuous operation (approximately 326 ampere hours), the phosphorus in the

Zeit in MinutenTime in minutes Prozente Phosphin zugegenPercent phosphine present 8
21
8th
21
73
75,5
73
75.5

Beispiel 3Example 3

Die Elektrolyse wurde gemäß Beispiel 2 durchgeführt, jedoch wurde die Geschwindigkeit, mit welcher das Katholytgas im Kreislauf zurückgeführt wurde, variiert. Jeder Versuch wurde 24 Stunden durchgeführt. Die Variation in der Geschwindigkeit der Kreislaufführung und der Gehalt an Phosphin im Katholytgas sind in der folgenden Tabelle III angegeben. The electrolysis was carried out according to Example 2, but the speed was with which catholyte gas was recycled varies. Each attempt was 24 hours carried out. The variation in the rate of circulation and the content of phosphine in the Catholyte gas are given in Table III below.

Tabelle IIITable III

Geschwindigkeit derSpeed of DurchschnittlicherAverage Kreislaufführung desCirculation of the PhosphingehaltPhosphine content KatholytgasesCatholyte gas des Kathalytgases,of the catalyst gas, Q/Std./m8)Q / hour / m 8 ) (%)(%) 21,5221.52 7777 75,3275.32 8080 118,36118.36 8585 161,40161.40 9292 279,76279.76 8585 172,16172.16 9090

IOIO

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Phosphin aus weißem Phosphor in einer Elektrolysezelle, die eine Kathode, eine Anode, ein Dia- zo phragma, einen wäßrigen Elektrolyten und im Kathodenraum weißen geschmolzenen Phosphor1. A process for the electrolytic production of phosphine from white phosphorus in an electrolysis cell comprising a cathode, an anode, a slide zo phragma, an aqueous electrolyte in the cathode compartment and white melted phosphorus in Berührung mit der Kathode enthält, wobei die Kathode aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, an der Wasserstoff eine Überspannung besitzt, nach Patent 1112 722, d a duich gekennzeichnet, daß während der Elektrolyse durch den geschmolzenen Phosphor' im Kathodenraum reduzierende Gase, wie Wasserstoff, Phosphin, Schwefelwasserstoff, Kohlenoxyd, Cyanwasserstoff, ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff oder Gemische davon, geleitet werden.in contact with the cathode, the cathode made of a metal or a metal alloy exists, at which hydrogen has an overvoltage, according to patent 1112 722, d a duich characterized that during the electrolysis by the molten phosphorus' reducing gases in the cathode space, such as hydrogen, phosphine, hydrogen sulfide, carbon oxide, Hydrogen cyanide, a saturated or unsaturated hydrocarbon, or mixtures thereof, passed will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem im Kathodenraum entwickelten Gas eine solche Menge wieder in den Kathodenraum zurückgeführt und durch den geschmolzenen Phosphor geleitet wird, daß die Gasgeschwindigkeit etwa 5,38 bis 10761/Std. pro Quadratmeter Kathodenfläche beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that developed from the cathode compartment Gas such an amount is returned to the cathode compartment and passed through the molten phosphorus that the Gas speed about 5.38 to 10761 / hour. per square meter of cathode area. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgeschwindigkeit etwa 10,76 bis 215,21/Std. pro Quadratmeter Kathodenfläche beträgt3. The method according to claim 2, characterized in that the gas speed is about 10.76 to 215.21 / hour. per square meter of cathode area Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings 609 507/310 2.66 © Bundesdruckerei Berlin609 507/310 2.66 © Bundesdruckerei Berlin
DEH51938A 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine Pending DE1210425B (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB26293/59A GB889639A (en) 1959-07-31 1959-07-31 Improvements in or relating to the production of phosphine
US45669A US3109795A (en) 1960-07-27 1960-07-27 Method of preparing phosphine
US29249663A 1963-03-04 1963-03-04
US262497A US3251756A (en) 1963-03-04 1963-03-04 Electrolytic process for making phosphine
US262498A US3337433A (en) 1959-07-31 1963-03-04 Electrolytic process
US262496A US3312610A (en) 1959-07-31 1963-03-04 Electrolytic process for producing phosphine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1210425B true DE1210425B (en) 1966-02-10

Family

ID=27546704

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA35249A Pending DE1112722B (en) 1959-07-31 1960-08-01 Process for the electrolytic production of phosphine
DE1964H0051939 Expired DE1210426C2 (en) 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine
DEH51937A Pending DE1210424B (en) 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine
DEH51938A Pending DE1210425B (en) 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA35249A Pending DE1112722B (en) 1959-07-31 1960-08-01 Process for the electrolytic production of phosphine
DE1964H0051939 Expired DE1210426C2 (en) 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine
DEH51937A Pending DE1210424B (en) 1959-07-31 1964-03-04 Process for the electrolytic production of phosphine

Country Status (4)

Country Link
US (2) US3312610A (en)
BE (3) BE694669A (en)
DE (4) DE1112722B (en)
GB (4) GB889639A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3404076A (en) * 1965-04-15 1968-10-01 Shell Oil Co Electrolytic preparation of hydrides
DE2639941C2 (en) * 1976-09-04 1984-10-04 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Process for the production of phosphine
DE102007033445A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Monopharm Handelsgesellschaft Mbh Diaphragmalyse method and use of the products obtained by the method
DE102011055186A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Monopharm Beratungs- Und Handelsgesellschaft Mbh Process for the preparation of a catholyte and its use

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1094315A (en) * 1912-11-16 1914-04-21 Hood Rubber Co Inc PROCESS FOR PRODUCING 1.3-GLYCOLS, (β-GLYCOLS.)
US1926837A (en) * 1931-07-10 1933-09-12 Martin E Cupery Electrolytic reduction of organic nitro compounds
BE491944A (en) * 1948-12-27
US2780593A (en) * 1951-09-01 1957-02-05 New Jersey Zinc Co Production of metallic titanium
US2719822A (en) * 1952-01-10 1955-10-04 Universal Oil Prod Co Production of chlorine from hydrogen chloride
US2944956A (en) * 1956-11-16 1960-07-12 Dow Chemical Co Chlorine cell having protected diaphragm
US3017338A (en) * 1958-03-03 1962-01-16 Diamond Alkali Co Electrolytic process and apparatus
US3109795A (en) * 1960-07-27 1963-11-05 Hooker Chemical Corp Method of preparing phosphine
US3109788A (en) * 1960-07-27 1963-11-05 Hooker Chemical Corp Electrolytic production of phosphine

Also Published As

Publication number Publication date
US3337433A (en) 1967-08-22
GB1042391A (en) 1966-09-14
GB1042392A (en) 1966-09-14
BE694669A (en) 1967-07-31
GB889639A (en) 1962-02-21
DE1210426C2 (en) 1966-09-22
BE694670A (en) 1967-07-31
GB1042393A (en) 1966-09-14
BE694671A (en) 1967-07-31
US3312610A (en) 1967-04-04
DE1210426B (en) 1966-02-10
DE1210424B (en) 1966-02-10
DE1112722B (en) 1961-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2818971C2 (en) Device and method for the electrochemical production of alkali metal from an electrically dissociable salt thereof and the use thereof
EP0009044B1 (en) Process for obtaining aluminium by electrolysis in a melted bath and electrolytic cell
DE1255640B (en) Cell for the electrolytic reduction or oxidation of liquid substances with low electrical conductivity
DE975587C (en) Method and arrangement for the production of titanium in an electrolytic cell
DE2251262C2 (en) Process for the continuous production of aluminum by the electrolysis of aluminum chloride
DE3608855A1 (en) METHOD FOR UNCOUPLING REFINING ELECTROLYTE
DE2240731C3 (en) Process for the production of glyoxylic acid
DE1210425B (en) Process for the electrolytic production of phosphine
DE1171919B (en) Process for the electrolytic production of tetraalkylene lead
DE334475C (en) Process for the extraction of metals and alloys by molten electrolysis
DE2705895C2 (en) Process for isotope separation
DE69204644T2 (en) Process for galvanic tinning.
DE1965890A1 (en) Method of making an electrode
AT282210B (en) Process and device for the production of aluminum and aluminum alloys
DE3012694A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR GALVANICALLY DEPOSITING ALUMINUM BY ELECTROLYSIS
US3251756A (en) Electrolytic process for making phosphine
DE450469C (en) Process for the production of metallic magnesium
DE2721038C3 (en) Process for the electrolytic production of aluminum
DE1204834B (en) Process for the electrolytic deposition of metals that form sulfo salts, in particular antimony, arsenic, mercury or tin
DE75781C (en) Process for the processing of calcium chloride and magnesium chlorine solutions
DE1197856B (en) Electrolysis cell for the production of fluoborates
EP0283785B1 (en) Process for recovering mercury by electrolysis
DE302040C (en)
DE948600C (en) Method and device for cleaning titanium tetrachloride
DE3207587A1 (en) METHOD FOR ELECTROLYTIC COPPER PRODUCTION FROM ITS AQUEOUS SOLUTIONS