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LU81828A1 - PROCESS FOR PRODUCING ALKALINE METAL CARBONATES IN A MEMBRANE TANK WHERE THE MEMBRANE AND THE CATHODE ARE IN CONTIGUOUS CONFIGURATION - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING ALKALINE METAL CARBONATES IN A MEMBRANE TANK WHERE THE MEMBRANE AND THE CATHODE ARE IN CONTIGUOUS CONFIGURATION Download PDF

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Publication number
LU81828A1
LU81828A1 LU81828A LU81828A LU81828A1 LU 81828 A1 LU81828 A1 LU 81828A1 LU 81828 A LU81828 A LU 81828A LU 81828 A LU81828 A LU 81828A LU 81828 A1 LU81828 A1 LU 81828A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
membrane
cathode
catholyte
alkali metal
compartment
Prior art date
Application number
LU81828A
Other languages
French (fr)
Inventor
D Derespiris
T Gilligan
Original Assignee
Diamond Shamrock 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
Application filed by Diamond Shamrock Corp filed Critical Diamond Shamrock Corp
Publication of LU81828A1 publication Critical patent/LU81828A1/en

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Classifications

    • 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
    • C25B1/14Alkali metal compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/16Evaporating by spraying
    • B01D1/18Evaporating by spraying to obtain dry solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/02Preparation in the form of powder by spray drying

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

D. So.332D. So.332

~ ' ' ~ ...........~~~ GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG~ '' ~ ........... ~~~ GRAND-DUCHY OF LUXEMBOURG

4) 1 8 Y 8. .4) 1 8 Y 8..

du .29 «,îvJ;OîtVK.S..„.X.97.9 Monsieur le Ministreof .29 ", îJ; OîtVK.S ..„. X.97.9 Minister

Titre délivré : de r®conomie Nationale et des Classes Moyennes ___Service de la Propriété IndustrielleTitle issued: from National Economy and Middle Classes ___Service of Industrial Property

/> , , mi LUXEMBOURG/>,, mi LUXEMBOURG

C/Y ^ilL ’ σ n Demande de Brevet d’invention ---- I. Requête ..La...société dite:......DIÂM03D SHAMROCK CORPORATION,.....lloo Superior (1) ...Avenue..»......â.....C.LEVEL.AHD.....Ohio ,.....Etats-Unis d1 Amérique »......représentée -.par-Konslenr Jacques.....<3e Kuysery.....agissant en qualité de (2) ..mandataire..............................................................................................................................................................................................................................................C / Y ^ ilL 'σ n Invention Patent Application ---- I. Request ..La ... company known as: ...... DIÂM03D SHAMROCK CORPORATION, ..... lloo Superior (1) ... Avenue .. "...... â ..... C.LEVEL.AHD ..... Ohio, ..... United States of America" ...... represented - .by-Konslenr Jacques ..... <3rd Kuysery ..... acting as (2) .. agent ...................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ................

dépose........ ce vingt-neuf octobre.....19oo soixante-dix-neuf (3i ► à........1.5...............heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : - "Procédé .de ..production de.....carbonates de métaux alcalins dans (4) ........une cuve.....à membrand où la msnsbrane.....et la cathode.....sont en ........configuration contiguë".........................................................................................................................................................................deposit ........ this twenty-ninth October ..... 19oo seventy-nine (3i ► to ........ 1.5 ............ ... hours, at the Ministry of National Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. this request for obtaining a patent for invention concerning: - "Process .of ..production of ... ..carbonates of alkali metals in (4) ........ a tank ..... in membrand where the msnsbrane ..... and the cathode ..... are in ..... ... contiguous configuration "............................................ .................................................. .................................................. .........................

déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont) : ....1..,-.....Donald L.......DERÏÏSPIRIS.,......8So4 Pipe Î7ood Court,.....â MElîTOR,....................(5) .....................Ohio r Etats-Unis d1Amérique.........................................................................................................................................declares, assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are): .... 1 .., -..... Donald L ....... DERÏÏSPIRIS.,. ..... 8So4 Pipe Î7ood Court, ..... â MElîTOR, .................... (5) ......... ............ Ohio r United States of America ................................ .................................................. .................................................. .....

....2..,-.....Thomas J.......GILLIG&N,.....III./.....1174o Jason Avenue, à COIICQRD, ......................Ohio »......Etats-Unis d*Amérique 2. la délégation de pouvoir, datée de le . .2. octobre X979......... 2 .., -..... Thomas J ....... GILLIG & N, ..... III./.....1174o Jason Avenue, at COIICQRD, ..... ................. Ohio "...... United States of America 2. the delegation of power, dated. .2. October X979 .....

3. la description en langue............f rançaise............................. de l’invention en deux exemplaires ; 4............U............ . planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le.....29 octobre.....1979....................................................................................................................................................................................................3. description in French ............ language ............................. of the invention in two copies; 4 ............ U ............. drawing boards, in two copies; 5. the receipt of the taxes paid to the Luxembourg Registration Office on ..... October 29 ..... 1979 .................... .................................................. .................................................. .................................................. ..........................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)......................brevet..............................................déposée(s/Vn (7) aux Etats-Unis d1 Amérique....................claims for the above patent application the priority of one (s) application (s) of (6) ...................... patent .... .......................................... filed (s / Vn (7) in the United States of America ....................

le......3.Q.....QC.tobr.e.....19.7.8...........(Ne.*......9.55.,.7.05.)..........................................................................................................le ...... 3.Q ..... QC.tobr.e ..... 19.7.8 ........... (Ne. * ...... 9.55 .,. 7.05.) ............................................ .................................................. ............

7 .........................................................................................................................v....................-..............................................-.............................................................................................7 ................................................. .................................................. ...................... v ....................-...... ........................................-......... .................................................. ..................................

, au nom de S. i.U.v'iSK'fcÆUr S................................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ......................................„ .....35,.....bld,......Rayai...............................................................................................................................................................................................................(io> sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à ...................5......................... mois., in the name of S. iUv'iSK'fcÆUr S ..................................... .................................................. .................................................. .................................................. ..... (9) take up residence for him / her and, if designated, for their proxy, in Luxembourg ........................ .............. „..... 35, ..... bld, ...... Rayai .............. .................................................. .................................................. .................................................. ........................................... (io> requests the delivery of '' a patent of invention for the subject described and represented in the abovementioned appendices, - with deferment of this delivery to ................... 5 ..... .................... months.

tj r \ ttj r \ t

...pan.d».ta.ire . v............l........G-r. A... pan.d ".ta.ire. v ............ l ........ G-r. AT

II. Procès-verbal de DépôtII. Deposit Minutes

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 29 octobre 1979 ..·..........·.. Pr. le Ministre à.........15............ heures / \ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, / ; P·d·The above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of National Economy and the Middle Classes, Industrial Property Service in Luxembourg, on: October 29, 1979 .. · ......... . · .. Pr. The Minister at ......... 15 ............ hours / \ of the National Economy and the Middle Classes, /; P · d ·

Cl S B Aezm__ S D. 5ο.832Cl S B Aezm__ S D. 5ο.832

r1 ' REVENDICATION DE LA PRIORITEr1 'CLAIM OF PRIORITY

V μλϊ.ι^'·' ' i '- - ~~~ 1 ^· — nn n— Tinrr ·ι mini 1 1 m ~ «m n n» iiini ι·ιι· de la demande de brevet / ΜΜΦ&ΪΖ / ] , whiwwiii i »m τι -f riiri-i~fiifïrnTM~iTrniwÿiiimfni^iai|iiiwn«'—tr î1 m- mu fiinniii wiiiiiii pihimii mw.^iaiiimwn i'miu1 »—i—V μλϊ.ι ^ '·' 'i' - - ~~~ 1 ^ · - nn n— Tinrr · ι mini 1 1 m ~ "mnn" iiini ι · ιι · of the patent application / ΜΜΦ & ΪΖ /], whiwwiii i »m τι -f riiri-i ~ fiifïrnTM ~ iTrniwÿiiimfni ^ iai | iiiwn« '- tr î1 m- mu fiinniii wiiiiiii pihimii mw. ^ iaiiimwn i'miu1 »—i—

ί ‘ Æil AUX ETATS-UNIS D'AMERIQUEί ‘Æ eye IN THE UNITED STATES OF AMERICA

I , Du 30 OCTOBRE 1978 * t i 1 \ \ \ \ \ • Mémoire Descriptif déposé à l'appui d'une demande deI, OCTOBER 30, 1978 * t i 1 \ \ \ \ \ • Brief submitted in support of a request for

BREVET D’INVENTIONPATENT

i aui at

LuxembourgLuxembourg

au nom de : DIAMOND SHAMROCK CORPORATIONin the name of: DIAMOND SHAMROCK CORPORATION

i ; pour : "Procédé de production de carbonates de métaux alcalins dans ; ‘ une cuve à membrane où la membrane et la cathode sont en ^ configuration contiguë".i; for: "Process for the production of alkali metal carbonates in;‘ a membrane tank where the membrane and the cathode are in ^ contiguous configuration ".

i-> I · * !i-> I · *!

La présente invention concerne, d’une générale, un procédé de production électrolytique d'un rail»»- ’ · ’.Λ nate d'un métal alcalin. Plus particulièrement, l'invention -éÿS ijrjl concerne un procédé perfectionné pour la production électrolv-tique d'un carbonate d'un métal alcalin en utilisant une cuve h membrane dans laquelle la membrane et la cathode sont dans une configuration particulière.The present invention relates, in general, to a process for the electrolytic production of a rail "" - ’·’. Λ nate of an alkali metal. More particularly, the invention -éÿS ijrjl relates to an improved process for the electrolv-tic production of a carbonate of an alkali metal using a membrane tank in which the membrane and the cathode are in a particular configuration.

On sait que l'on peut effectuer la production électrolytique d'un carbonate d'un métal alcalin à partir de chlorures de métaux alcalins dans des cuves à diaphragme et à membrane en introduisant de l'anhydride carbonique dans le compartiment cathodique ou dans le catholyte recyclé à l'extérieur de la cuve, comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 552.895, 2.967.807, 3·179·579, 3·374·ΐ64 et 4.OSO.27O. Dans tous ces brevets, à 1'exception‘du brevet n° 552.895, le diaphragme ou la membrane séparant la cuve elec-trolytique en un compartiment anodique et un compartiment cathodique est espacé de la cathode pour permettre, au CO^ gazeux ou aux ions HCÛ ~ introduits (formés par la réaction de v CO2 avec des ions 0H~) d'atteindre et de réagir plus aisément avec les ions OH- formés au côté membrane de la cathode, réduisant ainsi la migration en retour des ions OH dans le comparti- ; ment anodique via le séparateur (cause principale de la faible efficacité de courant dans le procédé d'électrolyse). Spécifiquement, dans des procédés de production de sels carbonates dans lesquels la cathode est séparée de la membrane, on obtient des efficacités de courant (mesurées sur les produits du catholyte) d’au moins 95^ et se rapprochant très souvent de la valeur théorique. De plus, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.374.I64, il est stipulé que le procédé dans lequel on utilise une cuve à membrane, est nettement amélioré lorsque :¾¾¾¾¾ cette membrane est séparée de la cathode : la quantité d'ions · "-·It is known that one can carry out the electrolytic production of an alkali metal carbonate from alkali metal chlorides in diaphragm and membrane vessels by introducing carbon dioxide into the cathode compartment or into the catholyte recycled outside the tank, as described, for example, in United States Patent Nos. 552,895, 2,967,807, 3 · 179 · 579, 3 · 374 · ΐ64 and 4.OSO.27O . In all of these patents, with the exception of patent No. 552,895, the diaphragm or membrane separating the electrolytic tank into an anode compartment and a cathode compartment is spaced from the cathode to allow CO 2 gas or ions HCÛ ~ introduced (formed by the reaction of v CO2 with OH ions ~) to reach and react more easily with the OH- ions formed on the membrane side of the cathode, thus reducing the backward migration of OH ions in the compartment -; anodic through the separator (main cause of the low current efficiency in the electrolysis process). Specifically, in processes for producing carbonate salts in which the cathode is separated from the membrane, current efficiencies (measured on catholyte products) are obtained of at least 95 ^ and very often approaching the theoretical value. In addition, in US Patent No. 3,374.I64, it is stipulated that the process in which a membrane tank is used, is clearly improved when: ¾¾¾¾¾ this membrane is separated from the cathode: the quantity of ions · "- ·

Xa+ s'écoulant à travers la membrane et transformés en Na^O^ " ,./, · .Xa + flowing through the membrane and transformed into Na ^ O ^ ",. /, ·.

augmente à SOp contre b0% sfulencnt lorsqu« la ^ ' la cathode sont contiguës comme décrit dans le brevet des î;t nt-_ . ^increases to SOp against b0% sfulencnt when "the ^ 'the cathode are contiguous as described in the patent des î; t nt-_. ^

Unis d'Amérique n° 552.895· i/lî//·:/;?United States of America n ° 552.895 · i / lî // ·: / ;?

Il est connu de réduire la tension d'électrolyse ' en juxtaposant la membrane et la cathode ou en les lamifiant comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 2.967-807, 3-057-794 et 4.101.395, ainsi que dans les demandes de brevets publiées en République Fédérale d'Allemagne 2.704.213 et 2.74I.956. Toutefois, ces systèmes présentent un inconvénient du fait que les ions OH formés à ou près de *%&&&$& l'interface membrane/cathode peuvent s'échapper plus aisément dans la membrane et parvenir, par migration, dans le compartiment anodique, provoquant ainsi une perte d'efficacité du courant de traitement comme décrit précédemment. En raison de cette caractéristique et des efficacités proches de la valeur théorique que l'on atteint lorsque la cathode est séparée de la membrane, dans la technique antérieure, on a adopté une configuration selon laquelle la cathode et la membrane sont séparées pour la production de carbonates de métaux alcalins dans des cuves a membrane.It is known to reduce the electrolysis voltage by juxtaposing the membrane and the cathode or by laminating them as described, for example, in the patents of the United States of America Nos. 2.967-807, 3-057-794 and 4,101,395, as well as in patent applications published in the Federal Republic of Germany 2,704,213 and 2,74I,956. However, these systems have a drawback in that the OH ions formed at or near *% &&& $ & the membrane / cathode interface can escape more easily in the membrane and reach, by migration, in the anode compartment, causing thus a loss of efficiency of the treatment current as described above. Because of this characteristic and of the efficiencies close to the theoretical value which is reached when the cathode is separated from the membrane, in the prior art, a configuration has been adopted in which the cathode and the membrane are separated for the production of alkali metal carbonates in membrane tanks.

Compte tenu de cet état de la technique, un objet de la présente invention est de fournir un procédé se déroulant dans une cuve à membrane pour la production de carbonates de métaux alcalins en travaillant à une faible tension d'électro-lyse et à une haute efficacité de courant, réalisant ainsi un procédé plus efficace que ceux connus actuellement.In view of this state of the art, an object of the present invention is to provide a process taking place in a membrane tank for the production of alkali metal carbonates by working at a low electrolysis voltage and at a high current efficiency, thereby achieving a more efficient process than those currently known.

Ces différents objets et avantages, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement à la lecture de la description et des revendications ci-après, sont réalisés en effectuant 1'électrolyse d'un chlorure d'un métal alcalin dans une cuve électrolytique dans laquelle le compartiment d'anolyte ..These various objects and advantages, as well as others which will appear more clearly on reading the description and the claims below, are achieved by carrying out the electrolysis of an alkali metal chloride in an electrolytic cell in which the anolyte compartment ..

et le compartiment de catholyte sont séparés par une membrane échangeuse de cations, hydrauliquement imperméable et à permea- v """h r-r· -- .* bilité si'lrct.ive qui ι-st lamifiée avec la eathucie ou juxt ap.v.ée ‘ ; en continuité avec celle-ci, ainsi qu'en introduisant de l’an-hydride carbonique dans le catholyte se trouvant dans la cuve ou recyclé à l'extérieur de celle-ci, et ce, en une quantité suffisante pour transformer pratiquement toute la quantité de 1'hydroxyde de métal alcalin se formant dans le compartiment cathodique en un carbonate de métal alcalin. De façon étonnante, on atteint des efficacités de courant de 95-100^ même lorsque le catholyte a une haute teneur totale en solides et également avec une faible tension d'électrolyse.and the catholyte compartment are separated by a cation exchange membrane, hydraulically impermeable and permea- v "" "h rr · -. * bility si'lrct.ive which ι-st laminated with eathucie or juxt ap.v .ée '; in continuity with it, as well as by introducing carbon dioxide into the catholyte in the tank or recycled outside thereof, and this in an amount sufficient to transforming practically the entire quantity of alkali metal hydroxide forming in the cathode compartment into an alkali metal carbonate. Surprisingly, current efficiencies of 95-100 ^ are reached even when the catholyte has a high total content solid and also with a low electrolysis voltage.

La cuve électrolytique que l'on utilise dans le Îi'ri'ïï procédé de l'invention et dans laquelle la membrane et la cathode ;_·. .The electrolytic cell which is used in the method of the invention and in which the membrane and the cathode; .

sont dans une configuration contiguë, peut être une cuve unique ou un groupe de cuves combinées ensemble en une seule unité d'électrolyse, soit en série en utilisant des électrodes bipolaires, soit en parallèle en utilisant des électrodes unipolaires.are in a contiguous configuration, can be a single cell or a group of cells combined together in a single electrolysis unit, either in series using bipolar electrodes, or in parallel using unipolar electrodes.

Ces cuves sont généralement de type classique : elles comportent un logement résistant aux électrolytes et elles sont subdivisées, par une membrane, en un compartiment d'anolyte et un compartiment de catholyte, le compartiment d'anolyte comportant une entrée et une sortie pour la saumure de chlorure de métal alcalin, ainsi qu'une sortie pour le chlore gazeux, tandis que le compar- timent de catholyte comporte une ou plusieurs entrées pour l'eau et/ou le catholyte recyclé, des sorties pour le catholyte forme et *·χ·'· ·>>··:·· l’hydrogène, de même qu'une admission pour le CC^, de préférence, au fond ou près du fond de la cuve si le CO2 doit être introduit dans le catholyte contenu dans celle-ci.These tanks are generally of conventional type: they comprise an electrolyte resistant housing and they are subdivided, by a membrane, into an anolyte compartment and a catholyte compartment, the anolyte compartment comprising an inlet and an outlet for brine of alkali metal chloride, as well as an outlet for chlorine gas, while the catholyte compartment has one or more inlets for water and / or recycled catholyte, outlets for the form and * · χ catholyte · '· · >> ··: ·· hydrogen, as well as an inlet for the CC ^, preferably at the bottom or near the bottom of the tank if the CO2 must be introduced into the catholyte contained in that -this.

La membrane subdivisant le logement de la cuve en un compartiment d'anolyte et un compartiment de catholyte peut, en général, être n'importe quelle membrane échangeuse de cations, hydrauliquement imperméable et devenant 'électrolytique-ment conductrice lorsqu'elle est hydratée dans les conditions ‘ ...The membrane subdividing the tank housing into an anolyte compartment and a catholyte compartment can, in general, be any cation exchange membrane, hydraulically impermeable and becoming 'electrolytically conductive when hydrated in the conditions' ...

opératoires de la cuve, cette membrane étant égal c-mcrit utile . . . '.Y. ! i pour 11 électrolyse des saumures dé chlorures de métaux alcalins.operating conditions of the tank, this membrane being equal to useful c-mcrit. . . '.Y. ! i for 11 electrolysis of alkali metal chloride brines.

Ces membranes sont constituées d’une pellicule d'un polymère : i résistant chimiquement à l’anolyte et au catholyte et contenant des groupes hydrophiles échangeurs d'ions tels que des groupes sulfoniques, des groupes carboxyliques et/ou des groupes sulfo-namido. On a constaté que des membranes formées à partir de polymères contenant des groupes sulfoniques et/ou carboxyliques possédaient une bonne sélectivité (c'est-à-dire qu'elles ne transportent pratiquement que des ions de métaux alcalins), ainsi · que de bonnes caractéristiques à basse tension pour la production de carbonates de sodium et de potassium, tandis que des membranes contenant des groupes sulfonamido semblent être utiles pour la production de carbonate de sodium, cependant qu'elles nécessitent une tension d'électrolyse un peu plus élevée. Spécifiquement, ces polymères intervenant dans la formation des membranes ont un poids équivalent de groupes échangeurs d'ions d'environ 800-1.500 et, sur une base sèche, ils peuvent absorber plus de 5% en poids d'eau de gélification.These membranes consist of a film of a polymer: i chemically resistant to the anolyte and to the catholyte and containing hydrophilic ion-exchange groups such as sulfonic groups, carboxylic groups and / or sulfo-namido groups. It has been found that membranes formed from polymers containing sulfonic and / or carboxylic groups have good selectivity (i.e., they carry practically only alkali metal ions), as well as good low voltage characteristics for the production of sodium and potassium carbonates, while membranes containing sulfonamido groups seem to be useful for the production of sodium carbonate, however they require a slightly higher electrolysis voltage. Specifically, these polymers involved in the formation of membranes have an equivalent weight of ion exchange groups of approximately 800-1,500 and, on a dry basis, they can absorb more than 5% by weight of gelling water.

Le cation du groupe échangeur d'ions (-C0oH, n -S0,,H, -ΞΟ,ΚΓ' et analogues) de la membrane sera le plus souvent le même métal alcalin que celui présent dans le sel chlorure devant être électrolysé en sel carbonate. Bien que, au départ, on puisse utiliser le sel de métal alcalin sous la forme acide ou sous une autre forme, on comprendra que la membrane échangera pratiquement tous ces cations contre le cation du sel devant être électrolysé au cours du fonctionnement de la cuve pendant une période relativement courte. Afin d'obtenir une résistance chimique maximale à l'anolyte, il est particulièrement préférable d'utiliser des polymères dans lesquels tous les atomes d'hydrogène fixés aux atomes de carbone sont remplacés par des atomes de fluor ou des polymères dans lesquels la majeure partie / :¾ de ces atomes d'hydrogène sont remplaces par des atoj; «-» de % lu .r - et les autres, par des atomes de chlore, tandis que les groupes · ".-y échangeurs d'ions sont fixés à un * atome de carbone auquel est ; relié au moins un atome de fluor. ?vS;?qj;£;The cation of the ion exchange group (-C0oH, n -S0,, H, -ΞΟ, ΚΓ 'and the like) of the membrane will most often be the same alkali metal as that present in the chloride salt to be electrolyzed into salt carbonate. Although, at the outset, the alkali metal salt can be used in the acid form or in another form, it will be understood that the membrane will exchange practically all these cations for the cation of the salt to be electrolyzed during the operation of the tank during a relatively short period. In order to obtain maximum chemical resistance to the anolyte, it is particularly preferable to use polymers in which all the hydrogen atoms attached to the carbon atoms are replaced by fluorine atoms or polymers in which the major part /: ¾ of these hydrogen atoms are replaced by atoj; "-" of% lu .r - and the others, by chlorine atoms, while the · ". -Y ion exchange groups are attached to a * carbon atom to which is; connected at least one fluorine atom .? vS;? qj; £;

Afin de réduire. la tension d'électrolyse au minimum '·* · la membrane a, de préférence, une épaisseur se situant entre environ 0,0762 et 0,254 mm, les membranes dont l'épaisseur se situe dans les valeurs supérieures de cet intervalle, étant utilisées pour assurer une meilleure durabilité et une meilleure sélectivité. En raison des importantes sections transversales des cuves électrolytiques utilisées à l'échelle industrielle, lorsque la membrane n'est pas supportée sur ses deux faces par des électrodes contiguës, elle est spécifiquement lamifiée avec ; ou imprégnée dans un organe de renforcement inerte, électrolytique-ment non conducteur et hydrauliquement perméable tel qu'un tissu tissé ou non tissé fabriqué à partir de fibres d'amiante, de verre, de TEFLON et analogues. Dans les membranes composites constituées d'une pellicule et d'un tissu, il est préférable que le lamifié comporte une surface ininterrompue d'une pellicule de résine sur les deux faces du tissu afin d'empêcher les fuites provoquées à travers la membrane par suintement le long des fils du tissu. De telles structures composites, ainsi que leurs procédés de fabrication sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3· 770*567· En variante, sur chaque ]***$??$£ face du tissu, on peut lamifier des pellicules du polymère constituant la membrane.In order to reduce. the electrolysis voltage at minimum '· * · the membrane preferably has a thickness of between approximately 0.0762 and 0.254 mm, the membranes the thickness of which lies in the upper values of this range, being used for ensure better durability and better selectivity. Due to the large cross sections of electrolytic cells used on an industrial scale, when the membrane is not supported on its two faces by contiguous electrodes, it is specifically laminated with; or impregnated in an inert, electrolytically non-conductive and hydraulically permeable reinforcement member such as a woven or non-woven fabric made from asbestos fibers, glass, TEFLON and the like. In composite membranes made of a film and a fabric, it is preferable that the laminate has an uninterrupted surface of a resin film on both sides of the fabric in order to prevent leakage caused through the membrane by seepage. along the threads of the fabric. Such composite structures, as well as their manufacturing processes, are described in US Patent No. 3,770 * 567 · Alternatively, on each side of the fabric, can laminate films of the polymer constituting the membrane.

Des membranes appropriées sont vendues par la firme "E.I. duPont de Nemours & Co.'' sous la marque commerciale "NAFIOX". La fabrication et la description de membranes appropriées de type "KAFION" et autres sont données, entre autres, dans le brevet britannique 1.1δ4·321, dans la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Allemagne 1.941.847, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3.O4I.3I7, 3.282.875, --- 3*624.053, 3.784.399, 3.849.243, 3.909.378, 4.025.405, 4.080.270>.Appropriate membranes are sold by the firm "EI duPont de Nemours & Co." under the trademark "NAFIOX". The manufacture and description of appropriate membranes of the "KAFION" type and others are given, among others, in the patent. British 1.1δ4 · 321, in the patent application published in the Federal Republic of Germany 1,941,847, in the patents of the United States of America n ° 3.O4I.3I7, 3.282.875, --- 3 * 624.053 , 3.784.399, 3.849.243, 3.909.378, 4.025.405, 4.080.270>.

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4j.101.395j ainsi que dans la demande de brevet des El at s - Vu i s ! ·-" ·“ .· d'Amérique n° Si/.007.4j.101.395j as well as in the patent application of El at s - Vu i s! · - "·“. · Of America No. Si / .007.

La cathode utilisée dans la cuve électrolytique · : du procédé de 11 invention peut être réalisée en n'importe quelle matière classique conductrice d'électricité et résistant au catholyte, par exemple, le fer, l'acier doux, l'acier inoxydable, le nickel et analogues. La cathode est perforée et perméable aux gaz ; de préférence, au moins 25$ de sa surface sont constitués d'ouvertures facilitant la formation, l'écoulement et l'élimination de l'hydrogène gazeux dans le compartiment de >s: catholyte, ainsi que la circulation des ions anhydride carboni-que et/ou bicarbonate vers l'interface cathode/membrane. Afin de réduire la tension d'électrolyse, la totalité ou une partie de la· surface de la cathode peut comporter un revêtement ou une couche d'une matière réduisant la surtension d'hydrogène de la cathode, par exemple, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 4»024.044 (revêtement de particules de nickel et<Jaluminium, appliqué par pulvérisation en masse fondue et par lixiviation), 4*104.133 (revêtement d'un alliage de nickel/zinc déposé par voie électrolytique) et 3*350.294 (revêtement de molybdène, de tungstène, de cobalt, de nickel ou de fer).The cathode used in the electrolytic cell: of the process of the invention can be made of any conventional material which is electrically conductive and resistant to the catholyte, for example, iron, mild steel, stainless steel, nickel and the like. The cathode is perforated and gas permeable; preferably, at least 25 $ of its surface consist of openings facilitating the formation, the flow and the elimination of hydrogen gas in the compartment of> s: catholyte, as well as the circulation of carbon dioxide anhydrides and / or bicarbonate towards the cathode / membrane interface. In order to reduce the electrolysis voltage, all or part of the surface of the cathode may have a coating or a layer of a material reducing the hydrogen overvoltage of the cathode, for example, as described in the patents No. 4 »024.044 (coating of nickel and aluminum particles, applied by melt spraying and leaching), 4 * 104.133 (coating of an electrolytically deposited nickel / zinc alloy ) and 3 * 350.294 (coating of molybdenum, tungsten, cobalt, nickel or iron).

Si une certaine partie de la surface de la cathode ne comporte h pas ce revêtement ou cette couche, cette partie constituera alors spécifiquement la zone de la cathode qui est juxtaposée à la membrane ou lamifiée avec celle-ci. Des cathodes appropriées peuvent être constituées, par exemple, d'une toile expansée, d'une toile métallique tissée ou de plaques perforées.If a certain part of the surface of the cathode does not have this coating or this layer, this part will then specifically constitute the zone of the cathode which is juxtaposed with the membrane or laminated with it. Suitable cathodes can be made, for example, of an expanded fabric, a woven wire fabric or perforated plates.

Sont particulièrement préférées, les cathodes ayant une zone d'ouvertures (espaces vides) d'au moins environ 50$ avec de bonnes caractéristiques de dégagement des gaz, par exemple, les électrodes à plaques parallèles décrites dans le brevet sud-africain n° 73/S433 (et dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 303.052) dont la description est mentionnée ici ' .Particularly preferred are cathodes having an opening area (voids) of at least about $ 50 with good gas evolution characteristics, for example, the parallel plate electrodes described in South African Patent No. 73 / S433 (and in United States Patent Application No. 303,052), the description of which is given here '.

/ ixi' i.-xpl i citc:r plus amplement eus types <11 clcrtrodes , Ce.*; cathodes sont, particulièrement efficaces pour les solutions concentrées de catholytes (par exemple, les solutions saturées à S0-100a), en particulier, les solutions de K^CO^, dans lesquelles des viscosités plus élevées et d’autres effets hydrodynamiques en solution empêchent la formation, l’écoulement et l’échappement de l’hydrogène gazeux. L’hydrogène retenu forme une "obstruction ou couverture de gaz" à la cathode, élevant ainsi la tension d1électrolyse. Etant donne que la disposition parallèle et verticale des éléments formant électrodes réduit la ret mue du gaz et, partant, la formation d’une obstruction de gaz à l'électrode, la tension d'électrolyse est · réduite. Bien que des plaques parallèles soient décrites et illustrées dans le brevet sud-africain précité, il est evident que, pour ces cathodes préférées, on peut également utiliser d'autres électrodes allongées ayant d'autres sections transversales, par exemple, des sections transversales circulaires, en ellipse , triangulaires, en losange et carrées, pour autant qu'elles soient disposées en un alignement pratiquement vertical et avec un écartement suffisant entre des éléments adjacents pour assurer une bonne circulation de l'électrolyte sans entraver l'écoulement et le dégagement du gaz dans le compartiment de catholyte./ ixi 'i.-xpl i citc: r more widely had types <11 clcrtrodes, Ce. *; cathodes are, particularly effective for concentrated solutions of catholytes (eg saturated solutions at S0-100a), in particular, solutions of K ^ CO ^, in which higher viscosities and other hydrodynamic effects in solution prevent the formation, flow and escape of hydrogen gas. The retained hydrogen forms an "obstruction or blanket of gas" at the cathode, thereby raising the electrolysis voltage. Since the parallel and vertical arrangement of the electrode elements reduces the backlash of the gas and hence the formation of a gas obstruction at the electrode, the electrolysis voltage is reduced. Although parallel plates are described and illustrated in the aforementioned South African patent, it is obvious that, for these preferred cathodes, it is also possible to use other elongated electrodes having other cross sections, for example circular cross sections , elliptical, triangular, diamond-shaped and square, provided that they are arranged in a practically vertical alignment and with sufficient spacing between adjacent elements to ensure good circulation of the electrolyte without hampering the flow and release of the gas in the catholyte compartment.

Dans le procédé de l’invention, la cathode et la membrane sont juxtaposées de telle sorte qu'au moins la majeure partie de l'interface cathode/membrane soit en configuration contiguë. Bien qu'il soit avantageux d'avoir un contact à raison d'une valeur aussi faible que 50a, on obtient les chutes de tension les plus basses lorsque 90 à 100a de l'interface de cette cathode et de cette membrane sont en configuration contiguë. Les moyens permettant de réaliser cette caractéristique /;· sont variés et bien connus : par exemple, on peut utiliser une , plus forte pression hydrostatique d'anolyte pour appuyer laIn the method of the invention, the cathode and the membrane are juxtaposed so that at least most of the cathode / membrane interface is in contiguous configuration. Although it is advantageous to have a contact at a value as low as 50a, the lowest voltage drops are obtained when 90 to 100a of the interface of this cathode and of this membrane are in contiguous configuration . The means for achieving this characteristic /; · are varied and well known: for example, a higher hydrostatic anolyte pressure can be used to support the

1 «'"V1 "'" V

- 9 - ··.· membrane contre la cathode, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 »057 »794 ï on peut disposer la ner.- : Λ brane entre l'anode et la cathode sans aucun espace libre à leur 5- 9 - ··. · Membrane against the cathode, as described in the patent of the United States of America n ° 3 »057» 794 ï one can arrange the ner.-: Λ brane between the anode and the cathode without no free space at their 5

* V* V

interface $ on peut Comprimer la membrane entre la cathode et l'anode avec des éléments élastiques appropriés de compression, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.573.437 on peut former la membrane in situ sur la surface de la cathode (par exemple, par enàuction, par immersion, par pulvérisation, par polymérisation ou par fusion de précurseurs polymères · y··:. :' appropriés, de solutions, de dispersions, de poudres ou de fibres), comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 4.Ο36.728 et 4.101.395 i ou encore, on peut lamifier une membrane en pellicule avec la cathode en utilisant la chaleur et la pression, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 4.101.395· Dans l'un ou l'autre de ces procédés, on peut tout d'abord appliquer, à la cathode, (par pulvérisation, à la brosse, par immersion et analogues) une couche intermediaire d'une matière polymère inerte appropriée et non conductrice ou d'un précurseur polymère (non hydrophile et pratiquement exempt de groupes échangeurs d'ions) afin de rendre inactives les surfaces de la cathode sur lesquelles doit venir appuyer la membrane et/ou afin d'améliorer l'adhérence interfaciale lorsque la membrane est formée in situ sur la cathode ou lorsqu'elle est lamifiée avec celle-ci. Compte tenu des considérations qui précèdent, il est évident que les expressions "juxtaposition" "contact" et "contiguïté", utilisées dans la présente spécification et les revendications ci-après, englobent, sauf indication contraire, non seulement des configurations dans lesquelles la membrane et la cathode se touchent à leur interface, mais éga- < lement des configurations dans lesquelles la membrane est formée sur la cathode ou est lamifiée avec celle-ci.interface $ the membrane between the cathode and the anode can be compressed with suitable elastic compression elements, as described in US Patent 3,573,437 the membrane can be formed in situ on the surface of the cathode (for example, by coating, by immersion, by spraying, by polymerization or by fusion of polymeric precursors · y ·· :.: 'suitable, solutions, dispersions, powders or fibers), as described in the patents of United States of America No. 4.Ο36.728 and 4.101.395 i or alternatively, a film membrane can be laminated with the cathode using heat and pressure, as described in the United States patent. America n ° 4.101.395 · In one or the other of these methods, one can first of all apply, to the cathode, (by spraying, by brush, by immersion and the like) an intermediate layer of a suitable inert nonconductive polymeric material or a polymer precursor (not hydrophilic and practical completely free of ion exchange groups) in order to render inactive the cathode surfaces on which the membrane is to bear and / or in order to improve the interfacial adhesion when the membrane is formed in situ on the cathode or when is laminated with it. In view of the foregoing considerations, it is evident that the expressions "juxtaposition" "contact" and "contiguity", used in the present specification and the claims below, include, unless otherwise indicated, not only configurations in which the membrane and the cathode touch each other at their interface, but also <configurations in which the membrane is formed on the cathode or is laminated therewith.

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De même, l'anode utilisée dans la cuve élcctroly- w ·:; tique du procédé de l'invention peut être n'importe quelle -.ï.î ·' matière classique, conductrice d'électricité, électrocatalyti- ·"'· '·· quement active et résistant à l'anolyte, par exemple, le graphite ou, mieux encore, un métal à soupapes tel que le titane, le tantale ou leurs alliages, cette matière comportant, sur sa surface, un métal noble, un oxyde d'un métal noble (individuellement ou en combinaison avec un oxyde d'un métal à soupapes) ou encore une autre matière électrocatalytiquement active et résis-tant à la corrosion. Des anodes de cette classe préférée sont des anodes possédant une stabilité dimensionnelle qui sont bien, connues et largement utilisées dans l'industrie (voir, par , exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3·^^7·^^3j 3.032.498, 3.84Ο.443 et 3.S46.273). Bien que l'on puisse utiliser des anodes pleines lorsqu'elles sont espacées de la membrane, il est néanmoins préférable d'utiliser des anodes perforées dont la surface comporte des ouvertures à raison d'environ 25% ou plus, par exemple, une toile expansée, une toile tissée ou une plaque perforée, étant donné que des anodes de ce type comportent une plus grande surface électrocatalytique et qu'elles facilitent la formation, l'écoulement et l'élimina-tion du chlore gazeux se trouvant dans le compartiment d'anolyte. Ig-wm Ainsi qu'on l'a décrit précédemment, des électrodes assurant un bon dégagement des gaz et dont la surface comporte des ouvertures à raison de 50% ou plus (comme décrit dans le brevet sud-africain n 0 73/S433 et comme indiqué ci-dessus),peuvent être particulièrement préférées lorsque l'anode est également juxtaposée et contiguë à la membrane et/ou lorsqu'on utilise des saumures presque saturées. i - - 11 - ·' · ’Similarly, the anode used in the electrolytic tank w · :; The tick of the process of the invention can be any conventional material, electrically conductive, electrocatalytically active and resistant to the anolyte, for example, graphite or, better still, a valve metal such as titanium, tantalum or their alloys, this material comprising, on its surface, a noble metal, an oxide of a noble metal (individually or in combination with an oxide of valve metal) or other corrosion-resistant, electrocatalytically active material. Anodes of this preferred class are dimensionally stable anodes which are well known and widely used in industry (see, for example, for example, United States Patent Nos. 3 · ^^ 7 · ^^ 3d 3.032.498, 3.84Ο.443 and 3.S46.273). Although solid anodes can be used when they are spaced from the membrane, it is nevertheless preferable to use perforated anodes the surface of which has openings with spokes. about 25% or more, for example, an expanded fabric, a woven fabric or a perforated plate, since anodes of this type have a larger electrocatalytic surface and facilitate formation, flow and elimination of chlorine gas in the anolyte compartment. Ig-wm As described above, electrodes ensuring good release of gases and the surface of which has openings at a rate of 50% or more (as described in South African patent No. 0 73 / S433 and as indicated above), may be particularly preferred when the anode is also juxtaposed and contiguous to the membrane and / or when almost saturated brines are used. i - - 11 - · '· ’

En ce qui concerne l'écartement entre l'anode et ' y.*’ la membranej cette distance est idéalement la distance minimale :i'1': maintenant une haute efficacité de courant vis-à-vis de la forma-tion de chlore, tout en réduisant la tension. Habituellement, on obtient une tension minimale lorsque l'anode est contiguë à la membrane ou lorsque celle-ci est lamifiée avec l'anode.Regarding the spacing between the anode and 'y. *' The membranej this distance is ideally the minimum distance: i'1 ': maintaining a high current efficiency with respect to the formation of chlorine , while reducing tension. Usually, a minimum voltage is obtained when the anode is contiguous to the membrane or when the latter is laminated with the anode.

Le procédé de l'invention peut être adopté pour la production de n'importe quel carbonate de métal alcalin au départ du chlorure de métal alcalin correspondant. C'est ainsi :/::¾¾¾ que l'on prépare les carbonates de sodium, de potassium et de .The process of the invention can be adopted for the production of any alkali metal carbonate from the corresponding alkali metal chloride. This is how: / :: ¾¾¾ the sodium, potassium and carbonates are prepared.

lithium respectivement à partir des chlorures de sodium, de potassium et de lithium.lithium respectively from sodium, potassium and lithium chlorides.

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Tout comme lors de 1'électrolyse classique des halogénures de métaux alcalins en vue de former du chlore, des hydroxydes de métaux alcalins et de l'hydrogène, on charge, dans le compartiment anodique, le chlorure de métal alcalin qui deviendra l'anolyte de la cuve sous forme d'une solution aqueuse que l'on appelle communément ''saumure''. Plus spécifiquement, on acidifie cette saumure à un pH d'environ 4 ou moins avec un acide tel que 1'acidv. chlorhydrique afin de réduire le dégagement d'oxygène à l'anode, de même que la formation de précipités /'·.·. insolubles dans ou sur la membrane à partir de sels de cations ‘ polyvalents tels que le chloimre de calcium ou le chlorure de magnésium, présents dans la saumure. En variante ou en plus du réglage précité du pH, on peut réduire l’effet néfaste exercé par les sels de cations polyvalents en ajoutant, à la saumure, un composé capable de former, avec les sels de cations polyvalents et à un pH supérieur à 5,5j un gel insoluble à l'interface anolyte/membrane, le gel étant réversible à un pH inférieur à 3, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis /v‘r·' d’Amérique n° 3.793.163. A titre d'illustration, parmi les ; composés formateurs de gel que l'on peut utiliser .suivant ln présente invention, il y a, par exemple, les phosphates, les . -u·.' orthophosphates et les métaphosphates de métaux alcalins (de V; /: préférence, du même métal alcalin que celui de la saumure chargée) ou la forme acide libre de ces phosphates.As in the conventional electrolysis of alkali metal halides to form chlorine, alkali metal hydroxides and hydrogen, the alkali metal chloride is charged into the anode compartment which will become the anolyte of the tank in the form of an aqueous solution which is commonly called "brine". More specifically, this brine is acidified to a pH of about 4 or less with an acid such as acidv. hydrochloric acid in order to reduce the evolution of oxygen at the anode, as well as the formation of precipitates /'·.·. insoluble in or on the membrane from salts of polyvalent cations tels such as calcium chloride or magnesium chloride, present in the brine. As a variant or in addition to the abovementioned adjustment of the pH, the harmful effect exerted by the salts of polyvalent cations can be reduced by adding, to the brine, a compound capable of forming, with the salts of polyvalent cations and at a pH greater than 5.5j an insoluble gel at the anolyte / membrane interface, the gel being reversible at a pH of less than 3, as described in US Patent No. 3,793,163. By way of illustration, among the; Gel forming compounds which can be used. According to the present invention, there are, for example, phosphates,. -u ·. ' orthophosphates and metaphosphates of alkali metals (of V; /: preferably, of the same alkali metal as that of charged brine) or the free acid form of these phosphates.

Spécifiquement, on charge la saumure à l'état de saturation ou à un état proche de la saturation afin de porter la concentration de l'anolyte à son maximum et, partant, réduire la tension que nécessite la cuve. De même, la vitesse à laquelle la saumure est chargée, ainsi que l'intensité du courant de la cuve influencent la concentration de l'anolyte.Specifically, the brine is charged to the saturation state or to a state close to saturation in order to bring the concentration of the anolyte to its maximum and, consequently, reduce the tension that the tank requires. Likewise, the speed at which the brine is loaded, as well as the intensity of the tank current influence the concentration of the anolyte.

Un chargement plus rapide de la saumure augmente la concentration en solides de l'anolyte tandis que, en revanche, des intensités de courant plus élevées épuisent plus rapidement la teneur en solides de l'anolyte. Idéalement, ces trois paramètres qui sont en interrelation, sont choisis et réglés de telle sorte que l'anolyte ait une concentration en solides d'environ 75^ de saturation ou plus afin de réduire au minimum la tension requise. Bien entendu, des concentrations d'anolyte de moins de 75/£ de saturation sont également appropriées lorsque des tensions plus élevées sont tolérées dans la cuve.Faster brine loading increases the solids concentration of the anolyte while higher current intensities, on the other hand, deplete the solids content of the anolyte more quickly. Ideally, these three interrelated parameters are chosen and adjusted so that the anolyte has a solids concentration of about 75 ^ or more saturation in order to minimize the required voltage. Of course, anolyte concentrations of less than 75 / £ saturation are also suitable when higher voltages are tolerated in the tank.

L'électrolyte est chargé dans le compartiment . .·.The electrolyte is charged in the compartment. . ·.

cathodique au début du procédé afin d'obtenir un catholyte initial. Spécifiquement, cet électrolyte contiendra le même métal alcalin que celui de la saumure et il sera constitué d'un sel carbonate afin de faciliter l'obtention rapide de l'état d'équilibre. Après le démarrage, le catholyte est continuellement renouvelé au cours de 1'électrolyse par l'ion de métal alcalin de la saumure chargés migrant à travers la membrane, de même, on règle la teneur en solides du catholyte à la concen- · : -tration désirée en ajoutant de l'eau à ce catholyte. Si l'on désire réduire au minimum l'énergie requise pour le séchage du , sel carbonate, la concentration du catholyte sera maintenue - 13 - . . -.cathodic at the start of the process to obtain an initial catholyte. Specifically, this electrolyte will contain the same alkali metal as that of the brine and it will consist of a carbonate salt in order to facilitate rapid obtaining of the state of equilibrium. After start-up, the catholyte is continuously renewed during electrolysis by the alkali metal ion of the charged brine migrating through the membrane, likewise, the solids content of the catholyte is adjusted to the concentration: - desired tration by adding water to this catholyte. If it is desired to minimize the energy required for drying the carbonate salt, the concentration of the catholyte will be maintained. . -.

à ou presque au point, de saturation du sel carbonate, par exemple, .£·=-' à 75-100$ de la concentration de saturation. En revanche, si de plus basses tensions d1électrolyse constituent une caractéristique primordiale, on utilisera de plus faibles concentrations de catholyte, la concentration optimale étant déterminée par le type de cuve et de cathode, le type de sel carbonate et la température du catholyte. Par exemple, lorsqu’on utilise une cathode en acier inoxydable 316 à petites mailles (comportant des ouvertures en losange de 0,35 x 12,7 mm) pour produire du { K9C0 à 0,31 A/cm2, la tension tombe de 4,77 volts à 640 g/litre à 4,2 volts à 49Ο g/litre, soit une chute de tension de 0,375 volt par réduction de 100 g/litre de la teneur en solides du catholyte. Lorsqu'on utilise une cathode constituée de plaques parallèles en nickel telle que celle décrite dans les exemples ci-après et ayant de meilleures caractéristiques en ce qui concerne le dégagement des gaz, on observe que cette tension tombe de 3,95 vols à 640 g/1 à 3,7 volts à 490 g/1, soit une chute de tension de 0,167 volt par réduction de 100 g/l de la teneur en solides du catholyte.at or near the point of saturation of the carbonate salt, for example,. £ · = - 'at $ 75-100 from the saturation concentration. On the other hand, if lower electrolysis voltages are an essential characteristic, lower concentrations of catholyte will be used, the optimal concentration being determined by the type of cell and cathode, the type of carbonate salt and the temperature of the catholyte. For example, when using a small mesh 316 stainless steel cathode (with diamond-shaped openings of 0.35 x 12.7 mm) to produce {K9C0 at 0.31 A / cm2, the voltage drops to 4 , 77 volts at 640 g / liter at 4.2 volts at 49Ο g / liter, i.e. a voltage drop of 0.375 volts by reduction of 100 g / liter in the solids content of the catholyte. When using a cathode made up of parallel nickel plates such as that described in the examples below and having better characteristics with regard to the evolution of gases, it is observed that this voltage drops from 3.95 volts to 640 g / 1 to 3.7 volts at 490 g / 1, ie a voltage drop of 0.167 volts by reduction of 100 g / l of the solids content of the catholyte.

Dans le procédé de l'invention, on introduit de 1J anhydride carbonique gazeux dans le catholyte de telle sorte que cet anhydride carbonique et/ou les ions bicarbonate résul-tant de la réaction de cet anhydride carbonique avec des ions 0H réagissent avec 1'hydroxyde de métal alcalin formé dans le compartiment de catholyte à partir des ions de métal alcalin migrant a travers la membrane, ainsi qu’à partir des ions hydroxy formés à la cathode. A cet effet, on peut injecter directement de l'anhydride carbonique dans le compartiment de catholyte, habituellement au fond ou près du fond de ce dernier, afin d’assurer un temps de mélange et de contact maximum de " ‘ l'anhydride carbonique avec le catholyte et, de préférence, avec une vitesse de sortie suffisante pour réduire au minimum l’obstruction du ou des orifices d'admission de l'anhydride carbo- - 14 - : nique, tout en assurant un bon mélange.. En variante, on peut faire passer l'anhydride carbonique dans le catholyte recyclé ::: à l'intérieur d'un appareil de carbonatation à l'extérieur de ' .In the process of the invention, carbon dioxide gas is introduced into the catholyte so that this carbon dioxide and / or the bicarbonate ions resulting from the reaction of this carbon dioxide with OH ions react with the hydroxide of alkali metal formed in the catholyte compartment from alkali metal ions migrating through the membrane, as well as from hydroxy ions formed at the cathode. For this purpose, carbon dioxide can be injected directly into the catholyte compartment, usually at the bottom or near the bottom of the latter, in order to ensure maximum mixing and contact time of the carbon dioxide with the catholyte and, preferably, with a sufficient exit speed to minimize the obstruction of the intake orifice (s) of carbon anhydride, while ensuring good mixing. As a variant, carbon dioxide can be passed through the recycled catholyte ::: inside a carbonation device outside '.

la c u v e . Ce mode opératoire et des appareils spécifiques de carbonatation sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 552.S95, 3·179·579 et 3.S19.S13· De préférence, le débit de recj’-clage doit être suffisant pour que les solides du catholyte se trouvant dans la cuve contiennent au moins 90$ en poids du sel carbonate. 1¾¾¾ -tank . This operating mode and specific carbonation devices are described in the patents of the United States of America n ° 552.S95, 3 · 179 · 579 and 3.S19.S13 · Preferably, the recj'-clage rate must be sufficient for the catholyte solids in the tank to contain at least $ 90 by weight of the carbonate salt. 1¾¾¾ -

La quantité d'anhydride carbonique introduit dans le catholyte doit être suffisante pour obtenir, dans ce catholyte, des solides contenant au moins environ 90$ en poids du sel carbonate désiré si l'on veut atteindre de hautes efficacités de courant, c'est-à-dire des efficacités de courant de l'ordre d'environ 90$ ou plus. Toutefois, il est de loin préférable d'utiliser l'anhydride carbonique en une quantité donnant environ 95$ en poids ou plus d'un carbonate d'un métal alcalin dans les solides du catholyte, étant donné que l'on obtient, dans cet intervalle, des efficacités de courant maxima (vis-à-vis des solides du catholyte ) dépassant généralement 95$. C'est - ; .The amount of carbon dioxide introduced into the catholyte must be sufficient to obtain, in this catholyte, solids containing at least about 90 $ by weight of the desired carbonate salt if one wants to achieve high current efficiencies, that is ie current efficiencies in the range of about $ 90 or more. However, it is far better to use carbon dioxide in an amount giving about $ 95 by weight or more of an alkali metal carbonate in the solids of the catholyte, since in this interval, maximum current efficiencies (vis-à-vis catholyte solids) generally exceeding $ 95. This is - ; .

pourquoi, il est de loin préférable et idéal d'utiliser 1 ' anhy- * dride carbonique en une quantité ne produisant pratiquement qu'un sel carbonate. Lorsqu'on utilise une quantité inférieure, le carbonate formé contiendra de faibles quantités de l'hydro- : xyde de métal alcalin, tandis que des quantités plus élevées donneront un carbonate contenant une faible quantité du sel bicarbonate.why, it is far better and ideal to use the carbon dioxide in an amount which produces practically only a carbonate salt. When a lower amount is used, the carbonate formed will contain small amounts of the alkali metal hydroxide, while higher amounts will give a carbonate containing a small amount of the bicarbonate salt.

L'anhydride carbonique utilisé dans le procédé de l'invention peut être essentiellement à une pureté de 100$ ou ·’ ···.The carbon dioxide used in the process of the invention can be essentially at a purity of $ 100 or · ’···.

il peut être mélangé avec d'autres gaz tels que l'azote et 1 ' oxygène, par exemple, lorsque, comme source d'anhydride carbo- ..'l'inique, on utilise des gaz provenant de la combustion de la 1 / :: 1 Λ - 15 - '/ ' houille, du gaz, de l'huile et analogues. Toutefois, on n'uti- Wv:·^it can be mixed with other gases such as nitrogen and oxygen, for example, when, as the source of carbon dioxide, gases from the combustion of 1/1 are used :: 1 Λ - 15 - '/' coal, gas, oil and the like. However, we do not use Wv: · ^

Usera normalement pas de l'anhydride carbonique provenant d'un i .· gaz de combustion s'il est souhaitable d'avoir de l'hydrogène gazeux de haute pureté.Normally will not use carbon dioxide from a combustion gas if it is desirable to have high purity hydrogen gas.

Dans le procédé de l'invention, les températures de l'anolyte et du catholyte ne sont pas particulièrement critiques concernant l'obtention d'une haute efficacité de courant. Toutefois, étant donné que la tension diminue à mesure que la température s'élève, il est préférable d'adopter des températures d'environ 90°C ou plus lorsqu'on désire réduire au minimum la consommation d'énergie.In the process of the invention, the temperatures of the anolyte and the catholyte are not particularly critical with regard to obtaining a high current efficiency. However, since the voltage decreases as the temperature rises, it is preferable to adopt temperatures of about 90 ° C or more when it is desired to minimize energy consumption.

Dans le procédé de l'invention, on adopte spécifiquement une intensité de courant supérieure à 0,155 A/cm2 de surface de membrane afin de réduire la teneur en chlorure de métal alcalin des solides du catholyte à moins de 400 parties par million, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 4.Ο8Ο.27Ο. L'intensité de courant requise pour attein-, dre cette faible teneur en impuretés salines variera suivant l'épaisseur, les groupes échangeurs d'ions et le poids équivalent de la membrane utilisée ; par ailleurs, cette intensité de courant peut être aisément déterminée. Si des teneurs plus élevées ; en impuretés constituées de sels chlorures peuvent être tolérées, :;:'· on peut alors adopter de plus faibles intensités de courant.In the process of the invention, a current intensity greater than 0.155 A / cm 2 of membrane surface is specifically adopted in order to reduce the alkali metal chloride content of the solids of the catholyte to less than 400 parts per million, as described in U.S. Patent No. 4.Ο8Ο.27Ο. The intensity of current required to reach this low content of saline impurities will vary according to the thickness, the ion exchange groups and the equivalent weight of the membrane used; moreover, this current intensity can be easily determined. If higher contents; impurities consisting of chloride salts can be tolerated,:;: '· we can then adopt lower current intensities.

Des intensités de courant spécifiques que l'on peut adopter, se situent entre 0,155 et 0,62 A/cm2.Specific current intensities that can be adopted are between 0.155 and 0.62 A / cm2.

Plus spécifiquement, le catholyte est déchargé du compartiment cathodique ou il est prélevé du catholyte recyclé à un débit proportionnel à la vitesse de transport des ions de métaux alcalins hydratés à travers la membrane (vitesse pro-portionnelle à l'intensité de courant), ainsi qu’au débit de ‘ ; l'eau éventuellement ajoutée de l'extérieur au catholyte afin ’v de maintenir ce dernier à un volume essentiellement constant.More specifically, the catholyte is discharged from the cathode compartment or it is taken from the recycled catholyte at a flow rate proportional to the speed of transport of the hydrated alkali metal ions through the membrane (proportional speed to the current intensity), as well that debit from '; any water added from the outside to the catholyte in order to maintain the latter at an essentially constant volume.

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Après avoir été déchargé, le catholyte est spécifiquement ache-miné vers un réservoir avant de subir un traitement complémentaire tel qu'une concentration, un séchage ou un conditionnement pour le transport. A ce moment, 1'hydroxyde ou le bicarbonate résiduel subsistant éventuellement comme sous-produit peut être éliminé chimiquement si on l'estime inopportun dans le produit final.After being discharged, the catholyte is specifically conveyed to a tank before undergoing additional treatment such as concentration, drying or packaging for transport. At this time, any residual hydroxide or bicarbonate remaining as a by-product can be chemically removed if it is found to be inappropriate in the final product.

Les carbonates de métaux alcalins et, en particu- : *. lier, les carbonates de sodium et de potassium sont des produits chimiques bien connus existant en un volume important dans l’industrie. Tout comme les produits de la technique antérieure, le carbonate de métal alcalin obtenu par le procédé de l'invention peut être commercialisé sous forme de liqueurs ou de matières solides anhydres ou hydratées que l’on prépare à partir du catholyte déchargé par des moyens classiques connus dans l'industrie tels que la concentration, le séchage et analogues.The alkali metal carbonates and, in particular: *. To bind, sodium and potassium carbonates are well known chemicals which exist in large quantities in the industry. Like the products of the prior art, the alkali metal carbonate obtained by the process of the invention can be sold in the form of liquors or anhydrous or hydrated solid materials which are prepared from the catholyte discharged by conventional means. known in the industry such as concentration, drying and the like.

De la même manière, on peut les employer pour des utilisations finales analogues, par exemple, dans la fabrication du verre, de -l'alumine, du papier et des détergents, comme précurseurs d'autres composés de métaux alcalins et comme absorbants régéné-râbles pour l'anhydride carbonique et l'hydrogène sulfuré.Likewise, they can be used for analogous end uses, for example, in the manufacture of glass, alumina, paper and detergents, as precursors of other alkali metal compounds and as regenerated absorbents. saddles for carbon dioxide and hydrogen sulfide.

Bien que, pour des raisons de clarté, la description ci-dessus et les exemples ci-après soient donnés en référence à des cuves individuelles, il est évident que, dans une opération effectuée à l'échelle industrielle, on combinera habituellement plusieurs cuves de ce type en une seule unité d1électrolyse, soit en une disposition en série en utilisant des électrodes bipolaires, soit en une configuration parallèle $-:¾¾¾ en utilisant des électrodes unipolaires. ·,Although, for reasons of clarity, the above description and the examples below are given with reference to individual tanks, it is obvious that, in an operation carried out on an industrial scale, several tanks will usually be combined this type in a single electrolysis unit, either in a series arrangement using bipolar electrodes, or in a parallel configuration $ -: ¾¾¾ using unipolar electrodes. ·,

VV

- 17 - EXEMPLES 1-7 /' ;,- 17 - EXAMPLES 1-7 / ';,

Dans les exemples ci-après, on utilise une cuve : ; d1électrolyse de laboratoire de forme cylindrique subdivisée, par une membrane échangeuse de cations, en un compartiment d'anolyte et un compartiment de catholyte, cette cuve ayant un diamètre intérieur de 50,S mm. L'anode et la cathode, toutes deux d'un diamètre légèrement inférieur, sont placées en contiguïté avec la membrane, sauf dans les exemples 5 à 7 dans lesquels l'anode est espacée de la membrane d'une distance de 3,2 mm. Dans tous les exemples, l'anode est constituée d'une toile expansée de titane métallique comportant un revêtement de 2Ti09:Ru09. Dans les exemples 1 à 4, la cathode est constituée d’une plaque d’acier à faible teneur en carbone d'une épaisseur de 1,6 mm comportant des trous de 6,4 mm de diamètre espacés l'un de l'autre d'une distance centre-à-centre de 15,S mm (zone d'ouvertures : 58£) tandis que, dans les exemples 5 à 7, on utilise un groupe de plaques verticales en nickel d'une épaisseur de 1,6 mm et d'une largeur de 12,7 mm disposées verticalement et perpendiculairement à la membrane en étant espacées l'une de l'autre d'une distance d'environ 4,8 mm. Dans tous les exemples, la pression hydrostatique de l'anolyte sur la membrane est supérieure à celle du catholyte. A l'exception de l'essai de l'exemple 6 qui est donné à titre comparatif, l'anhydride carbonique est introduit à l'arrière du compartiment cathodique et au fond de la cuve en une quantité théoriquement suffisante pour transformer, en sel carbonate, la quantité totale d'hydroxyde de métal alcalin formé par voie électrolytique.In the examples below, a tank is used:; laboratory electrolysis of cylindrical shape subdivided, by a cation exchange membrane, into an anolyte compartment and a catholyte compartment, this tank having an internal diameter of 50.5 mm. The anode and the cathode, both of slightly smaller diameter, are placed adjacent to the membrane, except in Examples 5 to 7 in which the anode is spaced from the membrane by a distance of 3.2 mm . In all the examples, the anode consists of an expanded fabric of metallic titanium comprising a coating of 2Ti09: Ru09. In Examples 1 to 4, the cathode consists of a low carbon steel plate with a thickness of 1.6 mm having holes of 6.4 mm in diameter spaced from one another with a center-to-center distance of 15.5 mm (opening area: £ 58) while, in Examples 5 to 7, a group of vertical nickel plates with a thickness of 1.6 is used mm and a width of 12.7 mm arranged vertically and perpendicular to the membrane being spaced from each other by a distance of about 4.8 mm. In all the examples, the hydrostatic pressure of the anolyte on the membrane is higher than that of the catholyte. With the exception of the test of Example 6 which is given for comparison, carbon dioxide is introduced at the rear of the cathode compartment and at the bottom of the tank in an amount theoretically sufficient to transform, into carbonate salt. , the total amount of alkali metal hydroxide formed electrolytically.

Dans les exemples 1 à 4, la membrane utilisée est une pellicule déposée sur un support (tissu de "TEFLON" ' tissé en mailles carrées "T-12"J ayant une épaisseur moyenne ’ - d'environ 0,09 mm dans les exemples 1-3 et de 0,13 mm à - l'exemple 4, cette pellicule étant constituée d'un copolymère - 18 - comportant des motifs périodiques de formule : ώ- -yy-b- - cf2-cf2- et - CF0-CF- 2 \In Examples 1 to 4, the membrane used is a film deposited on a support ("TEFLON" fabric woven in square mesh "T-12" J having an average thickness' - of about 0.09 mm in the examples 1-3 and 0.13 mm in - Example 4, this film consisting of a copolymer - 18 - comprising periodic units of formula: ώ- -yy-b- - cf2-cf2- and - CF0- CF- 2 \

0-CF2-CF-0-CF2-CF2-S03H0-CF2-CF-0-CF2-CF2-S03H

avec un poids équivalent de -SO^H de 1.100. Pour la membrane des exemples 5 et 6, on utilise également le même copolymère et cette membrane a une épaisseur de 0,13 nun, cependant qu'elle :':Γ· : est renforcée d'un tissu de "TEFLON" tissé en mailles carrées plus ouvertes "T-900 G".with an equivalent weight of -SO ^ H of 1.100. For the membrane of examples 5 and 6, the same copolymer is also used and this membrane has a thickness of 0.13 nun, however that it: ': Γ ·: is reinforced with a fabric of "TEFLON" woven in meshes more open square "T-900 G".

La membrane utilisée à l'exemple 7 ("NAFI0N-415") est constituée d'une pellicule de 0,18 mm comprenant deux couches solidaires de copolymères différents lamifiées avec le tissu "T-900 G". La couche lamifiée avec le tissu a une épaisseur d'environ 0,1£5 mm et elle est constituée d'un copolymère comportant des motifs périodiques de formule : -cf2-cf2- et -cf2-cf-The membrane used in Example 7 ("NAFI0N-415") consists of a 0.18 mm film comprising two layers integral with different copolymers laminated with the fabric "T-900 G". The layer laminated with the fabric has a thickness of approximately 0.1 to 5 mm and is made up of a copolymer comprising periodic patterns of formula: -cf2-cf2- and -cf2-cf-

0-CF2-CF-0-CF2-CF2-S03H0-CF2-CF-0-CF2-CF2-S03H

ip3 yyw avec un poids équivalent de -SOjH de 1.100. La deuxième couche a une épaisseur d'environ 0,023 mm et elle est constituée d'un copolymère comportant des motifs périodiques de formule : -cf2-cf2- et -cf2-cf- Ô-cf2-cf-o-cf2-cooh έΓ3 avec un poids équivalent de -C00H de 1.014· Dans la cuve électrolytique, la couche contenant des groupes carboxy est y''.;: tournée vers la cathode. Dans tous les exemples, on charge, / dans le compartiment d'anolyte, une saumure de KC1 ou de NaCl ' - 19 - · V'y contenant environ 350 parties par million de H„P0. et acidifiée ·;-:- 3 4 ‘ à un pH d’environ 2 avec du HCl, à raison de 0,75-1 ml/ampère-minute, tandis que l’on charge un sel carbonate aqueux dans le compartiment de catholyte pour obtenir le catholyte initial.ip3 yyw with an equivalent weight of -SOjH of 1.100. The second layer is approximately 0.023 mm thick and consists of a copolymer comprising periodic patterns of the formula: -cf2-cf2- and -cf2-cf- Ô-cf2-cf-o-cf2-cooh έΓ3 with an equivalent weight of -C00H of 1.014 · In the electrolytic cell, the layer containing carboxy groups is y '';;: facing the cathode. In all the examples, a brine of KCl or NaCl '- 19 - · V' containing about 350 parts per million of H 2 P0 is charged into the anolyte compartment. and acidified ·; -: - 3 4 'at a pH of about 2 with HCl, at a rate of 0.75-1 ml / ampere-minute, while an aqueous carbonate salt is loaded into the catholyte compartment to get the initial catholyte.

Au cours de 11électrolyse, on charge de l’eau dans le compartiment de catholyte à un débit suffisant pour obtenir la concentration désirée du catholyte. On règle la température de l’ano-lyte à environ 90°C, tandis que l’on fait varier la température du catholyte entre 70 et 90°C suivant l’intensité de courant utilisée. D’autres paramètres du procédé et les résultats obtenus sont repris dans le tableau 1 ci-après.During the electrolysis, water is charged to the catholyte compartment at a rate sufficient to obtain the desired concentration of the catholyte. The temperature of the anolyte is set at about 90 ° C, while the temperature of the catholyte is varied between 70 and 90 ° C depending on the current intensity used. Other process parameters and the results obtained are shown in Table 1 below.

i Ά - 20 - O C ·' b 3 .··.·; ·:.·. : =: C Ο 0-'>; :·' · ü C .···.i Ά - 20 - O C · 'b 3. ··. ·; ·:. ·. : =: C Ο 0 - '>; : · '· Ü C. ···.

fc G ·'=-*' c ^ c -fc G · '= - *' c ^ c -

>0 4^ ° H> 0 4 ^ ° H

S ·* o '3 ? *3 w « ^ ·S · * o '3? * 3 w "^ ·

G 3 ΙΟΓ'.'^-οονο C'OG 3 ΙΟΓ '.' ^ - οονο C'O

« 0¾¾ l o c* o c* -nî- o oc-p ow i -i _ h ? a S o §·= % a ό o S «“0¾¾ l o c * o c * -nî- o oc-p ow i -i _ h? a S o § · =% a ό o S «

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G --I 04 en ^ LT) NO <<S-o> . * ________ ________ —i es en ·-.' - 2i - -'· D’après les indications du tableau 1, on peut ^ constater que le procédé de l’invention fournit une efficacité de courant proche de la valeur théorique (100^) vis-à-vis du catholyte formé, ce procédé ayant lieu à de faibles tensions d'électrolyse. A cet égard, on démontre l’avantage de la contiguïté entre la membrane et la cathode en faisant reculer cette dernière à l'écart de la membrane par incréments .G --I 04 in ^ LT) NO <<S-o>. * ________ ________ —i are in · -. ' - 2i - - '· According to the indications in Table 1, it can be seen that the process of the invention provides a current efficiency close to the theoretical value (100 ^) vis-à-vis the catholyte formed, this process taking place at low electrolysis voltages. In this respect, the advantage of the contiguity between the membrane and the cathode is demonstrated by making the latter move back away from the membrane in increments.

à des intervalles d'environ 1 minute à l'exemple 1 et en observant l'effet exercé sur la tension d'électrolyse. Les Γ ·· résultats de cet essai sont repris dans le tableau 2 ci-après qui montre les importantes économies de tension que l'on réalise en adoptant le procédé de l'invention.at intervals of about 1 minute in Example 1 and observing the effect on the electrolysis voltage. The Γ ·· results of this test are shown in Table 2 below which shows the significant voltage savings that are achieved by adopting the method of the invention.

TABLEAU 2TABLE 2

Effet de l'écartement entre la cathode et la membrane à l'exemple 1Effect of the spacing between the cathode and the membrane in Example 1

Ecartement entre la cathode Tension d'électrolyseDistance between the cathode Electrolysis voltage

et la membrane (.nunJand the membrane (.nunJ

0 (départ) 3,1 S0 (start) 3.1 S

0,762 3,20 3,048 3,34 : 6,35 3,57 9,652 3,77 12,7 4,01 15,748 4,23 0 (retour) 3,18 L'exemple 5 démontre qu’à des concentrations plus élevées de catholyte (50-100^ de saturation, en particulier, pour le carbonate de potassium qui peut donner une teneur totale en solides de 50^ dans le catholyte), on obtient les tensions d' électrolyse les plus basses avec une cathode à plus grande surface d'ouverture assurant un bon dégagement des gaz. Enfin, l'exemple 6 qui illustre la - 22 - ·'·' '\;V\ technique antérieure, démontre les efficacités de courant ..0.762 3.20 3.048 3.34: 6.35 3.57 9.652 3.77 12.7 4.01 15.748 4.23 0 (return) 3.18 Example 5 demonstrates that at higher concentrations of catholyte (50-100 ^ of saturation, in particular, for potassium carbonate which can give a total solids content of 50 ^ in the catholyte), the lowest electrolysis voltages are obtained with a cathode with a larger surface area. opening ensuring good release of gases. Finally, Example 6 which illustrates the prior art, demonstrates the current efficiencies.

médiocres qui caractérisent le procédé d*électrolyse effectue dans une cuve à membrane dans des conditions caustiques à de hautes concentrations de catholyte, la membrane étant contiguë à la cathode.poor characterizing the electrolysis process performed in a membrane cell under caustic conditions at high concentrations of catholyte, the membrane being contiguous to the cathode.

u,''·'· ..-:¾ -*-:·*. ;*u, '' · '· ..-: ¾ - * -: · *. ; *

Claims (7)

1. Procédé de production d’un carbonate d'un métal alcalin, procédé dans lequel : (a) on électrolyse un chlorure d'un métal alcalin dans une cuve électrolytique comportant une anode et une cathode disposées dans un compartiment d'anolyte et un compartiment de catho-lyte séparés par une membrane échangeuse de cations à perméabilité sélective et imperméa- : ·. ble aux fluides hydrauliques m, (b) on introduit de l'anhydride carbonique dans le catholyte contenu dans la cuve ou dans le catholvte recyclé à l'extérieur de celle-ci afin de transformer pratiquement la totalité de 1'hydroxyde de métal alcalin formé dans le compartiment de catholyte en carbonate de métal alcalin, et (c) on retire le carbonate de métal alcalin du compartiment de catholyte ou du catholyte recyclé ; caractérisé en ce qu'il comprend l'étape complémentaire consistant à : (d) juxtaposer la cathode en contiguïté avec la membrane.1. A process for producing an alkali metal carbonate, process in which: (a) an chloride of an alkali metal is electrolyzed in an electrolytic cell comprising an anode and a cathode arranged in an anolyte compartment and a catholyte compartment separated by a cation exchange membrane with selective permeability and impermeability: ·. ble to hydraulic fluids m, (b) carbon dioxide is introduced into the catholyte contained in the tank or in the catholvte recycled outside of the latter in order to transform practically all of the alkali metal hydroxide formed in the alkali metal carbonate catholyte compartment, and (c) removing the alkali metal carbonate from the catholyte or recycled catholyte compartment; characterized in that it comprises the complementary step consisting in: (d) juxtaposing the cathode in contiguity with the membrane. 2, Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chlorure de métal alcalin soumis à 1'électrolyse est le chlorure de sodium. . .2, A method according to claim 1, characterized in that the alkali metal chloride subjected to electrolysis is sodium chloride. . . 3· Procédé suivant la revendication 1, caracté- ΐ 0' risé en ce que le chlorure de métal alcalin soumis à l'élec-trolyse est le chlorure de potassium. / - 24 - ··'; -Λ;;'.'.3 · A method according to claim 1, character ΐ 0 'risé in that the alkali metal chloride subjected to electrolysis is potassium chloride. / - 24 - ·· '; -Λ ;; '.'. 4· Procédé suivant la revendication 1, caraeté- >0V': risé en ce que la membrane est lamifiée avec la cathode.4 · A method according to claim 1, caraeté-> 0V ': risé in that the membrane is laminated with the cathode. 5. Procédé suivant la revendication 1, carâcté-risé en ce que la membrane est. formée sur la cathode.5. Method according to claim 1, carré-risé in that the membrane is. formed on the cathode. 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cathode est constituée de plusieurs éléments formant électrodes, disposés pratiquement verticalement, juxtaposés en contiguïté avec la membrane et espacés l'un de l'autre d'une distance suffisante pour faciliter la circulation du catholyte vers l'interface de la cathode et de la membrane, de même que pour favoriser le dégagement du gaz hors du catholyte et réduire la formation d'une couverture de gaz à la cathode.6. Method according to claim 1, characterized in that the cathode consists of several elements forming electrodes, arranged practically vertically, juxtaposed in contiguity with the membrane and spaced from each other by a sufficient distance to facilitate circulation from the catholyte to the interface of the cathode and the membrane, as well as to promote the evolution of gas out of the catholyte and reduce the formation of a gas blanket at the cathode. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le chlorure de métal alcalin soumis à l'électro-, lyse est le chlorure de potassium, les solides du catholyte contiennent 75 à 100^ de carbonate de potassium et la concentration de carbonate de potassium dans le catholyte est égale à -60-100$ de sa concentration de saturation. ' '1 . : · · , \ V \ \ v \ · -- - V. v V7. Method according to claim 6, characterized in that the alkali metal chloride subjected to electro- lysis is potassium chloride, the solids of the catholyte contain 75 to 100 ^ of potassium carbonate and the concentration of carbonate of potassium in the catholyte is equal to -60-100 $ of its saturation concentration. 1. : · ·, \ V \ \ v \ · - - V. v V
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