[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen,
insbesondere zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen aus der Chloralkalielektrolyse.
[0002] In der Chloralkalielektrolyse werden beim Diaphragmaverfahren Elektrolysezellen eingesetzt,
die ein Kathodengitter aus Eisen verwenden, auf dem das Diaphragmamaterial z.B. durch
Vakuumablagerung aufgebracht worden ist. Als Anode werden heute in der Regel dimensionsstabile
Anoden (DSA) verwendet, bei denen es sich beispielsweise um Streckmetallgitter aus
Titan handelt, die mit Rutheniumoxid/Titanoxid beschichtet sind. Nach dem Einbau in
die Zelle werden die Anoden expandiert, um den Abstand zwischen Anode und Kathode
und damit den Ohmschen Spannungsabfall möglichst gering zu halten.
[0003] Beim Diaphragmaverfahren werden Diaphragmen aus unterschiedlichen Materialien verwendet,
so beispielsweise aus Asbest. In jüngerer Zeit werden auch Kunststoffdiaphragmen verwendet,
die durch Vakuumablagerung eines Fasermaterials und anschließendes Sintern hergestellt
werden. Das Fasermaterial kann beispielsweise aus PTFE-Fasern mit eingelagerten und
anhaftenden ZrO
2-Teilchen bestehen. Beispiele für ein solches Fasermaterial sind Polyramix®-Fasern
(Oxytech) und Tephram®-Fasern (PPG Industries, Inc.).
[0004] Im Vergleich zu Asbestdiaphragmen können die Kunststoffdiaphragmen weitaus länger
betrieben werden. Während ein Asbestdiaphragma typischerweise etwa 4.000 bis 10.000
Betriebsstunden Lebensdauer besitzt und dann ausgewechselt wird, können Kunststoffdiaphragmen
über eine Zeit von etwa 17.000 bis 26.000 Betriebsstunden eingesetzt werden. Bei dieser
längeren Betriebszeit kann es nun dazu kommen, daß Eisenverbindungen, die im Spurenbereich
(< 1 ppm) in der Sole (NaCl-Lösung) enthalten sind, sich aufgrund des starken Gefälles
der Wasserstoffionenkonzentration (pH-Wert) im Diaphragma als Oxid (beispielsweise
Fe
2O
3, Fe
3O
4) nicht nur wie im Falle des Asbestdiaphragmas auf dem Diaphragma ablagern, sondern
sogar in Form von Adern oder Nadeln durch das Kunststoffdiaphragma hindurchwachsen.
Diese Durchwachsungen bestehen aus einem leitfähigen Eisenoxid. Diese leitfähigen
Durchwachsungen führen dazu, daß sich nach einer gewissen Zeit (etwa nach 1 bis 3
Jahren) auf der Anodenseite des Diaphragmas Wasserstoff entwickeln kann. Durch den
Anstieg des Wasserstoffgehalts im Chlor besteht nach Überschreiten der Explosionsgrenzen
die Gefahr einer Chlorknallgasexplosion. Aus Sicherheitsgründen muß die Zelle bei
stark erhöhten Wasserstoffkonzentrationen daher abgeschaltet werden. Außerdem sinkt
durch die Wasserstoffentwicklung an der Anodenseite die Reinheit des Chlors, was ebenfalls
unerwünscht ist.
[0005] Neben den Eisenablagerungen kann es auch zu Calcium-, Strontium- und teilweise Magnesiumablagerungen
kommen, die zu einer verringerten Permeabilität oder Verstopfung des Diaphragmas führen.
[0006] Bei den Asbestdiaphragmen kommt es aufgrund der kürzeren Betriebszeit nicht zu den
Durchwachsungen wie bei den Kunststoffdiaphragmen. Zur Ablösung der oberflächlichen
Ablagerungen auf Asbestdiaphragmen wird beispielsweise in der US 1,309,214 vorgeschlagen,
die Asbestdiaphragmen mit verdünnter Milchsäure zu waschen. Dadurch lassen sich zwar
gelatinöse Ablagerungen aus Magnesium- und/oder Calciumhydroxid entfernen, die das
Diaphragma verstopfen, auch ohne die Eisenteile oder Eisenkathode zu korrodieren,
die Eisenoxiddurchwachsungen in Kunststoffdiaphragmen lassen sich auf diese Weise
jedoch nicht herauslösen.
[0007] Die DE 19 56 291 schlägt vor, Verstopfungen von Diaphragmen durch Spülen des Diaphragmas
mit Hydroxypolycarbonsäuren, wie Zitronensäure, Gluconsäure etc., zu entfernen. Auch
dieses Verfahren ist zwar geeignet, oberflächliche Ablagerungen aus Eisenoxiden teilweise
zu entfernen, das Herauslösen von Eisenoxiddurchwachsungen in Kunststoffdiaphragmen
ist auf diese Weise jedoch nicht möglich.
[0008] In der sowjetischen Offenlegungsschrift SU 808561 wird ein Verfahren zum Waschen
von Asbestdiaphragmen beschrieben, bei dem während des Elektrolysebetriebes Salzsäure
in den Kathodenraum dosiert und der pH-Wert bis auf pH = 7 erniedrigt wird. Auch durch
dieses Verfahren lassen sich zwar oberflächliche Ablagerungen und Verstopfungen von
Asbestdiaphragmen beseitigen, Eisendurchwachsungen können aber nicht befriedigend
beseitigt werden. Das beschriebene Verfahren ist außerdem unwirtschaftlich, da größere
Mengen des Wertproduktes Natronlauge neutralisiert und damit vernichtet werden. Die
SU 964024 schlägt daher vor, eine saubere Natriumchloridlösung einzusetzen und die
Natriumcarbonate vorher zu entfernen. Da die Durchwachsungen in den Diaphragmen vor
allem durch spezielle Eisensalze verursacht werden, die in der Sole in nur sehr geringen
Mengen enthalten sind, wäre eine weitere Verringerung der Eisenkonzentration in der
Sole mit erheblichem wirtschaftlichem Aufwand verbunden.
[0009] Um Kunststoffmembranen oder -diaphragmen zu regenerieren, wird in US-PS 5,133,843
vorgeschlagen, diese mit Königswasser zu reinigen. Durch dieses Verfahren können insbesondere
edelmetallhaltige Ablagerungen abgelöst werden. Das Diaphragma kann durch dieses Verfahren
zwar gereinigt werden, jedoch werden dabei sämtliche Eisenteile in der Elektrolysezelle,
wie beispielsweise die Kathode, zerstört. Damit müßte das Diaphragma zur Reinigung
ausgebaut und von der Kathode abgelöst werden. Eine Reinigung des Diaphragmas in der
Chloralkalielektrolysezelle wäre damit nicht möglich.
[0010] Auch die japanische Patentanmeldung JP 60077985, in der ein Verfahren zur Reinigung
von Elektrolysezellen des Diaphragmatyps, die insbesondere zur Herstellung von Wasserstoff
aus Laugen Verwendung finden, mit Gemischen aus Säuren und Tensiden beschrieben wird,
ist nur zur Reinigung eines ausgebauten Asbestdiaphragmas einsetzbar, da auch hier
die Korrosion der Eisen- und Titanteile nicht vermieden werden kann.
[0011] Die deutsche Offenlegungsschrift 15 67 962 beschreibt ein Verfahren zur Regenerierung
eines Asbestdiaphragmas, bei dem zum Schutz der Eisenteile ein Korrosionshemmstoff
verwendet wird. Auch nach diesem Verfahren lassen sich nur oberflächliche Ablagerungen
ablösen, während Durchwachsungen des Diaphragmas nicht herausgelöst werden können.
Da Asbest als Material unter stark sauren Bedingungen nicht beständig ist, sind auch
die in der Offenlegungsschrift vorgeschlagenen Korrosionshemmstoffe zum Schutz der
Kathode bei der Regenerierung eines Kunststoffdiaphragmas nicht ausreichend. Außerdem
kann durch dieses Verfahren nicht die Titankorrosion verhindert werden.
[0012] In der US-PS 3,988,223 wird die Reinigung von Kunststoffdiaphragmen aus Nafion® oder
Gore-Tex® mit Komplexbildnern wie EDTA (ethylenediamine tetraacetic acid = Ethylendiamintetraessigsäure),
oder ethylenediamine tetrapropionic acid (= Ethylendiamintetrapropionsäure) beschrieben.
Bei den vorgeschlagenen Komplexbildnern handelt es sich um vergleichsweise teure Verbindungen.
Die bei der Reinigung des Diaphragmas anfallende Spüllösung kann aufgrund der darin
enthaltenen Komplexbildner nicht unbehandelt ins Abwasser gegeben werden, so daß zusätzliche
Kosten für die aufwendige Entsorgung anfallen.
[0013] Aufgrund der Schwierigkeiten im Stande der Technik wird üblicherweise zur Regenerierung
des Kunststoffdiaphragmas der Zelle dieses vollständig entfernt und durch ein neues
ersetzt. Dieses Vorgehen ist kostenintensiv, da die Neuausrüstung der Zelle umfangreiche
Arbeiten erforderlich macht und das dafür notwendige neue Diaphragmamaterial sehr
teuer ist. Außerdem fallen Deponiekosten für das unbrauchbar gewordene Material an.
Eine Reinigung des Kunststoffdiaphragmas muß die Eisenverunreinigungen vollständig
entfernen, da sonst nach der Regenerierung ein Absinken der Wasserstoffkonzentration
im Chlor nicht auf Dauer erreicht werden kann. Da es sich insbesondere bei den gealterten
Eisenoxiden um sehr hartnäckig haftende und schwer aufzulösende Ablagerungen und Durchwachsungen
handelt, ist der Einsatz von Mitteln notwendig, die andererseits zur Korrosion von
Eisen- und Titanteilen in der Zelle führen können.
[0014] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regenerierung
von Kunststoffdiaphragmen vorzusehen, bei denen Ablagerungen und/oder Durchwachsungen
auf bzw. in dem Kunststoffdiaphragma wirtschaftlich entfernt werden können, insbesondere
ohne daß Eisen- und/oder Titanteile signifikant korrodieren und ohne daß schwer zu
entsorgende Rückstände entstehen. Diese Aufgabe wird gemäß vorliegender Erfindung
durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Gegenstände gelöst; vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
[0015] Insbesondere wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen
gelöst, bei dem eine Mineralsäurelösung mit einem Korrosionsinhibitor versetzt wird,
und die so erhaltene Mischung bei einer Temperatur von etwa 30 bis 110 °C, bevorzugt
40 bis 80 °C, insbesondere 50 bis 70 °C, etwa 0,1 bis 84 Stunden, bevorzugt 1 bis
72 Stunden, insbesondere 2 bis 24 Stunden, durch das Kunststoffdiaphragma geleitet
wird. Durch dieses Verfahren wird einerseits eine Möglichkeit bereitgestellt, auch
hartnäckige, schwer lösliche und durchgewachsene Eisenablagerungen zu entfernen, als
auch andererseits die Regenerierung des Kunststoffdiaphragmas in situ durchführen
zu können, ohne das Diaphragma ausbauen zu müssen, da ein genügender Schutz der Eisen-
und Titanteile erreichbar ist. Im übrigen ist ein Ausbau der Diaphragmen bei der bevorzugten
Zellkonstruktion nicht möglich, ohne die Diaphragmen zu zerstören. Bevorzugt werden
die Kunststoffdiaphragmen daher in der Zelle regeneriert. Die Regenerierung in der
Elektrolysezelle spart Zeit, Kosten und Arbeitsaufwand.
[0016] Bevorzugt wird ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Mineralsäurelösung in einer
Konzentration von 0,3 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 2 bis 10 Gew.-%, eingesetzt
wird. Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung einer Säure, die zumindest teilweise,
vorzugsweise ausschließlich aus Salzsäure besteht, als Mineralsäure. Durch den Einsatz
der Salzsäure wird vermieden, daß Fremdionen in die Zelle gelangen, die man anschließend
durch langwieriges Spülen wieder entfernen müßte. Prinzipiell wäre für die Durchführung
der Reinigung natürlich auch eine andere Mineralsäure, beispielsweise Schwefelsäure,
geeignet.
[0017] In einem weiteren bevorzugten Verfahren enthält die Mineralsäurelösung bis zu 250
g/l Natriumchlorid. Durch die Beigabe des Natriumchlorids wird die Reinigungswirkung
dieser Mischung erhöht. So ist es z.B. bei Zusatz von NaCl möglich, die Konzentration
der Salzsäure zu verringern (z.B. von 9% auf 2%), wobei die Lösung dann trotzdem noch
eine ausreichende Reinigungswirkung besitzt.
[0018] In einem anderen bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung ist in der Mischung
der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor 0,005 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05
bis 0,5 Gew.-%, Korrosionsinhibitor vorgesehen, wobei sich die Gewichtsprozentangaben
auf die Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor als 100 Gew.-%
beziehen. Diese Dosierung des Korrosionsinhibitors führt zu einem Schutz der Eisenteile
in der Elektrolysezelle.
[0019] In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Korrosionsinhibitor
verwendet, der mindestens ein Alkinol enthält. Bevorzugt kann auch ein Korrosionsinhibitor
verwendet werden, der mindestens ein Alkinol enthält und vorzugsweise mit 1 bis 25
Gew.-% eines Amins und/oder 0,1 bis 3 Gew.-% eines Tensids versetzt ist, wobei sich
die Gewichtsprozentangaben auf den Korrosionsinhibitor als 100 Gew.-% beziehen. Diese
Alkinole können beispielsweise Alkindiole, wie Butindiol, 3-Hexin-2,5-diol, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol,
2,5-Dimethyl-3-hexin-2,5-diol, oder aber auch Propargylalkohol oder Hexinol (3-Hexin-2-ol)
oder Ethinylcyclohexanol sein. Diesen Alkinolen können Amine, wie beispielsweise Hexamethylentetramin,
Ethylhexylamin, Diethylhexylamin oder andere primäre, sekundäre oder tertiäre Amine,
zugesetzt werden. Die Alkinole wirken dabei als Monomer für die Ausbildung eines korrosionsinhibierenden
Überzuges auf den Eisenteilen, die geschützt werden sollen.
[0020] In einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Tensid verwendet,
das eine quartäre Ammoniumverbindung enthält. Organische Ammoniumverbindungen mit
quartären Stickstoffatomen können beispielsweise quartäre Ammoniumverbindungen mit
insbesondere langen Alkylketten, wie beispielsweise Distearyldimethylammoniumchlorid
(DSDMA), Protectol KLC 80® oder Protectol KLC 50® (BASF) oder Pluradyne CI 1066® (BASF
Corp.), umfassen. Besonders bevorzugte Mischungen aus Alkinolen mit Aminen und/oder
quarternären Ammoniumverbindungen umfassen etwa 98% Butindiol und 2% Hexamethylentetramin
oder beispielsweise etwa 97,8% Butindiol plus etwa 2% Hexamethylentetramin plus etwa
0,2% Protectol KLC 50®.
[0021] In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung enthält die Mineralsäurelösung
etwa 500 bis 5000 ppm Kupfer- oder Eisensalze. Bevorzugt werden der Mischung aus der
Mineralsäurelösung und dem Korrosionsinhibitor wasserlösliche Fe-III- oder Cu-II-Salze
zugesetzt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Mischung der
Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor zusätzlich beispielsweise Eisenchlorid
beigegeben wird, oder indem man die Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor
durch das Diaphragma im Kreis pumpt. Die dabei aus dem Diaphragma herausgelösten eisenhaltigen
Ablagerungen liefern dabei Fe
3+-Verbindungen, die dann als Korrosionsinhibitor bezüglich des Titans wirken, von dem
insbesondere die Anoden größere Anteile in unbeschichteter Form aufweisen.
[0022] Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß das
Diaphragma zusätzlich mit Wasser und/oder einer Natriumchloridlösung gespült, insbesondere
nachgespült wird. Bei dem eingesetzten Wasser handelt es sich bevorzugt um reines
Wasser. Durch das Nachspülen des Diaphragmas werden Rückstände von Säure bzw. Salzsäure,
Eisensalzen usw. herausgespült. Vorteilhafterweise wird für diese Spülung eine Natriumchloridlösung
verwendet, da in diesem Fall beim anschließenden Einfüllen frischer Sole in die Zelle
nicht die Gefahr der unkontrollierten Verdünnung durch Restwasser besteht. Außerdem
wird die Zelle ohnehin mit frischer Sole gefüllt.
[0023] In einem zusätzlichen Verfahren der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt als Alkinole
auch Alkinmonoole, insbesondere Propargylalkohol oder Ethinylcyclohexanol, wobei ein
Alkinol bevorzugt in einer Konzentration größer als 30 Gew.-%, typischerweise in einer
Konzentration größer als 80 Gew.-% verwendet wird, verwendet. Die Gewichtsprozentangabe
bezieht sich hierbei auf die gesamten verwendeten Alkinole als 100 Gew.-%. Diese Korrosionsinhibitoren
sind wirksamer bezüglich der Verhinderung der Korrosion von Eisen. Sie können bevorzugt
dort eingesetzt werden, wo Zellen verwendet werden, in denen Anoden vorgesehen sind,
die vollständig mit einer Ruthenium-Titan-Oxidschicht beschichtet sind. Außerdem kann
in diesem Fall auf den Zusatz von Eisensalzen verzichtet werden. Wirksame Korrosionsinhibitoren
sind Mischungen, die Alkinmonoole, beispielsweise Propargylalkohol oder Ethinylcyclohexanol,
als Hauptkomponente enthalten. Diese Korrosionsinhibitoren eignen sich besonders zum
Einsatz in Mischungen, die keine gelösten Eisensalze aufweisen. Die Mischung aus Mineralsäurelösung
mit dem Korrosionsinhibitor sollte in diesem Fall nur einmal verwendet werden. Eine
bevorzugte Mischung zur Inhibierung der Eisenkorrosion umfaßt beispielsweise eine
Mischung von etwa 2% Protectol KLC 80®, etwa 1% Ethinylcyclohexanol, etwa 8% Ethylhexylamin
oder Diethylhexylamin, und etwa 89% Propargylalkohol. Eine weitere vorteilhafte Mischung
umfaßt etwa 2% Pluradyne CI 1066® und etwa 98% Propargylalkohol.
[0024] In einem weiteren bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Mischung
durch eine Elektrolysezelle ohne vorhergehenden Ausbau von Diaphragma und Elektrode
geleitet. Auf diese Weise ist es also möglich, das Diaphragma zu regenerieren, ohne
dabei das Diaphragma ausbauen zu müssen. Eine solche In-situ-Reinigung des Diaphragmas
spart Zeit, Kosten und Arbeitsaufwand. Ein aufwendiger Ausbau des Diaphragmas aus
der Zelle und ein Ablösen des Diaphragmamaterials ist daher nicht mehr nötig.
[0025] Darüber hinaus kann ein vorteilhaftes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen vorgesehen werden, wobei ein Verfahren
wie oben beschrieben mehrfach hintereinander oder mindestens zwei Verfahren wie oben
beschrieben hintereinander angewendet werden. Durch die Anwendung dieses Verfahrens
hintereinander können so beispielsweise die Diaphragmen mit unterschiedlichen Mischungen
von Mineralsäurelösungen mit verschiedenen Korrosionsinhibitoren bei unterschiedlichen
Temperaturen für eine unterschiedlich lange Zeit aufeinanderfolgend angewandt werden,
wobei die Vorteile der einzelnen Verfahrensparameter jeweils so kombiniert werden
können, daß die für die vorliegende Verunreinigung optimale Kombination von einzelnen
Verfahren und Verfahrensparametern vorgesehen wird. Die einzelnen Verfahren oder Verfahrensschritte
können auch durch das Spülen des Diaphragmas mit einer Spüllösung, insbesondere mit
reinem Wasser oder einer Natriumchloridlösung, voneinander getrennt werden.
[0026] Die vorliegende Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele, in denen weitere bevorzugte
Merkmale und Merkmalskombinationen bzw. Ausführungsformen der Erfindung beschrieben
sind, näher erläutert werden.
Beispiel 1
[0027] Eine Chloralkalizelle (z.B. eine monopolare Zelle der Fa. Diamond Shamrock), in deren
Anodengas eine hohe Wasserstoffkonzentration (> 4 Vol.%) gemessen worden war, wurde
abgeschaltet und die darin befindliche Lösung abgelassen. Anschließend wurde eine
8%ige Salzsäure, die 0,2 Gew.-% Korantin BH® (Korrosionsinhibitor der Fa. BASF AG
auf der Basis von Butindiol und Hexamethylentetramin) enthält, auf 40 °C vorgewärmt
und an der Anodenseite in die Zelle gepumpt. Nachdem die Zelle vollständig gefüllt
war, wurde weiter Lösung zugepumpt, an der Kathodenseite abgenommen und in den Vorratsbehälter
zurückgeführt. Dieser Vorgang wurde 24 Stunden fortgesetzt, wobei die Temperatur der
Salzsäure bei 50 °C gehalten wurde.
[0028] In die Mischung der Salzsäure und des Korrosionsinhibitors eingetauchte Stücke von
Titanelektroden zeigten keinen Gewichtsverlust. Ebenfalls eingetauchte Stücke von
Eiserkathoden wiesen nach 24 Stunden einen Gewichtsverlust von ca. 1% auf.
[0029] Nach Abschluß der Regenerierung wurde die Säure abgelassen und die Elektrolysezelle
mit frischer Sole beschickt. Die Elektrolyse dieser Sole lieferte Chlor, welches weniger
als 0,2 Vol.% Wasserstoff enthielt.
Beispiel 2
[0030] Eine Zelle der Chloralkalielektrolyse wurde abgeschaltet und die darin befindliche
Lösung abgelassen. Daraufhin wurde das Diaphragma 2 Stunden bei 70 °C mit einer wäßrigen
Lösung von etwa 2%iger Salzsäure, etwa 250 g/l Natriumchlorid, etwa 0,5% Korantin
BH und ungefähr 0,1% Fe
3+-Ionen gespült. Daraufhin wurde das Diaphragma für etwa eine Stunde mit reinem Wasser
nachgespült.
[0031] Die Gewichtsabnahme der Eisenkathode betrug zwischen 0,5 und 1,5 Gew.-%, und die
Titankorrosion betrug weniger als 0,02% Gewichtsabnahme. Die eisenhaltigen Einlagerungen
wurden vollständig, d.h. zu über 98%, aus dem Diaphragma entfernt.
Beispiel 3
[0032] Aus einer abgeschalteten Chloralkalielektrolysezelle wurde die hierin befindliche
Lösung abgelassen. Daraufhin wurde das Diaphragma mit einer wäßrigen Lösung, die etwa
8% Salzsäure, 0,5% Korantin BH® und etwa 0,1% Fe
3+-Ionen enthielt, bei 70 °C etwa 2 Stunden lang gespült. In einem zweiten Schritt wurde
das Diaphragma mit einer wäßrigen Lösung, die etwa 8% Salzsäure, etwa 0,5% Korantin
BH® und etwa 0,1% Fe
3+-Ionen enthielt, bei 50°C 24 Stunden lang gespült. Anschließend wurde das Diaphragma
für etwa eine Stunde mit reinem Wasser nachgespült.
[0033] Die Gewichtsabnahme der Eisenkathode betrug zwischen 1 und 2 Gew.-% und die Titankorrosion
betrug weniger als 0,02% Gewichtsabnahme. Die eisenhaltigen Einlagerungen wurden vollständig,
d.h. zu über 98%, aus dem Diaphragma entfernt.
[0034] Mit der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen
bereitgestellt worden, das nicht nur in der Lage ist, Durchwachsungen von Eisenablagerungen
in Kunststoffdiaphragmen wirtschaftlich zu entfernen, ohne die Eisen- und/oder Titanteile
zu korrodieren, sondern es auch vermeidet, daß schwer zu entsorgende Rückstände anfallen,
die die Umwelt belasten könnten.
1. Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Mineralsäurelösung mit einem Korrosionsinhibitor versetzt wird und die so erhaltene
Mischung bei einer Temperatur von etwa 0 bis 100 °C, bevorzugt 40 bis 80 °C, insbesondere
50 bis 70 °C, etwa 0,1 bis 84 Stunden, bevorzugt 1 bis 72 Stunden, insbesondere 2
bis 24 Stunden, durch das Kunststoffdiaphragma geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäurelösung in einer
Konzentration von 0,3 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 2 bis 10 Gew.-%, eingesetzt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure eine
Säure, die zumindest teilweise, vorzugsweise ausschließlich aus Salzsäure besteht,
verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäurelösung
bis zur Sättigungskonzentration, bevorzugt bis zu 250 g/l, Natriumchlorid enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung
der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor 0,005 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05
bis 0,5 Gew.-% Korrosionsinhibitor vorgesehen ist, wobei die Gewichtsprozentangaben
sich auf die Mischung der Mineralsäurelösung mit dem Korrosionsinhibitor als 100 Gew.-%
beziehen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrosionsinhibitor
verwendet wird, der mindestens ein Alkinol enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrosionsinhibitor verwendet
wird, der mindestens ein Alkinol, vorzugsweise ein Alkindiol, enthält und bevorzugt
mit 1 bis 25 Gew.-% eines Amins und/oder 0,1 bis 3 Gew.-% eines Tensids versetzt ist,
wobei sich die Gewichtsprozentangaben auf den Korrosionsinhibitor als 100 Gew.-% beziehen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Aminen um Amine
aus der Gruppe Hexamethylentetramin, Ethylhexylamin oder Diethylhexylamin handelt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein Tensid ein quartäres Ammoniumsalz enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäurelösung
etwa 500 bis 5.000 ppm Kupfer- und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Kupfer-II-
und/oder Eisen-III-salze enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma
zusätzlich mit Wasser und/oder einer Natriumchloridlösung gespült, insbesondere nachgespült,
wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkinole
auch Alkinmonoole, insbesondere Propargylalkohol oder Ethinylcyclohexanol, bevorzugt
in einer Konzentration größer als 30 Gew.-% enthalten, wobei sich die Gewichtsprozentangabe
auf die gesamten verwendeten Alkinole als 100 Gew.-% bezieht.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischung durch eine Elektrolysezelle ohne vorhergehenden Ausbau von Diaphragma und
Elektrode geleitet wird.
14. Verfahren zur Regenerierung von Kunststoffdiaphragmen, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mehrfach hintereinander oder
mindestens zwei Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hintereinander angewendet
werden.
15. Kunststoffdiaphragma, das durch eines der vorstehenden Verfahren erhalten wird.