Technische Verfahren

Das Amalgam-Verfahren – Natronlaugen- und Chlorgewinnung

Das Amalgam-Verfahren dient zur Gewinnung von Natronlauge (NaOH) und Chlor (Cl2) aus einfachem Natriumchlorid, das bekanntlich nichts anderes als Salz ist. Das Amalgam-Verfahren ist eine Form der Chloralkali-Elektrolyse.

Ablauf

Reinigung, Lösung

Das Natriumchlorid (NaCl) wird zunächst bei 80 °C in Wasser (H2O) gelöst und von Verunreinigungen befreit. Die Lösung gelangt anschließend in das Vorratsbecken. Dessen Aufgabe ist die ständige und gleichmäßige Versorgung der angeschlossenen Elektrolysezelle.

Ablauf Amalgam-Verfahren

Elektrolyse

Diese Elektrolysezelle ist ein leicht angeschrägter Stahltrog, dessen Boden mit einer drei Millimeter dicken Schicht aus Quecksilber bedeckt ist. Dieser Quecksilberfilm ist die Kathode. Dem gegenüber steht die Anode aus Titan, der eine Edelmetalloxidschicht Schutz verleiht. Kathode und Anode trennen drei Millimeter. Der Elektrolysevorgang wird mit einer Spannung von vier Volt betrieben.

Anode

Bei diesem Vorgang bildet sich an der Anode Chlor. Dies funktioniert, weil die hohe Überspannung vom Sauerstoff am Titan eine Wasserstoff-Abscheidung behindert. Konzentrierte Schwefelsäure sorgt anschließend für das Abtrocknen des Chlors. Daraufhin verflüssigt und kühlt sich das Chlor aufgrund hoher Druck-Einwirkung ab. Ein geringer Anteil vom Chlor verbleibt jedoch in der Natriumchlorid-Lösung und muss später am Abscheider herausgetrennt und ebenfalls verflüssigt werden.

Kathode

Die Quecksilber-Kathode reduziert unterdessen die Na+-Ionen, wodurch flüssiges Natriumamalgam (NaHgx) entsteht. Nach dem Transport zum Amalgamzersetzer reagiert dieses mit Wasser. Dadurch wird Wasserstoff freigesetzt und Natronlauge erzeugt. Das nun vom Natrium befreite Quecksilber kann daraufhin an der Elektrolysezelle wieder eingesetzt werden.

Produkt

Aus dem Verfahren werden 50 Prozent reine Natronlauge gewonnen, das keine weitere Reinigung erfordert. Die verbleibende Salzlösung wird zurückgeführt und wieder angereichert. Die Reaktion zum Amalgam-Verfahren lautet wie folgt:

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