 

Quy trình công nghệ tổng quát
 !"
#$!%&' (!
$!%()*$+
,(-!.(
!/012
$32
xút
45 3
3236(7
8(7!9-
:;36(7
"<=$
>0()*$+?()*$+!@3)A
$; 23
Phương pháp catot 1B(

 

Quy trình công nghệ sản xuất xút-clo theo phương pháp catot rắn
Điều chế
và
tinh chế
nước muối
Điện phân
Cô đặc
catolit

U

P
O
V !K 
L!"(7
;(
'+
3)9(7?WA
XYZ[M\ ]Y^MP ]Y^M^\ ]Y^M^O ]Y^M_P ]Y^M\

 


Điều chế nước muối
Quá trình hòa tan muối biển trong nước
!D&`+J(7
3)* (! !F
$a;+
01; !:;$D$
2($a;+
!/F($D$-!.( b
()*$ *E#+=  (! !F+
&'$!/F($D$2(!/01;
1;0(70c$!d

 

!)C(7-!D-$; 2 1B(
e/3f 


 

Tinh chế nước muối

Đối với tạp chất không tan , người ta dùng phương pháp như lắng hoặc lọc

Đối với tạp chất hòa tan, người ta dùng phương pháp kết tủa tạp chất bằng hóa chất thích hợp sau đó dùng phương pháp
lắng hoặc lọc để tách chúng

Để tách ion Ca
2+
,Mg
2+
, người ta dùng phương pháp soda-xút.Ca
2+
+ CO3
-2
= CaCO3 ↓
Mg
2+
+ 2OH
-
= Mg(OH)2
Trong thực tế sản xuất, để kết tủa hoàn toàn ion Ca
2+
,Mg

OV
Yo;
P
s
!t(7/u$G$a;()*$+T; (!$!%
!i u
;3 ;

; ;
P
;
OU
7
OU
'+
3)9(7?7v3A
310± 5 0,3 0,05-0,1 5 5 1

ewxy
z
O
\

{
[
_
P
Z z^
zz
zO

Quá trình chính?~D 1k(! J21;Th(
-!•++2(7+(A
>)* D$0€(7$a;<,( 1)S(7
?L!$:0I(7<,(+g $!#<~;00A
$D$$; 2(;
U
M
U
$!/F(&#
$; 2 M$D$;(2(
3
V
M
V
$!/F(&#;(2
VU
$; 2
;(2
O

z
zd7R(;(2
Od7R($; 2
d'(7(7R(
Sơ đồ điện phân dung dịch nước muối
!)C(7-!D-$; 2 1B(

 

Quá trình trên catot

, OH
-
cùng chuyển về anot, nhưng do anot của thùng điện phân bằng graphit nên thế phóng điện thực tế của OH
-
là 1,91V
dương hơn thế phóng điện thực tế của Cl
-
là 1,58V. Do đó trong quá trình điện phân ,trên anot ion Cl
-
phóng điện tạo ra Cl2

Cl
-
-e

 Cl
Cl + Cl  Cl2
Quá trình phụ (quá trình không mong muốn )
Quá trình phụ trên anot và trong anolit(dd trong ngăn anot)
Trên anolit luôn luôn có mặt ion OH
-
do nước phân li và từ catolit chuyển về. Do thế phóng điện của OH
-
dương hơn Cl
-
không
nhiều nên một phần OH
-
cũng phóng điện trên anot.


6ClO
-
+6 OH
-
-6e = 2ClO3
-
+4Cl
-
+3O +3H2O

Ngoài ra HClO còn tác dụng với NaOH tạo thành nhiều sản phẩm.
!)C(7-!D-$; 2 1B(

!)C(7-!D-$; 2 1B(
Ví dụ: HClO + NaOH = NaClO + H2O
NaClO + 2HClO = NaClO3 + 2HCl
NaClO + NaClO = NaClO3 + 2HCl
NaClO2 + NaClO2 = NaClO4 + NaCl

Quá trình phụ trên catot và trong catolit:
Do các phản ứng mà trong anolit luôn có mặt các cấu tử Cl2, ClO3
-
, ClO
-
. Vì màng ngăn không có khả năng cách li
hoàn toàn các cấu tử giữa anolit và catolit, nên một phần Cl2, ClO3
-
, ClO
-
, từ anolit khuyếch tán sang catolit . Sự

+
↔ Cl
-
+ 3H2O
Như vậy, các quá trình phụ trên catot và trong catolit hoàn toàn phụ thuộc vào lượng Cl2,
ClO3
-
, ClO
-
từ anolit chuyển sang catolit. Có nghĩa là phụ thuộc các quá trình phụ trên
anot và trong anolit.

!)C(7-!D-$; 2 1B(
Các quá trình phụ đều có ảnh hưởng không tốt tới quá trình điện phân, biểu hiện cụ thể là làm giảm hiệu suất dòng diện và giảm chất
lượng sản phẩm. Để hạn chế các quá trình điện phân, cần phải hạn chế các quá trình phụ trên anot và anolit.

Biện pháp hạn chế quá trình phụ:
1.Hạn chế sự khuếch tán OH
-
từ catolit sang anolit:
dùng màng ngăn, cho dung dịch nước muối liên tục từ anot sang catot,
giảm nồng độ OH
-
trong catolit,…
2.Hạn chế sự hòa tan của clo vào anolit:
R(7(@(7<g;3 12(7()*$+d
R(7(!, <g~D 1k(!<,(-!.(

 


O
\
P

O
3
O
)*$+
$; 23
!)C(7-!D-$; 2 1B(
zd4(2
Od; 2 d(7R(;(2 Pd(7R($; 2 \d+'(7(7R(

!)C(7-!D-$; 2 1B(

!)C(7-!D-$; 2 1B(
 Điện áp thùng điện phân và điện năng tiêu hao cho quá trình điện phân.

Điện áp thùng điện phân (Eth).
Điện áp một chiều đặt vào thùng điện phân
được xác định bởi công thức:
Eth = Eph + ∆ϕCl + ∆ϕH + Edd + Em + Ekt +Etx+Eđc(V)
Trong đó:
Eph = ( ϕph.Cl
-
) – ( ϕph.H
+
) (V)
{ điều kiện điện phân thông thường Eph= 2,172 (V)
∆ϕCl , ∆ϕH : là quá thế của Cl2 và H2 trên điện cực anot và catot.

O
dt;
z
M
O
&'
^
?(@(7<g;3 12(7()*$+<);&'2
!n(7<,(-!.(A3u(!,&*(!;Ej-!)C(7 1k(!

^
Y
z
U^M_
O
!;/
z
Y
^
^M_
O
?d\A
12(7<:
M

zM

O
M
^

Trong đó : CA là nồng độ NaCl (g/l) trong anolit
CK : nồng độ của NaOH trong catolit (g/l)
a: hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào. CK

Q
?7v3A Z^ z^\ zO^ z^ zP^
; zM^\^^ zM^P_^ zM^O\^ ^MZZ^\ ^MZ{^^

!)C(7-!D-$; 2 1B(

Hệ số phân hủy muối (Km):
Hệ số phân hủy muối là tỉ số giữa lượng muối bị phân hủy trong quá trình điện phân và lượng muối đưa vào quá trình điện phân.
(3.8)

Trong đó: C1 ,C2 là nồng độ của NaCl và NaOH (mol/l) trong catolit

Hiệu suất dòng điện (A)
Hiệu suất dòng điện là tỷ số giữa khối lượng sản phẩm thực tế thu được và khối lượng sản phẩm lý thuyết có thể thu được.
m (3.9)
m0
Trong đó : m là khối lượng sản phẩm thực tế thu được từ quá trình điện phân (g). mo là khối lượng sản phẩm tính từ lượng
điện năng tiêu thụ

Q
+
Y

O

z