FORTSCHRITTE IN DER ALKALICHLORIDELEKTROLYSE. Von Professor K. Arndt, Charlottenburg. ARNDT: Fortschritte in der Alkalichloridelektrolyse. Inhaltsübersicht. Die Billiter-Zelle zur Alkalichloridelektrolyse wird kurz beschrieben; die mit ihr in der Praxis erhaltenen günstigen Ergebnisse werden durch Zahlen belegt. –––––––––– Um Chlornatrium oder Chlorkalium elektrolytisch zu Aetzalkali oder Chlor zu verarbeiten, hat man seit etwa zwei Jahrzehnten drei Verfahren im Gebrauch, welche ihr Ziel, das an der Anode gebildete Chlor von der an der Kathode entstehenden Alkalilauge fern zu halten, auf ganz verschiedene Weise erreichen. Bei dem Diaphragmenverfahren ist die Anode in eine schmale Zelle mit porösen Zementwänden eingeschlossen; bei dem Glocken verfahren wird die verschiedene Dichte von Anoden- und Kathodenflüssigkeit zu ihrer Trennung benutzt und die ihre Vermischung erstrebende Diffusion durch entgegengesetztes Strömen der Badflüssigkeit ausgeglichen; bei dem Quecksilber verfahren wird an der Kathode Natriumamalgam gebildet, das fortgeführt und in einer besonderen Zelle zu Natronlauge verarbeitet wird. Alle drei Verfahren sind im Laufe der Zeit verschiedentlich verbessert worden. Diese Verbesserungen bezweckten, konzentriertere Laugen zu gewinnen, zur Raumersparnis die Zersetzungszellen mit möglichst starken Strömen zu betreiben und dennoch gute Stromausbeuten zu erzielen. Diesen Zweck erreicht z.B. die Townsendzelle, indem sie den Kathodenraum mit Petroleum beschickt, in welchem das entstandene Aetznatron rasch untersinkt und so allen chemischen Nebenreaktionen entzogen wird. Obwohl die Townsendzelle am Niagara mit bestem Erfolg arbeitet, hat sie doch in Europa bisher keinen Eingang gefunden. Dagegen ist die jüngste Konstruktion auf dem Gebiete der Alkalichloridelektrolyse, die Billiterzelle, welche von Siemens & Halske gebaut wird, rasch beliebt geworden. In dieser von dem Wiener Privatdozenten Dr. Billiter erfundenen Zelle sind sozusagen die Vorzüge des Diaphragmen- und des Glockenverfahrens vereint. Auf dem Boden einer mit Zement ausgekleideten eisernen Wanne liegt als Kathode ein kräftiges Eisendrahtnetz und über diesem ein aus Asbest und Bariumsulfat bestehendes Diaphragma. Der Kathodenraum ist also sehr niedrig. In dem darüberliegenden geräumigen Anodenraum hängen wagerechte Graphitplatten als Anoden vom Deckel der Zelle herab. Die oben zugeführte (fast gesättigte) Kochsalzlösung dringt durch das Diaphragma, wird an der Kathode in starke Natronlauge umgewandelt und fließt weiter in Vorratsbehälter, während das an der Anode entwickelte Chlorgas sich unter der Decke der Zelle ansammelt und durch Abzugsröhren fortgeleitet wird. Da das Diaphragma mit seiner ganzen Fläche auf dem Eisendrahtnetz aufliegt, so ist es gegen mechanische Beschädigungen gesichert; weil es auf beiden Seiten nur mit alkalischer Flüssigkeit in Berührung steht, so ist es auch chemisch widerstandsfähig. Der innere Widerstand der Zelle ist klein und die Konzentration der abfließenden Lauge viel größer als bei den alten Diaphragmen- und Glockenverfahren, Bei einem vierwöchigen Probebetrieb in den Kaliwerken Aschersleben wurden folgende Zahlen im Mittel erhalten: Stromstärke der Zelle 2000 Amp., Badspannung 3,66 Volt, Stromausbeute 94,7 v. H., Gehalt der gewonnenen Lauge 130 g Natriumhydroxyd im Liter, Kohlensäure im Chlorgas 1,2 v. H.Die Kohlensäure rührt daher, daß die Kohlenanode ein wenig durch den Strom angegriffen wird. Diese Beimengung ist in anderen Apparaten oft bedeutend größer, man könnte sie durch Platinanoden vermeiden; schon die Rücksicht auf den hohen Preis des Platins verbietet diesen Ausweg für die Praxis. Im Dauerbetrieb werden verbürgt mindestens 85 v. H. Stromausbeute und 125 g Natriumhydroxyd im Liter bei höchstens 3,8 Volt Badspannung und 3 v. H. Kohlensäure im Chlor. Eine mit 2000 Amp. betriebene Zelle liefert in 24 Stunden über 500 l 12 ½ prozentiger Natronlauge (= 65 kg festem Aetznatron) und 57 kg gasförmiges Chlor, aus welchem eine Bleichlauge mit rund 52 kg „aktivem Chlor“ bereitet wird. Der Kraftaufwand für 1 kg aktives Chlor beträgt noch nicht 4 KW/Std., der Salzverbrauch höchstens 3 kg Steinsalz. Während die gewonnene Natronlauge teils als solche in der Industrie Verwendung findet, teils weiter eingedampft wird, läßt sich das Chlor am einfachsten zu Bleichflüssigkeit verarbeiten, indem man es in Kalkmilch einleitet. Diese Herstellungsweise von Bleichlaugen könnte freilich als ein unnötiger Umweg erscheinen, da man ja geradenwegs durch Elektrolyse einer Kochsalzlösung ohne Diaphragma Natriumhypochloritlösungen gewinnen kann, welche gleich zum Bleichen dienen können; aber die Ausnutzung von Strom und Salz ist in diesen „Bleichelektrolyseuren“ viel schlechter, so daß sich der beschriebene Umweg tatsächlich lohnt. Textabbildung Bd. 327, S. 171 Den an der Kathode frei werdenden Wasserstoff muß man leider gewöhnlich unbenutzt durch Rohrleitungen ins Freie entweichen lassen. Außer der ältesten Anlage dieser Art in Aschersleben (Provinz Sachsen) mit zehn Zellen zu 2000 Amp. sind seit 1909 bei der Bosnischen Elektrizitätsgesellschaft in Brückl (Kärnten) 65 Bäder zu 2500 Ampere in regelrechtem Betrieb und haben durchschnittlich 90 v. H. Stromausbeute ergeben. Eine kleinere Badtype (32 Bäder zu 500 Amp.) arbeitet in der Sulfitzellulosefabrik von J. Spiro & Söhne zu Krummau an der Moldau ununterbrochen seit August 1910 mit gleich günstigem Erfolge. Die obenstehende Photographie zeigt diese elektrolytische Anlage. Bei den Höchster Farbwerken zu Höchst am Main werden demnächst 78 Bäder zu 2000 Amp. in Betrieb gesetzt. Außerdem ist noch eine Bleichereianlage mit 24 kleinen Einheiten zu 100 Amp. für eine Textilfabrik in Bau.