AT103469B - Verfahren und Einrichtung zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen. - Google Patents

Description

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  Verfahren und   Einrichtung   zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen. 



   Bei den Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen, wie Eisen, Nickel und Kobalt treten bedeutende Schwierigkeiten auf, da das niedergeschlagene Metall nicht homogen ist, sondern verschiedene Mängel, Fehler und   Grübchen   aufweist, die auf die Wirkung des Wasserstoffs zurückzuführen sind. Im allgemeinen wird angenommen, dass Wasserstoffblasen durch Zerlegung des im Elektrolyten enthaltenen Wassers entstehen und als   Pünktchen   an der Kathode haften bleiben, wodurch der Metallniederschlag verhindert wird. Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, die Zersetzung des im Elektrolyten enthaltenen Wassers und daher die Bildung von Wasserstoffblasen zu verhindern oder, sobald sie sich gebildet haben, deren Entfernung von der Kathode zu ermöglichen. 



   Durch Versuche wurde festgestellt, dass bei der Anwesenheit von festen Teilchen im Elektrolyten diese Teilchen an die   Niederschl ? gsfläche gelangen   und an dem niedergeschlagenen Metall haften bleiben. Sind dieselben, wie z. B. Kohlenstoff, geeignet, mit dem   Niederschlagsmetall   ein galvanisches Elementenpaar zu bilden, so entstehen elektrische   Elementarströme,   die zur Ausscheidung von Wasserstoffbläschen Ania ss geben. An den   Berühnl11gsstellen bilden sich Wasserstoffgruben   oder sogenannte   Punktchen   selbst dann, wenn der Elektrolyt zum   Methylorange   neutral ist. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Niederschlagen von Metallen und besteht darin, dass neben einer besonderen Art der Regenerierung des Elektrolyten in diesen ein sehr feine Poren besitzendes Filter, z. B. aus feingewebtem Tuch, eingesetzt wird, ausserhalb dessen der elektrische Strom durch eine im Elektrolyten unlösliche Anode eintritt, die mit Abfällen des Metalles und bzw. oder basischen Verbindungen desselben in Berührung steht. 



   Bei Ausführung des Verfahrens ist der   Niederschlr. gsbehälter   mit einem oder mehreren Regenel atoren in Serie angeordnet, die mit Bruchstücken des Metalles und bzw. oder seinen oxydischen Verbindungen (Erzen) gefüllt sind und dem Elektrolyten eine beträchtliche   Angriffsfläche   darbieten. Die Regeneratoren sind luftdicht abgeschlossen ; ihr Querschnitt ist im Verhältnis zum Elektrolytentransport   beschränkt,   um die   Oberfläche   der in den Regeneratoren enthaltenen Abfallmetalle einer genügenden   Rein ! gungs- oder Waschwirkung zu unterwerfen, wodurch   die in einem derartigen Metall enthaltenen, in dem Elektrolyten nicht lösbaren Verunreinigungen entfernt werden.

   Die Ansammlung derartiger Verunreinigungen an der Oberfläche des aufzulösenden Metalles vermindert die   Auffnschgesehwindigkeit   des Elektrolyten und erschwert die Erhaltung seines   Neutralitätszustandes.   Ferner ist die der Atmosphäre ausgesetzte Fläche des Elektrolyten   beschränkt   im Verhältnis zur Fläche des Abfallmetalles, die dem Elektrolyten ausgesetzt ist. 



   Gemäss der Erfindung wird das   Lösungsvermögen   des Elektrolyten durch Vergrösserung seiner 
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 durch Auflösung des Regenerierungsmaterials bewirkt. Dabei tritt noch der Umstand fördernd hinzu, dass auch im Anodenraum Metall aufgelöst wird, was eine teilweise Entlastung der Regeneratoren bedeutet. 



  Schliesslich ist es dem kräftigen   Auflösungsprozess   zuzuschreiben, dass auch die durch die oxydierende Wirkung der Aussenluft herbeigeführte   Veränderung   des Elektrolyten, welche durch den weitgehenden 
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 Die Vereinigung dieser Massnahmen hat zur Folge, dass die beim elektrolytischen Prozesse auftretende Vermehrung des Säuregehaltes in den Regeneratoren ohne Zuhilfenahme alkalischer Mittel neutralisiert und der Elektrolyt wieder in seinen   ursprünglichen   Zustand versetzt wird. 



   Die Einsetzung eines Filters in den Flüssigkeitsstrom mit der Kontrolle des Säuregehaltes des   Elektrolyten ermöglicht   es jedoch, beim Verfahren nach der Erfindung weiche, nicht poröse, homogene Niederschläge zu erhalten, welche frei von Wasserstoffgrübchen sind. Der von den Regeneratoren in den   Niederschlagsbehälter   gehende Elektrolyt wird durch ein oder mehrere Filter geführt, die bewirken, dass die Flüssigkeit von schwebenden, festen Teilchen vollständig befreit wird. Bei Anordnung von zwei oder mehreren Filtern kann gegebenenfalls eines der Filter die schweren Teile oder den Schlamm oder Schmutz absondern, wie dies bei dem bisherigen elektrolytischen Niedersehlagsverfahren der Fall ist. 



  Das letzte Filter oder jenes, das die kleinsten Teilchen vollständig zu entfernen vermag, kann aus Filz oder Ton, allenfalls in Verbindung mit einem zentrifugenartigen mechanischen Absonderer, bestehen. 



   Die Anode besteht aus kleinen Stücken des Metalles, in der Gestalt von Drehspänen, Feilspänen oder ähnlichen kleinen Teilchen und bzw. oder aus oxydischen Verbindungen des Metalles. Die Metall-   stücke   erhalten den Strom von einem im Elektrolyten unlöslichen Stromleiter und sind von der Kathode durch ein Filter oder Diaphragma getrennt. Der   Niederschlagsbehälter   kann mit einem leicht abnehmbaren Deckel ausgestattet sein, um die Kathode zugänglich zu machen. Diese kann drehbar gelagert sein, wodurch 
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 dem   Niederschlagsbehälter   soll derart sein, dass der Abfluss aus letzterem zu den Regeneratoren zum Methylorange neutral ist. 



   Es ist selbstverständlich, dass das Verfahren auch zum Niederschlagen von Nickel oder andern Metallen Anwendung finden kann, deren Verunreinigungen Stoffe enthalten, die im Elektrolyten nicht lösbar jedoch geeignet sind, mit dem niedergeschlagenen Metall ein galvanisches Elementenpaar zu bilden. Das Verfahren ist einfach und benötigt nur ungelernte oder halbgeschulte Arbeitskräfte. Im   Niederschlagsbehälter   entstehen keine widerwärtigen Gase oder Dämpfe, auch sind keine Alkalien nötig, um den Elektrolyt zu neutralisieren. Das Verfahren ist daher wirtschaftlich, vor allem aber infolge der Billigkeit des verwendeten Rohmateriales. 



   Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung eine beispielsweise   Ausführungsform   einer Anlage zur Herstellung eines Eisenniederschlages. Fig. 1 ist eine Gesamtansicht der Anlage und Fig. 2 zeigt den Elektrolyser im Querschnitt. 



   Der   Metallniederschlag   erfolgt in einem Gefäss a, in welchem ein   trogartiger   Teil untergebracht ist, der die Anode bildet. Diese führt dem   Abfa. llmeta. ll   oder den Erzen den elektrischen Strom zu. Ein rotierender Zylinder c bildet die Kathode. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zylinder wagrecht angeordnet und wird durch eine Riemenscheibe d in Umdrehung versetzt. Zwischen der Kathode und dem Abfallmetall liegt ein fein gewebtes Filtriertuch e. Dieses verhindert das Wandern von festen Teilchen in den die Kathode umgebenden Elektrolyten, die sonst mit dem niedergeschlagenen Metall ein galvanisches Elementenpaar bilden würden.

   Im Gefäss a ist eine mit einer Überströmöffnung (nicht dargestellt) ausgestattete Zwischenwand t angeordnet, die den Übertritt des Elektrolyten in den Abteil g ermöglicht, aus welchem er durch ein Rohr    &    in die   Einlassmündung   einer Pumpe i fliesst. Der Elektrolyt kann auch entlang der die Zwischenwand t durchsetzenden Welle j in den Abteil g fliessen, doch ist die auf diesem Wege in den Abteil g gelangende Menge sehr gering. Unter der Pumpenwirkung zirkuliert der Elektrolyt durch die Regeneratoren k, 1, m und das Filter   n   und gelangt wieder in das Gefäss a zurück. Jeder der Regeneratoren ist mit altem Eisen od. dgl. gefüllt und ist im Vergleich zu seinem Querschnitt ziemlich hoch. In jedem Regenerator ist eine Ablenkplatte o vorgesehen, damit die.

   Mündung des Leitungsrohres durch das im Regenerator enthaltene alte Eisen nicht verdeckt wird. Der Regenerator m ist mit einem Heizmantel versehen. Jeder Regenerator ist durch einen Deckel J luftdicht abgeschlossen und mit einem Ablasshahn q ausgestattet, durch den die während der Auflösung des Eisens gesammelten festen Verunreinigungen entfernt werden können. Das Filter n kann von beliebiger Ausbildung und Anordnung sein. Es entfernt aus dem Elektrolyten alle schädlichen festen Stoffe. 



   Bei der praktischen Ausführung des Niederschlages von Eisen kann für die Anodenkammer der   Niederschlagswanne   und die Regeneratoren   Sehmiedeeisen-,   Gusseisen-oder Stahlabfall Verwendung finden. Für die Wahl des Materials ist die leichtere Beschaffungsmöglichkeit sowie der Preis massgebend. 



  Vom Erfinder wurden mit bestem Erfolge Abfälle von Stanzarbeiten zur Herstellung von perforierten Stahlplatten und Kesselplatten oder   Schmiedeisendrelispäne   und Gusseisenstücke verwendet. Die geeignetste Stromdichte ist 550   Amp./m. Auch diesbezüglich richtet   man sich nach den Strompreisen. Ist der Strom im Verhältnis zu dem übrigen Rohmaterial teuer, so empfiehlt es sich, mit weit geringerer 
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   Es ist wohl bereits bekannt, bei der elektrolytischen Metallabscheidung in der Niederschlagswanne ein Diaphragma anzuordnen und den Elektrolyten ausserhalb derselben zu erneuern. Ebenso ist es bekannt, als Anodenmaterial Abfallmaterial (Erze u. dgl.) zu verwenden, das zur Erneuerung des Elektrolyten 

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   PATENT-ANSPRÜCHE   :
1. Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Abfallmaterial, Erzen usw. als Anodenmaterial in den die Niederschlagswanne durchströmenden Elektrolyten ein sehr feine Poren besitzendes Filter, z. B. aus leingewebtem Tuch, eingeschaltet und die Regenerierung des zirkulierenden Elektrolyten teilweise durch Einwirkung auf Abfallmaterial, Erze usw. in besonderen Regeneratoren, teilweise durch deren anodische Auflösung bewirkt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsvermögen des zu erneuernden Elektrolyten durch Vergrösserung seiner Strömungsgeschwindigkeit erhöht und seine Befreiung von Säureüberschuss nur durch Auflösung des Regenerierungsmateriales bewirkt wird.

   3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die zur Verwendung gelangenden Regeneratoren (k, l, rn) gegenüber ihrer Länge (in der Strömungsrichtung) einen verhältnismässig kleinen Querschnitt besitzen, so dass der Elektrolyt infolge erhöhter Durchflussgeschwindigkeit auf das in den Regeneratoren befindliche Auffrischungsmaterial (Drehspäne, Feilspäne oder sonstige kleine Bruchstücke des Metalles und bzw. oder basische Verbindungen desselben) eine mechanische Reinigungs- oder Waschwirkung ausübt, welche die angegriffene Oberfläche des Materiales von Verunreinigungen befreit.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Querschnitt der Regeneratoren bedingte kleine Füllöffnung derselben durch einen luftdicht aufpassenden Deckel (tri) abschliessbar ist, um den Elektrolyten während des Durchganges durch den Regenerator vor der oxydierenden Einwirkung der äusseren Luft zu schützen. EMI3.2 EMI3.3