AT115371B - Verfahren zur Darstellung hochporöser Bleiaggregate. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Darstellung hochporöser Bleiaggregate. 



   Festgefügte hoehporöse Bleiaggregate stellen für die verschiedensten technischen Verwendung- arten ein dringendes Bedürfnis dar, ohne dass es bisher gelungen ist, diese Aufgabe zu lösen. So hatte man z. B. seither die Kathoden von Akkumulatoren aus gepasteten Bleiplatten hergestellt, welche aus einem Rahmen oder Gitterwerk von massivem Hartblei bestanden, auf das ein Brei von Bleipulver und   verdünnter Schwefelsäure gestrichen   und angepresst wurde. Abgesehen von dieser umständlichen Her- stellung zeigt der so erzeugte Bleischwamm die unangenehme Eigenschaft, während des Gebrauches zu schrumpfen und seine Porosität und Haltfestigkeit zu verringern. Diese Nachteile   suehte   man durch eine Reihe indifferenter mineralischer und organischer Zusätze zu vermindern. 



   Nach dem Verfahren der Patentschrift Nr. 257490 ist versucht worden, die genannten   Übelstände   dadurch zu beseitigen, dass man gegossene Platten von Bleiantimonlegierungen gerade bis zum Erstar- rungspunkt abkühlte und sie einem Sehleuderprozess unterzog, wodurch das flüssig bleibende Antimon oder eutektisehe Gemisch von Antimon und Blei bis auf wenige Prozente Antimon entfernt wird unter
Hinterlassung einer Menge kleiner Poren in der zurückbleibenden antimonhaltigen Bleiplatte. In der elektrotechnischen Zeitschrift, Jahrg. 1916, S. 326, ist hierüber berichtet, dass derartig dargestellte Akku-   mulatorenplatten   infolge zu geringer Kapazität technisch wertlos sind. 



   Auch die Tatsache, dass man neuerdings, vergleiche amerikanische Patentschrift Nr. 1575167, versucht hat, Bleiquecksilberamalgame   für Akkumulatorenzwecke   darzustellen, beweist, dass das Problem 
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    Es ist nun gefunden worden, dass hochaktive, sehr poröse Bleiplatten erzeugt werden können, die ausser für Akkumulatorenzweeke den verschiedensten neuen Verwendungszwecken dienen können,   wenn man Blei mit Metallen der Alkalien, z. B. Natrium, Kalium oder ferner Erdalkalien, z. B. Kalzium,
Baryum, Strontium oder deren Gemischen oder ähnlicher Metalle, wie z. B. Zink, welche sich aus der
Legierung wieder leicht durch geeignete, Blei nicht angreifende Mittel, z. B. Wasser, Schwefelsäure,
Salzsäure, Alkohole usw. entziehen lassen, zusammenlegiert und aus diesen Legierungen die dem Blei zugefügten Metalle in der Hauptsache wieder herauslöst. 



   Die Darstellung der Bleilegierungen hat unter Vorsichtsmassregeln und solchen Bedingungen zu erfolgen, dass die Legierungen als vollkommen homogene Massen erhalten werden. Die bisher auf gewöhnlichem Wege dargestellten Legierungen sind nur mit einem Gehalt bis zu etwa 5-6% Alkali- oder Erdalkalimetall zur Darstellung von zusammenhängenden, porösen Bleiaggregaten geeignet. Bei höherem Gehalt an Begleitmetall zerfallen diese Legierungen zu schwammigen oder aufgeblähten Gebilden, wenn das Begleitmetall durch ein Lösungsmittel aus der Legierung entfernt wird (vergleiche z. B. Sack,
Zeitschrift für angewandte Chemie, Bd. 34, S.   836-352   ; Joanis, Comptes rendus 114, S. 585 ; Caron
Annalen 111 [1859], S.   114).   



   Es ist überraschend, dass Legierungen der oben gekennzeichneten vollkommen homogenen Art durch die Behandlung mit einem Lösungsmittel zwecks Herauslbsung des Begleitmetalls nicht in schwam- mige Körper oder Staub verwandelt werden, wenn der Gehalt an Begleitmetall mehr als   5-6% beträgt.   



   Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung geben bei der Zerlegung mit Wasser selbst noch homogene
Legierungen mit etwa   20-22% Natrium zusammenhängende,   poröse Aggregate mit einem Gesamt- porenvolumen von etwa   65-67%,   während bei der Zerlegung mit Alkohol selbst noch etwa   26%   Natrium 
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 liefern. Im allgemeinen werden homogene Legierungen von solcher Zusammensetzung benutzt, dass daraus Aggregate mit einem Gesamtporenvolumen von etwa 60 bis   65%   erhalten werden. 



   Ausser der Verwendbarkeit der so erzeugten Aggregate für Akkumulatorenplatten mit sehr grosser Kapazität können sie vor allem mit ausgezeichnetem Erfolg für Filterzwecke verwendet werden. Dabei hat sich gezeigt, dass die so erzeugten Bleigefüge die in der Technik in grossem Massstabe verwendeten Filtersteine hinsichtlich der Haltbarkeit und der geringen Schichtdicke bei weitem übertreffen. Ferner hat sich ergeben, dass fein verteilte Niederschläge, welche seither überhaupt nicht auf Steinen filtriert werden konnten, glatt auf den neuen porösen Bleiaggregaten filtrieren. So ist z. B. möglich, frisch gefälltes Bariumsulfat zu filtrieren, ohne die Poren zu verstopfen.

   Die Niederschläge können auch glatt entfernt werden und die   Filteroberfläche   bewahrt für weiteren Gebrauch ihre Aktivität, was bisher nicht oder nur bei groben Niederschlägen der Fall war. Ein weiterer Vorteil der neuen Filteraggregate gegenüber Filtersteinen ist ihre grosse Haltbarkeit beim Abräumen von Niederschlägen und die Tatsache, dass die 
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 mit Blei zusammengelötet werden können, wodurch Undichtigkeiten, wie sie bei zusammengesetzten Steinfiltern häufig auftreten, vermieden werden. Ganz besonders wichtig aber ist die Tatsache, dass bei Ersatz eines durch langen Gebrauch schadhaft oder unwirksam gewordenen Bleiaggregatbelages das Material nicht verloren ist, wie dies bei den teuren Steinbelägen häufig eintritt, sondern dass das Material durch Einschmelzen ohne weiteres wieder für neue Bleiaggregate Verwendung finden kann.

   Ferner ist bekannt, dass Steinbeläge entweder nur für saure oder nur für alkalische Niederschläge benutzt werden können, was bei den neuen Bleiaggregaten nicht in diesem Masse zutrifft. Die Bleiaggregate gemäss der Erfindung bieten auch noch andere Vorteile. 



   Die äusserst feinen Poren gestatten ihre Verwertung, insbesondere bei der Adsorption von Gasen und Dämpfen an Stelle von aktiver Kohle oder Silikagel. So bietet sich eine grosse technische Aussicht 
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 und   Sekundärelemente   aus Bleialkali   bzw.-erdalkalimetallen besehrieben,   allein die für diesen speziellen Verwendungszweck dargestellten schwammigen Elektroden haben gleichfalls keine Aufnahme in der Technik gefunden. Demgegenüber besitzen die nach vorstehendem Verfahren beispielsweise dargestellten Elektroden eine Mehrkapazität von   80%   und darüber gegenüber den gebräuchlichen Akkumulatoren, berechnet auf das Gesamtgewicht. 



   Beispiele : 1. 10 Gewichtsteile Natrium werden in 100 Gewichtsteile flüssiges Blei unter   möglichstem   Luft- abschluss und gutem Rühren eingetragen, worauf kurze Zeit bis zur Homogenität weitergerührt wird ; dann wird die flüssige Legierung in Formen gegossen und erkalten gelassen. Die Platten werden in der
Kälte, schneller in der Wärme mit Wasser im Gegenstromprinzip ausgelaugt, wobei das Natrium als NaOH zurückgewonnen wird. Das Blei bleibt als poröse zusammenhängende, haltbare Platte zurück. Auch bei stärkerem Natriumgehalt (beispielsweise 16-17 Gewichtsprozent Natrium) erhält man das gleiche
Ergebnis. Ein Zerstäuben des Bleis ist selbst bei unvorsichtigem Arbeiten nur in verschwindend geringer
Menge am Anfang zu beobachten. 



   2.10 Gewichtsteile Natrium und 100 Gewichtsteile Blei werden unter   möglichstem     Luftabschluss   zusammengeschmolzen, dann gut verrührt und nach dem Erkalten der gegossenen Formen mit verdünnter
Schwefelsäure zersetzt. Eine anfangs stürmische Wasserstoffentwicklung lässt sehr bald nach, und die
Zersetzung geht dann nur noch langsam vor sich. Diese lässt sich durch Erwärmen beschleunigen. Aus der Mutterlauge lässt sich Glaubersalz gewinnen. 



   3.5 Gewichtsteile Zink und 100 Gewichtsteile Blei werden zusammengeschmolzen ; dann wird noch einige Zeit verrührt und so hoch erhitzt, bis die Masse homogen geworden ist. Die Legierung wird dann, wie in Beispiel 2 angegeben, aufgearbeitet. 



   Die Mutterlauge erhält das Zink als Zinksulfat. 



   4.4 Bleinatriumplatten (Grösse 105 x 105 x 6 mm) mit einem Gehalt von 20 Gewichtsprozent
Natrium werden in   151 96% item   Sprit gestellt, nach 24 Stunden wird der Sprit gegebenenfalls unter
Zusatz von 10% Wasser erneuert. Nach weiteren 48 Stunden ist die Zerlegung so gut wie beendet, so dass das in der porösen Bleiplatte teilweise noch zurückgebliebene alkoholische Natrium mit Wasser bis zur Neutralisation ausgelaugt werden kann. Zur Abschwächung der Reaktion bei der Zerlegung von
Bleinatrium bei noch höherprozentigem (z. B. 26 Gewichtsprozent Natrium) Natriumgehalt empfiehlt sich der Zusatz eines indifferenten Mittels zum Sprit, z. B. Benzol, Ligroin usw.

   An Stelle von Äthyl- alkohol können mit gleichem Vorteil Methylalkohol, Propylalkohol und deren höhere Homologe verwendet werden, desgleichen auch höherwertige Alkohole. 

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   Je nach der Verwendungsart der Bleiaggregate kann die Menge des nachträglich herauszulösenden Legierungsmetalls abgeändert werden. Nach den Beispielen erhält man zusammenhängende Platten. 



   Bei entsprechender Erhöhung der Menge des zuzusetzenden Metalls kann man auch unzusammenhängende Metallaggregate erhalten, die z. B. im   Falle der Verwendung als Ersatzfür aktive Kohle nützlich sind.   



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von hoehporösen, festgefügten Bleiaggregaten, dadurchgekennzeichnet, dass vollständig homogene Legierungen von Blei mit den Metallen der Alkalien, Erdalkalien oder mit solchen Metallen, die von Wasser oder Mitteln, die das Blei nicht oder nur wenig angreifen, zersetzt werden, einem   Scheideprozess   auf chemischem Wege unterworfen werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vollständig homogene Legierungen mit einem Gehalt von so viel Legierungsmetall zerlegt werden, dass nach Zerlegung das Blei mit einem Porenvolumen von etwa 45-50% zurückbleibt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als die Legierung zerlegendes Mittel Wasser, Alkohol, eine Säure oder eine Salzlösung verwendet wird.