AT126119B - Tiegel aus leitendem Material, vorzugsweise Graphit, zur Verwendung als Badbehälter und als Anode bei Schmelzflußelektrolysen. - Google Patents

Description

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    Tiegel aus leitendem Material, vorzugsweise Graphit, zur Verwendung als Badbehälter und als Anode bei Schmelzflusselektrolysen.   



    Bei Schmelzf1usselektrolysen verwendet man häufig den aus Graphit, Kohle oder einem andern leitenden Material bestehenden Tiegel zugleich als Anode. Durch den meist kreisförmigen Querschnitt des Tiegels und seine Höhe ist dann die Anoden Oberfläche bestimmt. In vielen Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Berryllillm durch Elektrolyse einer feuerflüssigen Schmelze aus einem Gemisch von Erdalkali-und Beryllium-Fluoriden muss man nun eine verhältnismässig hohe Temperatur von etwa 1300-1400  C anwenden, so dass bei Anwendung der üblichen Tiegelmaterialien eine verhältnismässig sehr hohe Strombelastung für die Flächeneinheit der Tiegeloberfläche stattfindet und damit der Tiegel schnell zerstört wird. 



  Es liegt nun nahe, in solchen und ähnlichen Fällen die Oberfläche der Anode entweder dadurch zu vergrössern, dass man den Querschnitt des Tiegels vergrössert oder zusätzliche Anoden in den Tiegel hineinhängt. Im ersteren Falle würde man indessen einen verhältnismässig grossen Elektrodenabstand erhalten, der durch die so resultierende Verlängerung des Stromweges in den verhältnismässig schlecht leitenden Schmelzflusselekrolyten eine Verringerung der Stromausbeute dadurch nach sich ziehen würde, dass sich infolge des höheren Widerstandes ein grösserer Teil der aufgewandten Energie in Wärme umsetzt. Ausserdem tritt in diesem Falle, wie Versuche zeigten, leicht ein Spritzen der Schmelze ein infolge der durch die Wärme hervorgerufenen starken Bewegung der Schmelze.

   Beim Hineinhängen von zusätzlichen Anoden in den Schmelzbehälter tritt leicht eine von diesen herrührende unangenehme Randwirkung ein und ausserdem eine Zerstörung des Teiles dieser zusätzlichen Anoden, der sich oberhalb des Niveaus der Schmelze befindet. Ausserdem würde bei der häufig notwendigen starken Vergrösserung der Anodenoberfläche auch eine grosse Anzahl von Einzelanoden erforderlich sein und dadurch eine Beengung des Schmelzraumes eintreten. 



  Gemäss der Erfindung wird unter Vermeidung der angegebenen Nachteile eine beliebig   
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 untereinander zu verbinden, am besten durch quer angeordnete Kanäle von etwa gleicher Tiefe. Durch die Massnahme erreicht man, dass die Anodenoberfläche beliebig vergrössert werden kann dadurch, dass man die Zahl dieser Kanäle entsprechend gross wählt. Es hat sich gezeigt, dass der Abbrand des Tiegels trotz dieser Ausgestaltung des Tiegelinnern nicht wesentlich erhöht wird. Man kann die Lebensdauer des Tiegels noch dadurch sehr erheblich vergrössern, dass man auch die oberen Enden der zwischen den Kanälen liegenden Teile untereinander und mit dem Aussenteil des Tiegels in leitende Verbindung bringt, vorzugsweise durch eine mit Luft oder Flüssigkeit ständig gekühlte hohle Abdeckplatte aus Metall. 



   In den Figuren ist ein   Ausführungsbeispiel   des neuen Tiegels dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie   A-B   der Fig. 1. 

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   In dem z. B. aus Graphit bestehenden Tiegel a, der mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist, sind in radialer Richtung verlaufende schmale Kanäle b und quer zu diesen verlaufende Kanäle c vorgesehen, die sich beide nahezu bis zum Boden des Tiegels erstrecken (vgl. Fig.   2).   Die Kanten der zwischen den Kanälen stehenbleibenden Teile werden am besten abgerundet, wie dies auf der Zeichnung angedeutet ist. In dem verbleibenden eigentlichen   Sehmelzraum   wird die Kathode d eingebracht, die beispielsweise aus einem hohlen   Metallkörper   bestehen kann und mit Luft oder   Flüssigkeit   gekühlt wird.

   Der Eintritt des Kühlmittels ist bei e und sein Austritt   bei f angedeutet.   Der   Schmelzraum   kann entweder die Form eines Zylinders haben. und er kann auch die aus Fig. 2 ersichtliche Ausbildung erhalten. Bei dieser ist der Querschnitt des unteren Teiles des Tiegels vergrössert, so dass eine   entsprechend. grössere   Menge des   Schmelzflusselektrolyten   eingebracht werden kann als bei der zylindrischen Ausbildung. Es empfiehlt sich, die oberen freien Enden der durch die Kanäle b und c getrennten Teile des Tiegels untereinander und mit der eigentlichen Wand des Tiegels durch eine Metallplatte y zu verbinden, die oben auf sie aufgelegt wird. Diese Platte g, die z.

   B. aus Eisen bestehen kann, ist zweckmässig hohl ausgebildet und wird durch ein bei   A   eintretendes und bei i austretendes Kühlmittel gekühlt. Es hat sich gezeigt, dass durch Anwendung dieser Metallplatte g die Lebensdauer des neuen Tiegels um ein Mehrfaches erhöht wird. 



   Als Kühlmittel für die Kathode e und auch für die Platte q kann man beispielsweise strömendes Wasser verwenden. Wenn man z. B.   3/4   Liter eines Gemisches von Erdalkaliund Beryllium-Fluorverbindungen in einen Tiegel normaler Ausführung, also ohne die oben beschriebene   Kanäle.   einbringt, so muss man zwecks Erzielung der für die Berylliumabscheidung notwendigen Temperatur bei der   Sehmelzflusselektrolyse   z. B. mit 70 Amp. und 70 Volt arbeiten.

   Nach Anbringung der Kanäle nach der Zeichnung gelang es, mit dem gleichen Tiegel und der gleichen Schmelze die gleiche Temperatur mit 50 Volt und etwa 220 Amp. zu erzielen, so dass also bei einer Verminderung der Spannung um etwa 33    /o   eine Steigerung der   Stromstärke um über   300    /o   ohne unzulässig hohe Beanspruchung des Tiegels   möglich   ist. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Tiegel aus leitendem Material, vorzugsweise Graphit, zur Verwendung als Badbehälter und als Anode bei   Schmelznusselektrolysen, gekennzeichnet durch hauptsächlich   in radialer Richtung verlaufende Kanäle an der Innenseite.

Claims (1)

1. 2. Tiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle etwas oberhalb des Tiegelbodens endigen.

   3. Tiegel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Kanäle durch quer verlaufende Kanäle untereinander verbunden sind, 4. Tiegel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die quer verlaufenden Kanäle sich ebenfalls bis nahe zum Tiegelboden erstrecken.

   5. Tiegel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das die durch die Kanäle begrenzten Teile unter sich und mit dem Aussenteil des Tiegels oben durch eine EMI2.1