AT150981B - Verfahren zur Nutzbarmachung des Metallgehaltes von Leichtmetalle enthaltenden Stoffgemischen. - Google Patents

Description

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   so dass auf diese Weise der Fremdmetallinhalt des Filterrückstandes zur Erzeugung des gewünschten Leichtmetalles ohne zusätzlichen Stromaufwand nutzbar gemacht wird unter Rückbildung des im Elektrolyten benötigten Salzes des Fremdmetalles, während im Filterrückstand vorhandene Salzreste und oxydische Verbindungen in der Salzschmelze in Lösung gehen und auf diese Weise ebenfalls wieder nutzbar gemacht werden. 



  Zur Erläuterung ist im folgenden die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in Verbindung mit der Erzeugung von metallischem Natrium in einer in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Zelle nach dem amerikanischen Patent Nr. 1501756, wie sie in der Technik unter dem Namen Downs-Zelle bekannt ist, beschrieben. Nach der Zeichnung besteht die Zelle aus einem mit keramischer Masse 2 ausgekleideten Eisenmantel , durch dessen Boden in der Mitte eine aus Graphit oder Kohle bestehende Anode 3 eingeführt ist. Diese Anode ist umgeben von einer ringförmigen Kathode 4 aus Stahl mit den durch die Wände der Zelle hindurchgeführten Stromzuleitungen 12.

   Unmittelbar oberhalb dieser Kathode ist ein Sammelraum für das an der Kathode abgeschiedene Metall in Form einer ringförmigen, mit der Öffnung nach unten gerichteten Rinne 5 angeordnet, an deren innerer Kante ein zylindrisches perforiertes Diaphragma 13 aufgehängt ist, das die Anode 3 in dem Raum zwischen dieser und der Kathode 4 ringförmig umgibt. Oberhalb der Anode ist eine Sammelhaube 9 für das an der Anode abgeschiedene Gas, z. B. Chlor, mit einer Gasableitung 10 vorgesehen, die bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform an der oberen Seite der Sammelrinne 5 befestigt ist. 



  Eine Besonderheit dieser Zelle besteht noch darin, dass, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ihr Oberteil als Schmelzraum für das Einschmelzen der zu elektrolysierenden Salze bzw. Salzgemische derart ausgebildet ist, dass das geschmolzene Salz unter Vermeidung der Berührung mit den anodischen und kathodischen E. lektrolysenprodukten in die unterhalb des Schmelzraumes vorhandene Elektrolysierzone geführt wird, wobei dafür Sorge zu tragen ist, dass der Schmelzvorgang beendet ist, bevor das Salz in den Bereich der Stromlinien gelangt. Nach der Darstellung in der Zeichnung ist der genannte Schmelzraum von innen durch die Wandung der zentral angeordneten Sammelhaube 9 für die Anodenprodukte, z.

   B. das anodisch abgeschiedene Chlor, von unten durch die Wandung des vorzugsweise tief in die Schmelze eingetauchten Sammelraumes 5 für die Kathodenprodukte und von aussen durch die Zellenwandung begrenzt. 



  6 ist ein an einer Stelle der Sammelrinne 5 in diese oben ausmündendes Rohr, das, z. B. oberhalb der Salzschmelze, seitlich aus der Zelle herausgeführt ist und dort in den Sammelbehälter 7 mündet, der am Boden durch einen Hahn 8 verschlossen werden kann. An einer andern Stelle, vorteilhaft an der gegenüberliegenden Seite der Sammelrinne 5, ist weiterhin ein senkrechtes Rohr 11 vorgesehen, das mit seinem unteren, z. B. in der in der Zeichnung dargestellten Weise abgebogenen Ende in die untere Öffnung der Sammelrinne 5 einmündet und oben z. B. mit einem Einfülltrichter versehen sein kann. 



  Wird in einem Apparat der beschriebenen Art z. B. ein geschmolzenes Gemisch von Natriumchlorid und Calciumchlorid elektrolysiert, so steigt das an der Kathode abgeschiedene und nach dem Aufsteigen durch den Elektrolyten in der Sammelrinne 5 angesammelte Metall in dem Rohr 6 nach oben und gelangt so in den ausserhalb der Zelle angebrachten Sammelbehälter 7. Dieses Rohmetall, das neben Natrium eine gewisse Menge von bei der Elektrolysentemperatur gelöstem Calcium sowie Bestandteile der Salzschmelze und oxydische Verunreinigungen enthält, wird nach Entfernung aus dem Sammelbehälter 7 auf eine z.

   B. nur wenig oberhalb des Schmelzpunktes des Natriums gelegene Temperatur abgekühlt und sodann filtriert, wobei man ein Filtrat von praktisch reinem Natrium und einen Filterrückstand, der das ausgeschiedene Caleium neben Resten von Natrium und Salzen und oxydischen Verbindungen der genannten Metalle enthält, erhält. 



  Erfindungsgemäss wird nun dieser Filterrückstand in die elektrolytische Zelle, u. zw. zweckmässig in den Kathodenraum derselben, z. B. durch das in der Zeichnung dargestellte Rohr 11, eingeführt. Seine Einführung in die Zellen kann entweder in dem z. B. halbfesten Zustand, wie er bei dem Filtrationsvorgang gewonnen wird, erfolgen oder auch nach vorgängiger Kühlung, z. B. unter Überführung in die Form von festen Stücken von geeigneter Grösse. Sie erfolgt mit besonderem Vorteil an einer solchen Stelle, dass das nach der obigen Umsetzungsgleichung daraus in Freiheit gesetzte   

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 Downs-Zelle kann die Erfindung auch in Verbindung mit der Herstellung beliebiger anderer Leichtmetalle und mit beliebigen andern Zellenkonstruktionen ausgeübt werden.

   Statt nur eines in das rohe Leichtmetall übergegangenen Fremdmetalles können auch gegebenenfalls bei gleichzeitiger Anwendung von Salzen mehrerer Fremdmetalle in dem schmelzflüssigen Elektrolyten mehrere   Fremdmetalb   aus dem abgeschiedenen rohen Leichtmetall in der beschriebenen Weise durch Filtration ganz oder teilweise oder auch in Stufen entfernt und in Form der Filterrückstände in die Zelle wieder eingeführt werden. 



   Abgesehen davon, dass nach der Erfindung auch eine Nutzbarmachung des gesamten metallischen Inhaltes der Filterrückstände oder sonstigen metallhaltigen Stoffgemische in Verbindung mit der elektrolytischen Erzeugung des betreffenden   Leichtmetalles   auf die einfachste und billigste Weise ermöglicht ist und dass hi bei auch das in den Filterrückstand übergegangene Fremdmetall unter Ersparung einer entsprechenden Strommenge zur Erzeugung einer äquivalenten Menge des Leichtmetalles nutzbar gemacht werden kann, besteht ein weiterer Vorteil dieser Arbeitsweise in der Ersparung der erheblichen Mengen von Fremdmetallsalzen, die man bei der bisherigen Arbeitsweise zum Ersatz des mit dem rohen Leichtmetall aus der Zelle entfernten Fremdmetalles der   Zelle laufend   in entwässertem Zustand zuführen musste. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Nutzbarmachung des   Metallgehaltes   von Leichtmetall enthaltenden Stoffgemischen, z. B. von   Filterrückständen,   wie sie bei der Filtration von Rohnatrium anfallen, das aus Chlorealeium enthaltenden Natriumehloridschmelzen durch Elektrolyse gewonnen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass man das das Leichtmetall enthaltende Stoffgemisch in den   schmelzflüssigen   Elektrolyten einer zur elektrolytischen Abscheidung dieses Leiehtmetalles dienenden Zelle ausserhalb des Anodenraumes einführt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das das Leichtmetall enthaltende Stoffgemisch an einer Stelle unterhalb des im Elektrolyten vorgesehenen Sammelraumes für das kathodisch abgeschiedene Metall, z. B. unterhalb des ringförmigen Sammelraumes einer sogenannten Downs-Zelle einführt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bi 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den beim Filtrieren des elektrolytisch gewonnenen Rohmetalles erhaltenen Rückstand vor dem Eintragen in die elektrolytische Zelle in Stückform überführt. <Desc/Clms Page number 4>

   4. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den aus mehreren Zelle 1 einer Anlage gewonnenen Filterrückstand nur einer einzigen Zelle zuführt und von Zeit zu Zeit Teile der Salzschmelze dieser Zelle in andere Zellen zum Ersatz des Verlustes derselben an dem Salz des mit dem Leichtmetall abgeschiedenen Fremdmetalles überführt. EMI4.1