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Vorrichtung zum Elektrolysieren von metallhaltigen Lösungen auf nassem Wege.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der Anordnung von Kathoden in Elektrolysierzellen, insbesondere in solchen Zellen, die für die Wiedergewinnung von Silber benutzt werden sollen.
Die Einrichtung eignet sich besonders für die Entsilberung von photographischen Fixierbädern.
Bei vielen elektrochemischen Reaktionen, bei denen auf Kathodenplatten Metall niedergeschlagen wird, insbesondere bei der elektrolytischen Niederschlagung von Silber aus angereicherten Fixierbädern, werden beständig Metall-bzw. Silberkerne niedergeschlagen. Der Metallniederschlag breitet sich dabei in Form von Randwucherungen hauptsächlich von solchen Punkten aus, an denen die Kathode die Wände der Elektrolysierzelle berührt. Nach und nach werden diese Randwucherungen die Anode erreichen und einen Kurzschluss in der Zelle hervorrufen.
Zur Verhütung dieser Randwucherungen bei Metallelektrolysen auf nassem Wege hat man bereits vorgeschlagen, die Kathoden an ihren Rändern durch Rahmen aus Holz, Gummi, Celluloid usw. zu umschliessen und diese Rahmen so auszubilden, dass sie seitlich flügelartig vorstehen und nach innen und nach der Peripherie der Kathoden zu abgeschrägt oder abgerundet sind.
Die Erfindung sucht diese bekannten Ausführungen zu vervollkommnen. Sie besteht darin, dass in der Zelle bzw. an der Kathode Füsse zum Abstützen der Kathode gegen die Zellenwand vorgesehen sind und dass zwischen der Zellenwand bzw. den mit der Zellenwand in Verbindung stehenden Füssen und der Kathode bzw. deren Füssen glockenartige Zwischenglieder mit leicht beweglichem und nach der Kathode zu offenem Glockenmantel eingelegt sind. Auf diese Weise wird der Weg, den das spontane Wachsen des Metallniederschlages von der Kathode zur Anode nehmen muss, wesentlich verlängert.
Auch bildet sich der anfängliche Niederschlag möglichst weit entfernt von den Berührungskanten der Kathode mit der Zelle. Schliesslich können die Berührungsstellen der Kathode mit den Zellenwandungen dort, wo die ungünstigen Bedingungen bestehen, bei der Ausbildung nach der Erfindung auf ein Mindestmass herabgesetzt werden.
Zur Erzielung des leicht beweglichen Glockenmantels empfiehlt sich die Herstellung der Zwischenglieder aus weichem bzw. beweglichem Isoliermaterial, z. B. Gummi. In diesem Falle kann durch absichtlich herbeigeführte Formveränderungen der Zwischenglieder der sich darauf bildende Niederschlag abgelöst und beseitigt werden.
Zur Herbeiführung derartiger Formveränderungen der Zwischenglieder genügt es, den Elektrolyten durch Umrühren od. dgl. in Bewegung zu bringen oder zu erhalten. Unter dem Einfluss der Bewegung des Elektrolyten geraten auch die glockenartigen Mäntel der Zwischenglieder in Bewegung und die sich hiebei einstellenden Formänderungen der Mäntel verursachen ein Abbrechen bzw. Entfernen der sich etwa bildenden knospenartigen Randwucherungen.
In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch eine Elektrolytzelle dar, in der die Kathode gemäss der Erfindung angeordnet ist, Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Kathodenauflage und des Gliedes, das dazu dient, den Metallniederschlag in dieser Auflage zu vermindern.
Der Gegenstand der Erfindung lässt sich bei vielen Arten von elektrolytischen Zellen anwenden ; auf der Zeichnung ist als Beispiel eine Zelle 10 dargestellt, die aus den Wänden 11 und dem Boden 12 besteht. Eine drehbare Achse 13 erstreckt sich in Längsrichtung durch die Zelle 10 und trägt eine Mehrzahl von Armen 14. Die Seitenwände 11 der Zelle 10 sind mit Nuten 15 versehen.
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Die Zelle 10 dient dazu, den Elektrolyten 16 aufzunehmen, der die Zelle 10 bis zu einem vorher bestimmten Niveau füllen soll. Der Elektrolyt wird in Übereinstimmung mit dem Charakter der elektrochemischen Reaktion ausgewählt, die in der Zelle durchgeführt werden soll. Beispielsweise besteht er aus angereichertem, photographischem Fixierbad.
Eine Kathode 17 wird in den Elektrolyten eingetaucht und ist mit einer elektrischen Energiequelle verbunden, so dass der Niederschlagstrom von der Anode, die nicht dargestellt ist, durch den Elektrolyten 16 zur Kathode 17 fliesst. Dieser Stromlauf verursacht in bekannter Weise einen Niederschlag von Metall auf der Kathode 17.
Eine Anordnung der Kathode 17 und der Kathodenlagerung geht aus den Fig. 1 und 2 hervor.
Die oberen Seitenkanten der Kathode 17 passen in die Nuten 15 in den Seitenwänden 11 der Zelle 10.
Die Seitenkanten der Kathode 17 sind, beginnend von einer oberhalb des Niveaus des Elektrolyten 16 liegenden Stelle, bei 18 derart zurückverlegt, dass sie von den Seitenwänden 11 der Zelle und den Nuten 16 einen gewissen Abstand gewinnen. Weitere Aussparungen 19 sind an den Seitenkanten der Kathode 17 dort vorgesehen, wo die Verbindungen zwischen der Kathode 17 und den Seitenwänden bzw. dem Boden der Zelle 10 hergestellt werden sollen.
Diese Verbindungen können in verschiedener Form ausgeführt werden. Als zweckmässig hat sich ein Fuss 20 erwiesen, der mit der Kathode 17 in den Aussparungen 19 verbunden ist. Die Verbindung zum Tragen der Kathode innerhalb der Zelle umfasst ebenfalls auch den Fuss 21, der mit der unteren Kante der Kathode 17 verbunden ist und in je eine Nut 22 passt, die längs der oberen Kanten der auf dem Boden 12 der Zelle 10 angeordneten Tragblöcke 23 verlaufen.
Unter den bei der Durchführung der elektrolytischen Ausfällung vorliegenden Bedingungen besteht eine natürliche Tendenz zum spontanen Niederschlagen von Metall, das sich von der Kathode 17 über die Fussteile 20 und 21 längs der Wände der Zelle 10 zur Anode erstreckt. Wie bereits erwähnt, kann ein solcher Niederschlag in kurzer Zeit zum Kurzschluss in der Zelle führen.
Entsprechend der Erfindung wird nun ein Zwischenglied in die Verbindung zwischen der Kathode
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dieser Verbindung auf ein Mindestmass herabzusetzen. Als solches Zwischenglied dient das mantelartige Glied 24, welches in Fig. 2 in vergrössertem Massstab dargestellt ist.
Dieses Glied 24 hat einen unteren Teil 25, der das Ende der Füsse oder Stützen 20 und 21 innerhalb der Nuten 15 oder 22 der Seitenwand 11 oder der Stützblöcke 28 umfasst. Ferner besitzt das Glied 24 einen mantelförmigen Teil 26, der sich vom Teil 25 nach aussen erweitert und die Fussteile 20 und 21 umgibt, die sich zu den Kanten der Kathode 17 hin erstrecken.
Der gewundene Weg für den niederschlagenden Strom entlang der Zelle und der Verbindung zur Kathode verzögert das spontane Wachsen von Metall auf diesem Weg und vermindert dadurch die Gefahr eines Kurzschlusses. Das Glied 24 kann aus biegsamem Isoliermaterial hergestellt sein, z. B. aus Gummi. Diese Zusammensetzung des Gliedes 24 ist besonders nützlich in solchen Zellen, die einen Rührer erfordern, weil dann die Bewegung des Elektrolyten ein Flattern des mantelförmigen Teiles 26 des Schutzgliedes 24 verursacht und zu einem Abbrechen des metallischen Niederschlages führt, der sich längs der Oberfläche dieses Gliedes 24 gebildet hat. Bei einer solchen Ausführungsform wird die Schutzanordnung für die Kathode gleichzeitig eine Selbstreinigung der Kathodenlagerung herbeiführen.
Es ist schon erwähnt worden, dass die Einrichtung zum Lagern der Kathode 17, wie sie in den Fig. 1 und 2 mit Hilfe der glockenförmigen Mantelteile 26 des Gliedes 24 dargestellt ist, das unerwünsche Wachsen des Metalls von der Kathode aus vermindert, indem entweder eine längere Entfernung für den Niederschlag zwischen Kathode und Anode vorgesehen oder der Weg für den elektrischen Strom an der Stelle verlängert wird, an welcher üblicherweise dieser wenig wünschenswerte Niederschlag zuerst beginnt, oder auch dadurch, dass man den Niederschlag so leitet, dass er anfänglich nicht an der Berührungskante der Kathode 17 entsteht.
Auch an den Fussgliedern 20 und 22 ist das Entstehen dieses Niederschlages vermindert oder überhaupt verhindert, so dass also das Gebiet, in dem ungünstige Bedingungen bestehen, auf ein Mindestmass zurückgeführt ist. Schliesslich kann jeder doch noch auftretende Widerstand automatisch dadurch entfernt werden, dass der Mantelteil 26 beweglich gestaltet und z. B. durch die Bewegung des Elektrolyten so bewegt wird, dass jeder Niederschlag abgebrochen wird, der sich an dem Glied 24 gebildet haben kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Zwischenglieder wird erfindungsgemäss mit solchen Zellen erreicht, bei denen der Elektrolyt bewegt wird. Bei vielen elektrochemischen Reaktionen, insbesondere beim
Niederschlagen von Silber aus gebrauchten, photographischen Fixierbädern, die kräftig umgerührt
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fernung des Elektrolyten, der schon sein Metall abgegeben hat, von der Oberfläche der Kathode.
Umgekehrt wird daher sehr wenig oder überhaupt kein Metall in einem stagnierenden Teil der Lösung oder in dem Teil des Elektrolyten niedergeschlagen, der sich nahe der Kathode befindet und nicht bewegt wird. Die Mantelglieder 24 gemäss Fig. 1 und 2 schützen nun den Elektrolyten in der Nachbar- schaft der Stützen oder Fussteile 20 und 21 gegen die Bewegung durch den Rührer, der aus der Welle 13 und den Armen 14 besteht.
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Bei praktischen Arbeiten haben sich die geschilderten Vorrichtungen zum Aufhängen der Kathode als äusserst vorteilhaft erwiesen. Sie tragen daher in ganz besonderer Weise zu der Lösung eines an sich schwierigen Problems bei, nämlich zur Entfernung von metallischem Silber aus einem gebrauchten photographischen Fixierbad. Selbstverständlich stellen die beschriebenen Ausführungen nur Ausführungsbeispiele dar, die im Sinne des Erfindungsgedankens in vieler Hinsicht noch geändert werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Elektrolysieren von metallhaltigen Lösungen, insbesondere silberhaltigen Lösungen, auf nassem Wege in elektrolytischen Zellen, in denen die Kathode von Zwischengliedern, die die Neigung zur Bildung von Randwucherungen herabsetzen, getragen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zelle bzw. an der Kathode Füsse zum Abstützen der Kathode gegen die Zellenwand vorgesehen sind und dass zwischen der Zellenwand bzw. den mit der Zellenwand in Verbindung stehenden Füssen und der Kathode bzw. deren Füssen glockenartige Zwischenglieder mit leicht beweglichem und nach der Kathode zu offenem Glockenmantel eingelegt sind.