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Österreichische PATENTSCHRIFT Nus 16848. ELEKTROCHEMISCHE WERKE, G. M. B. H. IN BERLIN.
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muss man das Verfahren der elektrochemischen Abscheidung dieses Metalles aus seinen geschmolzenen Verbindungen, sobald es sich um die Gewinnung grösserer Mengen Kalzium handelt, als eine der schwierigsten Arbeiten der ganzen elektrometallurgischen Technik halten. (Vergl. Borchers #Elektrometallurgie", II. Auflage, Seite 72-82, sowie Annalen der Chemie", Band 93, Seite 277-283.) Auch die nenesten Untersuchungen von Moissan (Comptes Rendus", 1898, Band 126, Seite 1753) über die Elektrolyse von Kalziumjodid
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und nach dem Erkalten der Schmelze in Form von kleinen Kristallen und Kügelchen nachgewiesen werden kann.
Es wurde nun eine Arbeitsweise aufgefunden, nach welcher die Gewinnung beliebig grosser Mengen von Kalzium leicht und billig z') erreichen ist. Eiektrolysiert man elektrisch im Schmelznusse gehaltenes Kalziumchlorid oder ander Haloidsalze in bekannter Weise mit einer kleinen Kathode einer grossen Anode gegenüber, so scheidet sich das Kalzium bei mässiger Rotglut der Schmelze, so lange die Temperatur, besonders der Kathode selbst und des sich darauf ablagernden Metalles den Schmelzpunkt des Kalziums nicht erreicht, und natürlich keinesfalls überschreitet, in schwammigem Zustande an der Kathode ab.
Da die Kathoden aus Metall, besonders Eisen bestehen dürfen, so bereitet ja eine Regelung ihrer Temperater und der Temperatur ihrer nächsten Umgebung nötigenfalls durh künstliche Kühlung der Kathoden keine Schwierigkeiten. Der Metallschwamm bildet eine derartig zusammenhaftende Masse, dass man ihn mit Hilfe von eisernen Spateln oder anderen geeigneten Geraten aus der Schmelze heraushoben kann. Taucht man diese Masse sofort nach dem Herausnehmen in Steinöl, oder eine andere geeignete sauerstofffreie Flüssigkeit, so erhält man einen mit der angewandten Schmelze durchsetzten Schwamm mit 50-60% freiem Kalziummetall.
Ergreift man dagegen den um die Kathode sich absetzenden Schwamm mit einer breitbackigen, zweckmässig vorher erhitzten eisernen Zange und presst den damit gefassten Schwamm vor dem Aufheben aus der Schmelze kräftig zusammen, so schweisst derselbe zu einer dichten, nach dem Erkalten auf den Schnittflächen weiss metallglänzenden Masse zusammen, welche nun einen Gehalt von annähernd 90/o Kalzium aufweist.
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Mctallschwamm nicht nur ausxuheben, sondern auch zu pressen, ist ja selbstverständlich und würde natürlich an dem vorliegenden Verfahren, nach welchem das Kalzium innerhalb der Schmelze vor dem Ausheben gepresst werden muss, nichts ändern.
Das so erhaltene Metall lässt sich für viele Zwecke schon so verwenden, kann aber auch in vor Luftzutritt geschützten Gefässen zur Ausscheidung des noch eingeschlossenen Salzes auf reines Kalziummetall zusammengeschmolzen werden. An Stelle des Kalziumchlorides lassen sich auch andere Kalziumsalze, besonders das Kaliumfluorid. der Flussspat, verwenden ; auch beeinflusst ein Zusatz von Flussspat zu dem Chlorkalzium das Ergebnis in keineswegs ungünstiger Weise; Erfinder ziehen jedoch das Chlorkalzium deswegen den anderen Kalziumsalzen vor, weil es eines der billigsten Kalziumsalze ist und weit sein
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ohne umständliche Messungen die Temperatur erreicht, welche für die Bildong des zu- sammenbl1ugenden Schwammes am günstigsten ist.
Jede Steigerung der Temperatur während der Elektrolyse Ober den angegebenen Grenzwert hinaus führt zu unnötigen Wärmeverlusten und begünstigt schliesslich die Wiederauflösung des Kalziummetalles.
Zur Ausführung des Verfahrens dient ein einfacher elektrischer Ofen, dessen Wandung aus einem Kohlenzylinder besteht, welcher mit dem positiven Pol der Stromquelle leitend verbunden ist. Der Zylinder ist nach unten durch einen Kühlkörper geschlossen und von letzterem durch einen Tonzylinder isoliert. Als Kathode dient ein eiserner Stab, welcher am Kühlkörper befestigt ist und nach oben in die Schmelze hineinragt. Der Boden des Schmelzgefässes wird zur sicheren Abdichtung nach unten mit einer dünnen Lage Flussspat ausgestampft, welcher wegen seines höheren Schmelzpunktes und infolge der Kühlung grösstenteils fest bleibt.
Der so vorbereitete Ofen wird mit trockenem Kalziumchlorid beschickt und das Schmelzen dadurch eingeleitet, dass zwischen dem Kohlenzylinder und dem eisernen Stab mehrere aus dünnen Kohlenstäben bestehende Erhitzungswiderstände eingesetzt werden, welche nach erfolgtem Schmelzen des Elektrolyten wieder herausgenommen werden, worauf die Elektrolyse sofort beginnt. Das an der Anode abgeschiedene Chlor kann auf bekannte Weise abgeleitet und verwendet werden, während das an der Kathode sich absetzende Kalzium in der beschriebenen Weise aus der Schmelze ausgehoben wird.
Der kurz skizzierte Apparat ist keineswegs Gegenstand der Erfindung. Es lässt sich in mannigfacher Weise abändern, ohne dadurch das Wesen der vorstehend beschriebenen Erfindung irgendwie zu beeinträchtigen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von metallischem Kalzium, durch Elektrolyse geschmolzener Halogensalze des Kalzium, insbesondere des geschmolzenen Kalziumchlorids unter Anwendung kleiner Kathoden gegenüber grossen Anoden, dadurch gekennzeichnet, dass durch geeignete Anordnung, nötigenfalls durch künstliche Kühlung die Kathoden und das auf den letzteren sich abscheidende Kalziummetall während der Dauer des Betriebes auf einer, den
Schmelzpunkt des Kalziums nicht übersteigenden Temperatur gehalten werden.