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Verfahren zur Bildung von Queck8i1berelektroden bei elektrolytischen Apparaten mit rotierenden Elektroden.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bildung von Queck- silberelektroden bei eleklrolytisehen Apparaten mit rotierenden Elektroden, durch welche beispielsweise ein Zwischenprodukt, z. B. bei der Herstellung von Ätznatron und Chlor, Natrium, aus der einen Zelle in die andere kontinuierlich abgeführt wird. Das Vorfahren kennzeichnet sich wesentlich dadurch, dass die bei der Drehbewegung der Elektroden auftretende Fliehkraft zur Erzeugung einer Ql1ecksilberschicht auf den inneren Flächen der Elektroden ausgenutzt wird, i. Jem man Quecksilber auf das untere Ende der inneren Fläche der inneren Elektrode leitet und nach Aufsteigen an der inneren Elektrodenfläche auf das obere Ende der inneren Fläche einer zweiten (äusseren) Elektrode über-
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Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei welcher die Quecksilberelektroden mit den beiden Polen des Ankers einer Unipolardynamo unter Vermeidung von Kollektoren direkt leitend und fest verbunden sind, ist in beiliegender Zeichnung in Fig. 1 im Vertikalschnitt, in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt. Die Bauart der Unipolardynamo und die direkte Verbindung der rotierenden Elektroden bilden zwar keinen Gegenstand vorliegender Erfindung, sollen jedoch der Vollständigkeit halber kurz beschrieben werden.
Der Anker der Maschine besteht aus einer Metallscheibe a, die an einer Vertikalwelle b befestigt ist, welche sich in isolierten Futtern bl dreht. Der Magnet wird durch ein ringförmiges Gehäuse c gebildet, das gänzlich aus magnetischem Material hergestellt und bis auf eine in der oberen Hälfte des inneren Teiles befindliche Durchbrechung d, in welcher der Anker a hineinragt, geschlossen ist. Oberhalb dieser Durchbrechung und innerhalb des Magnetgehäuses c befindet sich die Magnetwicklung e. Der unter der Wicklung e befindliche Teil des Magnetgehäuses c enthält einen ringförmigen Eektrolytbehälter/. Ein zweiter Elektrolytbehälter 9 befindet sich zwischen Welle b und Gehäuse c.
Die Behälter fund 9 sind von dem Gehäuse entsprechend isoliert und miteinander durch Leiter h leitend verbunden. Die feststehenden Elektroden i, il bestehen aus konzentrischen Zylindern, die mit dem Boden der Behälter verbunden sind und letztere in eine Anzahl von Kammern teilen. Die rotierenden Elektroden k, kl sind gleichfalls zueinander konzentrisch und mit den Enden des Ankers a fest und leitend verbanden. Wenn der
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Wenn es sich nun beispielsweise darum handelt, Ätznatron und Chlor durch Elektrolyse von Sole zu erzeugen, so wird die Sole durch ein Rohr l in die innerste Abteilung des Gefässes g eingeleitet, von wo sie durch alle übrigen Abteilungen in Richtung der in Fig. 1 auf der rechten Seite gezeigten Pfeile fliesst, wonach sie dann schliesslich durch ein
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ein Rohr j1 Wasser geleitet, welches durch ein zweites Rohr f2 abfliesst.
Die innere Fläche jedes der herabhängenden Zylinder k ist mit zwei horizontalen Flanschen oder Ringen versehen, von denen der eine n sich nahe der Unterkante, der andere n1 sich nahe der Oberkante des Zylinders befindet. Auf die unteren Flanschen wird Quecksilber von einem Gefäss p her durch ein Rohr o geleitet.
Unter dem Einflusse der Zentrifugalkraft breitet sich das Quecksilber auf den Zylindern k nach oben hin aus und tritt schliesslich auch über den oberen Flansch nl hinweg, letzteres aber erst dann, nachdem das Quecksilber, das ja zunächst durch den Flansch til zurückgehalten wird, eine Schicht von gewisser Dicke auf dem Zylinder k gebildet hat Nahe am oberen Ende der Zylinder k tritt das Quecksilber durch Röhrchen q (Fig. 2) aus und gelangt durch die Durchbrechung d des Magnetgehäuses hindurch unter den oberen horizontalen Flansch r
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Fläche herab und gelangt über einen unteren Flansch tot, der etwas schmäler als der obere ist.
Schliesslich tritt das Quecksilber durch ein Rohr s zu einer Pumpe t, die es wieder nach oben in das Gefäss p befördert, worauf der beschriebene Kreislauf des Quecksilbers von neuem beginnt.
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Es muss bemerkt werden, dass, um. den beschriebenen Kreislauf zu erzielen, es nicht unbedingt notwendig ist, zwei Flanschen nach Art von rund,. 1 zu verwenden, vielmehr ist in der Regel der untere Flansch allein schon genügend. Auch der untere Flansch an der Zuleitungsstelle des Quecksilbers kann unter Umständen in Wegfall kommen und es empfiehlt sich dann, die Elektroden kl nicht ganz genau zylindrisch, sondern etwas kegelförmig nach oben sich erweiternd herzustellen, um das Aufsteigen des Quecksilbers zu begünstigen.
Um das. Hindurchtreten des Elektrolyts durch die Rohre q, welche die inneren rotierenden Elektroden k1 mit den äusseren k verbinden, zu verhindern, sind die Rohre w, wie aus Fig. 2 zu ersehen, an ihren äusseren Enden U-förmig gekrümmt, so dass das spezifisch schwerere Quecksilber, stets die gekrümmten Enden ausfüllend, einen Verschluss bildet. Um dem Rotieren des Elektrolyts in den Behältern f und g entgegenzuwirken, sind
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Angenommen, die Drehrichtung des Ankers a sei eine solche, dass die Zylinder k die Kathoden bilden, so geht die Elektrolyse in folgender Weise vor sich :
Das Chlornatrium in dem Behälter 9 wird zersetzt. Das Natrium setzt sich auf dem Quecksilber ab und löst sich in demselben auf.
Das Gemisch von Quecksilber und Natrium steigt an den Kathoden k in die Höhe, während gleichzeitig Chlorgas an den Anoden frei wird, die hier durch die feststehenden Zylinder i gebildet werden. Das Chlorgas geht durch kurze Röhren u (Fig. 1) von Abteil zu Abteil und wird schliesslich durch ein Rohr I) abgesaugt. Dieses Rohr mündet oberhalb eines Kegels tes (Fig. 1), der den mittleren Raum des Gefässes 9 nach oben hin abschliesst und an seinem Hals oder Kopf mit einem i) Iverschluss x versehen ist.
Das natriumhaltige Quecksilber gelangt durch die Röhren q in der beschriebenen Weise zu den rotierenden Zylindern kl, die hier die Anoden bilden ; in der zweiten Zelle f wird das Natrium in Ätznatron verwandelt, wobei Wasserstoff an den Kathoden il entwickelt wird, der dann durch Öffnungen y nach aussen in die Atmosphäre entweicht.
Es wäre hervorzuheben, dass der Aufbau der Dynamo und die direkte Verbindung der Elektroden mit dem Dynamoauker keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, welch letztere in erster Linie in der Erzeugung von Quecksilberelelctroden unter Ausnützung der Fliehkraft und in zweiter Linie in der besonderen Anwendung der Quecksilberelektroden bei der Alkalisalzelektrolyse besteht. Es ist keineswegs erforderlich (wenn auch vorteilhaft), die Elektroden direkt mit dem Anker zu verbinden, vielmehr könnte der einer separat aufgestellten Dynamo beliebiger Art entnommene Strom den hintereinander geschalteten Zellen in beliebiger Weise, z. B. einfach durch an die Behälter f und g an- geschlossene Leitungen zugeführt werden.
In letzterem Falle würde selbstverständlich die
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Quecksilberelektroden bei elektrolytischen Apparaten mit konzentrisch angeordneten, rotierenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifugalkraft für die Bildung einer Quecksilberschicht auf der inneren Fläche der Elektroden derart ausgenutzt wird, dass man Quecksilber auf das untere Ende der inneren Fläche einer Elektrode leitet und nach Aufsteigen an der inneren Elektrodenfläche auf das obere Ende der inneren Fläche einer äusseren Elektrode überfliessen lässt.