Verfahren und Vorrichtung zum Inberührungbringen von Alkalimetall enthaltendem Amalgam mit iiiehtmetallischen Medien. Es ist schon vorgeschlagen worden, Al halimetallamalgam mit einem nichtmetalli schen Medium zum Beispiel derart in Berüh rung zu bringen, dass man in einer mit einer wässrigen Lösung einer Alkaliverbindung als Elektrolyt beschickten Zelle die Flächenteile von kathodisch geschalteten, metallischen Platten durch abwechselndes Heben und Senken der Platten laufend nacheinander mit einem Sumpf von Quecksilber und dem Elektrolyten in Berührung brachte,
wobei an von der Oberfläche der Platten beim jedesmaligen Aufsteigen aus dem Quecksil bersumpf mitgeführtem Quecksilber in Be rührung mit dem Elektrolyten kathodisch Alkalimetall abgeschieden werden soll.
Es ist auch vorgeschlagen worden, an Stelle der abwechselnd gehobenen und ge senkten Platten der vorerwähnten Anord nung rotierende Scheiben zu verwenden, die mit dem untern Teil in einen Quecksilber sumpf eintauchen und auf ihrer Oberfläche mit vom Mittelpunkt aus nach aussen derart gekrümmt verlaufenden Rillen versehen sind, dass durch diese das unten aufgenommene Quecksilber bei der Drehung über die ganze Fläche der Scheibe verteilt werden soll.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, in einer durch eine vertikale Zwischenwand in zwei getrennte Räume aufgeteilten Zelle ein endloses Band aus Metall, z. B. aus verzinn tem Eisen, über Rollen über einen am Boden der Zelle befindlichen, als Flüssigkeitsver- schluss zwischen den beiden- Zellenräumen dienenden Quecksilbersumpf nacheinander in dem einen Teilraum der Zelle durch eine wässrige Chlornatriumlösung, in der das Band als Kathode geschaltet ist und in dem an dern Teilraum durch eine wässrige Flüssig keit, in der es als Anode geschaltet ist, hin durchzuführen,
wobei der auf der Oberfläche des Bandes bei der Berührung mit dem Quecksilber gebildeten Schicht eines Amal gams des Bandmetalles in der einen Zelle, in der das Band als Kathode geschaltet ist, Alkalimetall zugeführt und in der andern Zelle wieder entzogen werden soll.
Diese Verfahren haben zur Vorausset- zung die Anwendung von solchen Metallen als Träger für die Quecksilberschicht, die mit Quecksilber ein Amalgam bilden kön nen und daher imstande sind, bei ihrem Durchgang durch den am Boden der Zelle vorhandenen Quecksilbersumpf an ihrer Oberfläche eine gewisse Menge von Queck silber zu binden und in Form einer dünnen Amalgamschicht mit sich zu nehmen.
Die Verwendung von solchen mit Queck silber legierbaren Metallen hat aber den Nachteil, dass diese Metalle durch das ein gedrungene Quecksilber alsbald zermürbt werden und ihre Lebensdauer daher nur eine kurze ist. Sie hat den weiteren Nachteil, dass infolge der Auflösung von Anteilen des Trägermetalles in der Quecksilberschicht sol che auch in die mit dieser Schicht in Be rührung tretenden, nichtmetallischen Flüs sigkeiten übergehen und diese verunreinigen können.
Es wurde nun überraschenderweise ge funden, dass, während reines Quecksilber an damit nicht legierbaren Metallen und Le gierungen nicht haftet, ein festes Anhaften auch an solchen Metallen und Legierungen erzielt werden kann, wenn das Quecksilber mindestens 0,01 Gewichtsprozente Alkali tnetall enthält, und dass es demgemäss mög lich ist, für die Aufnahme einer Amalgam schiebt Träger zu verwenden, die aus einem mit Quecksilber nicht legierbaren Metall, wie Eisen, Stahl oder Nickel, oder aus einer mit Quecksilber nicht legierbaren Legierung bestehen,
wenn man für die auf dem Träger unmittelbar aufzubringende quecksilberhal tige Schicht ein Alkalimetallamalgam ver wendet, dessen Gehalt an Alkalimetall stets mindestens 0,01 Gewichtsprozent. beträgt.
Es ist zwar von den Autoren des oben an letzter Stelle erwähnten bekannten Ver fahrens schon vorgeschlagen worden, als Werkstoff für das umlaufende, als Träger für eine Amalgamschicht dienende Organ Eisenband oder -blech zu verwenden, wobei aber durch vorherige Verzinnung dieses Ei sens ein Anhaften des Quecksilbers an sei ner Oberfläche unter Bildung einer Schicht von Zinnamalgam ermöglicht wird.
Diese Anordnung hat ausser der Notwendigkeit der Aufwendung besonderer Kosten für das erst malige Verzinnen des Eisenträgers und die zeitweise erforderliche Erneuerung dieser Verzinnung noch den weiteren Nachteil, dass auch in diesem Falle Zinn auf dem Wege über die Amalgamschicht in den Elektroly ten oder ein sonstiges nichtmetallisches Me dium übergehen und auf diesem Wege nicht nur verloren gehen, sondern auch den Elek trolyten in unerwünschter Weise ebenso ver unreinigen kann, als wenn für den gesamten Träger ein mit Quecksilber legierbares Me tall verwendet worden wäre.
Alle diese mit der Anwendung einer Zwischenschicht aus einem mit Quecksilber legierbaren Metall verbundenen Nachteile kommen bei der Ver wendung nur von mit Quecksilber nicht legierbaren, überdies durch ihre grosse Bil ligkeit ausgezeichneten Metallen, wie Eisen und Stahl, als Werkstoff für die Träger der quecksilberhaltigen Oberflächenschicht in Wegfall:
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Inberührungbringen von Alkalimetall ent haltendem Amalgam mit einem nichtmetalli schen Medium in grosser Oberflächenausbil dung, wobei man das Amalgam in einer dün nen, auf der Oberfläche eines metallischen Trägers haftenden Schicht mit dem Träger durch das Medium hindurch bewegt, ist da durch gekennzeichnet, dass man unmittelbar auf die Oberfläche des aus einem mit Queck silber nicht legierbaren Metall, wie z. B.
Eisen, Stahl oder Nickel, bestehenden Trä gers eine Schicht eines Alkalimetallamal- gams mit mindestens 0,01 Gewichtsprozent Alkalimetall aufbringt und dafür Sorge trägt, dass dieser Mindestgehalt an Alkali metall auch während der Berührung mit dem nichtmetallischen Medium nicht unterschrit ten wird. An Stelle eines mit Quecksilber nicht legierbaren Einzelmetalles kann auch eine mit Quecksilber nicht legierbare Legie rung für die Träger verwendet werden.
Es wurde ferner gefunden; dass es sich empfiehlt, die Schicht des Quecksilbers mit dem angegebenen Mindestgehalt an Alkali- metall auf die Trägeroberfläche aufzubrin gen, ehe diese mit dem nichtmetallischen Medium, z. B. einer auf das Alkalimetall chemisch einwirkenden Flüssigkeit, durch die sie hindurchgeführt werden soll, in Be rührung gebracht wird.
Denn die Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass andernfalls Störungen infolge der Einwirkung des nichtmetallischen Me diums auf das Metall des Trägers, z. B. un ter Wasserstoffentwicklung oder Bildung einer Oxydhaut, wodurch das Anhaften des Amalgams unmöglich gemacht wird, eintre ten können.
Es wurde weiter gefunden, dass man bei Vorgängen der verschiedensten Art, bei denen Alkalimetallamalgam unter Vermitt lung eines Trägers mit einem nichtmetalli schen flüssigen oder gasförmigen Medium zwecks Erzielung von an sich bekannten chemischen und/oder von physikalischen Wirkungen in Berührung gebracht werden soll, besondere Vorteile erzielt, wenn man hierbei in der vorbeschriebenen Weise ver fährt.
So kann man zum Beispiel in an sich be kannter Weise Quecksilber in einem wäss- rigen, eine Verbindung oder Verbindungen eines Alkalimetalles enthaltenden Elektroly ten mit Alkalimetall beladen, indem man die auf dem Träger haftende Amalgamschicht, als Kathode geschaltet, mit dem Träger durch den Elektrolyten hindurchführt.
Umgekehrt kann man in an sich bekann-' ter Weise Alkalimetall mit einer wässrigen Flüssigkeit oder einer Salzschmelze zur Um setzung bringen, indem man den mit der Amalgamschicht bedeckten Träger durch die betreffende Flüssigkeit hindurchführt, wobei die Auflösung des Alkalimetalles durch Zu- führung von elektrischem Strom unter Schal tung des Amalgamträgers als Anode beför dert werden kann.
Das aus der auf dem Träger befindlichen Amalgamschicht in solcher Weise in einer Salzschmelze in Lösung gegangene Alkali metall kann an der, z. B. aus Eisen bestehen den Kathode der Schmelzflusszelle wieder ausgeschieden und damit in metallischer Form gewonnen werden.
Zweckmässig verfährt man hierbei derart, dass man in an sich bekannter Weise den mit dem Alkaliamalgam bedeckten Träger im Kreislauf nacheinander durch eine wässrige Lösung einer Alkaliverbindung, in der das Amalgam durch Elektrolyse in kathodischer Schaltung mit Alkalimetall beladen wird, und durch einen Sumpf des Amalgams hin durchführt, während in einer zweiten,
mit einer Salzschmelze beschickten Zelle ein an derer mit demselben Amalgam bedeckter Trä ger nacheinander durch die Schmelze und einen Sumpf desselben Amalgams hindurch geführt wird und das Amalgam zwischen den beiden Sümpfen beständig im Kreislauf bewegt wird, so dass es das ihm in der zwei ten Zelle entzogene Alkalimetall aus dem in der andern Zelle laufend mit Alkalimetall angereicherten Amalgamsumpf fortwährend wieder aufnimmt.
Der Gehalt des auf der Oberfläche des bewegten Trägers aufgebrachten Amalgams an Alkalimetall, z. B. Natrium, soll nicht weniger als 0,01 Gewichtsprozente betragen. Zweckmässig verwendet man jedoch an Al kalimetall reichere Amalgame, z. B. solche mit einem Gehalt von 0,0,3 bis 2 % an Alkali-' metall. Die zweckmässigsten Mindestgehalte des Amalgams, z.
B. an Natrium und Ka lium, ergeben sich aus der folgenden Zu sammenstellung
EMI0003.0047
Art <SEP> des <SEP> Trägermetalles <SEP> Minimalgehalt <SEP> des <SEP> Amalgams <SEP> an
<tb> Alkalimetall <SEP> in <SEP> Gewichtsprozenten
<tb> Natrium <SEP> Kalium
<tb> Nicht <SEP> rostender <SEP> Chromstahl <SEP> 0,05 <SEP> 0,15
<tb> Monelmetall <SEP> 0,01 <SEP> 0,10
<tb> Stahl <SEP> (S-A. <SEP> E. <SEP> 10-10) <SEP> 0,01 <SEP> 0,05
<tb> Nickel <SEP> 0,01.
<SEP> 0,02 Durch die neue Art des Inberührung- bringens des in an sich bekannter Weise als Überträger für das Alkalimetall dienenden Quecksilbers mit den in Frage kommenden flüssigen, nichtmetallischen Medien gelingt es, in besonders glitcklicher Weise zum Bei spiel die Nachteile der bisher üblichen Ver fahren zur Herstellung von Alkalimetall oder Alkaliverbindungen durch Elektrolyse von Alkaliverbindungen enthaltenden wässrigen Lösungen oder Schmelzflüssen unter Ver wendung von flüssigen Metallelektroden zu vermeiden.
Diese sämtlichen bekannten Verfahren, wie zum Beispiel das bekannte Castner-Ver- fahren, wobei Natrium durch Elektrolyse einer wässrigen Natriumehloridlösung an einer Quecksilberkathode abgeschieden und die erhaltene flüssige Natriumlegierung im Kreislauf in einem andern Raum mit Was ser unter Bildung von Ätznatron zur Umset zung gebracht wird, haben den Nachteil des sehr grossen Raumbedarfes, da sie zur Aus bildung einer grossen Oberfläche der Queck silberelektrode auf die Anwendung des Quecksilbers in einer horizontalen Schicht angewiesen sind.
Ein weiterer Nachteil be steht darin, dass sehr grosse Mengen des flüs sigen Legierungsmetalles benötigt werden und in dem grossen, für den Umlauf dessel ben benötigten Kraftaufwand.
Dies gilt in gleicher Weise auch für die bekannten Zweizellenverfahren, hei denen in der einen Zelle an einer flüssigen Metall kathode, z. B. aus Blei, aus einer ein Alkali salz enthaltenden Schmelze zunächst das Al kalimetall abgeschieden und diese Schmelze alsdann in einer andern Zelle in einer eine Alkaliverbindung, wie Natriumhydroxyd, enthaltenden Schmelze als Anode verwendet wird, wobei das darin enthaltene Alkali metall an der Kathode zur Abscheidung ge langt.
Diese Verfahren haben insbesondere noch den Nachteil der Höhe der zu ihrer Durch führung benötigten Temperatur von zum Beispiel 350 C oder mehr, welche die Ver- wendung von Quecksilber als Elektroden- material wegen seines verhältnismässig hohen Dampfdruckes bei solchen hohen Tempera turen ausschliesst. Weitere Nachteile be stehen in der kurzen Lebensdauer solcher Zellen infolge des starken Angriffes der Baustoffe durch die heissen Schmelzen und in den durch die starke Wärmeabstrahlung bedingten Energieverlusten.
Durch die Anwendung von flüssigem Alkalimetallamalgam in Form einer auf einer bewegten metallischen Unterlage auf gebrachten Oberflächenschicht von dem an gegebenen Mindestgehalt an Alkalimetall, ist es nunmehr möglich, sowohl den an erster Stelle erwähnten Nachteil des grossen Raum bedarfes der bekannten, mit flüssigen Me tallelektroden arbeitenden Verfahren, als auch den Nachteil des Bedarfes grosser Men gen des Alkaliamalgams, als auch die wei teren erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Diese Arbeitsweise gestattet, das als Elek trode zu verwendende flüssige Amalgam statt, wie bisher, z. B. bei der bekannten Castner-Zelle, in horizontaler Schicht, nun mehr in vertikaler Schicht unter entsprechen der Verminderung des Raumbedarfes zur Anwendung zu bringen, wobei ohne weiteres auch die Menge des benötigten Amalgams wegen der sehr geringen Schichtdicke ganz erheblich vermindert wird.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er- findung in Anwendung in einer an sich be kannten Doppelzelle dargestellt,
die zur Her stellung von Alkalimetall durch Elektrolyse nach dem vorerwähnten bekannten Prinzip der Beladung eines flüssigen Metalles mit Alkalimetall in der Primärzelle und der Her- auslösupg des Alkalimetalles aus der so ge bildeten Legierung in der Sekundärzelle und Abscheidung des Aikalimetalles an der Ka thode dieser Sekundärzelle dient, wobei als Legierungsmetall Quecksilber verwendet wird,
das in beiden Zellen in Form einer auf der Oberfläche eines durch den Elektrolyten hindurchbewegten Trägers haftenden dünnen Schicht mit einem Mindestgehalt von 0,01 %o Allalimetall zur Anwendung gebracht wird. Diese Zelle ist in der Zeichnung in Fig. 1 in einem vertikalen Längsschnitt und in den Fig. 2 und 3 in Vertikalschnitten nach A-_4 und B-B der Fig. 1 dargestellt.
Es bedeu tet darin 1 eine im folgenden als "wässrige Zelle" bezeichnete Zelle, in der Quecksilber als Kathode durch Elektrolyse einer wäss- rigen Lösung eines Alkalisalzes, z.
B. von Chlornatrium, mit Alkalimetall beladen wird, während auf der rechten Seite der Fig. 1 eine andere Zelle dargestellt ist, in der das in der Zelle 1 erzeugte Alkaliamal- gam als Anode in einer der wässrigen Zelle entsprechenden Anordnung in einem schmelz flüssigen, eine Verbindung desselben Alkali metalles enthaltenden Elektrolyten Verwen dung findet, wobei ihm das Alkalimetall entzogen und an der Kathode zur Abschei- dung gebracht wird.
In der wässrigen Zelle ist der zum Bei spiel aus Beton hergestellte Zellenbehälter mit drei etwa halbkreisförmigen Mulden versehen, in welche drei vertikal gelagerte, um eine horizontale Achse 4 in den Lagern 7 drehbare Scheibe 3 aus Eisen oder einem sonstigen mit Quecksilber nicht legierbaren Metall mit ihrem untern Teil hineinragen. Der obere Teil der Zelle ist durch einen kuppelförmigen Gassammelraum 8 aus chlor beständigem, z. B. keramischem Material ab gedeckt, der oben mit Öffnungen versehen ist, durch welche vier vertikale, z. B. aus Graphit bestehende Anoden 9, hindurchge führt sind, die mit der Stromzuleitung 10 verbunden sind.
Am höchsten Punkte des Deckels ist ein Gasableitungsrohr 11 vorge sehen. Der Deckel enthält ferner im obern Teil ein Einlassrohr 12 und ein Abführungs- rohr 13 für den wässrigen Elektrolyten, der mit Hilfe einer nicht gezeichneten Pumpe und eines Zwischenbehälters über die ge nannten Rohre durch die Zelle hindurch geführt werden kann.
Der Antrieb der die Scheiben 3 tragenden Welle 4 erfolgt über die Zahnräder 5 von der von einer nicht gezeichneten Kraftwelle angetriebenen Welle 6 aus.
In Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung wird die vorbeschriebene wässrige Zelle mit einem Alkalimetallamalgam mit einem Gehalt von mindestens 0,01 Gewichts prozent Alkalimetall bis zu einem Punkte unterhalb der untern Enden der Anoden 9 angefüllt. Der Schmelzpunkt dieses Amal gams muss mindestens unterhalb des Siede punktes des wässrigen Elektrolyten liegen, falls nicht bei erhöhtem Druck gearbeitet wird. Die Zuführung des Amalgams kann vermittels des Rohres 17 geschehen.
Durch die am Boden der in dem Zellenbehälter vorgesehenen Mulden 2 angebrachten Rohre 14 kann das Amalgam aus der Zelle wieder entfernt werden. Nach dem Einfüllen des Amalgams lässt man die Scheiben 3 zunächst so lange umlaufen, bis sie auf ihrer ganzen Oberfläche mit einer anhaftenden Schicht des Amalgams bedeckt sind. Dann erst wird die Zelle oberhalb des flüssigen Amalgams mit einer wässrigen Lösung eines Alkali- metallsa4,zes, z. B. von Natriumchlorid, an gefüllt, bis zu einem wenig oberhalb des Scheitels der Scheiben 3 gelegenen Punkt.
In der in Verbindung mit der vorerwähn ten "wässrigen Zelle" in Fig. 1 dargestellten "Schmelzflusszelle" bedeutet 23 den untern, verhältnismässig schwer gebauten, z. B. aus Gusseisen oder Gussstahl bestehenden Teil des Zellenbehälters, dessen oberer Teil 24 leichter, z. B. aus Stahlblech, ausgeführt sein kann.
Die gesamte Zelle ist mit einer Wärme schutzmasse 40 umkleidet. In dem untern Teil 23 sind, wie bei der wässrigen Zelle, drei etwa halbkreisförmige Mulden 25 vor gesehen, während drei kreisförmige Schei ben 26 aus Eisen oder einem sonstigen, mit Quecksilber nicht legierbaren Metall auf einer in den Lagern 41 geführten und über Zahnräder 28 durch die Welle 29 angetrie benen horizontalen Welle 27 derart drehbar befestigt sind, dass sie, wie bei der wässrigen Zelle, mit ihrem untern Teil in die Mulden 25 hineinragen.
30 sind vier im obern Teil der Zelle vorgesehene, vorzugsweise aus Stahl bestehende, an dem horizontalen Quer stück 31 in senkrechter Richtung befestigte .Kathoden. Das Querstück 31 ist aufgehängt an der durch den Deckel 44 der Zelle hin durchgeführten Stromzuleitung 32.
Das Ab decken der Zelle durch einen solchen Deckel 44 empfiehlt sich, um den Zutritt von Luft zu dem Elektrolyten zu verhindern. 33 ist ein zweckmässig aus Gussstahl bestehender, oberhalb der Kathoden 30 aufgehängter. Sammelbehälter für das an den Kathoden abgeschiedene Alkalimetall, durch den oben die Stromzuleitung 32 für die Kathoden hindurchgeführt ist. An das obere, durch den Deckel der Zelle hindurchgeführte Ende dieses Sammelbehälters ist das in den Behäl ter 37 für das aufsteigende geschmolzene Alkalimetall einmündende Rohr 36 ange schlossen.
Durch den Hahn 38 kann aus dem Be hälter 37 das darin angesammelte Metall nach Wunsch abgelassen werden. Die Ab führung des flüssigen Anodenamalgams nach der Zelle 1 erfolgt durch das Rohr 22, die Zuführung durch die am Boden der Mulden vorgesehenen Rohre 39. ' Zum Betrieb der vorbeschriebenen "Schmelzflusszelle" wird diese im untern Teil mit dem flüssigen, als Anode dienenden Amalgam mit einem Gehalt von nicht weni ger als<B>0,01%</B> Alkalimetall, z. B. Natrium, zweckmässig bis zu einem etwas oberhalb der Welle der rotierenden Scheiben gelege nen Punkt angefüllt, worauf man zunächst die Scheiben 26 so lange umlaufen lässt, bis sie mit einer Schicht des Amalgams über zogen sind.
Oberhalb des Amalgams wird dann die Zelle mit einer geschmolzenen Al kaliverbindung oder einem geschmolzenen Gemisch von Alkaliverbindungen als Elek trolyt beschickt. Bei Stromdurchgang wird Alkalimetall aus der Anode heraus gelöst und an den Kathoden in Freiheit. gesetzt.
Dort wird es beim Aufsteigen von den Kathoden im obern Teil des Sammelbehälters 33 vereinigt, von wo es über das Rohr 36 in den Vorratsbehälter 37 gelangt.
Die Überführung des in der "wässrigen Zelle" mit Alkalimetall angereicherten Amal gams in die "Schmelzflusszelle" und die Rück führung des in der letzteren Zelle an Alkali metall verarmten Amalgams in die wässrige Zelle erfolgt zweckmässig im Kreislauf und mit besonderem Vorteil unter Wärmeaus tausch vermittels der beispielsweise in der r'ig. 1 der
Zeichnung dargestellten, mit 18 bezeichneten Vorrichtung. Das flüssige Amalgam wird der Schmelzflusszelle von der wässrigen Zelle über Rohr 15 durch die Pumpe 16 über das mittlere Rohr des Wärmeaustauschers und Rohr 21 und die Abzweigrohre 39 am Boden der Mulde 25 zugeführt, während es nach dem Durchlauf durch den untern Teil dieser Zelle über das Rohr 22 und den das mittlere Rohr des Wärmeaustauschers umgebenden Mantel und das anschliessende Rohr 17 wieder in die wässrige Zelle zurückgelangt.
Vorteilhaft wird nicht nur der Wärmeaustauscher selbst, sondern auch das Rohr 21 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit einer wärmeisolierenden Masse 19 bezw. 43 um geben.
Beim Arbeiten mit den beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Zellen wird in beiden Zellen in gleicher Weise bei der Umdrehung der Scheiben 3 oder 26 von der Oberfläche derselben beim Durchgang durch das flüssige Amalgam eine dünne an haftende Schicht desselben mitgenommen und beim weiteren Durchgang durch den wässrigen oder schmelzflüssigen Elektrolyten mit diesem in grosser Flächenausdehnung in Berührung gebracht und dadurch pro Zeit- einheit sowohl die Abscheidung erheblicher Mengen von Alkalimetall in der
wässrigen Zelle, als auch die Herauslösung entspre chender erheblicher Mengen von Alkali metall aus der als Anode dienenden Amal- gamschicht in der Schmelzflusszelle ermög licht. Der für die Erzielung eines guten Anhaftens an der zum Beispiel aus Eisen bestehenden bewegten Unterlage zweck mässigste Gehalt des Amalgams an Alkali metall ergibt sieh zum Beispiel aus der oben angeführten Tabelle.
Jedenfalls ist darauf zu achten, dass im Amalgamsumpf der Schmelzflusszelle ein Alkalimetallgehalt von mindestens 0,01% erhalten bleibt.
Statt die Amalgamschicht auf den oder die bewegten Träger in der Zelle dadurch aufzutragen, dass man die Träger vor dem Einfüllen des Elektrolyten eine Zeitlang durch das in. der Zelle befindliche, die ge eignete Menge von Alkalimetall enthaltende Amalgam umlaufen lässt, kann man die Amalgamschicht auf die Oberfläche des Trä gers oder der Träger, ehe man diese mit dem Elektrolyten in Berührung bringt, auch auf beliebige andere Weise aufbringen.
Ausser Eisen, Nickel und Eisenlegierun gen, wie z. B. Stahlsorten oder Nickellegie rungen, wie z. B. Monelmetall, haben sich auch Chromeisenlegierungen, wie z. B. so genannte "Rostfreie Stähle" als Material für die erfindungsgemäss zu verwendenden Trä ger für die Amalgamschicht als geeignet erwiesen, Bei Anwendung von rotierenden Scheiben als Träger der wirksamen flüssigen Amal- gamschicht, z. B. bei Anordnungen der in der Zeichnung dargestellten Art, ist die an zuwendende Umdrehungsgeschwindigkeit von einer Anzahl von Faktoren, vor allem auch von der Haftfestigkeit der Oberflächen schicht, abhängig.
Diese wieder hängt ab von der Viskosität des flüssigen Amalgams, die ihrerseits bedingt ist durch die Art und Menge des in dem Quecksilber gelösten Al kalimetalles, ferner von der Arbeitstempera tur, sowie vor allem von dem Durchmesser der rotierenden Scheiben und der bei der Rotation in Wirkung tretenden Zentrifugal kräfte. Denn diese dürfen nicht so stark werden, dass die flüssige Oberflächenschicht die Neigung hat, von der Scheibe abgeschleu- dert zu werden.
Es wurde gefunden, dass man zum Bei spiel Stahlscheiben von einem Durchmesser von etwa 7,6 cm selbst bei sehr geringem Alkalimetallgehalt des Amalgams mit bis, zu etwa 100 Umdrehungen pro Minute rotieren lassen kann, ohne eine beachtliche Neigung der Amalgamschicht, abgeschleudert zu wer- den. Im allgemeinen empfiehlt sich aber die Anwendung bedeutend geringerer Umdre hungszahlen, z. B. von 15 bis 25 Umdrehun gen pro Minute für Scheiben von den ange gebenen Durchmessern.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung von rotierenden Scheiben, z. B. in der in der Zeichnung erläuterten Anordnung von vorzugsweise runder Form mit geringer Dicke, sondern es können zum Beispiel auch rotierende Zylinder Verwen dung finden.
Diese bieten aber vor den rotie renden Scheiben den Nachteil eines grösseren Raumbedarfes, da nur die eine Seite der Zy linderfläche wirksam ist, während die An wendung von Scheiben nicht nur die räum lich vorteilhafteste Anordnung der wirk samen Flächen in vertikaler Lage unter Aus nutzung beider Seiten der Scheibe gestattet, sondern auch ein. besonders leichtes Entwei chen der sich an der Elektrode abscheiden den Stoffe, wie z. B. Gase oder geschmol zene Alkalimetalle; ermöglicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann an Stelle der vorbe- schriebenen rotierenden Scheiben zum Bei spiel ein endloses, in seiner Längsrichtung umlaufendes Band oder ein Streifen aus Blech als Unterlage für die wirksame Ober flächenschicht des Alkalimetallamalgams Verwendung finden, das nacheinander mit einem Vorrat des Amalgams und einer nicht metallischen Flüssigkeit, z. B. einem Elek trolyten, oder auch mit einem Gas in Be rührung gebracht wird.
Bei dieser Ausfüh rungsform kann der Elektrolyt beispielsweise unmittelbar oberhalb des Vorrates des flüs sigen Amalgams angeordnet sein, so dass das bewegte Band mit seinem obern Teil in die nichtmetallische Flüssigkeit oder das Gas und mit seinem untern Teil in den Vorrat des flüssigen Amalgams eintaucht. Auch kann die nichtmetallische Flüssigkeit oder das Gas sich in einem Raum befinden, der seitlich von dem Vorratsbehälter für das flüssige Amalgam und auf derselben-Höhe mit diesem oder über oder unter ihm ange bracht ist. Ferner kann man feste Unterlagen von beliebiger anderer Gestaltung durch Rota tion oder Hin- und Herbewegen abwechselnd mit dem flüssigen Amalgam und einem nichtmetallischen Medium, z. B. einem Elek trolyten, in Verbindung bringen, z.
B. der art, dass man ein Stahlblech an den abge- kröpften Arm einer Kurbelwelle derart an hängt, dass es in einen Behälter eintaucht, der im untern Teil mit dem flüssigen Amal gam und im obern Teil mit einer nichtmetal lischen, z. B. wässrigen Flüssigkeit gefüllt ist, so dass das Blech bei dem durch die Dre hung der Kurbelwelle bewirkten abwechseln den Heben und Senken abwechselnd mit dem Amalgam und der darüberstehenden Flüssig keit in Berührung gebracht wird. Eine ähn liche Wirkung kann erzielt werden, wenn man an Stelle der in der Zeichnung vorge sehenen geschlossenen Scheiben Räder mit voneinander getrennten Speichen verwendet.
Die beschriebene Anwendungsweise von auf bewegten Trägern aufgebrachten Ober flächenschichten aus flüssigem Alkalimetall- amalgam ist nicht beschränkt auf die vor erwähnten Anwendungsfälle. Man kann mit ihrer Hilfe vielmehr auch ein Alkalimetall- amalgam auf beliebige Flüssigkeiten oder Gase auf chemischem bezw. elektrolytischem oder auch auf physikalischem Wege zur Ein wirkung bringen.
In Verbindung mit der elektrolytischen Abscheidung von Alkalimetall zum Beispiel aus einem wässrigen Elektrolyten an der aus einem Amalgam dieses Alkalimetalles be stehenden Oberflächenschicht kann man zwecks Herstellung von Alkalihydroxyden durch an sich bekannte Beladung von Queck silber mit Alkalimetall durch Elektrolyse und hmsetzung des hierbei gebildeten Al kaliamalgams mit einer wässrigen Flüssig keit, z.
B. auch so verfahren, dass man in einer, etwa gemäss den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ausgebildeten, mit umlaufenden Elektrodenscheiben versehenen wässrigen Zelle das Quecksilber mit Alkalimetall be lädt und sodann in einer zweiten, ähnlich gebauten Zelle an umlaufenden, als Anoden geschalteten Scheiben aus Eisen oder Stahl mit oberhalb des Alkaliamalgamsumpfes an geordnetem Wasser oder verdünnter Ätz natronlösung zur Umsetzung bringt,
Die Umsetzung mit der wässrigen Flüssigkeit kann hierbei in an sieh bekannter Weise da durch erleichtert werden, dass man in die wässrige Flüssigkeit der Zersetzungszelle Graphitelektroden in ähnlicher Anordnung wie die Kathoden der Schmelzflusszelle ge mäss den Fig. 1 und 3 einhängt und in lei tende Verbindung mit dem Amalgam in dem Metallsumpf oder den Metallsümpfen oder mit der mit diesem in leitender Verbindung stehenden Metallwand der Zelle bringt.
Das Amalgam lässt man zwischen den beiden Zellen etwa in der in Fig. 1 darge stellten Weise umlaufen, wobei jedoch der Wärmeaustauscher in Wegfall kommen kann. Da die Zersetzungszelle bei gewöhn licher Temperatur, z. B. bei etwa 15 bis 30 C arbeiten kann, braucht sie mit einer Wärmeisolation nicht versehen zu sein. Den darin entwickelten Wasserstoff kann man gegebenenfalls in einem Sammelbehälter nach Art des in der Zeichnung für die Schmelzflusszelle dargestellten Behälters 33 sammeln und zur beliebigen Verwendung nach aussen abführen.
Auf diese Weise lässt sich Ätzalkalilauge und aus dieser durch Eindampfen festes Atzalkali in guter Mate rialausbeute und mit ausserordentlich gerin gem Kraftbedarf gewinnen: Eine besondere Verwendung ergibt sich für die auf bewegten Unterlagen anhaften den Schichten aus flüssigem Alkalimetall- amalgam für Wärmeübertragungs- bezw. Wärmeaustauschzwecke. Eine solche Wir kung wird zum Beispiel schon ausgeübt, wenn man in elektrolytischen :
Zellen der vor beschriebenen und durch die Zeichnung er läuterten Art rotierende Scheiben nacheinan der durch einen Sumpf des flüssigen Amal gams und eine nichtmetallische Flüssigkeit hindurchführt. Denn hierbei wird durch die an der Oberfläche der rotierenden Scheiben anhaftende Schicht des flüssigen Amalgams in ausserordentlich vollkommener Weise die Wärme der einen Flüssigkeit auf die andere Flüssigkeit unter Temperaturaustausch über tragen, was den Vorteil einer besseren Strom ausbeute und einer genaueren Temperatur regelung des Elektrolyten bietet.
Die Ver suche haben gezeigt, dass in solchen Fällen die Temperatur des Elektrolyten dauernd genau dieselbe ist, wie die des in dem Sumpf enthaltenen Alkaliamalgams.
Von Bedeutung ist die wärmeaustau schende Wirkung der bewegten metallischen Oberflächenschicht weiterhin auch in Fällen, wo zum Beispiel die Umsetzung des in dieser Schicht enthaltenen Alkalimetalles mit Ga sen oder Flüssigkeiten unter Wärmeentwick lung erfolgt, wobei diese Wärme ohne wei teres ' an die Masse des im Sumpf enthal tenen Amalgams abgeführt wird. Umge kehrt kann bei endatherm verlaufenden Um setzungen, bei denen dem Vorratsbehälter für das flüssige Amalgam Wärme zugeführt wird, diese Wärme durch die bewegte flüs sige Metallschicht auf das mit dieser zur Umsetzung zu bringende Gas oder die umzu setzende Flüssigkeit in einfachster Weise übertragen werden.
Auch kann man zum Beispiel eine Flüs sigkeit dadurch wirksam kühlen, dass man mit einer anhaftenden Schicht eines flüssigen Alkalimetallamalgams bedeckte rotierende Scheiben zum Teil in einen mit dem Amal gam gefüllten Raum eintauchen und zum andern. Teil in die zu kühlende Flüssigkeit hineinragen lässt. Umgekehrt kann man einer nichtmetallischen Flüssigkeit oder einem Gas auf dieselbe Weise unter Ver mittlung eines zum Beispiel beheizten Sump fes aus dem flüssigen Amalgam Wärme zu führen.
Auch hierbei haben sich die flüssigen Alkalimetallamalgame mit dem angegebenen Mindestgehalt an Alkalimetall wegen ihrer guten Haftfähigkeit als besonders geeignet für die. Bildung der Oberflächenschicht auf den bewegten Unterlagen erwiesen, z. B. zur Kühlung von Flüssigkeiten, wie Kohlenwas- serstoffeh, die mit Alkalimetallen nicht in Umsetzung treten.
Ebenso kann man das beschriebene Verfahren des Wärmeaustau sches und die dazu geeigneten Vorrichtungen auch verwenden zur Zuführung oder Abfüh rung von Wärme bei Umsetzungen beliebiger Art von Stoffen, die mit dem Alkalimetall- amalgam nicht in Umsetzung treten können.