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Die vorliegende Darstellung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Elektrolysezelle zur Aufnahme eines Elektrolyten sowie eine Elektrolysezelle zur Verwendung bei einer elektrolytischen Raffination von insbesondere Kupfer, insbesondere von hochreinem Kupfer.
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Bei der Herstellung von hoch reinen Metallen kommt die elektrolytische Raffination von Metallen in großtechnischem Maßstab zum Einsatz.
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Bei der Reinigung von Kupfer im Rahmen der elektrolytischen Raffination zum Beispiel werden in die mit Kupfersulfatlösung gefüllten Elektrolysebäder bzw. Elektrolysezellen nebeneinander die aus unreinem Kupfer gegossenen Anodenplatten und aus Elektrolytkupfer hergestellte dünne Kathoden-Startbleche bzw. Dauerkathoden aus Edelstahl gehängt. Im Elektrolyseband und durch den elektrischen Strom geht das Kupfer an den Anoden in Lösung und wird an den Kathoden als sehr reines Metall niedergeschlagen. Von den Verunreinigungen des Anodenkupfers werden unedlere Elemente zwar anodisch gelöst, aber nicht an der Kathode abgeschieden (z. B. Nickel, Arsen), während andere edle Elemente, wie Gold, Silber, Platin oder solche Elemente wie Blei oder Selen, die unlösliche Verbindungen bilden, an der Anode nicht gelöst werden, sondern als Schlamm zu Boden sinken und dann aus diesem „Anodenschlamm“ gewonnen werden.
(https://www.kupferinstitut.de/kupferwerkstoffe/kupfer/produktionsprozesse/raffinati on/).
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Eine hierbei verwendete Elektrolysezelle kann beispiel- und skizzenhaft mit der Kennzeichnung 100 1 entnommen werden. Die Elektrolysezelle 100 enthält eine Mehrzahl von parallel geschalteten Anoden 101 sowie Kathode 102, welche paarweise zueinander angeordnet sind. In 1 sind insgesamt nur 4 Anoden-Kathode-Paare dargestellt. Tatsächlich wäre allerdings die Elektrolysezelle 100 vollständig mit Anoden-Kathoden-Paare 101, 102 bestückt.
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Die Anoden-Kathoden-Paare 101, 102 liegen auf der Oberseite/Oberkante des Elektrolytbeckens auf und sind in einem in der Elektrolysezelle vorhandenen Elektrolyten eingetaucht und es wird ein elektrischer Strom von der positiven Anode 101 zur negativen Katode 102 geleitet. Beim Elektrolyten 103 handelt es sich, wie bereits ausgeführt, vielfach um ein Kupfersulfat mit Schwefelsäure als Leitelektrolyt. Weitere Einzelheiten können diesbezüglich zum Beispiel der
WO 2017191458 A1 entnommen werden.
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Der Elektrolyt wird über eine Zuleitung 104 an einer der Schmal-/Querseiten 106 der Elektrolysezelle 100 eingespeist und verlässt die Zelle 100 über den Elektrolytüberlauf 105 auf der gegenüberliegenden Schmal-/Querseite der Elektrolysezelle 100.
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Bei der elektrolytischen Raffination lässt man vorzugsweise den Elektrolyten 103 im Innenraum der Elektrolysezelle 100 um die Elektroden 101, 102 herum fließen bzw. zirkulieren. Ziel ist es, ein möglichst optimales und gleichmäßiges Konzentrationsgefälle im Elektrolyten einzustellen und aufrechtzuerhalten.
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Dabei ist es das Ziel des Fließprozesses, die Wanderung der Kupferionen im Elektrolyten zur Kathode 102 zu beschleunigen und die Elektrolyse unter Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Kupferionenkonzentration im Elektrolyten und einer konstanten Elektrolyttemperatur wirkungsvoller durchzuführen. Ferner muss der Fließprozess sicherstellen, dass es nicht zu einem unerwünschten Aufschwemmen des sich während des Kupferreinigungsprozesses bildenden Anodenschlamms kommt.
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All dies insbesondere zur erfolgreichen Produktion von Elektrolytkupfer hoher Qualität und Reinheit, wobei letzteres eben insbesondere dadurch erzielbar ist, wenn der Fließprozess unter möglichst konstanten Randbedingungen ablaufen kann.
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Es gibt eine Reihe von Faktor die auf den Fließprozess einen negativen Einfluss haben können. Darunter ist z.B. auch die Stabilität der Elektrolysezellengeometrie, bzw. -struktur.
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Elektrolysezellen nach dem Stand der Technik bestehen üblicherweise aus einem Trogmantel und einen Elektrolytbecken. Der Trogmantel besteht aus Stahlbeton und gewährt insbesondere ein hohes Maß an lateraler Stabilität. Das Elektrolytbecken ist in den durch den Wärmemantel gebildeten Trog eingelassen und besteht vorzugsweise aus einem säureresistenten PP-Kunststoff (Polypropylen-Kunststoff), sogenannter Kunststoff-Inliner.
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Der Vorteil von PP-Kunststoff besteht nicht nur in seiner Säureresistenz, sondern auch darin, dass er wärmeisolierend wirkt und sich auf einfache Art und Weise verarbeiten lässt. Dies ist deshalb wichtig, weil es zum Einbau des Elektrolytbeckens vor Ort noch verschiedener Verarbeitungsschritte bedarf und eine einfache Verarbeitbarkeit auch aufgrund der vergleichsweisen großen Abmessungen der Elektrolytbecken, die sich typischerweise in den nachfolgenden Bereichen bewegen: Länge = 2000 mm bis 4000 mm, Breite = 600 mm bis 1200 mm, Höhe = 1200 mm bis 1550 mm, zweckmäßig ist.
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Andererseits gilt es zu beachten, dass PP-Kunststoff einen temperaturbedingten Längenausdehnungskoeffizienten a von 0,16 bis 0,18 mm/m*K aufweist, was bei einer Temperaturvarianz im Elektrolytbecken von 25 °C bis 70 °C, zu erheblichen materialspannungsbedingten Kräften führt, die auf das in den Trogmantel eingelassenen und mit einem Elektrolyten befüllten Elektrolytbecken einwirken.
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Daraus resultieren nicht nur Abnutzungserscheinungen, die zu einer reduzierten Lebensdauer des Elektrolytbeckens führen, sondern noch entscheidender, können diese zu strukturellen Änderungen, zum Beispiel Ausbeulungen an den Wandungen des Elektrolytbeckens führen, die sich negativ auf den Fließprozess des Elektrolyten und damit die Ausbeute der elektrolytischen Raffination auswirken.
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Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann daher darin gesehen werden, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Elektrolysezelle anzugeben, mit dem eine Elektrolysezelle bereitstellbar ist, in der die materialspannungsbedingten Kräfte und deren Auswirkungen auf den Fließprozess des Elektrolyten am Elektrolytbecken ausbeuteeffektiv gemindert werden können.
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Nach einem Aspekt betrifft eine solche Ausführungsform nach einem möglichen erfindungsgemäßen Kerngedanken ein Verfahren zum Bereitstellen einer Elektrolysezelle zur Aufnahme eines Elektrolyten zur Verwendung bei einer elektrolytischen Raffination von insbesondere Kupfer, insbesondere von hochreinem Kupfer gemäß folgender Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Trogmantels mit einem Trogboden und einem Trogrand und eines Elektrolytbeckens, wobei das Bereitstellen des Elektrolytbeckens umfasst: ein seitlich bündiges Einbringen des Elektrolytbeckens in den Trogmantel, ein höhenmäßiges Ausrichten und/oder Abstützen des Elektrolytbeckens in Bezug auf den Trogboden, ein Ausbilden eines Beckenrands an dem Elektrolytbecken, wobei das Elektrolytbecken mit dem Beckenrand und der Beckenrand auf dem Trogrand derart tragend ausgebildet werden, dass zumindest bei einer Ausgangstemperatur ein unabhängig vom mit Elektrolyt befüllten oder unbefüllten Zustand des Elektrolytbeckens zwischen Elektrolytbecken und Trogboden eine Dehnungsfuge ausbildbar ist.
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Nach einer erfindungsgemäßen Beobachtung hat sich gezeigt, dass sich die Materialspannung insbesondere dahingehend auswirkt, dass sich an den Längsseiten des Elektrolytbeckens, entlang derer die Anoden-Kathoden-Paare auf der Oberseite/Oberkante aufliegen (siehe 1), über die Höhen des Beckens hinweg fließwiderstanderhöhende Wölbungen ausbilden, die einerseits den Fließprozess des Elektrolyten und damit die Kupferausbeute negativ beeinflussen und andererseits sich gleichsam negativ auf die Lebensdauer des Elektrolytbeckens auswirken.
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Die Ursache für diesen Effekt ist wohl insbesondere in einer Ausweichreaktion des Elektrolytbeckens nach dem Prinzip des geringsten Widerstands zu sehen, wobei der Boden mit der Belastung durch die Elektrolytflüssigkeit, die Oberseite/Oberkante der Längsseiten des Elektrolytbeckens mit der Belastung durch die darauf aufgelegten Anoden und Kathoden von mit bis zu 17 tsowie der einen nicht überwindbaren Widerstand bildende Trogmantel aus Stahlbeton ein Ausweichen in deren Richtung verhindern.
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Erfindungsgemäß wird deshalb erstmals bei einer Elektrolysezelle eine Dehnungsfuge zwischen dem Elektrolytbecken und dem Trogboden geschaffen, wodurch insbesondere die höhenmäßige Längenausdehnung des Elektrolytbeckens in Richtung Trogboden abgeleitet werden kann, so dass fließwiderstanderhöhende Wölbungen, insbesondere entlang der Längsseiten des Elektrolytbeckens reduziert, wenn nicht gänzlich vermieden werden können.
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Erfindungsgemäß wird dies erreicht, obwohl die Gewichtslast des Elektrolyten im Elektrolytbecken bis über 4 t ausmachen kann. Dabei konnte gezeigt werden, dass der erfindungsgemäß quasi schwebende Einbau des Elektrolytbeckens in den Trogmantel auch unter den besagten Lasten im operativen Dauerbetrieb die erwünschten Ergebnisse erzielt.
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Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn der Beckenrand am und im Elektrolytbecken, d. h. im Übergang von einer vertikal ausgerichteten Beckenwand zum horizontal gerichteten Beckenrand, auf eine 45° Gehrung hin verschweißt wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass durch ein derartiges Verschweißen/Extrudieren in den Eckbereichen des Elektrolytbeckens, dasselbige in den Eckbereichen besonders gut Kräfte aufnehmen bzw. abfangen kann. Dadurch kann sich der Beckenrand in vorteilhafter Weise auf dem Trogrand tragend abstützen.
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Diese Art der stabilen Eckverschweißung wirkt sich erfindungsgemäß allerdings nicht nur vorteilhaft auf den Beckenrand aus, sondern im Gesamtgefüge des Elektrolytbeckens unter anderem auch auf den Eckübergang zwischen der Beckenwand zum horizontal ausgerichtete Beckenboden des Elektrolytbeckens.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht ferner darin, dass das Ausrichten und/oder das Abstützen mit einer Einrichtvorrichtung erfolgt, welche ein oder mehrere Distanzelemente zum Ausrichten und/oder Abstützen des Elektrolytbeckens zum Trogboden im Trogmantel umfasst. Mit den Distanzelementen ist es auf vorteilhafte Art und Weise beim Einbau möglich, das Elektrolytbecken auf eine bestimmungsgemäße Dehnungsfuge hin einzurichten.
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Die Dehnungsfuge wird erfindungsgemäß vorzugsweise auf einen Bereich zwischen 4 mm und 10 mm, besonders bevorzugt auf einen Bereich zwischen 7 mm und 9 mm oder ganz besonders bevorzugt auf ca. 8 mm hin optimiert, wodurch die erwähnte Beulenbildung, insbesondere im Beckenwandbereich und vor allem insbesondere im Beckenwandbereich oder in den Beckenwandbereichen, deren Oberseite/Oberkante durch die Anoden Kathoden Paare belastet sind, reduziert und/oder verhindert wird.
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Darüber hinaus besteht eine vorteilhafte Weiterbildung auch darin, dass das oder die Distanzelemente über ein oder mehrere im Trogboden vorgesehenen Trogbodenbohrungen der Einrichtvorrichtung auf das Elektrolytbecken ausrichtend und/oder abstützend zugreifen. Durch die Trogbodenbohrungen ist es vorteilhafterweise möglich, von außen in den Trogmantel einzugreifen, um dabei im Rahmen der Bereitstellung des Elektrolytbeckens insbesondere die relative Höhe zwischen dem Trogboden und dem Elektrolytbecken bzw. der Unterseite des Beckenbodens und des Trogbodens gezielt vorzugeben.
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Von Vorteil kann es dabei sein, wenn die Trogbodenbohrungen gleichmäßig und randständig, d. h. insbesondere am Rand zu den Eckbereichen vorgesehen werden bzw. sind. Dies hat nämlich den Vorteil, dass wenn mehrere Distanzelemente zum Einsatz kommen sollen, das Elektrolytbecken von unten her gleichmäßig mit den Distanzelemente abgestützt bzw. ausgerichtet werden kann. Selbstverständlich kann es dabei erfindungsgemäß auch zweckmäßig sein, das Abstützen/Ausrichten auch nur mit zum Beispiel einem zentralen Distanzelement vorzunehmen, welches dann durch eine zentrale Trogbodenbohrung, zum Beispiel im Falle eines Elektrolytbeckens mit rechteckigem Querschnitt im Schnittpunkt der Rechteckdiagonalen, auf das Elektrolytbecken im erfindungsgemäßen Sinne zugreift.
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Eine Variante zur vorgenannten Trogbodenbohrungsanordnung besteht zum Beispiel darin, dass bei einem rechteckigen Querschnitt des Elektrolytbeckens die Trogbodenbohrungen zu gleichen Teilen auf einander gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise den längeren Seiten bzw. Längsseiten im rechteckigen Querschnitt, entlang derer vorzugsweise auch die Anoden-Kathoden-Paare aufgehängt sind, vorgesehen werden bzw. sind.
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In letzterem Fall können zum Beispiel im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Distanzelemente der erfindungsgemäßen Einrichtvorrichtung eine oder mehrere Distanzschnüre beinhalten und die Distanzschnur oder die Distanzschnüre zum Abstützen und/oder Ausrichten jeweils ausgehend von und durch eine der Trogbodenbohrungen über den Trogboden hinweg oder an diesem entlang durch eine weitere, vorzugsweise gegenüberliegende, besonders bevorzugt in direkter Linie gegenüberliegende Trogbodenbohrung geführt werden.
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Vorteilhafterweise kann in diesem Zusammenhang das Elektrolytbecken mit seinem Beckenboden auf die Distanzschnur oder die Distanzschnüre aufgelegt oder an diese angelegt werden, wodurch auf einfache Art und Weise ein auf die Stärke der Distanzschnur/Distanzschnüre ausgerichtetes Ausrichten und/oder Abstützen erfolgen kann. Typische Schnurstärken richten sich dabei auf die erfindungsgemäß optimierte Dehnungsfugenhöhe aus (siehe oben).
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Nach dem Einbringen der Distanzschnur/Distanzschnüre und dem Ausrichten und/oder Abstützen des Elektrolytbeckens sowie dem Ausbilden des Beckenrands zur Anlage/zum Abstützen auf dem Trogrand kann die Schnur bzw. können die Schnüre über die Trogbodenbohrungen aus der Dehnungsfuge gezogen werden und es verbleibt das freitragende Elektrolytbecken, dessen Beckenboden zum Trogboden den auf die temperaturbedingte Längenausdehnung der Elektrolytbeckenwände ausgerichteten Abstand aufweist.
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Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann das Distanzelement bzw. können die Distanzelemente als Stützfußelemente ausgebildet sein. Diese können dann analog zu den Distanzschnüren von außen über die Trogbodenbohrungen in den Trogmantel eingreifen und auf das Elektrolytbecken zum Ausrichten und/oder Abstützen zugreifen. Die Stützfußelemente können dabei zum Beispiel in Art eines Pfostenträger ausgebildet und auch in ihrer Länge/Höhe einstellbar sein. Die Höhenverstellbarkeit kann dabei zum Beispiel teleskopartig oder per Schraubengewinde oder hydraulisch ausgebildet sein.
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Eine weitere Ausführungsform zum Distanzelement bzw. zu den Distanzelementen kann auch darin bestehen, dass die Distanzelemente aus einem selbstauflösenden oder auflösbaren Distanzmaterial bestehen, z.B. ein Wachs oder Azetat. Dabei kann das Distanzmaterial, bevor das Elektrolytbecken in den Trogmantel eingebracht wird, in gewünschter Stärke auf den Trogboden aufgebracht werden und löst sich dann unter dem Druck des Elektrolytbeckens im operativen Betrieb auf. Alternativ dazu kann das Distanzmaterial auch so ausgebildet sein, dass es sich zum Beispiel durch Wasser, welches über Trogbodenbohrungen in den Trogmantel eingebracht werden kann, auflöst.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft eine aufgabengemäße Ausführungsform nach einem weiteren erfindungsgemäßen Kerngedanken auch eine Elektrolysezelle zur Aufnahme eines Elektrolyten zur Verwendung bei einer elektrolytischen Raffination von insbesondere Kupfer, insbesondere von hochreinem Kupfer umfassend: einen Trogmantel und ein Elektrolytbecken, wobei der Trogmantel einen Trogboden und einen Trogrand aufweist, wobei das Elektrolytbecken einen Beckenboden und einen Beckenrand aufweist, wobei das Elektrolytbecken derart in den Trogmantel eingelassen ausgebildet ist, dass sich der Beckenrand am Trogrand abstützt und zwischen Beckenboden und Trogboden eine Dehnungsfuge ausbildbar ist.
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Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle wird vorzugsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen einer Elektrolysezelle aufgebaut bzw. bereitgestellt. Die Elektrolysezelle weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, und zwar vorzugsweise mit einer Länge im Bereich von 2000 mm bis 1000 mm, einer Breite im Bereich von 600 mm bis 1200 mm und einer Höhe im Bereich von 1200 mm bis 1550 mm.
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Weitere Merkmale, Vorteile, Wirkungen und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der gegebenenfalls unter Bezug auf eine oder mehrerer Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Dabei zeigen schematisch:
- 1 eine Elektrolysezelle nach dem Stand der Technik;
- 2 einen Querschnitt durch eine Elektrolysezelle nach dem Stand der Technik;
- 3 einen Querschnitt durch eine Elektrolysezelle nach dem Stand der Technik mit Ausbeulungen;
- 4 einen Querschnitt durch zwei nebeneinander angeordnete Elektrolysezellen;
- 5 Detailansicht des Beckenbodens mit eingelassenener Distanzschnur In Bezug auf 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
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2 zeigt einen Querschnitt durch eine Elektrolysezelle 100 nach dem Stand der Technik. Demnach ist eine Elektrolysezelle 100 zu sehen, die mit dem Elektrolyten 103 befüllt ist. Die Elektrolysezelle 100 besteht aus einem Trogmantel 200 und einem Elektrolytbecken 300. Der Trogmantel 200 ist aus Beton bzw. Stahlbeton. Das Elektrolytbecken 300 ist aus vorzugsweise PP-Kunststoff.
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Der Trogmantel 200 sowie das Elektrolytbecken 300 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Der Trogmantel 200 umfasst Trogwände 204, 205, und zwar zwei Troglängsseiten 204, zwei Trogquerseiten 205 und einen Trogboden 201. Der Trogmantel 200 besitzt einen Trogrand 202, der sich über die Troglängsseiten 204 und die Trogquerseiten 205 entlang deren freien, d. h. deren oberen Enden erstreckt.
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Das Elektrolytbecken 300 umfasst Beckenwände 304, 305, und zwar zwei Beckenlängsseiten 304, zwei Beckenquerseiten 305 und einen Beckenboden 301.
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Die Beckenlängsseiten 304 liegen an den Troglängsseiten 204 an. Die Beckenquerseiten 305 liegen an den Trogquerseiten 205 an. Der Beckenboden 301 sitzt auf dem Trogboden 201 auf.
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Das Elektrolytbecken 300 weist einen Beckenrand 302 auf. Der Beckenrand 302 des Elektrolytbeckens 300 überdeckt den Trogrand 202.
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In das mit einem Elektrolyten 103 befüllten Elektrolytbecken 300 ist eine Anode 101 eingehängt, und zwar flächenmäßig quer zur Beckenlängsseite 304 bzw. Troglängsseite 204 und damit auch quer zur Fließrichtung des Elektrolyten 103 durch die Elektrolysezelle 100. Aufgrund der Schnittdarstellung ist die der Anode 101 zugeordnet Katode nicht aus 2 erkennbar. Das gleiche gilt für die übrigen Anoden-Kathoden-Paare. Siehe hierzu 1.
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3 stellt dar, was nach einer erfindungsgemäßen Erkenntnis passiert, wenn sich im operativen Betrieb durch die Erwärmung des Elektrolyten 103 auch das Elektrolytbecken 300 erwärmt. Es bildet sich nämlich an den vertikal ausgerichteten Beckenwänden 304, 305 eine bauchfömige Ausbuchtung aus, die auf jeder Seite im Maximum die Beckenwände 304, 305 auf bis zu wenigstens ca. 60 mm vom Trogmantel 200 ausbeult. Diese Ausbeulungen 306 findet zwar sowohl auf den Längsseiten 107 als auch auf den Querseiten 106 des Elektrolytbeckens 300 statt, sie wirkt sich aber insbesondere negativ auf den Längsseiten 106 aus, weil sie dort unmittelbar auf den Fließwiderstand und auch auf die Zirkulationsmöglichkeit des Elektrolyten 103 um die Elektroden 102, 103 herum einen negativen Einfluss nimmt.
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4 ist eine schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordnete Elektrolysezellen 100. Die dort gezeigten Elektrolysezellen 100 entsprechend in ihrer Darstellung denen nach 2, jedoch mit dem entscheidenden Unterschied, dass das Elektrolytbecken 300 mit seinem Beckenboden 301 nicht auf dem Trogboden 201 aufliegt, sondern das Elektrolytbecken 300 frei schwebend im Trogmantel 200 aufgehängt ist.
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D. h. zwischen dem Trogboden 201 und dem Beckenboden 301 ist eine Dehnungsfuge 307 vorgesehen, die es dem Elektrolytbecken 300 erlaubt zu atmen, d. h. ausdehnungsbedingte Spannungen zu vermeiden, und zwar so, dass keine oder zumindest keine maßgebliche Beckenbeulen 306 aufgrund einer temperaturbedingten Längenausdehnung über die Beckenwände 304, 305 hinweg insbesondere entlang der Beckenlängsseiten 304 entstehen.
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Bereitgestellt kann die Elektrolysezelle 100 bzw. eingebaut kann das Elektrolytbecken 300 in den Trogmantel 200 wie folgt werden:
- Zunächst wird der Trogmantel 200 aus Stahlbeton hergestellt. In den Trogmantel 200 eingeschlossen werden Trogbodenbohrungen 203 eingeschlossen. Nach einer Ausführungsform können zum Beispiel am Trogboden 201 entlang der Troglängsseiten 204, 205 auf einer Seite sechs Trogbodenbohrungen 203 vorgesehen sein und die gleiche Anzahl an Trogbodenbohrungen 203 auf der gegenüberliegenden Troglängsseite 204.
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Im Anschluss können nach einer Ausführung Stützfußelemente 108 durch die Trogbodenbohrungen 203 so eingeführt werden, dass das Elektrolytbecken 300 mit einem definierten Dehnungsfugenabstand auf die Stützfußelemente 308 aufgesetzt werden kann. Der Dehnungsfugenabstand bestimmt sich aus dem Abstand des Beckenbodens 301 bzw. dessen Unterseite zum Trogboden 201.
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Vor dem vollständigen Einbau des Elektrolytbeckens 300 wird zunächst ein Elektrolytbeckenkorpus aus PP-Kunststoff oder einem vergleichbaren Kunststoff auf die Innenmaße des Trogmantels 200 hin hergestellt und in den Trogmantel 200 bündig eingepasst und auf die Stützfußelemente/Distanzelement 308 im gewünschten Dehnungsfugenabstand auf- bzw. abgesetzt.
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Im Anschluss daran wird an den freien Enden des Elektrolytbeckenkorpus ein Beckenrand 302 angebracht. Hierzu ist an den freien Enden der Wände 304, 305 des Elektrolytbeckenkorpus ein Flanschbereich vorgesehen, der ein Extruderverschweißen des Beckenrands 302 mit dem Elektrolytbeckenkorpus im erfindungsgemäßen Sinne ermöglicht, wobei vorzugsweise auf 45°-Gehrung im Eckbereich bzw. in/entlang der Eckbereichsdiagonale zwischen dem horizontal ausgerichteten Beckenrand 302 und den vertikal ausgerichteten Beckenwänden 304, 305 verschweißt wird. Dies hat sich unter anderem für die vorliegende schwebende Aufhängung des Elektrolytbeckens 300 als besonders stabil herausgestellt.
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Der Beckenrand 302 wird derart abstützend auf dem Trogrand 202 aufgesetzt und mit dem Elektrolytbeckenkorpus verschweißt, dass der Dehnungsfugenabstand auch nach dem Entfernen der oder des Distanzelements aufrecht erhalten bleibt, und zwar auch dann, wenn das Elektrolytbecken 300 vollständig und dauerhaft mit einem Elektrolyten 103 befüllt ist. Der Dehnungsfugenabstand variiert natürlich abhängig von einer operativen Ausgangstemperatur zur operativen Maximaltemperatur.
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Stabilisierend auf das Elektrolytbecken 300 wirkt sich dabei auch aus, dass nicht nur der Beckenrand auf 45°-Gehrung stabilisierend verschweißt wird (siehe oben), sondern auch in den anderen Eckbereichen die Aufbauteile des Elektrolytbeckens 300 in gleicher Weise miteinander verschweißt werden.
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Nach einer weiteren Ausführung können die Distanzelemente auch aus erfindungsgemäßen Distanzschnüre 309 bestehen (siehe 5). Die Distanzschnüre 309 weisen dabei eine Stärke auf, die dem gewünschten Dehnungsfugenabstand entspricht.
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Nach dem erfindungsgemäßen Aufbau werden bei dieser Ausführungsform, noch bevor der Elektrolytbeckenkorpus in den Trogmantel 200 passend eingebracht wird, die Distanzschnüre 309 einzelnen jeweils durch einander paarweise direkt gegenüberliegende Trogbodenbohrungen 203 geführt und danach das Elektrolytbecken 300 auf die Distanzschnüre 309 aufgesetzt (vgl. 5).
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Im oben genannten Ausführungsbeispiel mit insgesamt sechs einander paarweise direkt, d. h. auf kürzestem Wege einander gegenüberliegenden Trogbodenbohrungen 203 würden auch insgesamt sechs Distanzschnüre 309 durch die Trogbodenbohrungen 203 hindurch auf dem bzw. entlang des Trogbodens 201 geführt werden, bevor der Beckenboden 301 auf die sechs Distanzschnüre 309 aufgesetzt wird. Als Material für Distanzschnüre 309 eignet sich unter anderem EPDM (Ethylen-Propyläen-Dien-(Monomeer)-Kautschuk) oder Distanzschnüre aus einem hochfesten und strapazierfähigen Flourelastomere wie zum Beispiel Viton aus dem Hause DuPont.
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Sobald dann der Beckenrand 302, wie bereits geschildert, abstützend auf dem Trogrand 202 am Elektrolytbeckenkorpus aufgebracht wurde, können die Schnüre/Distanzschnüre 309 über die Trogbodenbohrungen 203 aus dem Trogmantel 200 gezogen werden und das Elektrolytbecken 300 hängt dann, wie gewünscht, freischwebend im Trogmantel 200.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Elektrolysezelle
- 101
- Anode
- 102
- Katode
- 103
- Elektrolyt
- 104
- Zuleitung
- 105
- Elektrolytüberlauf
- 106
- Schmal-/Querseite der Elektrolysezelle
- 107
- Breit-/Längsseite der Elektrolysezelle
- 200
- Trogmantel
- 201
- Trogboden
- 202
- Trogrand
- 203
- Trogbodenbohrung
- 204
- Troglängsseite
- 205
- Trogquerseite
- 300
- Elektrolytbecken
- 301
- Beckenboden
- 302
- Beckenrand
- 304
- Beckenlängsseite
- 305
- Beckenquerseite
- 306
- Beckenbeule, Ausbeulung
- 307
- Dehnungsfuge
- 308
- Stützfußelemente, Distanzelement
- 309
- Distanzschnüre, Distanzelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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