DE1192410B - Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-Legierungen - Google Patents
Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-LegierungenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 40 c- 3/20
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
M 52257 VI a/40 c
24. März 1962
6. Mai 1965
24. März 1962
6. Mai 1965
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-Legierungen.
Es ist bereits bekannt, Elektrolysezellen hierfür zu verwenden, wobei geschmolzene Alkalichloride an
einer Kathode aus geschmolzenem Blei und Graphitanoden elektrolysiert werden. Derartige Zellen sind
innen mit feuerfestem Material ausgekleidet und nach außen isoliert; durch den Deckel führen abgedichtet
die Anoden, unter denen die geschmolzene Kathode sich vorbeibewegt.
Den bekannten Elektrolysezellen haften eine Reihe von Nachteilen an, weshalb man nicht zu befriedigenden
Ergebnissen gelangt. Ein Grund für das Versagen muß in der Tatsache gesucht werden, daß
die bisher bekannten Zellen nicht ausreichend gasdicht waren. Dies verursacht ein Wiedereintreten von
Luft in die Zelle und Verunreinigung des gasförmigen Anodenprodukts (Chlor), dessen Gewinnung erschwert
wird. Infolge der hohen Temperatur verursacht dies auch einen beträchtlichen Angriff auf
den Anodengraphit unter Bildung von CO2,
Die Graphitverbrennung verursacht gleichfalls ein Abbröckeln der Anode unter Bildung von Graphitpulver,
welches sich auf der Kathodenfläche abscheidet und so die Absorption des Kations durch
die Legierung behindert.
Die Anwesenheit von Graphitpulver zusätzlich zum Chlor in der Gasatmosphäre in der Zelle ist
auch infolge des Angriffs auf das feuerfeste, die Zelle an der Innenseite auskleidende Material sehr
schädlich; es bilden sich unlösliche Schlacken, die sich auf der Kathodenfläche ablagern und die Elektrolyse
behindern.
Entsprechend kann unter den Gründen für die unbefriedigenden Ergebnisse die Verwendung eines
als Innenauskleidung der Zelle nicht geeigneten feuerfesten Materials genannt werden.
Die bekannten Zellen für die Elektrolyse von Halogeniden an einer Kathode aus geschmolzenem
Material besitzen in der Technik eine Innenauskleidung aus einem feuerfesten Magnesiumoxyd- oder
einem Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Material.
Durch Versuche konnte nachgewiesen werden, daß die erstere Art von Baustoffen durch Chlor beträchtlich
angegriffen wird, wogegen sie gegenüber geschmolzenen Legierungen von Alkalimetallen sehr
gut beständig ist, und daß die zweite Materialart im Gegensatz dazu zwar eine gute Beständigkeit gegenüber
Chlor, aber eine schlechte Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Alkalimetall-Legierungen zeigt.
Demgegenüber besitzen beide Materialien gute Be-Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-Legierungen
Anmelder:
Montecatini, Societä Generale
per rindustria Mineraria e Chimica,
Mailand (Italien)
per rindustria Mineraria e Chimica,
Mailand (Italien)
Vertreter:
Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.
J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,
Patentanwälte, München 15, Haydnstr. 5
J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,
Patentanwälte, München 15, Haydnstr. 5
Als Erfinder benannt:
Geraldo Marullo,
Eraldo Fornasieri,
Dante Cadorin, Mailand (Italien)
Beanspruchte Priorität:
Italien vom 29. März 1961 (5610)
ständigkeit gegenüber dem geschmolzenen Elektrolyten. Mit einem nicht beständigen feuerfesten
Material findet die Bildung von Schlacken statt, welche sich auf der Kathodenoberfläche ansammeln.
Diese Schlackenansammlung verhindert den regulären Stromdurchgang und verursacht deshalb eine
recht beträchtliche Steigerung der Elektrolysespannung, woraus ein Überhitzen des Bades und ein Ausbeuteverlust
an Strom und Energie sich ergibt.
Schließlich ergeben sich noch beträchtliche Nachteile bei den bekannten Zellen infolge des Fehlens
geeigneter Mittel, welche die Homogenität der Kathodenlegierung und die Kontrolle deren Temperatur
gewährleisten. Die Homogenisierung der Kathodenlegierung ist wesentlich, um zu verhindern, daß
die Kathodenfläche zu reich an Alkalimetall wird; in diesem Falle verbindet sich nicht das gesamte elektrolysierte
Alkalimetall mit der Kathode, und ein Teil davon steigt an die Oberfläche und vereinigt sich
wieder mit dem Chlor, wodurch die Anoden Schaden erleiden und die Ausbeuten vermindert werden.
Eine Temperaturkontrolle ist notwendig, um ein Festwerden des Elektrolyten bei zu niedriger Temperatur
oder eine übermäßige Korrosion der Materialien im Falle zu hoher Temperatur zu verhindern.
509 568/334
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In gewissen früher hergestellten Zellen wurde die welcher dem Angriff der Legierung bei hoher Tem-Legierungstemperatur
dadurch eingeregelt, daß die peratur widersteht. Es besteht so der Vorteil, daß Legierung durch den Metallboden der Zelle erhitzt die zur Füllung und Entleerung des Produkts dienenwurde,
den Mittel darin angeordnet werden können, wie
Dieses Verfahren verursachte beträchtliche Schwie- 5 weiter unten dargelegt wird.
rigkeiten, insbesondere infolge der mechanischen De- Das erfindungsgemäße System zum Umlauf der
formation des Metallkörpers, welche bei den hohen Kathodenlegierung dient auch dazu, gegebenenfalls
Temperaturen, wie sie erforderlich sind, um das Bad in einer absichtlich frei von Anoden gehaltenen Zone
im geschmolzenen Zustand zu halten, auftreten. gebildete Schlacken zu einem Ende der Zelle weg-
Die Rührsysteme für die Kathodenlegierung sind io zuführen.
bei den bekannten Zellen von elektromagnetischer Indes ist die Menge an Schlacke auf jeden Fall
oder mechanischer Art. vernachlässigbar, da geeignetes feuerfestes Material
Die erstere ist für längeren Betrieb kaum wirksam, verwendet wird und die in die Zelle eingebrachten
wogegen letztere ein kompliziertes Dichtungssystem Produkte große Reinheit besitzen.
der beweglichen Teile erfordert und jene Teile, 15 Die Zeichnung erläutert die Erfindung an Hand
welche in Berührung mit dem Elektrolyten stehen, einer Ausführung der Elektrolysezelle,
der Korrosion unterworfen sind. Diese Zelle erlaubt es, eine Blei-Alkalimetall-Le-
Darüber hinaus verursacht eine nicht vorhandene gierung mit 89% Blei, 10% Natrium und 1% Kalium
oder unzureichende Zirkulation der Legierung eine — die unter anderem unmittelbar zur Herstellung
Schlackenanhäufung in der Elektrolysezone, wo- 30 von Bleitetraäthyl dient — durch Elektrolyse einer
durch die Ausbeuten des Verfahrens vermindert Mischung von 55% Natriumchlorid und 45%
werden. Kaliumchlorid mit hohen Stromausbeuten und über
Ziel der Erfindung ist es demnach, eine verbesserte lange Zeiträume, ohne daß eine Zerlegung der Zelle,
Elektrolysezelle, die die vorgenannten Nachteile nicht um sie zu warten und zu entschlacken, erforderlich
mehr aufweist, zu schaffen. Dies gelingt dadurch, daß 25 wäre, zu gewinnen.
der Boden sowie der untere in Berührung mit dem Wie aus den folgenden Ausführungen noch näher
geschmolzenen Elektrolyten stehende Teil der Innen- hervorgeht, zeichnet sich das Verfahren nach der Er-
wand mit einem feuerfesten Magnesiumoxyd-Material findung neben den bereits hervorgehobenen Vorteilen
und der darüber befindliche obere mit dem Elektro- auch noch dadurch aus, daß man höhere Stromaus-
lyten und dem Anodengas in Berührung stehende 30 beuten als bei der bekannten Zelle, d.h. 92% im
Teil der Innenwand einschließlich der Innenseite des Vergleich zu 79 bis 80% erzielt.
Deckels mit einem feuerfesten, sehr dichten Silicium- Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der Zelle;
dioxyd-Aluminiumoxyd-Material ausgekleidet ist und Fig. 2 gibt die Einzelheiten des Verbindungs-
daß durch den mit der Zelle mittels Dichtungs- systems zwischen dem Stromnippel (Stromleiter) und
flanschen gasdicht verbundenen Deckel die im Deckel 35 den Anoden sowie deren Aufwärtsbewegung wieder,
hängenden Anodenhalter durch Stopfbüchsen geführt und
sind und daß außerhalb der Zelle eine zum Um- Fig. 3 ist eine Gesamtansicht,
pumpen der schmelzflüssigen Kathodenlegierung be- Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen in denverstimmte Pumpe angeordnet ist, die über eine Saug- schiedenen Figuren die gleichen Teile,
leitung und eine Druckleitung, in die ein Wärme- 40 Ein Stahlblechmantel 1 in Form eines rechtwinkaustauscher geschaltet ist, mit dem Innern der Zelle ligen Quaders (1200-2600-1000 mm), welcher eine verbunden ist, wobei an das Leitungssystem ein Seitenverstärkung besitzt und auf einem Satz Stahl-Schmelztiegel für das Blei und ein Sammelgefäß für träger ruht, ist inseitig mit zwei Sorten feuerfesten die schmelzflüssige Blei-Alkalimetall-Legierung an- Materials ausgekleidet. Die eine Sorte besteht aus geschlossen ist. 45 einem dichten feuerfesten Material 2, enthaltend un-
pumpen der schmelzflüssigen Kathodenlegierung be- Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen in denverstimmte Pumpe angeordnet ist, die über eine Saug- schiedenen Figuren die gleichen Teile,
leitung und eine Druckleitung, in die ein Wärme- 40 Ein Stahlblechmantel 1 in Form eines rechtwinkaustauscher geschaltet ist, mit dem Innern der Zelle ligen Quaders (1200-2600-1000 mm), welcher eine verbunden ist, wobei an das Leitungssystem ein Seitenverstärkung besitzt und auf einem Satz Stahl-Schmelztiegel für das Blei und ein Sammelgefäß für träger ruht, ist inseitig mit zwei Sorten feuerfesten die schmelzflüssige Blei-Alkalimetall-Legierung an- Materials ausgekleidet. Die eine Sorte besteht aus geschlossen ist. 45 einem dichten feuerfesten Material 2, enthaltend un-
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen verbürgen, gefähr 90 % Magnesiumoxyd, das den Boden der
daß die Zelle ausreichend gasdicht ist, ferner die Zelle und die Wand bis zur halben Höhe des Elektro-
Homogenität der Kathodenlegierung und deren Tem- lyten auskleidet; sie steht nicht mit Chlor in Berüh-
peraturkontrolle sowie eine ausreichende Zirkulation rung. Im oberen Teil der Innenfläche der Zelle, d. h.
der Legierung. 50 in dem mit dem Elektrolyten und mit Chlor in Be-
Die Dichtigkeit der Zelle, auch unter niedrigen rührung stehenden Bereich, besteht die feuerfeste
Drücken, wird durch die Maßnahme verbürgt, daß Auskleidung aus einem sehr dichten Siliciumoxydder
Deckel der Zelle mit der Wanne über Dichtungs- Aluminiumoxyd-Material 3, enthaltend 30% Al2O3;
flansche verbunden ist und daß die im Deckel hän- aus dem gleichen feuerfesten Material besteht die
genden Anodenhalter mittels Stopfbüchsen mit dem 55 Innenauskleidung des Zellendeckels.
Deckel verbunden sind. Zwischen der Innenauskleidung und dem Metall-Für die Innenauskleidung der Zelle wurden zwei körper ist ein feuerfestes gut isolierendes Material 4 Arten feuerfester Baustoffe eingesetzt. Ein Silicium- zwischengeschaltet, um eine gleichmäßige Temperaoxyd-Aluminiumoxyd-Material wird für jenen Teil tür unter 100° C auf dem gesamten Außenkörper zu verwendet, welcher in Berührung mit dem geschmol- 60 gewährleisten und so einen Angriff durch Chlor zu zenen Elektrolyten und dem Anodengas steht, und verhindern.
Deckel verbunden sind. Zwischen der Innenauskleidung und dem Metall-Für die Innenauskleidung der Zelle wurden zwei körper ist ein feuerfestes gut isolierendes Material 4 Arten feuerfester Baustoffe eingesetzt. Ein Silicium- zwischengeschaltet, um eine gleichmäßige Temperaoxyd-Aluminiumoxyd-Material wird für jenen Teil tür unter 100° C auf dem gesamten Außenkörper zu verwendet, welcher in Berührung mit dem geschmol- 60 gewährleisten und so einen Angriff durch Chlor zu zenen Elektrolyten und dem Anodengas steht, und verhindern.
ein Magnesiumoxyd-Material für den in Berührung Die gesamte Innenauskleidung wurde unter mini-
mit der Legierung stehenden Teil. maler Anwendung von Binder aufgebracht, um die
Die Umlaufbewegung der Kathodenlegierung und mögliche Ausbildung von Verunreinigungen, welche
ihre thermische Regulierung wird mittels außerhalb 65 dann auf der Kathodenoberfläche abgelagert werden
der Zelle angeordneter Pumpe und Wärmeaustauscher können, herabzusetzen.
herbeigeführt. Dieses Pumpsystem außerhalb der Der Innenboden der Zelle ist mit einer Platte 5 aus
Zelle ist aus einem metallischen Baustoff hergestellt, rostfreiem Stahl ausgekleidet, welche in zu diesem
5 6
Zweck in den Seitenwänden befindlichen Rillen be- äußeren Teil. Der Schaft 11 wird mit Wasser, das
festigt ist, jedoch sich durch Wärmewirkung frei aus- inseitig zirkuliert, gekühlt und ist auf dem Graphitdehnen
kann. Der Zweck dieser Platte besteht darin, schaft 14 aufgeschraubt.
ein Auswandern des den Boden der Zelle bildenden Der Mantel 16 besteht aus einem Nickekylinder,
nicht gebundenen Mauerwerks durch den hydrosta- 5 dessen unterer Teil die Form eines Kegelstumpfes
tischen Druck (Auftrieb) der Legierung zu verhin- hat. Diese Kegelstumpfkappe wird durch die Feder
dem. 17 auf den die gleiche Form aufweisenden oberen
Unter der genannten Ebene, welche den Innen- Teil des Graphitschaftes 14 angepreßt. Hierdurch
boden der Zelle bildet, ist ein rostfreies Stahlrohr 6 wird eine ausgezeichnete elektrische Verbindung von
angeordnet, welches einen ausreichend großen Quer- io Graphit zu Metall gewährleistet,
schnitt (110-60 mm) besitzt und durch die gesamte Jede Anode wird von einer Kuppel 12 aus einer
Länge der Zelle reicht und außerhalb der Zelle mit Nickellegierung getragen, welche auf dem Deckel
dem Druckteil des Zirkulationssystems für die liegt und elektrisch von diesem isoliert ist.
Kathodenlegierung verbunden ist. Die völlige Abdichtung der Stromverbindung im
An der dem Auslaß des genannten Rohres ent- 15 Hinblick auf die Gase wird durch die Stopfbüchse
gegengesetzt liegenden Seite und innerhalb der Zelle 13 zwischen Mantel 16 und Kuppel 12 gewährleistet
ist eine Absaugvertiefung 7, in welche ein Rohr 8 und außerdem durch einen Gummiring der» O-Ring«-
eintaucht (welches den gleichen Querschnitt wie das Type (nicht in der Figur gezeigt) zwischen dem
vorerwähnte Rohr besitzt). Die Absaugvertiefung 7 Mantel 16 und dem Schaft 11. Die Abdichtung der
dient zur Aufnahme der Legierung und ist mit dem 20 Zelle gegenüber Gasen auch unter niedrigen Drücken
Saugteil des Zirkulationssystems der Kathodenlegie- wird erhalten durch Asbestdichtringe für die
rung verbunden. Flansche des Deckels 10 und Kuppel 12.
Diese Vorsorge ermöglicht es, ein Absaugen des Auf dem Deckel befindet sich eine Öffnung 18
Elektrolyten in das Zirkulationssystem, was ein Ver- zur Einfüllung des geschmolzenen Elektrolyts und
stopfen der Rohre infolge Erstarren des Salzes her- 25 eine öffnung 19 zur Messung des Druckes. Darüber
vorrufen könnte, zu verhindern. hinaus können am Deckel ein der mehrere (nicht in
In der Seitenwand der Zelle ist eine Öffnung 9, den Figuren gezeigte) Glasfenster angeordnet werdurch
welche das an der Anode erzeugte Gas abge- den, welche zur Kontrolle der Temperatur mittels
leitet wird. Dieses Gas gelangt nacheinander in eine optischer Pyrometer dienen können.
Füllkammer und durch ein Glasfaserfilter, welches in 30 Die nutzbare Anodenoberfläche der beschriebenen
der Figur nicht gezeigt ist und den Zweck hat, jeg- Zelle beträgt bis zu ungefähr 5500 cm2, wogegen die
liehe feste und im wesentlichen aus dem Elektrolyten Kathodenoberfläche ungefähr 11000 cm2 groß ist.
bestehende Verunreinigung abzuhalten. Das Gas Die im Verhältnis zur Anodenoberfläche größere
kann dann nach den üblichen Verfahren gewonnen Kathodenfläche rührt daher, daß der entsprechende
werden. 35 Teil der Absaugvertiefung 7 für die Legierung frei
Die Zelle ist in ihrem oberen Teil durch einen von Anoden gehalten ist; diese Vorsichtsmaßnahme
Stahlblechdeckel 10 verschlossen, welcher auf dem erwies sich während des Betriebes der Zelle als sehr
Körper aufgeflanscht ist, und mit einer Innenausklei- nützlich, da insbesondere in dieser Zone infolge der
dung aus einem feuerfesten Siliciumoxyd-Aluminium- Zirkulation der Legierung eine Ansammlung aller
oxyd-Material 3, enthaltend 30 % Al2O3, versehen. 40 Verunreinigungen vorliegt, welche, wenn auch in
Von diesem Deckel hängen drei Anoden aus dicK- minimalen Mengen, sich auf der Oberfläche dieser
tem Elektrographit herab, welche mittels Nippel Legierung ablagern.
(s.Einzelheiten der Fig. 2) von diesem elektrisch Diese Verunreinigungen sind indessen infolge geisoliert
sind. Die Höhe der Anoden kann durch eine eigneter Auswahl der für die Innenauskleidung der
Schraube reguliert werden. Sie gehen durch drei 45 Zelle verwendeten feuerfesten Materialien, der VerBohrungen
in der Innenauskleidung des Deckels hin- wendung sehr reiner Ausgangsstoffe und der Zufuhr
durch. derselben im geschmolzenen Zustand auf ein Mini-
Die Anoden bestehen aus einem Graphitschaft 14 mum reduziert.
mit einem Durchmesser von 150 mm, verbunden Die Zirkulation der Kathodenlegierung wird er-
mit einem Graphitkopf 15 von einem Querschnitt 5° halten mittels einer mechanischen Tauchpumpe 20,
von 450-450 mm, welcher mit Bohrungen von deren Welle in außerhalb des die geschmolzene Le-20
mm Durchmesser versehen ist, die gleichförmig gierung enthaltenden Körpers gelegenen Lagern
verteilt sind und eine ungefähr 10% der gesamten rotiert. Die Welle und die Stopfbüchse werden durch
Anodenfläche betragende Fläche einnehmen. Sie ge- Wasser gekühlt und der die geschmolzene Legierung
statten ein ordnungsgemäßes Abströmen des Anoden- 55 enthaltende Stahlkörper unter inerter Atomsphäre
gases. gehalten. Die Stopfbüchse besitzt eine doppelte Dich-
Der Anodenschaft 14 hat im Vergleich zum Kopf tang mit zwischengeschaltetem Stickstoffüberdruck.
15 einen kleinen Querschnitt, um den Wärmeverlust Auf der Druckseite der Pumpe 20 ist ein Wärme-
längs des Schaftes zu verhindern; eine weitere Ver- austauscher 21 angeordnet, welcher aus einer Stahlminderung des Querschnittes ist jedoch nicht ange- 60 schlange besteht, die in einen kleinen Ofen 22 einbracht, um das Potentialgefälle nicht zu sehr zu er- taucht, der durch eine Flamme beheizt oder durch
höhen. einen Luftstrom gekühlt werden kann. Diese
Der Nippel jeder Anode besteht aus einem Schaft Schlange kann auch auf elektrischem Wege mittels
11 und einem Mantel 16. Der Schaft 11 ist in jenem eines Wechselstroms niederer Spannung, der das geTeil,
welcher mit der gasförmigen Atmosphäre der 65 samte äußere Legierungszirkulationssystem durchZelle
in Berührung steht, aus Nickel oder einem an- fließt, beheizt werden.
deren metallischen Material, das bei hohen Tempe- Die Temperatur der Kathodenlegierung kann da-
raturen gegen Chlor beständig ist, und aus Eisen im her mit absoluter Genauigkeit reguliert werden; als
z 4iü
Funktion dieser Temperatur kann die automatische Regulierung der Arbeitsbedingungen durch Regeln
des Eelektrodenabstandes mittels einer Betätigung des vertikalen Anodenbewegungssystems ausgeführt
werden.
Die Bleizufuhr erfolgt absatzweise über den unter Stickstoff gehaltenen Schmelztiegel 23; der
Schmelztiegel besteht aus einem 50-1-Eisenzylinder,
welcher elektrisch beheizt und mit der Druckseite der Pumpe über das Rohr 24 verbunden ist und zum
tatsächlichen Zeitpunkt des Beschickens auf eine über dem Schmelzpunkt des Bleis liegende Temperatur
erhitzt wird.
Die Einführung des geschmolzenen Bleis in die Zelle erfolgt infolge der Schwerkraft, und der Boden
des Schmelztiegels wird auf einer solchen Höhe angeordnet, daß beim Ende der Beschickung auf dem
genannten Boden eine Säule von 100 bis 150 mm stehenbleibt, die ausreicht, ein Eindringen von gegebenenfalls vorhandenen Schlacken in die Zelle zu
verhindern.
Das Abziehen der Legierung erfolgt gleichfalls absatzweise in einen 75-I-Behälter 25, welcher über
das Rohr 26 mit dem Pumpeneingang verbunden ist.
Während des Abziehens der Legierung, was gleichfalls durch Schwerkraft und unter Heizen des
Rohres 26 auf eine über dem Schmelzpunkt der Legierung liegende Temperatur erfolgt, wird der Sammelbehälter
25 unter einem inerten Gas gehalten.
Der Elektrolyt besteht aus sehr reinen Salzen, insbesondere frei von sauerstoffhaltigen Verbindungen,
und wird absatzweise durch die öffnung 18 im geschmolzenen Zustand der Zelle zugeführt. Bei Versuchen
wurden die besten Ergebnisse erhalten, wenn der Elektrolyt im geschmolzenen Zustand nach dem
Dekantieren zugeführt wurde; nur in dieser Weise war es möglich, jede Spur von Feuchtigkeit und
sämtliche unschmelzbare, im Salz enthaltene Verunreinigungen völlig zu entfernen. Der Schmelztiegel
für die Salze (in der Figur nicht gezeigt) bestand aus feuerfesten Stoffen, da es sich erwies, daß die üblichen
metallischen Werkstoffe eine beträchtliche Korrosion infolge der verwendeten geschmolzenen
Salze erleiden und dabei Verunreinigungen eingeschleppt werden, welche der Elektrolyse schaden
können.
Das Erhitzen erfolgt mittels Graphitelektroden, welche an den Seiten des Bodens des Schmelztiegels
angeordnet sind und stets in das geschmolzene Salz eintauchen; diese Elektroden werden mit einem
Wechselstrom variabler Spannung beschickt. Für den industriellen Betrieb ist als weitere Ausführung
eine Heizung in einem Flammofen vorgesehen.
Einige Arbeitsergebnisse der beschriebenen Zelle sind nachfolgend beispielsweise wiedergegeben.
Der Elektrolyt besteht aus einer Mischung von 55% NaCI und 45% KCI bei einer Temperatur von
710° C; die Kathodenlegierung enthält 9,8% Na und 1 % K und liegt in einer Höhe von 8 cm am Boden
der Zelle. Ihre Temperatur ist 700° C.
375 kg geschmolzenes Blei und 111 kg einer geschmolzenen
Mischung von NaCI und KQ, enthaltend 7,4 % KCl, werden eingefüllt.
Die Elektrolyse wird mit 1,7 A/cm2, entsprechend
einem Gesamtstrom von 9200A, und mit einer Spannung von 5,5 V ausgeführt. Nach 6 Stunden und einer
Zufuhr von 55 000 Ah liegt der Spiegel der Kathodenlegierung 14 cm über dem Boden; es werden
kg einer Legierung mit einem Natriumgehalt von % und einem Kaliumgehalt von 1,05 % entleert.
Es wurden 43,5 kg als Natrium in Rechnung gesetztes Alkalimetall mit einer Stromausbeute von
ungefähr 92% erhalten. Der Stromverbrauch je Kilogramm hergestellter Legierung beträgt ungefähr
kWh.
Claims (3)
1. Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-Legierungen
durch Elektrolyse von geschmolzeneu Alkalichloriden an einer Kathode
aus geschmolzenem Blei und Graphitanoden, wobei die Zelle innen mit feuerfestem Material
ausgekleidet und nach außen isoliert ist und durch deren Deckel abgedichtet die Anoden,
führen, unter denen die geschmolzene Kathode sich vorbeibewegt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden sowie der untere in Berührung mit dem geschmolzenen Elektrolyten stehende Teil der Innenwand mit einem feuerfesten
Magnesiumoxyd-Material (2) und der darüber befindliche obere mit dem Elektrolyten
und dem Anodengas in Berührung stehende Teil der Innenwand einschließlich der Innenseite des
Deckels (10) mit einem feuerfesten, sehr dichten Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Material (3) ausgekleidet
ist und daß durch den mit der Zelle mittels Dichtungsflanschen gasdicht verbundenen
Deckel (10) die im Deckel hängenden Anodenhalter (11, 12, 16, 17) durch Stopfbüchsen (13)
geführt sind und daß außerhalb der Zelle eine zum Umpumpen der schmelzflüssigen Kathodenlegierung
bestimmte Pumpe (20) angeordnet ist, die über eine Saugleitung (8) und eine Druckleitung
(6), in die ein Wärmeaustauscher (21, 22) geschaltet ist, mit dem Inneren der Zelle verbunden
ist, wobei an das Leitungssystem ein Schmelztiegel (23) für das Blei und ein Sammelgefäß
(25) für die schmelzflüssige Blei-Alkalimetall-Legierung
angeschlossen ist.
2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitanoden, deren
Höhe geregelt werden kann, einen Kopf (15) besitzen, dessen Querschnitt größer als der des
Schaftes (14) ist und der mit einer Reihe von Bohrungen zum Austritt des Chlors versehen ist.
3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anode mit einem
Stromführungsnippel versehen ist, der aus einem auf dem Graphitschaft (14) aufgeschraubten
wassergekühlten mittleren Nippelschaft (11) und aus einem von einer Feder (17) durch einen
hohlen Nickelzylinder (16), auf den die chlordichte Stopfbüchse (13) angeordnet ist, gegen den
Graphit gedrückten Nippelkonus (12) besteht, wobei die Dichtung zwischen Zylinder (16) und
Schaft (11) durch einen Ring aus Gummi oder einem anderen geeigneten Material gewährleistet
ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2742418.
USA.-Patentschrift Nr. 2742418.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 568/334 4.65 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT561061 | 1961-03-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1192410B true DE1192410B (de) | 1965-05-06 |
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ID=11120341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM52257A Pending DE1192410B (de) | 1961-03-29 | 1962-03-24 | Elektrolysezelle zur Herstellung von Blei-Alkalimetall-Legierungen |
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GB (1) | GB938093A (de) |
NL (2) | NL276050A (de) |
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