DE1216275B - Elektrode fuer die Herstellung von Kaliumpermanganat - Google Patents

Elektrode fuer die Herstellung von Kaliumpermanganat

Info

Publication number
DE1216275B
DE1216275B DEC17514A DEC0017514A DE1216275B DE 1216275 B DE1216275 B DE 1216275B DE C17514 A DEC17514 A DE C17514A DE C0017514 A DEC0017514 A DE C0017514A DE 1216275 B DE1216275 B DE 1216275B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
electrode
anode
cathode
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC17514A
Other languages
English (en)
Inventor
Milton Blouke Carus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carus Chemical Co Inc
Original Assignee
Carus Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US633212A external-priority patent/US2908620A/en
Application filed by Carus Chemical Co Inc filed Critical Carus Chemical Co Inc
Publication of DE1216275B publication Critical patent/DE1216275B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00Compounds of manganese
    • C01G45/12Manganates manganites or permanganates
    • C01G45/1207Permanganates ([MnO]4-) or manganates ([MnO4]2-)
    • C01G45/1214Permanganates ([MnO]4-) or manganates ([MnO4]2-) containing alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/28Per-compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/036Bipolar electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/75Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
COIg
Deutsche Kl.: 12 η -49/12
Nummer: 1 216 275
Aktenzeichen: C17514IV a/12 η
Anmeldetag: 18. Dezember 1957
Auslegetag: 12. Mai 1966
Die Erfindung betrifft für die Herstellung von Kaliumpermanganat geeignete dipolare Elektroden.
Die neuen dipolaren Elektroden kennzeichnen sich durch eine leitende Metallblechanode, durch eine Vielzahl mit diesem Blech elektrisch verbundener, leitender Metallelemente, welche von über eine Oberfläche des Blechs verteilten, in Abständen befindlichen Stellen nach außen abstehen, und durch ein die Zwischenräume zwischen diesen abstehenden Elementen ausfüllendes Isoliermaterial, welches jedoch die äußersten, als Kathode wirkenden Enden der abstehenden Elemente frei läßt.
Sie eignen sich besonders gut zur Durchführung des in der deutschen Patentschrift 1071069 beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von Kaliumpermanganat durch elektrolytische Oxydation von Kaliummanganat.
Mit den äußerst leistungsfähigen dipolaren Elektroden gemäß der Erfindung erzielt man hohe Stromdichten an der Kathode und geringe Stromdichten an der Anode. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer die erfindungsgemäßen Elektroden enthaltenden Zelle,
F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Teilschnittansicht der Zelle,
Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Anordnung und Konstruktion der Elektroden einer Zelle,
Fig. 4 eine vergrößerte Untenansicht einer Elektrode in Höhe der Linie 5-5 von F i g. 3,
Fig. 5 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Endelektrode in Höhe der Linie 6-6 von F i g. 3,
Fig. 6 eine vergrößerte Teildraufsicht auf eine Kathode entsprechend der Höhe der Linie 5-5 von Fig. 3, Fig. 7 eine Seitenansicht der Kathode von Fig. 6,
F i g. 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 von F i g. 4 eines Strömungsteilers,
F i g. 9 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 von F ig. 4, welche die Konstruktion eines der Strömungsteiler zeigt,
Fig. 10 eine vergrößerte Teildraufsicht von unten entlang der Linie 11-11 von Fig. 2 auf eine Endelektrode und
Fig. 11 eine graphische Darstellung der Anodenleistung, in Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt der in der Zelle erzeugten Gase.
Ganz allgemein besteht das nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallende Elektrolyseverfahren, bei welchem die neuen Elektroden vorteilhaft zur Anwendung kommen, darm, daß man eine wäßrige Lösung von Kaliummanganat (K2MnO4) in Elektrode für die Herstellung von
Kaliumpermanganat
Anmelder:
Carus Chemical Company, La Salle, JIl.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz
und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,
München-Pasing, Emsbergerstr. 19
Als Erfinder benannt:
Milton Blouke Cams, La Salle, JH. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Januar 1957
Kaliumhydroxyd herstellt, diese Lösung mit nach Auskristallisation des Endproduktes erhaltener Mutterlauge vermischt oder verdünnt, dann elektrolytisch oxydiert und aus der dabei anfallenden Lösung Kaliumpermanganatkristalle auskristallisiert. Das Verfahren kann äußerst vorteilhaft kontinuierlich durchgeführt werden.
Die mit den neuen Elektroden betriebenen Zellen sind aus einer Vielzahl geschlossener, dipolarer einzelner Zellen zusammengebaut, und der Elektrolyt fließt in Reihe durch die Zellen.
F i g. 1 zeigt eine vollständige Zelle 7, die aus einer Säule von nebeneinanderliegenden Elektroden 15 besteht, welche unter Bildung einer Vielzahl einzelner geschlossener Zellen miteinander verbunden sind. Jeweils zwei benachbarte Elektroden bilden, wie man sieht, eine Zelle. Die in der gezeigten Ausführungsform dargestellte Zellenbatterie 7 ist außerdem noch in drei Zellenabschnitte 16«, 16 b und 16 c unterteilt.
Die Speiselösung wird der Zellenbatterie 7 in Reihe parallel zugeführt, d. h., die Speiselösung fließt in jedem Zellenabschnitt in Reihe durch die einzelnen Zellen, die drei Zellenabschnitte werden jedoch parallel gespeist. In der gezeigten Ausführungsform hat sich eine Unterteilung der Zellenbatterie 7 in drei Abschnitte mit jeweils zwanzig einzelnen Zeilen im Hinblick auf den Strömungswiderstand als günstig er-
609 568/D71
3 4
wiesen, da dieser bei mehr als zwanzig in Reihe auftreten können. Die Anode braucht nur in Abgeschalteten Zellen beträchtlich ansteigt. ständen von 1 bis 6 Wochen zur Entfernung von
Die Speiselösung wird durch eine Hauptleitung 17 Feststoffen abgespült zu werden.
in die drei Abschnitte parallel durch Leitungen 18 a, Die Elektrode 15 besteht aus einem Material, das 18 & und 18 c eingeführt, welche jeweils in die erste 5 gegenüber alkalischen Manganatlosungen bei den Zelle jedes der aus zwanzig Zellen bestehenden Ab- während der Elektrolyse auftretenden Bedingungen schnitte einmünden. Die oxydierte Lösung tritt aus zur Anwendung kommenden Temperaturen widerder zwanzigsten oder letzten Zelle jedes Abschnitts standsfähig ist. So kann z. B. ein Basisblech 30 aus durch parallele Leitungen 19 a, 19 b und 19 c aus, warmgewalzten Stahl verwendet werden. Bei der von wo sie durch eine Abführungsleitung 20 in den io obersten und der untersten Elektrode 22 bzw. 23 Gasabscheider gelangt. Zwischen jeder Zu- und ragt dieses Blech an den Enden aus der Zelle heraus Abführungsleitung und ihrer entsprechenden Zweig- und bildet einen Flanschteil 31, an welchem die leitung befindet sich ein etwa 1,20 m langer Rohrab- Sammelschienen 26 und 27 befestigt werden können, schnitt aus Glas, z.B. 18aa oder 19a«, welcher der Die Anodenoberfläche 28 der Elektrode ist mit elektrischen Isolierung dient. Die Elektroden 15 sind 15 einem oder zweckmäßig mit mehreren Drahtnetzen 32 mittels Verbindungsstangen 21 od. dgl. gasdicht mit- aus Monelmetall versehen, welche miteinander und einander verbunden. Die Endelektroden, d.h. die an dem Basisblech 30 durch Punktschweißung od. dgl. oberste und die unterste Elektrode 22 und 23, sind an den Rändern und an mehreren Stellen der durch Isolierscheiben 24 und 25 vorzugsweise aus Anodenoberfläche elektrisch verbunden sind,
schwarzen Asbest isoliert. Sammelschienen 26 und 27 20 Auf der die Kathode bildenden Oberfläche 29 der sind elektrisch an jeweils ein Ende der Elektroden Elektrode ist ein kaltgewalztes Stahlblech 33 mit 22 und 23 angeschlossen. Diese Sammelschienen einer Blechstärke von 5,6 μ mit dem Basisblech 30 wiederum stehen an einem Ende mit einer Gleich- elektrisch verbunden, z. B. durch Schweißung. Das stromquelle von zweckmäßig 140 bis 170 Volt je nach Blech 33 besitzt Ausstanzungen, so daß man zum dem gewünschten Strom in Verbindung. Die einzelnen 25 Teil abgetrennte, jedoch noch an dem Blech haftende, Zellen und die Elektroden 15 sind somit elektrisch in senkrecht nach außen stehende leitende Metall-Reihe geschaltet, so daß das Potential über alle elemente 34 erhält, wie dies die F i g. 3, 4, 6 und 7 sechzig Zellen ein Sechzigstel der gesamten Spannung zeigen. Es bleiben dann entsprechende Öffnungen 35 beträgt. Die angelegte Spannung sowie der Gesamt- in dem Blech zurück. Die Zwischenräume zwischen strom richten sich natürlich nach praktischen Erwä- 30 den leitenden Elementen 34 an der Kathodenobergungen und nach der zur Verfügung stehenden elek- fläche werden mit einem isolierenden oder nichtleitentrischen Energie. Die in. den Zellen erfolgende elek- den Material 36 ausgefüllt, das aus einem synthetrolytische Oxydation ist in erster Linie nur eine tischen organischen Harz oder einem anderen elek-Funktion der Stromdichte an den Elektroden. trolysebeständigen Material bestehen kann. Vorzugs-
Fig. 3 bis 7 zeigen im Detail die Konstruktion der 35 weise wird mit gutem Erfolg Polystyrol verwendet. Elektroden 15 sowie deren Anordnung. Die Elektro- Ein anderes für diesen Zweck geeignetes thermoden sind dipolar, und jede stellt sowohl eine Anode plastisches Harz ist Polytetrafluoräthylen.
28 als auch eine Kathode 29 dar, außer der obersten In der Konstruktion der Elektrode sind die und der untersten Elektrode 22 bzw. 23, welche not- Anodennetze 32 und das Kathodenblech 33 mit dem wendigerweise nur eine einzige Funktion ausüben. 40 Basisblech 30 verbunden, und die Zwischenräume Zwei benachbarte Elektroden bilden zusammen eine zwischen den leitenden Elementen 34 sind mit PolyZelle aus der Anode der einen und der Kathode der styrolformpulver ausgefüllt, welches erhitzt und anderen. Der zu oxydierende und oxydierte Elektrolyt plastifiziert wurde, um die Zwischenräume vollstänfließt zwischen der Anode und der Kathode benach- dig auszufüllen und abzudichten. Dann wird das barter Elektroden. 45 Polystyrol abgerieben, so daß die Stahlkanten oder
Für die Oxydation muß die Stromdichte an der die äußersten Enden 37 der leitenden Elemente frei-
Kathode 29 viel höher sein als an der Anode 28. Die gelegt werden, wobei man das in F i g. 4 gezeigte
Stromdichte muß an der Kathode deshalb hoch sein, Aussehen erhält.
um dort eine Reduktion des gebildeten Kalium- Auf diese Weise steht nur eine kleine Kathodenpermanganats zu verhindern. Die Stromdichte muß 50 oberfläche zur Verfügung, welche von den Außenan der Anode niedrig sein, damit die Leistung unter kanten der leitenden Elemente gebildet wird, die ausreichender Oxydation von Kaliummanganat zu gleichmäßig in bestimmten Abständen über die ganze Kaliumpermanganat und geringer Sauerstoffbildung Oberfläche der Kathode 29 verteilt sind. Bei der gehoch ist. Bei den bisherigen Verfahren bestand die zeigten Ausführungsform bestehen 4 % der Kathoden-Anode aus einem blanken Metallblech, und die 55 oberfläche aus Metall, nämlich die freiliegenden Kan-Kathode bestand aus einem kleineren blanken Metall- ten der Elemente, und der Rest besteht aus Polystyrol, blech oder war mit einem durchlochten isolierenden Die die Anode bildende Rückseite der Elektrode 15 Material bedeckt, um so die wirksame Oberfläche der besitzt zweckmäßig eine wesentlich vergrößerte Kathode zu verkleinern und die Stromdichte zu er- leitende Oberfläche, und zwar infolge der Netze 32 höhen. Auch wurden zwischen den Elektroden 60 und der dadurch gebildeten zusätzlichen Oberfläche. Diaphragmen angeordnet. Solche durchlochten Mate- Man verwendet ein oder mehrere und zweckmäßig rialien waren jedoch unbefriedigend, da die zwei Netze 32. Diese Netze üben eine zusätzliche Öffnungen darin bald durch Feststoffe verstopft wur- günstige Funktion aus, indem sie eine Durchwirbelung den. Die gezeigte Elektrode 15 arbeitet sehr gut und des durch die Zelle fließenden Elektrolyts bewirken, ergibt die erforderliche Stromdichte unter weitgehen- 65 was die Umsetzung an der Anode sehr günstig beder Ausschaltung von Störungen in Form von Fest- einflußt.
Stoffniederschlägen. Die Oberfläche der Kathode 29 F i g. 4 und 5 erläutern den Aufbau einer einzelnen
ist so beschaffen, daß solche Verschmutzungen nicht Zelle, und zwar der untersten oder ersten Zelle in der
Zellenbatterie 7. Beim Zusammenbau der Zelle kann man sich vorstellen, daß die Elektrode von Fig. 4 auf die Oberfläche der Elektrode von F i g. 5 geklappt wird, etwa so, wie man ein Buch schließt. Bei der Konstruktion der Zellen sind an den Rändern Abstandhalter oder Verschlußelemente 38 rund um den Rand der Elektroden vorgesehen. Strömungsteiler 39 befinden sich auf den Oberflächen der Elektroden. Beim Zusammenbau der Zelle werden die Abstandhalter und die Strömungsteiler mit der Kathodenoberfläche 29 zusammengebracht und mit dieser mittels eines plastischen Bindemittels, z. B. mittels in einem Lösungsmittel wie Toluol gelösten Polystyrols und Verdampfung des Lösungsmittels, verbunden. Vor dem Zusammenbau erhalten die freien Kanten der Randteile 38 und der Strömungsteiler 39 ihren Überzug aus teerigem Material 40, um bei der Stapelung und Verklammerung der Platten einen dichten Verschluß zu erzielen. Wie man aus F i g. 5 sieht, werden die Netze 32 auf der Oberfläche des Basisblechs 30 mittels einer Schablone od. dgl. angeordnet, so daß unbedeckte oder freie Flächen 41 auf der Oberfläche des Basisblechs verbleiben, welche den Stellen für die Randteile 38 und die Strömungsteiler 39, 39 c entsprechen und diese Teile beim Zusammenbau aufnehmen können.
F i g. 2 zeigt, in welcher Weise die Zuführungsleitungen 18 a bis 18 c und die Abführungsleitungen 19 a bis 19 c an die Zellen angeschlossen sind. Sie verlaufen durch die Randstücke 38 und stehen mit dem Inneren der Zellen in Verbindung. Die Zuführungs- und Abführungsleitungen bestehen aus nichtleitendem Material, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen.
Fig. 8 zeigt die leicht konische Bauart der Strömungsteiler 39, welche beim Zusammenbau der Zelle den vorgefertigten Netzen 32 mehr Spielraum läßt.
Die hier beschriebene Zelle 7 besitzt Elektroden 15, welche an den Enden 122 cm breit sind und 244 cm lange Seiten besitzen, einschließlich der Randteile 38 und ausschließlich der Flanschteile 31. Diese Fläche wird um die 5 cm breiten und 3,2 cm tiefen Randteile 38 verringert. Die Strömungsteiler 39 sind am Boden 2,5 cm und am oberen Ende 1,25 cm breit und 3,2 cm tief. Der Abstand zwischen der Kathode einer Elektrode 15 und der Anode der benachbarten Elektrode beträgt von .Oberfläche zu Oberfläche gemessen
2.1 cm, was einen Flüssigkeitsstrom von etwa der gleichen Stärke oder Tiefe ergibt. Man verwendet zwei übereinandergelegte Anodendrahtnetze 32 mit
3.2 Maschen pro Zentimeter Netzlänge aus Monelmetall mit einer Drahtstärke von 0,12 μ. Die Außenkanten 37 der Kathodenelemente sind 6,4 cm lang und stehen etwa 4,8 mm von der Kathodenoberfläche 33 ab. Etwa 5000 solcher Kathodenelemente sind vorgesehen. Die leitende Kathodenfläche beträgt 930 qcm und die der Anode 140 000 qcm (Verhältnis von 1:150). Im Betrieb der Zellen befinden sich die Anoden 28 zweckmäßig unterhalb der Kathoden 29, ihre Stellung kann jedoch auch umgekehrt sein. Die Strömungsrichtung der zu oxydierenden Lösung oder des Elektrolyts ist in F i g. 4 unter Berücksichtigung der Strömungsteiler dargestellt. F i g. 4 bzw. 10 zeigen die Zuführung zu der und die Abführung aus der Zellenbatterie 7. Die Flüssigkeit tritt durch die Speiseleitungen 18 a bis 18 c oberhalb der ersten Elektrode 15 in jedem Zellenabschnitt 16 a bis 16 c in den Kanal ein, der durch das Endstück 39 a des Strömungsteilers und das Endrandstück 38 gebildet wird. Der Kanal ist durch ein Band 29 a aus schwarzem Asbest auf der Oberfläche der Kathode 29 isoliert. Die Flüssigkeit fließt in durchwirbeltem Fluß rund um die Strömungsteiler durch die Zelle und tritt durch die Öffnung 42 in dem der Zuführungsstelle entgegengesetzten Ende der Elektrode wieder aus. Die Flüssigkeit gelangt dann durch diese Öffnung in die benachbarte Zelle, welche sich bei der gezeigten
ίο Ausführungsform oberhalb der vorhergehenden Zelle befindet. Die Anordnung der Strömungsteiler 39 und der entsprechende Weg der Flüssigkeit in dieser benachbarten Zelle ist zu der gezeigten Anordnung spiegelbildlich, so daß die Öffnung 42 mit einem ebensolchen Kanal in Verbindung steht, wie er am entgegengesetzten Ende der nächsten Zelle durch den Endteil 39 a des Strömungsteilers und das Randstück 38 gebildet wird. Die Flüssigkeit in der nächsten Zelle strömt dann in entgegengesetzter Richtung und tritt durch eine andere der Öffnung 42 in der ersten Zelle gleiche Öffnung am entgegengesetzten Ende der nächsten Elektrode aus. Die Flüssigkeit strömt in Reihe vor und zurück, und zwar von einer Zelle zur nächsten, bis sie durch die letzte oder die zwanzigste Zelle in jedem Zellenabschnitt fließt. Sie tritt dann am gleichen Ende der Zellenbatterie 7, an welchem sie zugeführt wurde, durch die Abführungsleitungen 19 a bis 19 c aus, die in das Zellenende in die der Öffnung 42 in den vorhergehenden Zellen entsprechende Stelle hineinragen (s. Fig. 10).
Die Zelle ist so gebaut und die Strömungsrichtungen sind so eingerichtet, daß Flüssigkeit und Gase in derselben Richtung strömen und in der Zelle eine erzwungene Zirkulation ohne Bindung von Gasen erfolgt. Die Gase treten gleichmäßig und kontinuierlich zusammen mit der oxydierten Lösung durch die Abführungsleitung 20 aus, und die Mischung gelangt von dort in den Gasabscheider. Die Gase werden abgeblasen und kontinuierlich auf ihren Sauerstoffgehalt hin analysiert. Dieser Sauerstoffgehalt bietet die Basis für die anschließend beschriebene Steuerung des Betriebs der Zelle. Um diesen gleichgerichteten Strom zu erzielen, ist der Boden der Zelle in einem Winkel Θ zur Horizontalen geneigt. Dieser Winkel beträgt in Fig. 1 etwa 30°. In Fig. 1 ist die Schmalseite oder das Ende der Zelle dargestellt. Der Abstandhalter oder Randteil 38 a jeder Elektrode neben der Abführungsöffnung 42 befindet sich somit am oberen Rand und der entgegengesetzte Randteil 38 b am unteren Rand. Die Flüssigkeit strömt in jeder Zelle von der Seite der unteren Kante zur Seite der oberen Kante, wobei das Gas mit aufsteigt.
Da die Zuführung zu jeder Zelle an dem Randteil 38 a erfolgt, ist am oberen Ende des Endteils des Strömungsteilers 39 a eine Umleitungsöffnung 43 vorgesehen (F i g. 9).
Durch die Öffnung entweicht das. von der Flüssigkeit von dieser Stelle nicht abgeführte Gas. Zur Erzielung des Gleichstromes kann die Zelle auch so gebaut werden, daß die Elektroden in anderen Winkeln oder senkrecht verlaufen.
Die Speiselösung wird der Zelle 7 mit einer Geschwindigkeit von etwa 151 bis 284 l/Min, und vorzugsweise von 170 bis 246 l/Min, zugeführt. Diese Strömungsgeschwindigkeit reicht aus, um rund um die Anode 28 eine Durchwirbelung zu schaffen und beträgt zweckmäßig etwa 10 bis 15 cm/Sek. über die Anode. Die Flußgeschwindigkeit steht auch mit der
durch den zugeführten Strom geregelten Oxydationsgeschwindigkeit und der Temperatur der Lösung, welche deren Aufnahmevermögen für Permanganat bestimmt, in Zusammenhang. So wählt man z. B. bei einem Strom von 1200 Amp. und entsprechender Bildung von etwa 5V2 kg Permanganat pro Minute bei einer Temperatur der Lösung von 62° C eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 228 l/Min.
Die von den äußersten Enden 37 der leitenden Elemente 34 gebildete freie leitende Kathodenoberfläche und die von den Netzen 32 und der darunterliegenden Oberfläche des Basisblechs 30 gebildete freie Anodenoberfläche werden so gewählt, daß man die richtigen Stromdichten erzielt. Die Spannung über jede Zelle ergibt sich aus der Stromdichte und dem Zellenwiderstand. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Widerstand gering, und die Spannung der einzelnen Zellen liegt zwischen etwa 2,3 und 2,8.
Fig. 11 der Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung, wobei die Anodenleistung gegen den Sauerstoffgehalt bei einer bestimmten Kathodenleistung der Zelle aufgetragen ist. Im Betrieb wird der Sauerstoffgehalt der Abgase gemessen, und die Anodenleistung wird dann aus der Kurve bestimmt. Die Erfindung arbeitet bei einer Anodenleistung von etwa 90 bis 92%. Die Leistung nimmt bei zu langsam fließendem Elektrolyt, bei zu geringer Manganatkonzentration in der Speiselösung oder bei Ansammlung von Abscheidungen auf der Anode ab. Wenn daher der Sauerstoffgehalt eine beträchtlich geringere Leistung, d. h. eine stärkere Elektrolyse von Wasser anzeigt, muß die Zuführungsgeschwindigkeit erhöht werden, um mehr Manganat der Oxydation zuzuführen und die gewünschte Anodenleistung wieder herzustellen. Das gleiche Ergebnis erzielt man andererseits auch durch Erhöhung der Manganatkonzentration in der Speiselösung.
Eine andere Möglichkeit zur Wiederherstellung der gewünschten Anodenleistung besteht in einer Herabsetzung der Stromdichte durch Senkung der Spannung. Wenn die Änderung nicht groß ist, kann die Änderung der Kathodenleistung unbeachtet bleiben, und zwar insbesondere bei einer hohen Kathodenleistung. Sonst muß eine andere Kurve herangezogen werden, welche der sich ergebenden anderen Kathodenleistung entspricht. Der Betrieb der Zelle wird somit leicht und zuverlässig auf Grund der Sauerstofferzeugung in der Zelle gesteuert. Wenn sich an der Anode so viele Ablagerungen ansammeln, daß der Betrieb nicht mehr rentabel ist, werden die Zellen
ίο gereinigt.
Die Zelle arbeitet bei einer elektrolytischen Gesamtleistung von 82% (erzeugtes Kaliumpermanganat verglichen mit dem verbrauchten Strom). Der Stromverbrauch ist gering und beträgt etwa 0,5 Kilowatt Gleichstrom pro Kilogramm erzeugtes handelsfähiges Kaliumpermanganat.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Dipolare Elektrode für die Herstellung von Kaliumpermanganat, gekennzeichnet durch eine leitende Metallblechanode (30), durch eine Vielzahl mit diesem Blech elektrisch verbundener, leitender Metallelemente (34), welche von über eine Oberfläche des Blechs verteilten, in Abständen befindlichen Stellen nach außen abstehen, und durch ein die Zwischenräume zwischen diesen abstehenden Elementen ausfüllendes Isoliermaterial (36), welches jedoch die äußersten, als Kathode wirkenden Enden (37) der abstehenden Elemente frei läßt.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Anode bildende leitende Metallblech (30) auf seiner Oberfläche (28) mit leitendem Drahtnetz (38) verbunden ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Oberfläche der Elektrode Strömungsteiler (39) aus einem isolierenden Material angeordnet sind.
4. Elektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material Polystyrol ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
609 568371 5.66 © Bundesdruckerei Berlin
DEC17514A 1957-01-09 1957-12-18 Elektrode fuer die Herstellung von Kaliumpermanganat Pending DE1216275B (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US633212A US2908620A (en) 1957-01-09 1957-01-09 Production of potassium permanganate
US782697A US3062734A (en) 1957-01-09 1958-12-24 Electrolytic cell and electrode therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1216275B true DE1216275B (de) 1966-05-12

Family

ID=27091826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC17514A Pending DE1216275B (de) 1957-01-09 1957-12-18 Elektrode fuer die Herstellung von Kaliumpermanganat

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3062734A (de)
DE (1) DE1216275B (de)
GB (1) GB860550A (de)
NL (1) NL6507834A (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5660712A (en) * 1995-06-07 1997-08-26 Carus, Iii; Paul Electrolytic production of potassium permanganate using a cationic membrane in an electrolytic cell
JP5238854B2 (ja) * 2010-08-27 2013-07-17 上村工業株式会社 電解再生処理装置
ITPD20130280A1 (it) * 2013-10-09 2015-04-10 Idropan Dell Orto Depuratori S R L Apparecchiatura per il trattamento di un fluido
AU2022230462A1 (en) 2021-03-01 2023-09-28 Verdagy, Inc. Systems and methods to make hydrogen gas
EP4105362A1 (de) 2021-06-16 2022-12-21 Atotech Deutschland GmbH & Co. KG Verfahren zur oxidation von manganspezies in einer behandlungsvorrichtung sowie behandlungsvorrichtung
EP4105361A1 (de) * 2021-06-16 2022-12-21 Atotech Deutschland GmbH & Co. KG Verfahren zur oxidation von manganspezies in einer behandlungsvorrichtung
WO2023056292A2 (en) 2021-09-28 2023-04-06 Verdagy, Inc. Systems and methods to make hydrogen gas with a steady-state ph differential

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1313246A (en) * 1919-08-19 Electrolytic process and anode
GB189409285A (en) * 1894-05-10 1895-04-13 Carl Kellner Improvements in or relating to Electrodes, and Method of Manufacturing the same.
US1152772A (en) * 1915-01-25 1915-09-07 Kimberly Clark Company Cathode for electrolytic cells.
US1365875A (en) * 1920-12-28 1921-01-18 Electrolytic cell
GB434165A (en) * 1934-02-24 1935-08-26 Adolf Koepke Improvements in electrolytic cells suitable for producing per-salts
NL67903C (de) * 1949-04-12 1951-05-15
CH302143A (de) * 1951-07-28 1954-10-15 Bamag Meguin Aktiengesellschaf Vorelektrode für Elektrolysezellen und Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode.
US2843537A (en) * 1957-01-09 1958-07-15 Carus Chemical Company Production of potassium permanganate
US2908620A (en) * 1957-01-09 1959-10-13 Carus Chemical Company Production of potassium permanganate

Also Published As

Publication number Publication date
GB860550A (en) 1961-02-08
US3062734A (en) 1962-11-06
NL6507834A (de) 1965-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2533319C2 (de)
DE2523950A1 (de) Elektrochemische vorrichtung und ihre verwendung
DE3516765A1 (de) Brennstoffzelle
DE3516766A1 (de) Brennstoffzelle
DE1592020A1 (de) Elektrolytische Zelle
DE2614728A1 (de) Bauteil fuer eine elektrochemische batterie
DE3542324A1 (de) Kurzschlussvorrichtung fuer elektrolytzellenstapel
DE2553032A1 (de) Kontaktschiene aus elektrisch leitendem material
DE2627142A1 (de) Elektrochemische zelle
DE1216275B (de) Elektrode fuer die Herstellung von Kaliumpermanganat
DE2923818A1 (de) Elektrodenabteil
DE2150814B2 (de) .Elektrolysezelle mit einer Kathode aus fließendem Quecksilber
DE3406797C2 (de) Beschichtete Ventilmetallanode zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen oder Metalloxiden
DE1496197A1 (de) Kaskadenbatterieanordnun? mit aus Isoliermaterial bestehenden Elektroden-Traegerelement?
DE1202988B (de) Aluminiumelektrolyseofen
DE2003885A1 (de) Elektrolysezelle
DE1496357B2 (de) Meerwasserbatterie bei welcher der deckel und der boden einer jeden zelle aus bzw eintrittskanaele fuer die die zelle durchstroemende elektrolytfluessigkeit hat
DE4438692A1 (de) Verfahren zur elektrochemischen Gewinnung der Metalle Kupfer, Zink, Blei, Nickel oder Kobalt
DE102011107383A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff mit hohem Wirkungsgrad un dessen Verwendungen
DE2853820C2 (de)
DE2933652C2 (de)
AT117009B (de) Elektrodenanordnung für elektrolytische Zersetzerzellen.
DE180562C (de)
DE3941056C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch gutleitenden Verbindung durch Reibschweißung und Stromleiter
DE2202739C2 (de) Wasserzersetzer