DE1467224B2

DE1467224B2 - Anode fuer die chlor alkali elektrolyse nach dem quecksilber verfahren

Info

Publication number: DE1467224B2
Application number: DE19631467224
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yamasaki Yasuo Sugihara Kinzo Nakoso Shibata (Japan)
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1962-07-05
Filing date: 1963-06-21
Publication date: 1972-01-27
Also published as: US3345283A; DE1467224A1; BE634242A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anode für die Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Quecksilberverfahren.

Die zur Elektrolyse von Alkalisalzlösungen in Elektrolysezellen verwendeten Graphitanoden müssen gegen naszierendes Chlor widerstandsfähig sein, eine geringe Überspannung gegenüber Chlor besitzen und billig sein. Die üblichen Graphitanoden weisen jedoch Mängel auf. Namentlich sind sie gegen naszierenden Sauerstoff nicht widerstandsfähig.

In der Alkalisalzlösung liegen Hypochlorit-, Hydroxyl- und Sulfationen vor, die an der Anode entladen werden, wobei sich Sauerstoff entwickelt und ein Teil dieser Ionen unmittelbar unter Bildung von Kohlendioxyd mit der Graphitanode reagiert und außerdem die Bindung zerstört, durch die die feinen, die Graphitanode bildenden Teilchen zusammengehalten werden; schließlich wird die Anode mechanisch zerstört.

In dem Maße, in dem sich die Graphitanode verbraucht, fallen feine und grobe Stücke der zerstörten Anode auf die Oberfläche des kathodischen Amalgams und zersetzen das Natriumamalgam, wobei sich Wasserstoff entwickelt.

Wenn größere Mengen an Graphitstücken auf die Oberfläche des Amalgams fallen, vermischen sich diese mit dem Natriumamalgam und bilden Quecksilberbutter hoher Viskosität; diese haftet an der Oberfläche der kathodischen Eisenplatte, wodurch nicht nur das Fließen des Quecksilbers gehemmt wird, sondern auch die Menge des bedeckten Quecksilbers in der Elektrolysezelle ansteigt, die fließende Menge an Quecksilber gesenkt und die Konzentration an Natriumamalgam vergrößert wird, so daß ein Zerfall des Amalgams hervorgerufen wird und die Entwicklung von Wasserstoff stattfindet.

Dadurch wird nicht nur die Wirkung der elektrolytischen Zelle unterbrochen, sondern auch die Wirksamkeit des Stroms merklich gesenkt; beträgt die Konzentration an Natriumamalgam l°/₀, so verliert das kathodische Amalgam völlig seine Fließfähigkeit und haftet in Form einer Schicht an der Oberfläche der kathodischen Eisenplatte, wodurch sich große Mengen Wasserstoff entwickeln, so daß die Elektrolysezelle explodieren kann.

Mit der Steigerung der Stromdichte und einer Eihöhung der Temperatur in der Elektrolysezelle steigt die Menge des sich von der unteren Fläche der Anode entwickelnden Chlors und auch die mechanische Zerstörung der Graphitanode durch das Chlor, so daß deren Lebensdauer verkürzt und die Menge der feinen

ίο Teilchen der zerstörten Graphitanode vergrößert wird, die auf die Oberfläche des kathodischen Amalgams fallen.

Andererseits dringt der Elektrolyt wegen der porösen Beschaffenheit der Graphitanode in das Innere der Anode, und das Ausfüllen von Chlorionen in den Poren der Anode reicht nicht aus, so daß die Entladung von Wasserstoff- und Sulfationen erfolgt, sich Sauerstoff entwickelt und als Ergebnis die Anode anschwillt; dadurch ist sie einem oxydativen Verbrauch

ao unterworfen und wird zerstört.

Eine derartige schädliche Einwirkung wird durch das Ansteigen der Stromdichte verstärkt; der elektrische Widerstand und die Elektrolysierspannung werden erhöht, was ein Abfallen der ursprünglichen

»5 Elektrolysekraft zur Folge hat.

Wenn für die Stromzuführung zur Anodenplatte aus Graphit ebenfalls Graphit verwendet wird, zeigen sich folgende Mängel (der Einfachheit halber wird in der Folge die besagte Stromzuführung als Graphitpol bezeichnet):

Erstens hält der Graphitpol einer Belastung, die durch Zunahme der Stromdichte hervorgerufen wird, nicht stand, ferner entwickelt sich mehr Wärme, der Spannungsabfall wird größer.

Zweitens ist der Übergangswiderstand an der Verbindungsstelle zwischen Graphitpol und Anodenplatte sehr groß, es kann daher bei hoher Stromdichte nicht gearbeitet werden.

Drittens altert der Graphitpol, verbraucht sich in der Elektrolytlösung und muß nach wenigen Monaten entfernt werden.

Viertens korrodiert das Verbindungsteil von Graphitpol und Anodenplatte durch Einwirkung der Elektrolytlösung, wobei während des Betriebs dessen elektrischer Widerstand ansteigt.

Die geschilderten Nachteile verlangen für die Stromzuführung ein Metall, dessen elektrischer Widerstand geringer als der des Graphits ist, will man mit einer hohen Stromdichte von mehr als lOOAmp./dm³ arbeiten. Weiteres Erfordernis ist, die Stromzuführung zur Anodenplatte mit dieser in bestmöglicher Weise zu verbinden und dabei die Korrosion durch die Elektrolytlösung auszuschließen.

Gemäß der Erfindung erreicht man dies dadurch, daß die Anode für die Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Quecksilberverfahren aus einer Graphitplatte und einer mit einer Schutzschicht überzogenen, aus einem Metall geringeren elektrischen Widerstands als der Graphit selbst bestehenden Stromzuführung gebildet wird, die mit ihrem unteren sich verjüngenden und von der Schutzschicht freien Ende senkrecht in eine entsprechend gestaltete, mit einem chlorfesten Überzug

versehene Aussparung in der Oberfläche der Platte eingreift, mit der Maßgabe, daß zur Abdichtung der Verbindungsstelle auf der Oberfläche der Platte ein chlorfestes Bindemittel, das von einem Schutzring umgeben wird, aufgebracht ist.

Vorzugsweise besteht das Bindemittel zur Abdichtung aus Hartgummi, Polyesterharz, Vinylchloridharz, Furanharz, Zementkohle, gepulvertem Porzellan, Graphit allein oder in Mischung.

Der chlorfeste Überzug besteht zweckmäßig aus Chlornaphthalin, Chlorparaffin, chloriertem Fischöl oder Pflanzenöl oder synthetischem Latexharz.

Es ist bereits bekannt, eine Graphita node mit einem chlorfesten Material wie Chlorparaffin, Chlornaphthalin, chloriertem Fischöl oder Pflanzenöl od. dgl. zu behandeln und sie beim Diaphragmaverfahren zu verwenden.

Eine solche mit einem chlorfesten Material behandelte Anode eignet sich aber nicht für das Quecksilberverfahren, denn ihr Verbrauch schreitet rasch voran, oder es entwickelt sich in der Elektrolysezelle Wasserstoff.

Wo man bereits metallische Stromzuführungen für Graphitanoden verwendet hat, um große Mengen elektrischer Energie zuführen zu können, wirkt sich nachteilig der Eingriff des Elektrolyts aus, denn er dringt durch die Graphitanode und greift dabei die metallische Stromzuführung, wo diese sich mit dem Graphit der Anode verbindet, an. Die Folge ist, daß der elektrische Widerstand an der besagten Stelle sich stufenweise erhöht, bis schließlich die metallische Stromzuführung zur Anode aufgelöst wird, was letztlich zu einer Explosion der Elektrolysezelle führen muß. Daß der Elektrolyt im übrigen auch noch auf die vom Elektrolyten umspielten Teile der metallischen Stromzuführung korrodierend einwirkt, sei der Vollständigkeit halber noch erwähnt.

Bei zahlreichen Versuchen, in denen eine Anodenstromdichte von mehr als 100 Amp./dm² angewendet wurde, zeigte sich eine geringe Abnutzung der Anode nach der Erfindung. Sie besitzt also eine erhöhte Lebensdauer, ferner wurde festgestellt, daß die Anode auch über eine lange Zeitspanne nicht altert.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, welche beispielsweise Ausführungsformen erläutern. In diesen ist

F i g. 1 ein perspektivischer Querschnitt einer elektrolytischen Zelle zur Elektrolyse einer Alkalisalzlösung im Quecksilberverfahren, worin die Graphitanode dargestellt wird;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht und zeigt die Innenstruktur einsr üblichen Graphitanode;

F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht und zeigt die innere Struktur einer erfindungsgemäßen Graphitanode ;

F i g. 4 ist ein Ansicht der montierten Graphitanode;

F i g. 5 ist ein Querschnitt und zeigt den bearbeiteten Zustand der in F i g. 4 dargestellten Graphitanode;

F i g. 6 zeigt beispielsweise eine weitere Ausführungsform der Graphitanode;

F i g. 7 ist ein Querschnitt und zeigt den bearbeiteten Zustand der in F i g. 6 dargestellten Graphitanode;

F i g. 8 zeigt beispielsweise eine weitere Ausführunßsform der Graphitanode;

F i g. 9 ist ein Querschnitt und zeigt den bearbeiteten Zustand der in F i g. 8 dargestellten Graphitanode.

In F i g. 1 besteht die elektrolytische Zelle aus einem Zellkörper durch Verbindung von mit Gummi ausgekleideten Seitenwänden 1 mit einer kathodischen Grundplatte 3, wobei eine Gummidichtung 2 zwischengeschaltet ist. Die erfindungsgemäße Anode wird aus einer Anodenplatte 5 und einem Anodenpol 4 gebildet und taucht in eine Elektrolytlösung 7, mit der die

ίο elektrolytische Zelle gefüllt ist. Diese Anode ist aufgehängt und geht durch Öffnungen 12 a einer Deckplatte 12 auf der elektrolytischen Zelle in einer Entfernung von wenigen Millimetern von der Oberfläche der kathodischen Amalgamschicht 6. Es ist zu sehen, daß die Anodenplatte S im Querschnitt längs der Linie I-I von F i g. 1 aus Graphitteilchen 8 gebildet wird. Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ist der Anodenpol 4 unmittelbar mit einer Schutzschicht 13 überzogen, die aus einem gegen Chlor widerstandsfähigen Material wie Gummi, Kunststoff od. dgl. besteht, während der untere Teil vor der Elektrolytlösung 7 durch einen Schutzring 14, der aus einem gegen Chlor widerstandsfähigem Material wie mit Kunststoff behandelter Graphit, Hartgummi, Polyesterharz, Poly-.

vinylchlorid, Furanharz, Graphitkohle, pulverisiertem Porzellan oder Graphit besteht, geschützt ist.

F i g. 2 ist eine vergrößerte Modellansicht und zeigt den inneren Aufbau einer bisher üblichen Anode; daraus ist zu ersehen, daß die Poren des Graphits völlig eingebettet und mit Kunststoff gefüllt sind; deshalb bricht dieser Graphit bei der Elektrolyse wegen des Aufblähens des Kunststoffes vollständig auseinander, so daß große Graphitteilchen auf die Oberfläche des Quecksilbers fallen und die Entwicklung von Wasserstoff verursachen.

F i g. 3 ist eine vergrößerte Modellansicht und zeigt eine erfindungsgemäße Anodenplatte, wobei die Graphitteilchen 8 untereinander durch zähe Graphitstreif en 9 verbunden sind. An den Innen- und Außenwänden der durch die Graphitteilchen 8 und die zähen Graphitstreifen 9 gebildeten Bindung bildet sich ein haftender Kunststofflatex-Überzug und ein Raum 10 im Inneren dieses Gebietes durch Verdampfen des Kunstharzlatex.

F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anode, wobei der eine Schutzschicht 13 aufweisende Anodenpol 4 mit der Anodenplatte, die einer anschließend beschriebenen besonderen Behandlung unterzogen wurde, mit einem Schutzring 14 aus gegen Chlor widerstandsfähigem Material verbunden wurde. Weiterhin kann dieser Graphitanodenpol durch einen metallischen Anodenpol, beispielsweise aus Kupfer oder Messing, mit geringerem elektrischem Widerstand als der des Graphits, ersetzt werden. Wird ein derartiger metallischer Anodenpol verwendet, ist es wichtig, daß das Verbindungsteil von Anodenpol und Anodenplatte vor Korrosion durch das heiße, Chlor enthaltende Salzwasser geschützt wird. Aus diesem Grund sind besondere Schutzmaßnahmen vorgesehen. F i g. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie V-V von F i g. 4.

Eine zugespitzte Aussparung 16 ist in der Anodenplatte 5 vorgesehen. Eine Schicht 17 wird durch Ein- dringen von gegen Chlor widerstandsfähigen Stoffen wie Chlornaphthalin, Chlorparaffin, chloriertem Fischöl und pflanzlichem öl in die Anodenplatte unter Druck oder bei vermindertem Druck aus dem Innen-

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teil der Aussparung gebildet. Der bis zum Ansatz des Einige Ausführungsformen der üblichen Verfahren zugespitzten Teiles 15 vollständig mit der Schutz- zum Durchdringen der Poren einer Graphitanode schicht 13 überzogene Anodenpol 4 wird durch Pressen zwecks Beseitigung der schädlichen Porosität, der in den Vorsprung befestigt. Anschließend wird der Verringerung des Verbrauchs der Anode und der Ver-Schutzring 14 um die Schutzschicht 13 auf der Anoden- 5 größerung der ursprünglichen Graphiteinheit zur platte 5 mit einem gegen Chlor widerstandsfähigen Durchführung langfristiger kontinuierlicher Verfahren Bindemittel als Grund angeordnet, worauf ein gegen der elektrolytischen Zelle sollen nachstehend beChlor widerstandsfähiges Bindemittel 18 außerdem schrieben werden:
auf dem Verbindungsteil zwischen Anodenpol und

Anodenplatte aufgebracht wird, um das Eindringen io _{(1) FmleQ def Poren der Graphitanode mit Paraffinj} von Salzwasser vollständig zu verhindern.

F i g. 6 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt (2) Füllen der Poren der Graphitanode mit chlo-

eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfin- riertem Öl,

dung. Der die Schutzschicht 13 aufweisende Anoden- ,„. „..,, , ~ .,_,,. , . ^..
pol 4 wird direkt und fest durch einen Schrauben- 15 & Füllen der Poren der Graphitanode mit Chlorring 19: neben dem Schutzring 14 mit der Anoden- naphthalin,
platte 5 verbunden.

F i g. 7 zeigt einen Querschnitt längs Linie VII-VII Diese bekannten Verfahren weisen große Mängel von Fig. 6. Der Anodenpol 4 ist durch den züge- auf und sind nur etwas wirksam, sie sind bei Anoden spitzten Teil in gleicher Weise wie in F i g. 5 in der 20 elektrolytischer Zellen im Diaphragmaverfahren ge-Anodenplatte 5 befestigt, jedoch ist in diesem Falle eignet, können beim Quecksilberverfahren jedoch ein Schraubenring 19 unter dem Schutzring 14 ange- nicht angewendet werden. Die Technik dieser Einzelordnet und der untere Teil der Schutzschicht 13 mit verfahren wird nachstehend beschrieben:
einem· Sehraubgewinde21 versehen, auf den der Im ersten Falle, in dem die Graphitanode mit Schraubenring 19 geschraubt wird. Es soll bemerkt 25 Paraffin gefüllt wird, werden wie in F i g. 2 zu sehen werden, daß die Verbindung zwischen Anodenpol und ist, die Poren 10a mit Graphitteilchen 8 umgeben und Anodenplatte durch die oben erwähnte Ausbildung die Graphitstreifen 11 der Graphitanode einheitlich verstärkt und das Verbindungsteil vollkommen vor mit Paraffin gefüllt. Unterwirft man in diesem Falle dem Angriff durch Salzwasser geschützt wird. Insbe- die Anode einer Elektrolyse, treten nachstehende sondere bildet der Anodenpol 4 ein Stück mit dem 30 Folgen ein:

Schraubenring 19, der auf der Anodenplatte 5 durch Zunächst erreicht die Temperatur in der Elektrolytein gegen Chlor widerstandsfähiges Bindemittel 20 be- lösung 80 bis 90° C, wenn das Verfahren wie heute festigt ist. Da der Schutzring 14 außerdem über dem üblich bei hoher Stromdichte durchgeführt wird. Durch Schraubenring 19 durch ein chlorfestes Bindemittel 18 die Wärme beginnt das Paraffin im inneren Teil der verbunden ist, wird die Ablösung des Anodenpols 4 35 Anode zu schmelzen und fließt auf die Bodenfläche vom Schutzring 14 durch die Wärmeausdehnung bei der Anode; gleichzeitig wird es durch naszierendes steigender Temperatur völlig verhindert. Chlor in Paraffinchlorid umgewandelt, wodurch unter Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt Volumenausdehnung Chlorwasserstoff gas entsteht, so eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Er- daß der Graphit zerstört wird, damit fällt das Chlorid findung. Der eine Schutzschicht 13 aufweisende 40 auf die Oberfläche des kathodischen Quecksilbers und Anodenpol 4 ist mit der Anodenplatte 5 durch einen führt zu einer Entwicklung von Wasserstoff,
mit Schraubengewinde versehenen Ring 23 ver- Im zweiten Falle, in dem die Graphitanode mit schraubt. chloriertem Fischöl oder chloriertem pflanzlichem Öl F i g. 9 zeigt einen Querschnitt längs Linie IX-IX gefüllt wird, findet ein ähnlicher Vorgang wie im Falle von F i g. 8. 45 des Paraffins statt, und es kann kein Zusammenhalt Wie aus F i g. 9 zu ersehen ist, ist der Anodenpol 4 des Graphits wegen der Bildung einer Schutzschicht durch das zugespitzte Teil in gleicher Weise wie in auf der Oberfläche der teilweise chlorierten Anode F i g. 5 in der Anodenplatte 5 befestigt, jedoch ist der erzielt werden.

untere Teil der Schutzschicht 13 direkt mit einem Im Falle der mit Chlornaphthalin gefüllten Anode

Schraubgewinde 21 versehen, wobei nicht nur der 50 erfolgt ferner die Ausschwitzung und Chlorierung des

Ring 23 mit diesem Teil verschraubt ist, sondern auch Chlornaphthalins ziemlich langsam, jedoch treten fol-

ichraubenbohrungen in dem Ring 23 vorgesehen sind, gende Mängel auf :

Jer auf der Anodenplatte 5 durch aus chlorfestem Da die Poren oder Räume 10 a in der Anode vollvlaterial bestehenden Schrauben 22 verschraubt ist. ständig mit Chlornaphthalin gefüllt sind, wie in Zwischen dem Ring 23 und der Anodenplatte 5 wirkt 55 F i g. 2 zu sehen ist, verursacht dessen Blähung Risse las chlorfeste Bindemittel 18 als flüssige Dichtung. und Sprünge im Graphit, und die Ablösung erfolgt dementsprechend findet keine Ablösung des Schutz- an der Oberfläche der Anode, wodurch große Graphitinges 23 von der Anodenplatte 5 auf Grund der teilchen abfallen.

Värmeausdehnung des Anodenpols 4 statt; wegen der Da das Chlornaphthalin nicht an der Oberfläche der

iefestigung des Anodenpols 4 an der Anodenplatte 5 60 Graphitteilchen haftet und das Ganze abbindet, be-

nit Hilfe der Schrauben 22 wird die tragende Kraft wirkt in diesem Falle das Chlornaphthalin einen wei-

urch den Anodenpol 4 sehr verstärkt und die Ab- teren Vorgang, in dem es in Mischung mit Graphit-

jsung des Schutzringes 23 von der Anodenplatte 5 teilchen sich ablöst und von der Anode auf die Queck-

egen der Spannung des Anodenpols 4 völlig ver- silberoberfläche fällt, wodurch die Entwicklung von

indert, so daß kein Eindringen von Salzwasser statt- 65 Wasserstoff sehr heftig wird.

iidet. Außerdem liegt noch in Form von mit Kunstharz

Die bearbeitete Anodenplatte wird nachstehend behandeltem Graphit vor; geht man vom Aufbau

;nauer erläutert: dieser Substanz aus, so wird ein äußerst poröser Gra-

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phit als Rohmaterial verwendet, dessen Poren völlig harzes an den inneren und äußeren Wänden der Gramit Kunstharz gefüllt werden und ihm eine beton- phitporen wird nachstehend beschrieben: artige Struktur verleihen; aus diesem Grunde ver- Zunächst wird die Anode in ein Vakuumgefäß gebessert diese Substanz hauptsächlich den Widerstand geben, in dem die Luft in der Anode durch die saugende gegen Chemikalien und verhindert ein Durchsickern 5 Wirkung entfernt wird, worauf der Kunstharzlatex in derselben. Dementsprechend sind Wärmeleitfähigkeit das Vakuumgefäß gegossen und anschließend das und Dichtungseigenschaften dieses Produktes aus- Innere des Vakuumgefäßes einer Druckbehandlung gezeichnet; da die Poren jedoch völlig mit Kunstharz unterworfen wird, so daß der zähe Kunstharzfilm sich gefüllt sind, treten bei der Verwendung in der Elektro- anhaftend an den inneren und äußeren Wänden der lyse wegen der Aufblähung des Kunstharzes in den io Poren bildet, die Graphitteilchen verbindet und die Poren große Teilchen auf, die auf die Oberfläche des zähen Streifen einschließt.

Quecksilbers fallen und eine Entwicklung von Wasser- Beim Trocknen der Graphitanode nach dem Überstoff ergeben. ziehen mit Latex hängen Trockenzeit und Trocken-

Durch das nachstehend beschriebene Verfahren, bei temperatur von der Art und der Zusammensetzung

dem ein Verbrauch der Anode verhindert wird, werden 15 des Kunstharzes ab; ein völliges Haften des Kunstharz-

die oben erwähnten Mängel der üblichen Verfahren latexfilms kann durch Trocknen bei 50 bis 100° C und

beseitigt. 4 bis 10 Stunden erfolgen.

Die den in F i g. 3 dargestellten Aufbau aufwei- Die Wirkung auf die nach dem beschriebenen Versende Graphitanode wurde unter Verwendung von fahren behandelte Anode ist folgende: Kunstharzlatex hergestellt. Zähe Überzügen eines 20 In erster Linie besitzt der in den Poren der Anoden-Kunstharzes mit einer Dicke von 1 bis 10 μ werden platte gebildete Film aus Kunstharzlätex eine ausgeah den Innen- und Außenwänden der Anodenporen zeichnete Beständigkeit gegenüber Chlor sowie einen anhaftend hergestellt, so daß sie die inneren und sehr guten Wärmewiderstand; er ist auch genügend äußeren Flächen der Graphitteilchen 8 und der zähen widerstandsfähig gegenüber der plötzlichen Einwirkung Streifen 9 umschließen und fest verbinden, wodurch 25 von sich schnell entwickelndem Chlor und Sauerstoff ein Aufblähen und Zerfallen des Graphits verhindert aus der Anodenoberfläche bei Verwendung hoher werden kann. Stromdichte in der elektrolytischen Zelle, gegen Zerfall

Da die durch Verdampfung des im Kunstharzlatex durch Anschwellen und Schrumpfen der Anode, herenthaltenen Wassers gebildeten Räume 10 verbleiben, vorgerufen durch plötzlichen Temperaturwechsel, und treten außerdem auch keine Sprünge im Graphit durch 30 gegen mechanischen Verschleiß auf Grund der rei-Anschwellen des Kunstharzfilms auf, und da der benden Wirkung des Chlors auf der Oberfläche der Kunstharzfilm den elektrischen Strom nicht leitet, Anode.

wird ein Entladen der Chlor-, Hypochlorit- und Sulfat- Zweitens besitzt die Anode einen sehr geringen elek-

ionen verhindert; dadurch sind nicht nur die Poren irischen Widerstand, und auch die Elektrolysierspan-

im Graphit frei von einer Zersetzung, sondern auch 35 nung ist beim Arbeiten mit hoher Stromdichte äußerst

der Film kann durch eine sehr geringe Kunstharz- niedrig.

menge gebildet werden, wodurch im Vergleich mit Wird Metall mit einem geringen elektrischen Wider-

dem üblichen Verfahren die Behandlung der Anode stand als Anodenpol verwendet, so wird der zuge-

sehr wirtschaftlich und billig erfolgen kann. spitzte Teil desselben in die Elektrolytplatte gepaßt;

Außerdem kann der Kunstharzlatex der vorliegenden 40 nach zahlreichen Versuchen über den Anspitzwinkel

Erfindung einheitlich und vollständig auf die inneren und den Einpaßdruck konnte der Kontaktwiderstand

und äußeren Porenwände des Anodengraphits durch zwischen Anodenpol und Anodenplatte auf ein Viertel

ein besonderes Bindeverfahren aufgebracht werden, dessen eines Graphitpols verringert werden, so daß

so daß keine großen Graphitteilchen durch Ablösung keine Wärmeerzeugung auch bei hoher Stromdichte

von der Anodenoberfläche auftreten, und zwar auch 45 von über 100 Amp./dm² am Verbindungsteil stattfindet,

bei längerem Gebrauch der Anode nicht; dadurch Drittens ist im Auf bau des Verbindungsteils zwischen

wird eine Stabilisierung der Zwischenpoleinstellung Anodenpol und Anodenplatte der zugespitzte Teil mit

und eine Vereinfachung in der Zuführung der Anode nicht permeablem und chlorfestem Material völlig

sowie eine Verbesserung der Elektrolysespannung umgeben, und da die Anode derart konstruiert ist, daß

erreicht. 50 sie nicht nur vor Korrosion geschützt wird, sondern

Der für den oben erwähnten Zweck gemäß der vor- auch die Beanspruchung auf Grund der Wärmeausdeh-

liegenden Erfindung verwendete Kunstharzlatex besitzt nung und der Halterung aufnehmen kann, wird auch

folgende Eigenschaften: insbesondere ist der Latex die Elektrolysierspannung in günstiger Weise von der

chlorfest und wärmebeständig; er bildet bei 80 bis erfindungsgemäßen Anode über einen langen Zeitraum

90⁰C einen Film und zerfällt bei dieser Temperatur 55 aufrechterhalten.

nicht; außerdem dringt er ausgezeichnet in die Gra- Der metallische Anodenpol wird unmittelbar durch

phitporen ein. die Schutzschicht geschützt. Wenn die verbrauchte

Beispiele derartiger Kunstharzlatices sind folgende: Anodenplatte entfernt wird, ist es ebenfalls möglich,

Kopolymere oder einfache Polymere des Vinyliden- die Regeneration des Anodenpols vorzunehmen, indem

Chlorids, Vinylchlorids, Acrylnitril u. dgl. 60 die Schutzschicht des Anodenpols ausgetauscht wird.

Um das Eindringen des Latex zu verbessern, können Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dient

oberflächenaktive Verbindungen wie anionische Seife, das nachstehende Beispiel, nichtionische Seife usw. zugesetzt werden.

Die Kunstharzkonzentration dieses Latex liegt vor- Beispiel

zugsweise zwischen 5 und 50 % ^und hängt von der Art 65

der verwendeten Graphitanode und den angewandten Verfahrensbeispiel zur Herstellung einer festhaf-

Bedingungen ab. tenden Schicht aus Kunststofflatex an den inneren und

Das Verfahren zum Haftendmachen des Kunst- äußeren Wänden der Graphitanodenporen.

1

(1) Zusammensetzung des verwendeten Kunstharzlatex

Vinylidenchlorid-monomeres 70 %

Vinylchlorid-monomeres 30.%

Konzentration des Harzes 10%

Anionische Seife (in kleinen, aber wirksamen Mengen) zugesetzt

(2) Arbeitsweise

Vakuum 600 bis 700 mm Hg

Evakuierungszeit ... .. 30 bis 60 Minuten

Druck 3 bis 4 kg/cm²

Trocknungstemperatur 80°C

Trocknungszeit - 5 Stunden

Die Ergebnisse bei der Verwendung der beschriebenen Anode sind nachfolgend im Vergleich mit einer üblichen Anode aufgeführt:

224

10

	üb·	Erfindungs
Eigenschaften	Anode	gemäße Anode
Stromstärke, KiI. Amp. ..	80	80
Stromdichte, Amp./dm² ..	122	122
Elektrolysespannung, Volt	5,0 bis 5,1	4,5 bis 4,6
Temperatur der elektroly
tischen Zelle, ° C	80 bis 85	80 bis 85
Verwendungszeit der
Anode, Tage	8	16
Konzentration am Amal
gam Na, % ......	0,6	0,3
Konzentration des Wasser
stoffs in Chlor, %	0,1 bis 0,5	0 bis 0,1
Stromwirkung, %	95	' .97
Betriebsdauer der elektro-.
lytischen Zelle (nach Mo
naten) bis zur Säuberung ..	3 bis 4	:''6bis7 '.·
Verschleiß der Graphit
anode, kg/t NaOH ......	.3,5 bis 4,0	2,0 bis 2,5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen _;:

Claims

Patentanspruch:

Anode für die Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Quecksilberverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Graphitplatte (5) und einer mit einer Schutzschicht (13) überzogenen, aus einem Metall geringeren elektrischen Widerstandes als der Graphit selbst bestehenden Stromzuführung (4) gebildet wird, die mit ihrem unteren sich verjüngenden und von der Schutzschicht (13) freien Ende (15) senkrecht in eine entsprechend gestaltete, mit einem chlorfesten Überzug (17) versehene Aussparung (16) in der Oberfläche der Platte (5) eingreift, mit der Maßgabe, daß zur Abdichtung der Verbindungsstelle auf der Oberfläche der Platte (S) ein chlorfestes Bindemittel (18), das von einem Schutzring (14) umgeben wird, aufgebracht ist.