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Säurebeständiger Kunststoffbehälter für die elektrolytische Raffination
von Metallen Es ist bekannt, große sOurebeständige Behälter aus mit Quarzmehl, Quarzkies
und anderen korrosionabeständigen Stoffen gefUlltem Phenol-bzw. Harnstoff-Formaldehydharz
herzustellen (DP 446 853, DP 920 125). Obwohl Behälter dieser Art erhebliche Vorteile
gegendber mit säurebeständigen Kunstharzen, Hartgummi und dergleichen Uberzogenen
BehWltern åus bekannten Baustoffen, wie Stahlblech, Beton und dergleichen besitzen,
hat man sie bisher nicht für Behaleter zur elektrolytischen Raffination von Metallen,
wie Kupfer, verwendet. Einer der Gründe hierfür mag sein, daB man der Ansicht war,
daß Füllstoffzusatz die mechanischen Eigenschaften von Kunstharzen, wie z. B. Polyesterharzen,
Polyvinylchlorid und dergleichen nachteilig beeinflußt (H. Hagen, Glasfaserverstärkte
Kunststoffe, 2. Aufl., 1961, Seite 169, vorletzte Zeile bis Seite 170, Zeile 2 ;
Krekeler-Wick, Kunststoffhandbuch, Bd. II, Polyvinylchlorid, Münohen, 1963, Seite
480, insbesondere letzter Absatz). Bei Elektrolysewannen ist aber eine hohe mechanische
Beanspruchung unvermeidlich.
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-'.-Es wurde demgegenüber gefunden, daß Elektrolysebehälter aus mit
Quarzkorn gefülltem säurefestem Kunststoff horgestell-t werden können, wenn der
Quarz bezüglich Menge, KorngrößeundKorngrößenspektrumangepaßtdenimBetonbau gültigen
Regeln dem Kunstharz, das hier die Stelle des Zements vertritt, zugesetzt wird.
Es korben hierbei Mengen im Verhältnis von Kunstharz zuZuschlagstoffglic: etwa 1
: 6 bis etwa 1 : 10, vorzugsweise 1 : 7 in Betracht. Die. Körnung des Quarzes beträgt
vorteilhaft t bis 30 mm, vorzugsweise 0 bis 15 mm. Das Korngrößenspektrum entspricht
angenähert der im Betonbau üblichen Fuller-K. mit der Einhaltung dieser Kurve will
man eine möglichet große Dichtelagerung der abgestuften Körnung erreichen.
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Die Behälter nach der Erfindung können in einem Stück am Aufstellungsort
unter Verwendung der im Betonbau üblichen Verschalung hergestellt werden. Erleichtert
wird der Aufbau jedoch, wenn Wände und Boden oder Teile derselben vorgefertigt und
am Aufstellungsort zusammengebaut werden. Die Vorfertigung erfolgt vorteilhaft maschinell
mit Hilfe eines Rütteltisches. Entsprechend den Eigenschaften des Kunstharzes mu.
dabei die Rüttelfrequenz niedrig sein, z. B. 300 Schwingungen/min. Geeignet sind
Druckluftriittler, da sie eine Regulierung der Rüttelfrequenz erlauben. Die der
chemischen Einwirkung zugeneigte
Seite ist bei der Herstellung der
Fertigteile zweckmäßig die Oberseite. Das Harz sieht nämlich beim Rüttelvorgang
@@@ oben und es eiltsteht eine mit Harz angereicherte 'o.meitedesBehälters.Hierdurchistohnebesonderen
Überzug erhöhte Korrosionsfestigkeit gesichert. Der so hergestellteKunstharzbetohhatausgezeichnetemechanische
Eigenschaften ; vor allem ist auch das Schwindmaß gegenüber erheblich kleiner.
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@@ ausreichende machanische Festigkeit zu erzielen, muß selbstverständlich
eine geeignete Wandstärke gewählt werden, @ie sich natürlich auch nach den Gesamtabmessungen
des Be-@@ @ters richten muß ; die. Wandstärke kann wesentlich ver-' ringert werden,
ordnet man Zugbewehrungen dort an, wo die größten Zugbeanspruchungen auftreten.
Als Zugbewehrung muß aus us Sicherheitsgründen ein Material gewählt werden, das
gegendieauftretendechemischeKorrosionwiderstandsfähig ist, z. B. Glas oder korrosionsfeste
Stähle.
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Entsprechend dem Vorbild Spannbeton kann auch eine Vorsapnnung in
die Konstruktion eingeleitet werden. Dies ist möglich durch Einelgen von durchgehenden
Rundstäben aus korrosionsfestemStahlmitbeidseitigenGewinden.Entsprechend der statischen
Berechnung kann die Vorspannung z. B. mittels Momentenschlüssel erzielt werden.
Die Verpressung dos des Kanals, in dem der Rundstab liegt, erfolgt dann durch
reines
Kunstharz.
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Der Zusammenbau der vorgefertigten Teile des Behalters erfolgt durc
Verkleben, am besten mittels des als Bindemittel im Beton bereits verwendeten Kunstharzes.
Um den erforderlichen Klebedruck zu erhalten und um die Sicherh-eit der Klebestellen
zu vergrößern, werden die Verbindungsstellenvorteilhaftzusätzlichmiteinanderverschraubt.
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D-as Material der hierbei zu verwendenden Bolzen ist am best-en ebenfallskorrosionsfest,ebensowiediebereits
erwähnten Bewehrungsstäbe. Die Bolzenköpfe werden mit dem zum Kleben verwandten
Harz überdecktt UmeineerhöhteieherheitgegendenAustritt von flues-' sigem Behälterinhalt
durch die Klebefugen zu erzielen, werddie''e'vorteilhaftsoausgebildet)daßjededieser
Fugen in mehreren etwa senkrechten Ebenen verläuft.
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In den Abbildungen ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Elektrolysebenhälter
dargestellt.
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Abbildung 1 ist ein Längsschnitt durch den Elektrolysebehalter. h',
t tir hälter.
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.'::.'.r2':-.u:i..:,.:=,v-a,-Abbildung 3 i : st ein Teilgrundriß durch
eine Klebeverbindung
des Elektrolysebehälters in Höhe der Schraubbolzen,
die der zusätzlichen Sicherung der Klebeverbindung dienen.
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Abbildung 4 ist ein Teillängssohnitt durch den Elektrolysebehälter.
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In den Abbildungen ist ein Elektrolysebehälter gezeigt, der in natürlicher
Größe 2,72 m lang, 70 cm breit und 1,02 m hoch ist. Die Dicke der Langswände 1 und
der Querwände 2 beträgt 4 cm. Diese Wände besitzen Verstärkungen 3 von 6. cm Dicke.
Der Boden 4 ist 5 cm dick. Diese Abmessungen fUr einen Elektrolysebehälter sind
möglich bei einem Baumaterial, das aus einem Polyesterharz besteht, das mit Quarz
in einer Körnung von 0 bis 15 mm und mit einem Korngrößenspektrum entsprechend der
Fuller-Kurve im Verhältnis von Harz : Zuschlagstoff = 1 : 7 vermischt und auf dem
Rütteltisch in oben angegebemer Weise zu vorgefertigten Teilen geformt wurde. An
den Kantien 5 sind di-e Wande 1 und 2 ebenfalls verstärkt und so ausgebildet, daß
Stoßfugen 6 entstehen, die mehreren senkrechten Ebenen veralufen. Der Boden 4 ist
rundum mit einer Verstärkung 7 versehen, die eine Nut 8 besitzt. In diese sind die
Wände 1 und 2 eingesetzt. Die Fügten 6 und 9 sind mit Klebstoff ausgefüllt. Sämt-liche
Verbindungen der Einzelteile sind auBerdem durch die Schraubbolzen 10 zusätzlich
gesichert.
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Der beispielsweise dargestellte Behälter hat sich im
Elektrolysebetriebsenrgutbeänrt.Darüber-sictbesonders
vorteilhaftderWegfalleinerKorrosionucbauskleidung, wie sie bei den bekannten Säurebe@@lterm
nach otwendig war, wenn sie aus Kunstharz mit Füllstoff @ergestellt wurden. Außerdem
wird rifle te Sicher ieit dadurch bewirkt, daß der gesamte Behälterbaustoff korrosionsbeständig
ist. Eventuell auftretende Schäden werden sofort sichtbar und können schnell und
leicht reparicht werden.
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Der Bau einer Elek istsererleichtert'' geht viel schneller vor sich
als bei den bisher üblichen Betronbehältern. Die elektrische isolation ist @@@e
besondere Maßnahmengesichert.EineerheblicheGe'.yiohtsersparnisgej',-über den bisher
üblichen Beton- oder Metallbehältern ergibt bei Unterbringun g einer Elektrolyseanlage
in oberen Stockwerken die Möglichkeit, die Tragkonstruktion der entsprechenden Bauten
wesentlich leichter auszuführen.
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Außer dem oben genannten Polyester-Material kann auch ein mit Quarzkorn
gefüllter anderer Kunststoff vom noher KorrosionsbeständigkeitgegenSäurenverwendetwerden,wiez.B.
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Epoxid-Harz, Polyvinylchlorid oder Polyäthylen. Bei letzterem ist
es zweckmäßig, ein Polyäthylen zu verwenden, das gegen SpannunOsriBkorrosion bestandig
gemacht ist. Dies kann z. B. durch Bestrahlung mit schnellen Elektronen geschehen.
Die Auswahl des geeigneten Kunstharzes geschieht
aufgrund des bekannten
chemischen Angriffes und der gefo@uorted mes@anischen Eigenschaften. Als Zuschlagstoff
k@@ @@@ßer@@@@@r@@aterial auch jedes andere geeignete @@terial eingesetzt werden,
das dem Verwendungszweck der Ko@@truktion entspricht.