DE1567946A1 - Anode zur Erzeugung von Chlor - Google Patents

Description

• Anode zur Erzeugpi- #g von Chlor In der Chloralkalielektrolyse sind in neuester Zeit Anoden zur Erzeugung von Chlor bekanntgeworden,*deren elektrochemisch aktive Fläche eine Schicht aus Edelmetall, in der Regel Platin, besitzt. Solche Elektroden sind gegenüber den Medien der chlorenthaltenden Kochsalzsole und dem naseierenden Chlor inert und werden nicht verbraucht. Für die Chloralkalielektrolyse, speziell das Quecksilberamalgamverfahren.,.sind daher die platinierten Titananoden eine interessante Neuentwicklung, und es wurden verschiedene Anoden vorgeschlagen" die die bekannten Kohleanoden ersetzen sollen. So beschreibt die französi8che-Patentschrift 1 321 363 eine Anode-, bei der eine Kupferseele in einer Titanummantelung bis zum Grunde dieses Rohres führt und dort-mit einem Titangewinde in Art einer Senkschraube verbunden ist. Das Kupfer ist durch die Titanummantelung allseitig gegen die Einwirkung von Chlor und Sole geschützt, wobei der Titanmantel wiederum auf einem Steg steht, der mit Rippen mit der eigentlichen platinierten Fläche verbunden ist. Diese Konstruktion ist wegen der vielen Titanschweißnähte sehr aufwendig und besitzt einen kleinen Übergangsquerschnitt Kupfer-Titan. Bei größeren Strombelastungen haben Kupfer und Titan allein am Gewinde Kontakt, und das Ende der Kupferseele wird nur bei äußerst exakter Ausführung mit zur Kontaktgabe herangezogen. Löst sich im Betrieb die Kupferseele durch die unvermeidlichen Bewegungen im Bad, dann kann der Übergangswiderstand an der Kontaktztelle auf das Vielfache seines ursprünglichen Wertes ansteigen. Durch die auf diese Weise entstehende Wärme wird der Kontakt; an dieser Stelle aber noch schlechter. Man hat deshalb versucht, diese Verbindung mit einem Speziallot zu verfestigen; aber auch diese in der Ausführung-sehr empfindliche Verfahrensweise hat zu keinem brauchbaren Ergebnis geführt. In der französischen Patentschrift 1 217 952 wird eine plattenförmige Anode geschützt, die über die ganze Zelle ausgedehnt ist. Diese Form bedingt aber eine grundsätzlich neue Zellenkonstruktion und ist gegen gelegentliche Amalgamkurzschlüsse sehr empfindlich, da die Anoden nicht wie üblich hochgezogen werden können. Es sind außerdem Ausführungen bekannt, bei denen wegen der leichteren Handhabung Kupferseele, Titanummantelung und Platte trennbar konstruiert sind, wobei die Ummantelung mit einer Dichtung auf der Platte durch eine ebenfalls mit Dichtung vc,rsehenen Kontermutter auf der Platte festgepreßt wird. Der Kupferstab ist wie in der Ausführung gemäß französischer Patentschrift 1 321 363 über ein angeschweißtes kurzes Gewinde auf der Platte befestigt. Die Kontermutter wird auf dem Kupferstab aufgedreht. Diese Ausführung hat wegen des schlechten Gewindeübergangs in dem kurzen Stück die gleichen Nachteile wie die bereits angeführte Anode der französischen Patentschrift 1 321 363. Außerdem kommt hinzu, daß bei einem Fehler in der Dichtung der Kupferstab zerstört wird, wobei der Fehler zunächst nicht bemerkt wird, denn die Anode kann während des Betriebes nicht geöffnet werden, da sich eine Dichtungsfläche in der Zelle befindet. Es wurde nun eine stempelförmige Anode aus Titanmetall für die Chloralkalielektrolyse nach dem A.-iialgamverfahren gefunden, bestehend aus einem stromzuführenden Teil mit einer Seele aus Kupfer und einer elektrochemisch aktiven Platte, die mit einer Deckschicht aus Edelmetall versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferseele von einem dicht schließenden Titanmantel umgeben und in ein auf der Platte festgeschweißtes Gewindestück eingeschraubt wird, wobei der zwischen Titanmantel und Gewindestück entstehende Stoß mit Titan verschweißt wird.
• Die neue Anodenform, die vollständig geschlossen ist und keine Dichtungsfiächen enthält.. vermeidet die beschriebenen Nachteile der bisherigen Konstruktionen.-Die Kupferseele wird mit einem dicht schließenden Mantel aus Titan (z. B. durch Aufschrumpfen eines Titanrohres auf einen Kupferstab bzw. -rohr) umgeben und in ein auf der Anodenplatte festgeschweißtes Gewindestück aus Titan so eingesehraubt, daß nunmehr ein schmaler Spalt zwischen der Titanummantelung der Kupferseele und dem Titan-Gewindestück auf der Titanplatte übrig bleibt. Dieser Spalt wird verschweißt. Diese Arbeitsweise hat folgende Vorteile: Die Anode ist völlig dicht. Das Kupfer ist vollständig vom Chlor abgeschlossen. Es kann keine Zerstörung der stromleitenden Kupferseele .--lurch Und ichtigkeiten eIntreten. Durch den dichtschließenden Titanmantel nimmt die gesamte Länge des Stabes an der Kontaktübergabe Daher werden kleine Fehler in den Stromübergangsstellen durch Verschiebung der Linien des elektrischen Feldes ausgeglichen. Die Lösbarkeit von Stab und Platte ist nicht wesentlich beeinträchtigt, da es technisch nicht schwierig ist, die Schweißnaht wieder aufzusägen und dann Stab und Platte durch Aufschrauben wieder zu trennen. Besonders, da das Gewinde Kupfer-Titan nicht mit Fremdsubstanzen in Berührung kommt, ist ein Korrodieren des Gewindes oder sonstige Schwierigkeiten, die ein Aufschrauben erschweren können, nicht gegeben. Verwendet man als Stromzuführung (Kupferseele) ein Kupferrohr, dann ist das Innere der Anodenzuführung jederzeit einzusehen, und eventuell auftretende Fehler können sofort beseitigt werden.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden kurz geschildert; die Zahlen beziehen sich auf die Abbildung 1: Der Kupferanodenstift 1 ist mit einem dicht schließenden Mantel 2 umgeben und mit dem Gewinde 3 in dem auf der Platte 4 aufgeschweißten Gewindestück 5 verschraubt. Die Stoßstelle zwischen Titanmantel 2 und Gewindestück 5 wird an der Stelle 6 mit Titan zugeschweißt. Dadurch ist das Kupfer völlig von äußeren Einflüssen geschützt und wird nicht angegriffen. Wie Messungen zeigen, geht ein Teil des Stromes schon im zweiten Drittel der Titanummantelung vom Kupfer ins Titan über., so daß durch die vorliegende Ausführungsform ein kontinuierlicher Übergang des Stromes vom-Kupfer zum Titan möglich ist. Um den Widerstand noch weiter herabzusetzen, muß die Anodenplatte mindestens 5 mm dick sein, da sich sonst in der Platte selbst ein zu hoher Widerstand aufbaut und die Stromlinien zu sehr in der Mitte zusammengedrängt werden, was zu einem Verlust an aktiver Abscheidungsfläche führt. Die Verwendung einer Anodenplatte mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm ist durchaus möglich, hängt jedoch wegen des Titanpreises.im wesentlichen von wirtschaftlichen Überlegungen ab.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1) Anode aus Titanmetall für die Chloralkalielektrolyse nach dem Amalgarnverfahren, bestehend aus einem stromzuführenden Teil mit einer Seele aus Kupfer und einer elektrochemisch aktiven Platte, die mit einer Deckschicht aus Edelmetall versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferseele von einem dicht schließenden Titanmantel umgeben und in ein auf der Platte festgeschweißtes Gewindestück eingesehraubt wird, wobei der zwischen Titanmantel und Gewindestück entstehende Stoß mit Titan verschweißt wird.
2. 2) Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferseele allseitig von einem aufgeschweißten Titanmantel umgeben ist. 3) Anode nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenplatte mindestens 5 mm dick ist. 4) Anode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemisch aktive Platte mit einer Deckschicht aus Platin oder Platinlegierung versehen ist.