DE1592443B1 - Elektrodensystem in einer Elektrolysezelle zur Braunsteinelektrolyse - Google Patents

Description

4. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kathodenrahmen (2,3) aus Flachstahl zusam-Der Kathodenrahmen als Träger der Kathoden ist nach den F i g. 1 bis 4 als rechteckiger Rahmen aus den hochkant gestellten Flachstahlprofilen 3 zusammengesetzt, wobei an den Schmalseiten ein nach außen weisender Flansch 4 vorgesehen ist, der die Auflageflächen für den Kathodenrahmen beim Einbau in die Elektrolysezelle bildet. Innerhalb des Kathodenrahmens sind, parallel zu den Schmalseiten und mit Abstand voneinander, aus Flachstahlprofilen bestehende Roststäbe 2 festgeschweißt. Auf jeden der beiden Flansche 4 ist, senkrecht nach oben weisend, ein aus Kupfer gefertigter Stromzuführungsbolzen 5 aufgesetzt und hart festgelötet. Die Anordnung, so

senden, angegossenen Stromzuführungsbolzen (8) 45 weit sie bis jetzt beschrieben ist, wird mit einer homoversehen sind. genen Verbleiung 14 versehen. Anschließend werden

7. Elektrodensystem nach einem der An- die streif enf örmigen, aus einer Bleilegierung bestehensprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kathodenbleche 1 an den Roststäben 2 angelötet, in den Elektrolyt eintauchende Querschnittsprofil und zwar aus technologischen Gründen an den Oberder Anoden nur konvexe Krümmungen aufweist, 50 kanten derselben, wie F i g. 4 zeigt. Die vorgesehene deren Krümmungsradius zwischen 5 und 75 mm, Belassung von Lücken zwischen den einzelnen Kathodenblechen begünstigt die Entstehen einer Strömung innerhalb des Elektrolyten, die zum Ausgleich von Konzentrationsunterschieden erwünscht ist.

Das Anodensystem des erfindungsgemäßen Elektrodensystems ist im Hinblick auf die Eigenschaften des an ihm abzuscheidenden Braunsteins andersartig ausgebildet. Die Anode ist aus Anodenrohren 6 zusammengesetzt. Die F i g. 7 zeigt einen Abschnitt

Anodenrohre (6) durch 1 bis 5, vorzugsweise 3, 60 eines solchen Anodenrohres 6, das aus einer Bleiübergeschobene Lochstreifen (12) gegeneinander legierung angefertigt ist. Das am unteren Ende offene

oder auch geschlossene Anodenrohr 6 ist am oberen Ende, wie F i g. 8 zeigt, auf einem Teil seiner Länge zunächst flachgedrückt und dann hakenförmig umgebogen. 5 bis 35, vorzugsweise 23, solcher Anodenrohre 6 sind mit einem lichten Abstand von 5 bis 50 mm, vorzugsweise 15 mm, parallel nebeneinander angeordnet. Einzelne Anodenrohre können dabei zur

vorzugsweise 15 mm, beträgt.

8. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen zwei Anodenrohren (6) zwischen 5 und 50 mm, vorzugsweise 15 mm, beträgt.

9. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die

versteift sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrodensystem in einer Elektrolysezelle zur Braunsteinelek-

Begünstigung der Elektrolytbewegung weggelassen werden. Die dabei entstehenden Lücken sollen in den sich ergebenden Rohrwänden gegeneinander versetzt sein. Zur gemeinsamen Halterung einer Anzahl von Anodenrohren 6 dienen Anodenhalter 7. Bei diesen Anodenhaltern 7 handelt es sich um aus einer Bleilegierung im einfachen Herdguß hergestellte Barren, an deren Ende aus dem gleichen Werkstoff ein Stromzuführungsbolzen 8 angegossen ist. Parallel zu jeder der beiden oberen Längskanten ist bereits im Gußstück eine Rille 11 vorgesehen, in die die Anodenrohre 6 mit dem hakenförmig umgebogenen oberen Ende nebeneinander eingehängt werden, um schließlich mittels eines Lötbrenners 13 ohne weiteren Zusatzwerkstoff mit dem Anodenhalter 7 verlötet zu werden. Entsprechend der Anbringung von zwei Rillen 11 je Anodenhalter 7 entstehen dabei zwei Reihen von Anodenrohren 6, wie es aus F i g. 6 ersichtlich ist. Diese ganze Anordnung liegt lose auf dem Anodentragbalken 9,10 auf, der seinerseits mit seinen beiden Enden, ebenso wie der Kathodenrahmen, unter Zwischenschaltung von Leisten aus Holz oder Kunststoff, auf dem Tragrahmen der Elektrolysezelle ruht und immer wieder verwendet werden kann. Mit Rücksicht auf das hohe Gewicht des Anodenhalters mit den beiden Rohrwänden besteht der Anodentragbalken aus einem beispielsweise rechteckigen Stahlprofil 10, das mit Blei oder einer Bleilegierung 9 umgössen ist. Um ein Verbiegen der Anodenrohre 6 zu verhindern, sind mehrere, Vorzugsweise drei, übereinanderliegende Reihen von Lochstreifen 12 aus einer Bleilegierung über die Anodenrohre 6 geschoben.

Das Elektrodensystem gemäß der Erfindung ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodensystem aus an Roststäben 2 in gemeinsamen Reihen hängend angelöteten Kathodenblechen 1 besteht und daß das Anodensystem aus in gemeinsamen Reihen hängend angeordneten Anodenrohren 6 gebildet ist, welche elektrisch gutleitend miteinander verbunden sind, wobei die Anodenrohre 6 an ihrem oberen Ende flach zusammengedrückt sowie hakenförmig umgebogen und mit ihren Umbiegungen beidseitig in in Anodenhaltern 7 eingearbeiteten Rillen 11 eingreifen sowie die Umbiegungen der Anodenrohre 6 mit den Anodenhaltern 7 verlötet sind.

Weiterhin kann das Elektrodensystem noch wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß

a) die Kathodenbleche 1 aus einer Bleilegierung bestehen;

b) die Anodenrohre 6 aus einer Bleilegierung bestehen;

c) Kathodenrahmen 2, 3 aus Flachstahl zusammen- -. gesetzt und homogen verbleit sind, wobei jeder der beiden an ihren Schmalseiten befindlichen Flansche 4 mit einem nach oben weisenden Stromzuführungsbolzen 5 versehen ist, welcher aus Kupfer besteht, hart aufgelötet und ebenfalls homogen verbleit ist;

d) Anodentragbalken 9 aus einem mit Blei oder einer Bleilegierung umgossenen Stahlprofil 10 von rechteckigem Querschnitt bestehen;

e) die aus einer Bleilegierung bestehenden Anodenhalter 7 auf der Oberseite mit je einem nach oben weisenden, angegeossenen Stromzuführungsbolzen 8 versehen sind;

f) das in den Elektrolyt eintauchende Querschnittsprofil der Anoden nur konvexe Krümmungen aufweist, deren Krümmungsradius zwischen 5 und 75 mm, vorzugsweise 15 mm, beträgt;

g) der lichte Abstand zwischen zwei Anodenrohren 6 zwischen 5 und 50 mm, vorzugsweise 15 mm, beträgt;

h) die Anodenrohre 6 durch 1 bis 5, vorzugsweise 3, übergeschobene Lochstreifen 12 gegeneinander versteift sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Elektrolysesystem sind die Kathodenbleche mit Abstand voneinander gutleitend an hochkant stehenden Roststäben befestigt, die parallel zueinander mit Abstand voneinander innerhalb eines rechteckigen, aus hochkant gestellten Stäben bestehenden, an der Oberkante der beiden Schmalseiten mit nach außen weisenden Flanschen versehenen Kathodenrahmens angeordnet sind.

Als Anoden sind gruppenweise und parallel zueinander in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Reihen von Kathodenblechen Rohre an Anodenhaltern aufgehängt und gutleitend damit verbunden, die lose auf den Anodentragbalken aufliegen, welche mit Abstand über und parallel zu den zugehörigen Kathodenblechen angeordnet sind. Hierbei ruhen die obengenannten Flansche des Kathodenrahmens auf den Schmalseiten und die beidseitigen Enden der Anodentragbalken auf den Längsseiten des Tragrahmens der Elektrolysezelle, wobei elektrisch nichtleitende Leisten aus beispielsweise Holz oder Kunststoff zwischengeschaltet sind. Der Kathodenrahmen ist, einschließlich der Roststäbe, aus Flachstahl zusammengesetzt und homogen verbleit. Jeder der beiden an den Schmalseiten derselben befindlichen Flansche ist mit einem nach oben weisenden Stromzuführungsbolzen aus Kupfer versehen, der hart aufgelötet und in die homogene Verbleiung einbezogen ist. Beide Flansche ruhen unter Zwischenschaltung von Leisten aus Holz oder Kunststoff auf dem Tragrahmen der Elektrolysezelle.

Die streifenförmigen Kathodenbleche sind an den Roststäben des Kathodenrahmens unter Belassung von Lücken zwischeneinander angelötet.

Aus Festigkeitsgründen bestehen die Anodentragbalken aus einem mit Blei oder mit einer Bleilegierung umgossenen Stahlprofil von rechteckigem Querschnitt.

Um die Strömung des Elektrolyten zum Ausgleich von Konzentrationsunterschieden zu begünstigen, sind in der Aneinanderreihung von Anodenrohren ein oder mehrere Anodenrohre in Abständen weggelassen. Die durch diese Maßnahme in den einzelnen Rohrwänden sich ergebenden Lücken sollen auf Luke zueinander stehen.

Der spezifisch schwere Braunstein wird bei der getroffenen Anordnung in dicker Schicht abgeschieden. Es wurde gefunden, daß die Abscheidung des Braunsteins an ebenen und konkaven Flächen zur Bildung von Rissen und Sprüngen in der aufgewachsenen Braunsteinschicht führt, die eine Gefährdung des Elektrodenmaterials durch Korrosion verursachen. Bei Abscheidung an konvexen Flächen mit Krümmungsradien zwischen 5 und 75 mm tritt diese Erscheinung jedoch nicht auf, wobei sich ein Krümmungsradius'von 15 mm bewährt hat.

Der lichte Abstand der einzelnen Anodenrohre voneinander ist kleiner als die Dicke der aufwachsen-

den Schicht, so daß der Braunstein zwischen den Anodenrohren allmählich zusammenwächst und nach und nach eine zusammenhängende Wand bildet.

Wenn die Anodenrohre gegeneinander durch 1 bis 5, vorzugsweise 3, übergeschobene Lochstreifen aus Bleiblech versteift sind, wird verhindert, daß sich die Anodenrohre während der Elektrolyse verbiegen. Ein solches Verbiegen der Anodenrohre führt nämlich im abgeschiedenen Braunstein zur Bildung von Rissen und damit zu einer Korrosion der Anodenrohre. Ebenso kann durch das Verbiegen der Anodenrohre eine unmittelbar Berührung der Anodenrohre mit den Kathodenblechen eintreten, wodurch ein Kurzschluß innerhalb des Elektrodensystems hervorgerufen wird.

Da die Anodenrohre bei der Braunsteinelektrolyse nur für eine Elektrolyseperiode evrwendet werden können, ist es von Vorteil, den Anodentragbalken vom Anodenhalter und den Anodenrohren zu trennen. Der Anodentragbalken, der aus Festigkeitsgründen nicht nur aus einer Bleilegierung bestehen kann, wird in einfacher Weise durch Umgießen eines Stahlprofils mit einer Bleilegierung angefertigt und kann immer wieder verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   trolyse, welches aus einem Kathoden- und einem Anodensystem besteht.

   Bei einem Elektrodensystem kommt es in erster Linie darauf an, eine große wirksame Elektroden-5 oberfläche in einem kleinen Raum unterzubringen, so daß auch die Abstände zwischen den einzelnen Elektroden klein werden und infolgedessen keine unnötigen Stromwärmeverluste entstehen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein

   1. Elektrodensystem in einer Elektrolysezelle zur Braunsteinelektrolyse, bestehend aus einem Kathoden- und einem Anodensystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodensystem aus an Roststäben (2) in gemeinsamen Reihen

   hängend angelöteten Kathodenblechen (1) besteht io Elektrodensystem zur Braunsteinelektrolyse zu schaf- und daß das Anodensystem aus in gemeinsamen fen, welches diese Forderungen erfüllt. Reihen hängend angeordneten Anodenrohren (6)
   gebildet ist, welche elektrisch gutleitend miteinander verbunden sind, wobei die Anodenrohre

   (6) an ihrem oberen Ende flach zusammengedrückt sowie hakenförmig umgebogen und mit ihren Umbiegungen beidseitig in in Anodenhaltern

   (7) eingearbeiteten Rillen (11) eingreifen sowie die Umbiegungen der Anodenrohre (6) mit den Anodenhaltern (7) verlötet sind.

   2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenbleche (1) aus einer Bleilegierung bestehen.

   3. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Anodenrohre (6) aus 25 nach der Schnittebene VI-VI in F i g. 5,

   einer Bleilegierung bestehen. F i g. 7 das obere Ende eines Anodenrohres vor

   der Zurichtung,
   F i g. 8 das obere Ende eines Anodenrohres nach

   der Zurichtung,

   mengesetzt und homogen verbleit sind, wobei 30 F i g. 9 die linke Hälfte der F i g. 6 in vergrößerter jeder der beiden an ihren Schmalseiten befind- Darstellung, liehen Flansche (4) mit einem nach oben weisenden Stromzuführungsbolzen (5) versehen ist, welcher aus Kupfer besteht, hart aufgelötet und ebenfalls homogen verbleit ist.

   5. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anodentragbalken (9) aus einem mit Blei oder einer Bleilegierung umgossenen Stahlprofil (10) von rechteckigem Querschnitt bestehen.

   6. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Bleilegierung bestehenden Anodenhalter (7) auf der Oberseite mit je einem nach oben wei-Das erfindungsgemäße Elektrodensystem sei zunächst an Hand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

   Fig. 1 einen Querschnitt durch das Kathodensystem nach der Schnittebene I-I in F i g. 3, F i g. 2 eine Draufsicht auf das Kathodensystem,

   F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Kathodensystem nach der Schnittebene III-III in den F i g. 1 und 2,

   F i g. 4 die rechte obere Ecke der F i g. 3 in vergrößertem Maßstab,

   F i g. 5 eine Längsansicht des Anodensystems, F i g. 6 einen Querschnitt durch das Anodensystem