DE184516C

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Publication number: DE184516C
Application number: DENDAT184516D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1905 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von Zink, Magnesium und anderen Metallen aus sauren oder neutralen Lösungen, wie sie bei der Reduktion von Metall aus seinen Erzen oder aus Abfällen erhalten werden, beispielsweise auch zur AViedergewinnung von Zink aus erschöpften Batterielösungen.

ίο Bei den bekannten und vorgeschlagenen Formen von elektrolytischen Apparaten, in denen Zink, Magnesium oder andere Metalle in Quecksilber niedergeschlagen-werden, woraus sie später getrennt oder in der Form von Amalgam erhalten werden, sind die metallurgischen und elektrochemischen Schwierigkeiten des Arbeitsvorganges von einem wirt-■ schaftlichen Zustand weit entfernt.

Mittels der nachstehend beschriebenen Zelle kann nun eine vollkommene und einfache Entfernung der niedergeschlagenen Stoffe bei geringstem Verlust an Quecksilber und Verspritzen der elektrolytischen Lösung bewirkt werden. Die Zelle ist infolge der sehr geringen Entfernung der Elektroden sehr gedrängt und ergibt infolgedessen einen niedrigen inneren Widerstand und niedrige Spannung. Dadurch, daß der Niederschlag der Berührung mit der Lösung unmittelbar entzogen wird, kann ein sehr hoher Amperewirkungsgrad erzielt werden.

Eine Zelle, die mittels einer porösen Scheidewand von geringem Widerstand für den elektrischen Strom und verhältnismäßig hohem Widerstand gegen die Diffusion der Flüssigkeiten in zwei Abteilungen geteilt ist, wird in den Fällen angewandt, wo ein Stoff in dem Elektrolyten selbst durch Oxydation oder dadurch, daß er durch das an dem positiven Pole der Zelle abgetrennte elektronegative Element beeinflußt wird, chemisch geändert wird. Dort, wo dies nicht der Fall ist, wie beispielsweise, wenn eine Zinksulfatlösung mit einer Anode, die das negative Element aufnehmen kann, beispielsweise Blei, elektrolytisch zersetzt wird, wird eine Zelle aus nur einer Abteilung verwandt.

Die positive Elektrode der Zelle kann aus Kohle, Bleisuperoxyd oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die negative Elektrode wird aus einem Gefäß oder einer Mulde oder einer Reihe von solchen Gefäßen gebildet, die übereinander angeordnet sind, ein flüssiges Metall (Quecksilber) enthalten und untereinander \^rerbunden sind. Die Gefäße gestatten die leichte Entfernung der Niederschläge von außen her, ohne daß die Zelle auseinandergenommen werden muß. Die Gefäße oder Mulden ragen an der einen Seite einer Wand vor. Die Öffnungen in der Wand werden durch das in den Mulden enthaltene Quecksilber verschlossen.

Das der vorliegenden Einrichtung zugrunde liegende Prinzip kann Anwendung finden auf die Elektrolyse von Lösungen von Zinkchlorid, -sulfat und -sulfit, von Salzen des Magnesiums, Natriums und Kaliums erschöpften Batterielösungen, welche Zinksalze ge-

mischt mit reduzierten Salzen von Depolarisatoren, beispielsweise mit aus Bichromaten reduzierten Chromoxydsalzen enthalten, oder für die Wiedergewinnung von Gold und Silber. In Fällen, wie der Regenerierung von Batterielösungen, kann die Depolarisationsflüssigkeit, wie Chromsäure, gleichzeitig regeneriert werden.

Auf den Zeichnungen ist Fig. ι ein Grundriß einer Zelle gemäß der Erfindung. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. I. Fig. 3 ist eine Seitenansicht bezw. ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1. Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht einer Mulde.

Fig. 5 und 6 sind Grundriß und 'Seitenansicht des Endes eines Stromleiters. Fig. 7 ist ein Grundriß und Fig. 8 ein senkrechter Mittelschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 9 ist ein senk- rechter Mittelschnitt durch die bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 angewandte Mulde. Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine weitere abgeänderte Ausführungsform, und zwar ist Fig. 10 ein Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 11, während Fig. 11 ein Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 10 ist.

Die Grundplatte 1 sowie die Seitenwandungen 2 und die Rückwand 3 der in den Fig. i bis 6 dargestellten Zelle bestehen aus irgend einem geeigneten Stoffe. In der Grundplatte 1 und den Seitenwandungen 2 sind Rillen 4 und 5 vorgesehen, in welche die poröse Scheidewand 6, die vorteilhaft aus Ton besteht, eingesetzt wird. Auf diese Weise ist eine Abteilung 7 gebildet, welche die Elektrode 8 und die Lösung 9 enthält. Die Flüssigkeit kann aus der Abteilung mittels des Hahnes 10 abgelassen werden.

Eine zweite Abteilung 11 wird von einer Reihe von Mulden 12 gebildet. Jede dieser Mulden hat rechteckige Endwände 13, die an der Oberseite mit einem Einschnitt 14 und an der Unterseite mit einem Flansch 15 versehen sind. Die Mulden bilden zusammen mit den Flanschen 15 eine äußere Wand für die'Zelle. In die öffnungen dieser Wand sind die Mulden eingesetzt. Der Flansch der untersten Mulde ist in die Rille 16 der Grundplatte eingelassen. Die Seitenwände der Mulde ruhen auf der Grundplatte auf und sind an den Seitenwänden der Zelle befestigt. Die Mulden sind übereinander gestellt und ihre Seitenwände sind an den Seitenwänden der Zelle befestigt. Der Flansch 15 jeder höheren Mulde liegt in dem Einschnitt 14 der darunter liegenden Mulde, und zwar reichen die Flanschen der oberen Mulden in das Innere der darunter liegenden Mulden hinein. In das Innere der obersten Mulde reicht die an den Seitenwandungen der Zelle befestigte Wand 15 ^a hinein. Eine Röhre 17 reicht von dem Boden zum Kopfe jeder der Mulden. Diese Röhren bilden einen durch die Mulden verlaufenden Weg für den besseren Abzug des in der Abteilung 11 enthaltenen Gases und der Flüssigkeit. Diese Abteilung wird durch den Hahn 18 am Boden entleert. Eine Röhre 19 geht durch den Boden jeder Mulde hindurch, bis zu derjenigen Höhe, auf welcher der Spiegel des Quecksilbers erhalten werden soll. Die unterste Mulde ist mit einem Ablaßhahn 20 versehen, der durch die Grundplatte der Zelle hindurchreicht. Wenn aus dem Hahn 20" Quecksilber in die oberste Mulde fließt, dann fließt es von da durch sämtliche Mulden. Die Röhren 17 und 19 sind am entgegengesetzten Ende der Mulden angeordnet, und zwar sind sie bei den aufeinander folgenden Mulden versetzt, um einen schlangenförmigen Umlauf herbeizuführen.

Die geneigten Bodenwandungen I2^aund 12* der Mulden laufen an der Spitze I2^C zusammen. Diese Spitze I2^C und somit der tiefste Teil der Mulde liegt an der Außenseite der Flanschen 15, d.h. außerhalb des Elektrolysierraumes. Es ist daher möglich, die infolge der Schwere nach dem untersten Teil der Mulden zu fallenden Niederschläge ,· zu entfernen, ohne den Apparat auseinander nehmen zu müssen.

An den Flanschen 15, 15* sind die Stromzuleiter 21 befestigt, die in das darunter stehende Quecksilber eintauchen. Sämtliche Stromleiter 21 sind zu einer einzigen Elektrode mittels des Drahtes 24, der durch die Augen 23 der Stromleiter 21 hindurchgeht, vereinigt.

Es ist ersichtlich, daß die Teile leicht entfernbar oder auswechselbar sind, daß die Scheidewand 6 bei der Verwendung der Zelle für eine einzige Flüssigkeit weggelassen werden kann, und daß sowohl die Niederschläge wie die Flüssigkeiten leicht entfernt werden können.

Bei der in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsform haben die Mulden 25 runde Form und von ihrer Unterseite reichen die kreisförmigen Flanschen 26 herab. Der Flansch der untersten Mulde ist in die Grundplatte 27 eingesetzt. Die Flanschen der höheren Mulden tauchen in das Quecksilber in den unteren Mulden. In die oberste Mulde taucht ein besonderer Ringflansch 26 ^a. Die Ringflanschen, die in unter ihnen liegende Mulden eintauchen, haben Füße 28, die auf dem Boden der unteren Mulden auf ruhen. Stromleiter 29, die an den Ringflanschen befestigt sind und in das Quecksilber in den darunter liegenden

Mulden eintauchen, tragen die Arme 30, die durch die Stromzuführungsstange 31 verbunden sind. Auf diese Weise ist eine Elektrode geschaffen, die mit dem Quecksilber in jeder Mulde in Verbindung steht. Durch die mittlere kreisförmige Öffnung 32 jeder Mulde geht der poröse Zylinder 33 hindurch. Dieser ruht auf der Grundplatte auf und bildet eine Abteilung 34, die durch die Öffnung 35 entleert werden kann. Der Zylinder 33 und die aus den Mulden und ihren Flanschen bestehende Wand bilden eine Abteilung 36, die durch den Hahn 37 entleert wird. Die Abteilung 34 enthält die Elektrode 34 ^a. Das Quecksilber kann aus der untersten Mulde mittels des Hahnes 38 abgelassen werden. Sein Stand in den höheren Mulden wird geregelt durch die Überflußröhren 39. Das aus dem Hahn 38 ^a in die oberste Mulde gelassene Quecksilber gelangt auf diese Weise durch sämtliche Mulden.

Die Mulden sind außerdem mit den Röhren 40 für den Abzug von Gas und Flüssigkeit versehen. Die Röhren 39 und 40 sind zueinander versetzt, um einen besseren Umlauf zu erzielen. Um das Entweichen von Gasen zu erleichtern, sind die den Zylinder 33 umschließenden Öffnungen der Ringmulden an ihrem Umfange mit Rillen-32* versehen.

Nach Fig. 10 und 11 ist die Zelle mit der Grundplatte 41 und den Wandungen 42, 43, 44 am Boden mit der Mulde 45 versehen, die mit dem Inneren der Zelle in Verbindung steht und über die Wand 44 hinausragt. Der untere Teil der Wand 44 taucht in das in der Mulde enthaltene Quecksilber ein und wirkt als Verschluß für die Öffnung, um die Säure in der Zelle zu halten. In der Mulde sind unterhalb der Wand 44 auf den Zapfen 46 ^a die Zylinder 46 gelagert. Über der Wand 44 sind auf den Zapfen 47 ^a die Zylinder 47 gelagert. Diese Zylinder, die in irgend einer geeigneten Weise umgedreht werden, tragen die zu einem einzigen Teil vereinigten Stromzuleiter 48, vorteilhaft Kupferbänder, die sich durch die Batterielösung und den Quecksilberverschluß hindurchbewegen. Die in der Mulde entstehenden Amalgame hängen sich an die Kupfer- · bänder und gehen mit diesen nach oben durch die Zelle, von da über die oberen Zylinder und nach abwärts durch die Bürstvorrichtung 48 ^a. Diese entfernt die anhängenden Niederschläge und reinigt die Oberfläche der Kupferbänder, so daß diese in einer Beschaffenheit in das Quecksilber eintreten, die zur Aufnahme weiterer Niederschläge geeignet ist. An der Innenfläche der Mulde 45 ist die Elektrode 49 befestigt, die in das in der Mulde enthaltene Quecksilber eingetaucht ist. Die durch die Scheidewand 51 gebildete Abteilung 50 enthält die Elektrode 52.

Sämtliche Ausführungsformen der Einrichtung haben das Gemeinsame, daß das die elektrolytische Lösung enthaltende Gefäß eine Öffnung hat, die durch Quecksilber in einer Mulde verschlossen wird, zu welcher man von der Außenseite der Zelle gelangen kann und von der die Niederschläge entfernt werden können, ohne den Apparat auseinander zu nehmen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Zink, Magnesium und anderen Metallen mit Hilfe von Quecksilberkathoden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolysiergefäßes, dessen Kathodenraum nach außen hin durch eine oder mehrere übereinander angeordnete, mit Quecksilber gefüllte Mulden abgeschlossen ist, in die von oben her eine Wand bezw. ein von der darüber liegenden Mulde ausgehender Flansch hinabreicht.

2. Ausführungsform der Einrichtung für das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefste Stelle jeder Quecksilbermulde seitlich von dem herabhängenden Flansch nach außen zu liegen kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.