DE2046479B2

DE2046479B2 - Anodenanordnung in einer elektrolysezelle

Info

Publication number: DE2046479B2
Application number: DE19702046479
Authority: DE
Inventors: Jean Decines Hostein Charles Terrasson Mugnier Robert Lyon Berthoux, (Frankreich) COId 7 20
Original assignee: Fa Progil, Paris
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-21
Publication date: 1973-03-08
Also published as: NL7013849A; IL35330A; IL35330A0; CH518126A; DE2046479A1; GB1309107A; AT303076B; BE756437A; FR2058710A5; CA931525A; ES383767A1; LU61727A1; US3719578A; SE371371B; JPS4837520B1; NL150856B; PL81356B1; DE2046479C3

Description

3 ⁴

der Anoden, Veränderungen ihres Abstandes von Fig.2 eine abgewandelte Befestigung der Gewinden Kathoden und ähnlichen Faktoren zu suchen; debolzen, ebenfalls im Schnitt, und . befriedigende Ergebnisse wurden dabei jedoch nicht Fig.3 einen Schnitt einer Elektrolysezelle mit gefunden. über dem Anodenboden angeordneter Kathode.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu- 5 In den Zeichnungen ist eine Stromzuführungsgrunde, eine Anodenanordnung der eingangs be- platte 1 dargestellt, die über em an ihr befestigtes Anschriebenen Gattung derart weiterzubilden daß eine schlußstück 2 Anodenstrom erhält. Die Stromzufungleichmäßigere Verteilung des Anodenstroms er- rungsplattel weist an ihrer Oberseite eine Blecnaoreicht wird und auch nach längerem Betrieb erhalten deckung3 auf, die durch Schweißnahte mit einer unbleibt. ₁₀ teren Blechabdeckung verbunden ist, so daß die

Zu einer Lösung dieser Aufgabe hat erst die Er- Stromzuführungsplatte vollständig eingehüllt ist
kenntnis geführt, daß bei einer gattungsgemäßen An- In Gewindelöcher der Stromzufuhrungsplatte 1 odenanordnung die unterschiedlichen Wärmedeh- sind Gewindebolzen 4 eingeschraubt, die sich durch nungen der aus Kupfer, Aluminium od. dgl. beste- Löcher in der Blechabdeckung 3 nach außen erstrekhenden Stromzuführungsplatte oder -schienen einer- 15 ken und an denen mit Muttern 6 die Basisteile von seits und der aus Titan, Tantal od. dgl. bestehenden Anoden 7 befestigt sind, wobei zwischen der Mutter Blechabdeckung und Anoden andererseits die me- jedes Gewindebolzens und der Anode eine Bethv- <*hanische Vorspannung zwischen den Anoden und scheibe 8 angeordnet ist, die aus nicht korrodierender Blechabdeckung sowie zwischen dieser und der dem Metall oder einer Metallegierung besteht und Slronizuführungsplaite immer wieder verändert wird, 20 eine unmittelbare Berührung zwischen der Mu:;.; so daß sich auch der elektrische Übergangswider- und der Anodenbasis verhindert. Die Blechabde'·.-stand zwischen diesen Teilen in unkontrollierbarer kung 3. die Gewindebolzen 4 und die Muttern 6 bc ; Weise verändert. her. aus demselben Werkstoff.

Auf Grund dieser Erkenntnis wird die eingangs leder Gewindebolzen 4 weist einen Bund 9 auf. beschriebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge- 35 der an seinem Umfang gegen die Blechabdeckunc ^ löst, daß die Gewindebolzen unmittelbar in Gewin- durch eine Schweißnaht 5 abgedichtet ist. Bei de. delöcher der Stromzuführungsplatte eingeschraubt Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist der Bund 9 jedes und mit der Blechabdeckung auch bei gelösten Mut- Gewindebolzens 4 in einer Aussparung der Blech aK tern mittels Bunden flüssigkeitsdicht verbunden sind, deckung 3 aufgenommen, und seine Oberfläche lic: ι auf denen die zugehörigen Anoden unter dem Druck 30 in einer gemeinsamen Ebene mit der Oberfläche de; der Muttern aufliegen. Die Bunde ermöglichen es, Blechabdcckung; die Schweißnaht ist derart ausg^- unabhängig davon, ob die zugehörigen Muttern fest- führt, daß sich eine glatte Auflagefläche für die Ba.MS gezogen sind oder nicht eine bestimmte Vorspan- der Anoden 7 ergibt. Bei der Ausführungsform gc nung der Gewindeverbindungen zwischen den Ge- maß F i g. 2 liegt dagegen der Bund 9 jedes Gewindcwindebolzen und den Muttergewinden der Gewinde- 35 bolzens 4 auf der Blechabdeckung 3 auf.
löcher, in die sie eingeschraubt sind, aufrechtzuerhal- Der beschriebene Anodenboden ist gemäß F i g. 3 ten. Der Anolyt ist auch beim Auswechseln der Ano- in einer Elektrolysezelle aus Beton oder Polyester den daran gehindert, in die Gewindeverbindungen angeordnet. Falls die Elektrolysezelle aus Beton beeinzudringen. Infolgedessen bleibt der elektrische steht, ist die Anodenanordnung am äußeren Rand Gesamtübergangswiderstand zwischen den Stromzu- 40 der Stromzuführungsplatle 1 und ihrer Blechabdekführungsplatten oder -schienen und den Anoden im kung 3 durch eine Dichtung 11 abgedichtet, so daß wesentlichen konstant. ein Schutz gegen den Anolyten besteht. Das An-

Der Einfluß von Wärmedehnungen der Blechab- schlußslück2 ist innerhalb der Blechabdeckung 3

deckung auf die Einspannkräfte und damit auch auf durch eine Wand der Elektrolysezelle 10 nach außen

den Stromübergangswiderstand wird vollständig eli- 45 geführt und durch eine Schweißung 16 an der Strom-

miniert, wenn gemäß einem weiteren Erfindungs- zuführungsplatte 1 befestigt.

merkmal die Bunde der Gewindebolzen in je einer Nach dem Einbringen der Anodenanordnung ist

Aussparung der Blechabdeckung unmittelbar auf der eine Kathode 14 eingebaut worden; sie umfaßt eine

Stromzuführungsplatte aufliegen und oben mit der Batterie von Stangenkathoden 15 aus Metallgeflecht

Blechabdeckung bündig sind. 50 oder gelochtem Blech, auf dem ein Diaphragma an-

Es ist zweckmäßig, wenn die Bunde der Gewinde- geordnet ist.

bolzen mit der Blechabdeckung verschweißt sind. Die Anoden 7 weisen jeweils an ihrem oberen

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Ende einen Einschnitt auf und sind miteinander

Anoden auch in ihrem oberen Teil elektrisch leitend durch eine Gewindestange 12 mit Muttern und Ge-

miteinander verbunden. 55 genmuttern 13 verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- Die in der beschriebenen Weise befestigten Ano-

matischcr Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispic- den 7 lassen sich leicht abbauen und somit leicht re-

len näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt generieren, wenn sich ihre aktive Beschichtung abge-

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Stromzuführungs- nutzt hat. Es ist nicht erforderlich, die gesamte An-

platle mit Blechabdeckung und daran mit Gewinde- 60 Ordnung zu zerlegen, wenn eine Anode ersetzt wer-

bolzen befestigten Anoden, den soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims

21046 479 1 Patentansprüche:

1. Anodenanordnung in einer Elektrolysezelle Für die Verwendung von Metallanoden sind verfür wäßrige Alkalimetallhalogenid-Lösungen mit schiedene Möglichkeiten bekannt:

einem vom Anolyten überspülten Boden aus 5 In erster Linie ist bekanntgeworden (französische einer Stromzuführungsplatte aus Kupfer, Alumi- Patentschrift 1498 250), die Anoden unmittelbar mit nium oder anderem elektrisch gut leitenden Me- Stromverteilern zu verbinden, die von parallelen tall und einer Blechabdeckung aus gegen den An- Schienen aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen olyten beständigem Metall wie Titan, Tantal elektrisch gut leitenden Metall gebildet sind und im od. dgl. oder einer Legierung solcher Metalle und ao Inneren eines Mantels aus Titan oder einem anderen mit Metallanoden, die mit Gewindebolzen und Metall vergossen, verschweißt oder hartgelötet sind, -muttern aus dem gleichen Metall wie die Abdek- An jedem einzelnen auf diese Weise gebildeten Leikung und die Anoden am Boden befestigt sind, ter, dessen Maß denjenigen der Elektrolysezelle andadurch gekennzeichnet, daß die Ge- gepaßt sind, wird anschließend eine Anzahl Anoden windebolzen (4) unmittelbar in Gewindelöcher 15 entsprechend ihrer üblichen Verteilung in der Elekdcr Stromzuführungsplattfc (1) eingeschraubt und trolysezelle befestigt. Die Befestigung findet durch mit der Blechabdeckung (3) auch bei gelösten unmittelbares Festschweißen am Leiter statt oder da-Muttern (6) mittels Bunden (9) flüssigkeitsdicht durch, daß zuvor Flügel am Leiter befestigt werden, verbunden sind, auf denen die zugehörigen Ano- an denen die Anoden festgeschraubt werden. Die den (7) unter dem Druck der Muttern (6) auflie- 20 Leiter sind waagerecht und parallel angeordnet und gen. reichen von einer Seite der Elektrolysezelle zur ande-

2. Anodenanordnung nach Anspruch 1, da- ren; die Anoden sind zueinander parallel in einer durch gekennzeichnet, daß die Bunde (9) der Ge- senkrechten Ebene angeordnet. Die einzelnen Leiter windebolzen (4) in je einer Aussparung der Blech- erstrecken sich durch die Wand der Elektrolysezelle abdeckung (3) unmittelbar auf der Stromzufüh- 25 und sind anschließend in Gruppen zusammengefaßt rungsplatte (1) aufliegen und oben mit der Blech- und mit einem Stromanschluß verbunden,
abdeckung bündig sind. Bei einer anderen bekannten Anordnung (französi-

3. Anodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, sehe Patentschrift 1512 683) sind die Anoden an dadurch gekennzeichnet, daß die Bunde (9) der einem Stück aus Titan von der Form einer Mulde Gewindebolzen (4) mit der Blechabdeckung (3) 30 oder eines Beckens mit Gewindebolzen aus Titan beverschweißt sind. festigt, die sich durch die Anoden hindurch erstrecken

4. Anodenanordnung nach einem der An- und an Pratzen befestigt sind, die an der Basis des sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mulden- oder beckenförmigen Teils befestigt sind. Anoden (7) auch in ihrem oberen Teil elektrisch Als Abwandlung hiervon ist vorgesehen, an der mulleitend miteinander verbunden sind 35 den- oder beckenförmigen Platte parallele Rippen

auszubilden und die Anoden unmittelbar mit den

Rippen zu verschrauben. Das muldenförmige Teil

besteht aus dünnem Titanblech oder ähnlichem Metallblech, bedeckt die gesamte Oberfläche der Elek-

Die Erfindung betrifft eine Anodenanordnung in 40 trolysezelle und ist an einem verhältnismäßig dicken

einer Elektrolysezelle für wäßrige Alkalimetallhalo- Sockel aus Kupfer oder Aluminium befestigt, der

genid-Lösungen mit einem vom Anolyten überspül- zum Zuführen und Verteilen des Stroms dient und

ten Boden aus einer Stromzuführungsplatte aus Kup- aus einer einzigen Platte oder aus parallelen, der An-

fer, Aluminium oder anderem elektrisch gut leiten- Ordnung der Anoden entsprechenden Schienen be-

den Metall und einer Blechabdeckung aus gegen den 45 steht.

Anolyten beständigem Metall wie Titan, Tantal Schließlich sind die Anoden auch schon an L-för-

od. dgl. oder einer Legierung solcher Metalle und mit migen Titanplatten befestigt worden (britische Pa-

Metallanoden, die mit Gewindebolzen und -muttern tentschrift 1 125 493), die ihrerseits an einem Sockel

aus dem gleichen Metall wie die Abdeckung und die aus Titan befestigt sind, der senkrecht unterhalb der

Anoden am Boden befestigt sind. 5° L-förmigen Platten Stromzuführungsschienen aus

Es besteht seit längcrem das Bestreben, die früher Kupfer umfaßt.

allgemein üblichen Graphitanoden, die sich rasch ab- Bei all diesen bekannten Ausführungsformen ist

nutzen, durch Metallanoden zu ersetzen, deren Ober- an der Stromzuführungsschiene oder -platte aus

fläche eine Edelmetallbeschichtung aufweist und die Kupfer oder Aluminium eine Hülle oder Ummante-

insgesamt einer Aktivierungsbehandlung unterworfen 55 lung aus Titan oder entsprechendem Metall vorgese-

werden. Solche Anoden haben die Vorteile, daß sie hen, durch die der Strom auf dem Weg von der

maßbeständig und gegenüber dem Anolyten korro- Stromzuführungsschiene oder -platte zu den Anoden

sionsfest sind und im Gegensatz zu Graphitanoden hindurchgehen muß.

nicht abbröckeln und daher keine Verstopfung des Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde,

Diaphragmas herbeiführen können. Zusätzlich zu 60 daß bei diesen bekannten Anodenanordnungen auch

den Vorteilen, die sich aus ihrer chemischen Be- nach sorgfältiger Herstellung und Montage ihrer ein-

schaffenheit ergeben, hat die Verwendung von Me- zelnen Bestandteile im Betrieb sich immer wieder

tallanoden es ermöglicht, die Gestaltung und Herstel- eine ungleichmäßige Verteilung des Anodenstroms

lung des Anodenbodens selbst zu verbessern und zu einstellt; eine Erscheinung, die ^Hurch Verwendung

vereinfachen. Der Fortfall des Graphits ermöglicht es 65 von Metallanoden an Stelle der früher üblichen Gra-

nämlich, auf Werkstoffe wie Blei und Asphalt zu ver- phitanodcn gerade vermieden werden sollte. Es lag

ziehten, die bei bekannten Anordnungen die Aufgabe nahe, die Ursachen für die ungleichmäßige Verteilung

hatten, die Graphitanode zu befestigen, sie mit Strom des Anodenstroms in ungleichmäßiger Abnutzung