DE2121851C3

DE2121851C3 - Electrical conductor

Info

Publication number: DE2121851C3
Application number: DE19712121851
Authority: DE
Inventors: Kenji Takehara Hiroshima Sasaki (Japan)
Original assignee: Mitsui Mining & Smelting Co. Ltd, Tokio
Priority date: 1970-05-07
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1977-11-03

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung des Stromleiters und der Elektroden bei Elektrolysezellen für Metallsalze.The invention relates to an electrical connection between the conductor and the electrodes in electrolytic cells for metal salts.

Bei der Elektrolyse von Metallsalzen müssen die Elektroden in regelmäßigen Abständen aus der elektrolytischen Zelle herausgehoben werden, um den auf den Elektroden gebildeten Niederschlag zu entfernen. Die Verbindung muß dementsprechend in einer einfachen Weise lösbar und wiederherstellbar sein. Infolge der bei der Elektrolyse fließenden hohen Ströme tritt häufig eine Erwärmung des Leiters und damit eine erhöhte Oxydation seiner Oberfläche auf. Hierdurch steigt der Berührungswiderstar.d erheblich an, was zu einem entsprechenden Spannungsabfall führt. Hieraus ergeben sich Schwankungen bei der Durchführung der Elektrolyse und eine unzureichende Qualität der Endprodukte. Bislang verfügbare Mittel, wie beispielsweise ein Reinigungsvorgang mit Säure oder eine mechanische Zerstörung des Oxydfilmes führten zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen, da die Kontaktfläche sehr bald wieder oxydiert und zu einem erneuten Spannungsabfall führt.During the electrolysis of metal salts, the electrodes must be removed from the at regular intervals The electrolytic cell can be lifted out to remove the precipitate that has formed on the electrodes. The connection must accordingly be detachable and restorable in a simple manner. As a result of the high currents flowing during electrolysis, there is often a heating of the conductor and thus a increased oxidation of its surface. This increases the contact resistance significantly, which leads to leads to a corresponding voltage drop. This results in fluctuations in the implementation of the Electrolysis and poor end product quality. Funds available so far, such as a cleaning process with acid or a mechanical destruction of the oxide film led to unsatisfactory results as the contact surface will very soon re-oxidize and become one leads to another voltage drop.

Diese Probleme gewinnen besondere Bedeutung, da der Trend der Entwicklung zum Einsatz höherer Stromstärken führt, womit die Übertragung des Stromes auf die Elektroden zum kritischen Punkt wird.These problems gain particular importance as the trend of development towards the use of higher Current intensities leads, with which the transmission of the current to the electrodes becomes the critical point.

Nach der amerikanischen Patentschrift 30 64 229 ist es bereits bekannt, die elektrische Verbindung einzelner Elemente dadurch zu bewerkstelligen, daß man die mit den Elementen verbundenen Drahtenden in leitende Medien eintaucht bzw. in einen aus natürlichem oder synthetischem Gummi bestehenden Hohlkörper einsteckt, in dessen Hohlraum sich ein leitendes Medium befindet. Eine dieserart ausgebildete Leitungsverbindung eignet sich jedoch nur für sehr geringe Stromstärken und soll lediglich eine zu einer Lötstelle analoge, in einer einfachen Weise lösbare Kontaktstelle bilden.According to the American patent specification 30 64 229, it is already known, the electrical connection of individual To accomplish elements by converting the wire ends connected to the elements into conductive ones Media is immersed or inserted into a hollow body made of natural or synthetic rubber, in the cavity of which there is a conductive medium. A line connection designed in this way However, it is only suitable for very low currents and should only be one to a solder joint form analogous, in a simple manner detachable contact point.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 16 98 511 ist eine Rohrerdungsschelle bekannt, bei welcher mittels eines gelochten Kupferbandes oder auch eines Kiinfer- oder Messinggewebes Erdung erfolgen soll, wobei ggf. <\s das Gewebe mit einem leitfähigen Fett getränkt sein kann. Abgesehen davon, daß sich bei den hohen Temperaturen, die sich infolge der hohen Stromstärken bei der Elektrolyse innerhalb des Leiters bilden, das Fett verflüssigt und ablaufer, wird, kdnn auch diese Ausbildung eine Oxydation der Kontaktstellen nicht verhindern.From the German utility model 16 98 511 is a pipe earthing clamp is known, in which by means of a perforated copper tape or a Kiinfer- or brass fabric earthing should be carried out, where applicable <\ s the fabric can be impregnated with a conductive grease. Apart from that, at the high Temperatures that build up inside the conductor as a result of the high currents during electrolysis, the fat liquefied and drained, these too can Training does not prevent oxidation of the contact points.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie — wie zum Ablösen der Platten erforderlich - in einfacher Weise lösbar ist, große Stromstärken zu übertragen vermag und nicht der Gefahr unterliegt, daß durch die Oxydation des Leiters die Stromstärke absinkt.The invention is based on the object of providing an electrical connection of the type mentioned at the beginning to design that it - as required to detach the plates - is detachable in a simple manner, large Able to transmit currents and is not subject to the risk of oxidation of the conductor the amperage drops.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Leiter gelöst, der eine Längsvertiefung aufweist, in der eine schwammartige Masse angeordnet ist, die mit einer Zuleitung für eine leitende Flüssigkeit ausgerüstet ist, um die schwammartige Masse durch dauerndes oder intermittierendes Netzen mit leitenden Flüssigkeiten ständig feucht zu halten und durch einen mit den Elektroden in Verbindung stehenden Halter, der mit der schwammartigen Masse in ständiger, inniger Berührung steht.According to the invention, this object is achieved by a conductor which has a longitudinal recess in which a sponge-like mass is arranged, which is equipped with a feed line for a conductive liquid, around the sponge-like mass by continuous or intermittent wetting with conductive liquids to keep it constantly moist and by a holder connected to the electrodes and attached to the spongy mass is in constant, intimate contact.

Damit wurde eine elektrische Verbindung geschaffen, die einerseits leicht lösbar ist und andererseits nicht nur den Kontaktwiderstand vermindert sondern auch dessen Schwankungen auf einem Minimalwert hält.This creates an electrical connection that is easily detachable on the one hand and not only on the other reduces the contact resistance but also keeps its fluctuations to a minimum.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt bzw. zeigen im einzelnen:The invention is based on an exemplary embodiment with reference to the Drawings are explained in more detail. It shows or shows in detail:

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung in perspektivischer Sicht,F i g. 1 shows a schematic representation of the electrical connection according to the invention in perspective View,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Leiter gemäßFig. 2 shows a cross section through the conductor according to

Fig. 1,Fig. 1,

F i g. 3 die Änderung des Durchschnittswertes der Stromleitung zwischen den Elektroden und die Streuung des Spannungsabfalles zwischen dem Leiter und der entsprechenden Anode im Laufe der Zeit, wie dieses in Beispiel 1 angegeben ist,F i g. 3 the change in the average value of the current conduction between the electrodes and the scatter the voltage drop between the conductor and the corresponding anode over time, as shown in Example 1 is given,

F i g. 4 die Änderung des Spannungsabfalles zwischen dem Leiter und der entsprechenden Kathode im Verlauf der Zeit, wie dieses ebenfalls in Beispiel 1 beschrieben ist,F i g. 4 the change in the voltage drop between the conductor and the corresponding cathode in the course the time, as this is also described in Example 1,

Fig. 5 und 6 die Änderung des Spannungsabfalles zwischen dem Leiter und der Anode bzw. der Kathode im Laufe der Zeit, wie dies in Beispiel 2 näher beschrieben ist.Figures 5 and 6 show the change in voltage drop between the conductor and the anode and the cathode, respectively over time, as described in Example 2 in more detail.

In Fig. 1 ist der Leiter 1 dargestellt, der mit einer Längsvertiefung 2 versehen ist. Innerhalb der Längsvertiefung befindet sich eine schwammartige Masse 3, die beispielsweise aus einem Schwamm, einem Schwammgummi oder einem geschäumten Kunststoff bestehen kann. Die schwammartige Masse 3 füllt die Längsvertiefung 2 aus und ragt über die Oberfläche des Leiters 1 hinaus. An den (nicht dargestellten) Elektroden, ist ein Elektrodenhalter 4 befestigt, der sich auf der innerhalb des Leiters 1 befindlichen schwammartigen Masse 3 abstützt und diese zusammendrückt. In die Längsvertiefung 2 des Leiters 1 wird über eine Zuleitung eine leitende Flüssigkeit in einer solchen Menge zugeführt, daß der Verdampfungsverlust ausgeglichen wird. Dies kann durch kontinuierliches Auftropfen oder absatzweises Aufgießen erfolgen, um zu bewirken, daß der Teil der schwammartigen Masse, die mit dem F.lektrodenhalter in Berührung steht, während der gesamten Zeit in feuchtem Zustand gehalten wird. Der Querschnitt des Leiters läßt sich aus F i g. 2 erkennen.In Fig. 1, the conductor 1 is shown with a Longitudinal recess 2 is provided. Within the longitudinal recess there is a sponge-like mass 3, which consist for example of a sponge, a sponge rubber or a foamed plastic can. The sponge-like mass 3 fills the longitudinal recess 2 and protrudes over the surface of the conductor 1 out. To the (not shown) electrodes, an electrode holder 4 is attached, which is on the inside of the conductor 1 located spongy mass 3 and compresses them. In the longitudinal recess 2 of the conductor 1, a conductive liquid is supplied via a supply line in such an amount that that the evaporation loss is compensated. This can be done by continuous dripping or in batches Pouring is done to cause the part of the spongy mass to be covered with the electrode holder is in contact, is kept in a moist state the entire time. The cross section of the Head can be seen from FIG. 2 recognize.

Die leitende Flüssigkeit kann aus Wasser, verdünnterThe conductive liquid can be diluted from water

Säure, wie verdünnter Schwefelsäure, wäßrigem Alkali wie Natriumhydroxyd oder einem in Wasser gelöstem Salz, wie Kupfersulfat bestehen.Acid, such as dilute sulfuric acid, aqueous alkali such as sodium hydroxide or one dissolved in water Salt, such as copper sulfate.

Nachfolgende Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung noch näher erläutern:The following exemplary embodiments are intended to explain the invention in more detail:

example 1

Vor Beginn der Elektrolyse wird der Teil der Anode und der Kathode, der, wie in F i g. 1 ersichtlich, mit dem elektrischen Leiter in Berührung steht, in dem sich eine schwamrnartige Substanz befindet, wobei die leitende Flüssigkeit aus Wasser besteht, vom Oxydfilm bei reit durch Reinigen mit Schwefelsäure- bzw. abscheuern. Bedingungen der Elektrolyse:Before the start of the electrolysis, the part becomes the anode and the cathode, which, as shown in FIG. 1 can be seen, is in contact with the electrical conductor in which a Sponge-like substance is located, the conductive liquid consists of water, from the oxide film with reit by cleaning with sulfuric acid or scrubbing. Electrolysis Conditions:

Kathodenstromdichie
Anodenabstand
(Mitte zu Mitte)Cathode current dichie
Anode spacing
(Middle to middle)

220 A/m^J 100 mm220 A / m ^J 100 mm

Temperatur der
ElektrolyseTemperature of
electrolysis

Zusammensetzung des
LlcktrolvtcnComposition of
Lcktrolvtcn

Anzahl der Anoden
pro ZelleNumber of anodes
per cell

Anzahl der Kathoden
pro ZolleNumber of cathodes
per inch

bO CbO C

Kupfer 45 g/l
Schwefelsäure
190 g/lCopper 45 g / l
sulfuric acid
190 g / l

3535

Wenn die Elektrolyse unter den vorgehenden Bedingungen durchgcfühi i wird, ergeben sich im Kille der Anwendung eines Leiters gemäß der Erfindung und andererseits beim Arbeiten nach dem bekannten Stande der Technik vergleichbare Durchschnittsstruiwertc mi Hinblick auf den Spannungsabfall infolge des Beaihrungswidei'standes bei der angegebenen Zcllspanniing ■;nd dcir, kathodeiiMrom. Diese Went' sinJ in tier !ui'jendon Tabelle 1 zusammengestellt.If the electrolysis is carried out under the above conditions, the result of using a conductor according to the invention and, on the other hand, when working according to the known state of the art, is comparable average structural values with regard to the voltage drop due to the output width at the specified Zcllspanniing ■; nd dcir, cathodeiiMrom. These went 'sinJ compiled in tier! Ui'jendon Table 1.

table

Spannungsabfall zwischen Spapiumgsablall /wischen ZelKpaiinung Kathodenstrom
der Anodi. und dem Leiter eier kathode und dem LeiterVoltage drop between Spapiumgsablall / between ZelKpaiinung cathode current
the anodi. and the conductor egg cathode and the conductor

Durch- Streuung"'] Duieh-Through- scattering "'] Duieh-

schnittswert*) schnitt·,average value *) average,

Durch- Durch- Streu-Through- through- litter

sehnhtsw en*) schniuswert*) ung")sehnhtsw en *) schniuswert *) ung ")

Leiter gemäß der 4,5"Head according to the 4.5 "

Erfindunginvention

Gewöhnlicher Leiter 20,3Ordinary leader 20.3

1.50"·" 13,41.50 "·" 13.4

15.4 2.O-"
9.315.4 2.O- "
9.3

257257

333333

2b.7 ·■-31,3 2b.7 · ■ -31.3

*) Durchschnittswert bedeutet den Wert, der sich bei der Messung o.eN Spannungswertes der betreffenden Elektroden einmal am Tage ergibt;Berechnen des Durchschnittswerts der so gemessenen Spanminccn und Angabe eines Durchschnittswerts der su berechneten Angaben über die gesamte Dauer der F.lektmiyse.*) Average value means the value that was found once on the measurement of the voltage value of the electrodes concerned Days; Calculation of the average value of the span minccn thus measured and specification of an average value of the following calculated information over the entire duration of the F.lektmiyse.

**) Streuung bedeutet den Wert, der sich beim Messen des Wertes an jeder Llekimde einmal am Tage ergibt: Berechnen der normalen Abweichung auf der Basis der so gemessenen Werte und Angabe eines Durchschnitts der so berechneten Abv. eiehungen über die gesamte Dauer der Elektrolyse.**) Scatter means the value that results from measuring the value at each Llekimde once a day: Calculate the normal Deviation on the basis of the values measured in this way and specification of an average of the calculated Abv. relationships over the entire duration of the electrolysis.

In diesem Sinne zeigen die F i g. 3 und 4 die Änderungen des Spannungsabfalles an der Anode und der Kathode im Laufe der Zeit.In this sense, the FIGS. 3 and 4 the Changes in the voltage drop across the anode and cathode over time.

Example 2

Bei Anwendung der gleichen Apparatur wie in Beispiel 1, wobei jedoch die Stromdichte erhöht wurde. ließ man die Elektrolyse unter folgenden Bedingungen vor sich gehen.Using the same apparatus as in Example 1, except that the current density was increased. the electrolysis was allowed to proceed under the following conditions.

Elektrolysebedingungen:
Kathodenstromdichte
Anodenabstand
(Mitte zu Mitte)
Temperatur des
ElektrolytenElectrolysis Conditions:
Cathode current density
Anode spacing
(Middle to middle)
Temperature of
Electrolytes

300 A/m-100 mm 60° C300 A / m-100 mm 60 ° C

Kupfer 45 g/lCopper 45 g / l Schwefelsäuresulfuric acid 190 g/l190 g / l 2626th 2525th Zusammensetzung desComposition of ElektrolytenElectrolytes Anzahl der AnodenNumber of anodes pro Zelleper cell Anzahl der KathodenNumber of cathodes pro Zelleper cell

Der Vergleich der Durchschnittswerte und der Streuung bei Anwendung eines Leiters gemäß der vorliegenden Erfindung und im Vergleich hierzu beim Arbeiten nach dem bekannten Stande der Technik, im Hinb.ick auf den Spannungsabfall infolge des Beruhrungswiderstandes bei der angegebenen Zellspannung und dem Kathodenstrom während der Dauer der Elektrolyse, ergibt sich aus der folgenden Tabelle.The comparison of the average values and the scatter when using a conductor according to present invention and, in comparison, when working according to the known prior art, in Note the voltage drop due to contact resistance at the specified cell voltage and cathode current for the duration of the Electrolysis is shown in the table below.

Tabelle 11Table 11 Spannungsabfall /wischenVoltage drop / wipe SpaniHings;SpaniHings; iblall /v> ischeniblall / v> ischen /vrllspanming/ vrllspanming Kathode!Cathode! istromistrom SnSn reuregret Anode und LeiterAnode and conductor Kathode inCathode in id I euerid I your eii up.eii up. gG Durch- StreuungScattering I)UiCh-I) UiCh- Streuun;;Stray ;; DurchThrough Durch-Through- 1515th ,4 ", 4 " schnitt*· Wi¹Vicut * · Wi ¹ Vi schniusv. erschniusv. he vehniti^werivehniti ^ weri schnui'-wschnui'-w 7.4- 1.9-7.4- 1.9- 8.4"'"8.4 "'" 2.6'""2.6 '"" 296^m"296 ^m " 432 ^Λ 432 ^Λ 4141 .J.J Leiter gemäß derHead according to the Erfindunginvention 26,6 13,426.6 13.4 21,h21, h 14,514.5 i2$i2 $ 419419 Üblicher LeiterUsual leader

In den F i g. 5 und 6 ist die Änderung der Durchschnittswerte und der Streuung im Verlaufe der Zeit im Hinblick auf die Anode und die Kathode dargestellt.In the F i g. 5 and 6 is the change in the averages and the spread over the course of the year Time shown in terms of the anode and the cathode.

Example 3

Es wurde die Elektrolyse wie in Beispiel 1 nochmals durchgeführt unter Verwendung von verdünnter Schwefelsäure anstelle von Wasser als leitende Flüssigkeit. Die Ergebnisse waren fast die gleichen wie in Beispiel 1.The electrolysis was carried out again as in Example 1 using dilute Sulfuric acid instead of water as the conductive liquid. The results were almost the same as in Example 1.

Wie aus den vorhergehenden Beispielen klar sein dürfte, kann der elektrische Leiter gemäß der Erfindung den Spannungsabfall zwischen dem Leiter and der Elektrode auf etwa '/3 des Wertes vermindern, der sich im Falle eines üblichen elektrischen Leiters ergibt. Dabei ist die Ungleichmäßigkeit des Spannungsabfalls im Falle des ersteren deutlich vermindert im Vergleich mit der Anwendung des letzteren.As should be clear from the preceding examples, the electrical conductor according to the invention reduce the voltage drop between the conductor and the electrode to about 1/3 of the value that is in the case of a conventional electrical conductor. Here is the unevenness of the voltage drop in the case of the former, markedly reduced as compared with the use of the latter.

Besonders bei einer Erhöhung der Amperezahl kann ίο der vorliegende elektrische Leiter zu einer gesteigerten Wirksamkeit führen, und den Anstieg im Verbrauch dei elektrischen Energie vermindern.Especially when the amperage is increased, ίο the present electrical conductor can lead to an increased Efficiency, and reduce the increase in the consumption of electric power.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Connection of the current conductor and the electrodes in electrolysis cells for metal salts, characterized by the conductor (1. which has a longitudinal recess (2) in which a sponge-like mass (3) is arranged, which is equipped with a supply line for a conductive liquid, to keep the mass schwanimartige by constant or intermittent networks with conductive fluids constantly moist, and is through a stationary with the electrodes in conjunction holder (4), the sponge-like with the Ma. ^c se in continuous intimate contact.