DE2150814A1

DE2150814A1 - Elektrolysezelle mit einer Kathode aus fliessendem Quecksilber

Info

Publication number: DE2150814A1
Application number: DE19712150814
Authority: DE
Inventors: Nora Vittorio De; Giovanni Trisoglio
Original assignee: Electronor Corp
Current assignee: De Nora Deutschland GmbH
Priority date: 1971-01-18
Filing date: 1971-10-12
Publication date: 1972-08-03
Also published as: DE2150814B2; US3725223A; DE2150814C3; FR2122461B1; GB1333289A; CA951271A; BE775395A; FR2122461A1

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE

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8 MÜNCHEN 2.

Case 173.034
3/th

EIECTROUOR CORPORATION, Panama City, Panama

Elektrolysezelle mit einer Kathode aus fliesendem Quecksilber

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle mit einer Kathode aus fließendem Quecksilber, die mit einer Vielzahl von abmeseungskonstanten Metallanoden, die weitmaschige Angriffsflächen aufweisen, und einem Elektrolyseepalt zwischen den Anodenoberflächen und der Quecksilberkathode versehen ist, der dem Strom des der Elektrolyse in diesem Spalt zu unterwerfenden Elektrolyten angepaßt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Elektrolyoeverfahren, bei dem abmessungskonstante Anoden verwandt werden.

Abmessungskonotante Anoden sind Metallanoden, die ihre Abmessungen während der Elektrolyse nicht verändern, wodurch sie sich gegenüber Graphitanoden auszeichnen, die allmählich vähiend der Elektrolyse, abgetragen werden, gemäß den Korrosionsverhältnissen in einer Elektrolysezelle, wodurch sie eine Vergrößerung des Elektrolyoespaltes verursachen und die Wirksamkeit der Elektro-Iyse verringern.

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Abmessungskonstante Anodon sind gewöhnlich aus einem Metall für Röhren, wie Titan oder Tantal, hergestellt, das gegenüber den Verhältnissen in einer Elektrolysezelle widerstandsfähig ist. Die Angriffsflächen der Titan- oder Tantals,noden sind mit einem elektrolytisch leitenden elektrokatalytischen Überzug aus einem Metall der Platingruppe oder einem Oxyd eines Metalles der Platingruppe oder einer Mischung aus Oxyden eines Metalles der Platingruppe mit Oxyden von Titan, Tantal oder anderen Metallen überzogen.

Elektrolysezellen, die mit abmessungskonstanten Anoden ausgerüstet sind, werden bei beträchtlich höheren Stromdichten betrieben, als ähnliche Zellen, die mit Graphitanoden ausgerüstet sind, und können daher bei höheren Temperaturen arbeiten. Während Graphit anöden in Quecksilb^rsellen für den Strom der Salzlösung vom Einlaß zum Auslaß der Zelle Hindernisse darstellen, wegen der Dicke der Graphitanoden, stellen abmessungskonstante Anoden ein kleineres Hindernis für den Salzlösungsstrom besonders in Zellen einer hohen Neigung dar, und treffen daher auf größere Temperatur gradient en. Leitwände sind im Zusammenhang mit Graphitanoden in Elektrolysezellen mit Kathoden aus flüssigem Quecksilber bereits verwandt worden. Dieses zeigen zum Beispiel die schweizer Patentschrift Hr. 235 756, die japanische Patentschrift Hr. 436 023, die italienische Patentschrift 790 278. " Diese Lei/fcwände sind jedoch für andere Zwecke verwandt worden als die im folgenden beschriebenen Leitwände, die in Verbindung mit relativ dünnen abmessungskonstanten Metallanoden in einer Elektrolysezelle mit Quecksilberkathode verwandt werden, die bei einer höheren Stromdichte betrieben wird, als sie bei der Verwendung von Graphitanoden erlaubt wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Elektrolysezellen mit abmessungskonstanten Anoden zu schaffen, die eine einheitlichere Wärmeverteilung in der Salzlösung von einem Ende zum anderen Ende der Zelle und eine größere Wärmeableitung aufweisen, und die wirksamer und beständiger arbeiten.

Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle ist mit Leitwänden ausge-

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rüstet, die zusammen mit abmessungskonstanten Anoden in waagerechten Quecksilberzellen verwandt werden und den Strom der Salzlösung vom Einlaß zum Auslaß dieser Zellen hemmen. Bei den erfindungsgemäßen Elektrolysezellen wird der Salzlösungöstrom direkt in und durch den Elektrolysespalt zwischen der Aktiv- oder Angriffsfläche der Anoden und der Oberfläche der flüssigen Quecksilberkathode geleitet.' Sie sind mit abmessungskonstanten Anoden ausgerüstet, die den Strom des Elektrolyten durch den Anodenspalt· und nach oben durch den Anodenaufbau beschleunigen, um eine schnelle Erneuerung des Elektrolyten im Anodenspalt und eine einheitlichere Elektrolyttemperatur zu fördern. Erfindungsgemäß wird dem Elektrolyten, der durch das weitmaschige Gitter oder die Öffnung in der Angriffsfläche der abmessungskonstanten Metallanode strömt, eine Stromkomponente nach oben verliehen, um der Elektrolytströmung duroh die Öffnung der Anode eine größere Krümmung zu geben. Die Leitbleche können an den abmessungskonstanten Anoden in bereits vorhandenen Quecksilberzellen installiert werden, ohne die Anoden aus" den Zellen nehmen zu müssen. Erfindungsgemäß sind Überlauföffnungen angebracht, die die Höhe des Elektrolyten steuern, der sich hinter jedem Leitblech staut. Die erfindungsgemäßen Leitbleche können auch verwandt werden, um die Zellenabdeckung bei Zellen, die mit einer biegsamen ZeI-lenabdeckung versehen sind, davor zu schützen, in den Elektrolyten zu tauchen und von dem vom Anodenraum freigesetzten Gas angegriffen zu werden.

Im folgenden wird eine beispielsweise bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin ist:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer typischen Art von abmessungskonstanten Metallanoden mit darauf installierten Leitblechen;

Pig. 2 eine Teilschnittansicht längs der Linie 2-2 in Pig. 1;

Pig. 2a eine ähnliche Ansicht wie Pig. 2, die eine Abänderung zeigt; . ·

Pig. 3 eine perspektivische Teilansicht einer Art von Anodenangriffsfläche ;

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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Art einer Anode, die eine "beschichtete Titaniumstabangriffsflache aufweist, und auf der ein Leitblech angebracht ist;

Pig. 5 eine perspektivische Teilansicht einer stabförmigen Anodenangriffsfläche;

Fig· 6 eine perspektivische Ansicht des Leifbleches, das in Fig. 1 und 4 gezeigt ist;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der linie 7-7 von Fig. 6; Fig. 8 eine perspektivische Seitenansicht einer Seite des

Leitbleches aus Fig. 6;

Fig. 9 die Ansicht einer leitwand, die Klammern zum Befestigen des leitbleches auf den Zuführungsstegen der Anode zeigt;

Fig. 10 teilweise eine perspektivische Ansicht, teilweise eine Schnittansicht einer typischen waagerechten Quecksilberzelle, die ein leitblech zeigt, das an einei abmessungskonstanten Anode, die darin verwandt wird, angebracht ictj

Fig. 11 eine Sohnittansicht genau längs der linie 11-11 in Fig. .10 und

Fig. 12 eine geänderte Schnittansicht einer typißchen waagerechten Quccksilberzelle genau längs der linie 12-12 in Fig. 10.

Eine Ausführungsform der abmessungskonstanten Metallanode A, die " bei der vorliegenden Erfindung verwandt wird, umfaßt eine Angriffsfläche 1 oder 2, aus einer Titan- oder Tantalgittergrundplatte, die mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen ist, der die Chloridionenentladung katalysieren kann. Ein solcher Überzug besteht aus einem Hauptanteil von Titandioxyd (TiOp) oder Tantalpentoxyd (Ta₂O₁-) zusammen mit einem kleineren Anteil einer Dotierungsmischung, der in der lage ist, das Titandioxyd halbleitend zu machen, und einem Oxyd oder einer Mischung von Oxyden eines Metalles der Platingruppe, das die Chloridionenentladung von der Oberfläche der Anode aus katalysieren kann. Andere abmessungskonstante Anoden und andere elektrokatalytisch aktive Überzüge, wie zum Beispiel Überzüge aus galvanischen oder chemischen niederschlagen einoG Metalles der Platingruppe, kön-

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nen verwandt werden. Die Angriffsflächen 1 oder 2 weisen annähernd eine Dicke von 1 bis 3 mm auf und die Lücken oder weiten Räume zwischen den Gitterteilen oder den Stäben der Angriffsflächen bilden zwischen 40 und 60 $, vorzugsweise zwischen 50 bis 53 ί der Oberfläche der Angriffsflächen 1 oder 2. Der für die Beschreibung der Angriffsflächen der Anoden benutzte Ausdruck "Gitter" schließt auch dünne Bleche aus Titan oder Tantal oder Legierungen aus Titan oder Tantal in großporiger oder aufgeweiteter !Form, Drahtgitter und ITetze, Walzdraht gitter, durchbohrtes und geschlitztes Titan- oder Tantalblech, Stäbe im Abstand voneinander oder Halbrundformen und ähnliches ein. Die Bezeichnung "Titan" und "Tantal" umfaßt auch Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen.

Die Angriffsflächen 1 oder 2 sind durch Schweißen,. bieten oder andere Verbindungen mit einer Vielzahl von den Sekundärstrom leitenden Querstreben 3 verbunden, die quer durch die Elektrolysezelle verlaufen. Die Streben 3 sind mit den den Primärstrom leitenden Streben 4 verbunden, die längs durch die Zelle verlaufen, und die wiederum mit Kupferleitungen 5 verbunden sind, durch die der Strom in die Zelle geleitet wird. Die Kupferzuleitungen 5 sind mit den Leiterstreben 4 durch ein innen mit einem Schraubengewinde versehenes Titanauge 6 verbunden, oder an den den Primärstrom leitenden Streben 4 angeschweißt oder anderweitig befestigt. In der Figur sind acht sekundärstromleitende Querstreben 3 und zv/ei primärstromleitende Streben 4 zu sehen, jedoch ist die Zahl der Primär- und Sekundärleiterstreben nicht bestimmt, sondern ändert sich in Abhängigkeit von der Größe und der Ausbildung der Zelle. Auch ihre Richtung innerhalb der Zelle ist nicht bedenklich. Die Zahl der primären und sekundären Leiterstreben kann größer oder kleiner werden, sie sollten jedoch in ihrer Größe der Leitfähigkeit des Metalles angepaßt sein, um die erforderliche Strommenge zur Anodenoberfläohe zu transportieren, und einheitlich über die Angriffsfläche der Anode zu verteilen. Die primäre Leiterntrebe 4 kann auf der sekundären Leiterstrebe 3 sitzen und darauf geschweißt sein oder sie kann in Nute der Streben 3 eingerastet und angeschweißt sein. Die sekundären und primären Leiterstreben sind vorzugsweise im rechten Winkel zu-

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einander zur "besseren Stromverteilung angeordnet, jedoch ist auch eine leichte Abweichung von der 9O°~Verbindung zulässig.

Wie in 3?ig. 3 erläutert, ist das auseinandergezogene Eitangitter, das als Angriffsfläche 1 benutzt wird, mit diamant ge formten Öffnungen 1a im Gitter versehen. Me offenen Flächen 1a der Angriffsflächen "können zwischen 40 bis 60 ^σβ> (vorzugsweise 50 bis 53 $) der gesamten Oberfläche der Angriffsfläche 1 ausmachen. Die sekundären leiterstreben 3 sind vorzugsweise bei 3a auf die Angriffsfläche 1 im rechten Winkel zu der größeren Diagonale der diamantgeformten Öffnungen aufgeschweißt, während die primären Leiterstreben 4'parallel zu der größeren Diagonale der diamantgeformten Öffnungen verlaufen. Diese Anordnung führt zu einer besseren Stromverteilung längs der Angriffsfläche 1 und zu einem besseren !Freisetzen 'md Entweichen des Gases von der Oberfläche der Anoden.

Die Augen 6 sind vorzugsweise innen mit einem Gewinde versehen, um das Schraubengewinde am 3?uße der Kupferzuleitungen 5 aufzunehmen. Sitanmanschetten 7 umgeben die Kupfer Zuleitungen 5 im Inneren der Zelle und reichen von den Augen 6 bis zu der biegsamen Zellenabdeckung 8 (Pig. 11 und 12), um die Zuleitungen vor der Korrosion durch Elektrolyt und Zellgas zu schützen. Anstelle der Manschetten 7 können auch andere schützende Ioslierungen, wie Gummi, Neopren oder andere Kunststoffe, die gegenüber den Elektrolyoezellverhältnissen widerstandsfähig sind, benutzt werden, um die Zuleitungen 5 zu schützen. Die Manschetten 7 sind dicht an die Augen 6 und die biegsame Bedeckung 8 angeschlossen, um das Eindringen von Gas oder flüssigkeit in das Innere der Manschetten 7 zu verhindern. Die Manschetten 7 können an die Augen 6 geschweißt sein, oder von den Augen 6 getrennt sein, wie bei 7a in dem auseinandergezogenen linken Seil der Fig. 1 gezeigt wird. Die Verwendung von getrennten Manschetten 7 erlaubt es, die Anodenteile 1, 2, 3 und 4 als eine flache Anordnung aneinander anzuordnen oder zu schweißen, die wenig Raum beim Versand erfordert und es gestattet, die Manschetten 7 getrennt zu. versenden und am Ort der Verwendung an den Augen 6 anzubringen. Auf der reohten Seite der Pig. 1 und 4 sind zur besseren Erläu-

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terung der Anordnung die Manschetten 7 oder 7a fortgelassen worden.

Wenn die Manschetten 7a von den Augen 6 getrennt sind, sind sie an den Augen und an der biegsamen Zellabdeckung 8 durch eine Plüssigkeitsdichtung abgedichtet. Die Manschetten 7 oder 7a können, wie in Pig. 2 erläutert., um die Augen 6 befestigt sein. Anstelle der Verschraubung der Kupferzuleitungen 5 in die mit einem Gewinde versehenen litanaugen 6 können die Zuleitungen 5 auch in die Löcher 6a in den Leiterstreben 4 geschraubt sein, wie in Pig. 2a erläutert, und die Manschetten 7 können direkt auf die Leiterstreben 4 aufgeschweißt sein.

Bei dem montierten Gebilde umgeben und schützen die flüssigkeitsuntf gasbeständigen Titanmanschetten 7 oder 7a die Kupferzuleitungen 5 vor den Korrosionsverhältnißsen im Inneren der Zelle.

Wie in Pig. 4 "und 5 erläutert, können die Angriffsflachen 2 der Anoden A aus kreisrund, viereckig oder anderweitig geformten Stäben 2a hergestellt sein, bei 9 auf die Sekundärleiterstreben geschweißt und mit einem elektrisch leitenden elektrokatalytisehen Üborzug versehen sein.

Beim Gebrauch ist eine Vielzahl von abmessungskonstanten Metallanoden, wie sie oben beschrieben sind, in das Becken 10a der Elektrolysezelle 10 mit einer Kathode aus fließendem Quecksilber gehängt, wie in Pig. 10 gezeigt, in der das Quecksilber, das längs dem Zellboden 11 fließt, die Kathode der Zelle bildet und der Elektrolyse3palt zwischen den Angriffsflächen der Anode A und der Kathode aus fließendem Quecksilber ausgebildet wird. Der Zellbehälter 10a verläuft von einem Ende zum anderen schräg, so daß das Quecksilber infolge der Gravität entlang dem Zellboden fließt und der Elektrolyt gewöhnlich in das obere Ende der Zelle eingeführt und am unteren Ende entladen wird, ^amit fließt der Elektrolyt zusammen mit dem Quecksilber, während die Zellgase an den Anoden freigesetzt werden, durch die Gitter der Anoden aufsteigen und durch den Elektrolyten über den Angriffsflächen der Anoden zu einem Gasfreisetzungsraum an der Spitze der Zelle

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gelangen, von der das Gas durch einen Auslaß 8a in der Ze Hab- * deckung zu einem Gasaufnähmesystem strömt. Wenn Zellen dieses ÜDyps zur Herstellung von Ghlorgas verwendet werden, "besteht der Elektrolyt aus einer gesättigten Lösung von Natriumchlorid. Zellen dieses Typs werden jedoch auch für die Herstellung von anderen Elektrolyseprodukten verwandt und der Hinweis auf Chlor und auf Hatriumchloridsalz dient nur zur Erläuterung. Die Neigung der Zellen kann zwischen 0,25° "bis 15° oder mehr "betragen.

Eine typische Quecksilberzelle, bei der die erfindungsgemäßen LeitbleclB verwandt werden können, wird in den Pig. 10, 11 und in ihren Grundzügen beschrieben, bei denen viele Teile, die nicht zum Verständnis der Erfindung notwendig sind, fortgelassen oder nur graphisch erläutert sind.

Die erläuterte Zella besteht aus einem Behälter 10a aus Stahl, über den die Quecksilborkatkodenschicht fließt. Das Oberteil von jeder Seite und jedem Ende des Behälters 10a weist einen vorstehenden Rand 12 auf und die Wände des Behälters sind vor der chemischen Beanspruchung durch eine Auskleidung 13 isoliert. Die Anoden A, gezeigt in Pig. 1 und 4, sind in den Behälter 10a über die KupferZuleitungen 5 gehängt, die mit den positiven Zuleitungsschienen 14 durch Muttern 15 verbunden sind, die auf die KupferZuleitungen 5 geschraubt sind.

Die Zuleitungen 5 und die Anoden A sind hängend angeordnet und werden von einer metallenen Rahmenklemme 16 gehalten, die aus querverlaufenden Armen 17 besteht, die an einem längsverlaufenden Träger 18 angebracht sind. Die querverlaufenden Arme 17 werden einstellbar durch Ständer 19» die auf dem oberen vorspringenden Hand 12 des Zellbehälters befestigt sind, oder auf getrennten Stützen an jeder Seite des Zellbehälters gestützt, so daß die Höhe der Klemme 16 und der Anoden A, die davon gehalten werden, relativ zum 7«sill-ehälter eingestellt werden kann. Auf dom Träger 18 sind Ösen angebracht, so daß die vollständige Anodenbank von dem Zellbehälter wenn nötig abgehoben werden kann. Die von den Zuleitungen 5 herabhängenden Anoden hängen einstellbar von den Stützstreben 21 herab, worden durch die Klemme 16

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und die Muttern 15 gehalten, so daß die gesamte Anodenbank oder eine einzelne Anode in Zellbehältor eingestellt worden kann. Die biegsame Zellabdeckung 8 aus einem Stück Gummi" oder einem anderen Stück Kunststoff erlaubt diese Einstellung und wird auf dem ZoIlbehälter über die Druckstreben 22 und die beweglichen Klemmen 22a gehalten. Sine ähnliche Quecksilberzelle mit Graphitanoden wird in der US-Patentschrift ITr. 2 958 635 gezeigt. Die biegsame Abdeckung 8 ist gegen den Ausstrom von Gas um die Zuführungen 5 durch Muttern und biegsame Dichtungsringe 15b abgedichtet. Die Salzlösungszuführungsrohre 23 führen die Salzlösung oder einen anderen Elektrolyten in das obere Ende 24 der Zelle ein und ebenfalls (wenn gewünscht) an einem in der Mitte liegenden Punkt längs der Zelle.

leitplatten 25 aus litan oder einem anderen Röhrenmetall sind stromaufwärts einiger der Äioden A angeordnet. Diese Leitplatten können zum Beispiel s,uf der dritten, fünften, siebten, neunten, elften und dreizehnten Anodenreihe in einer Zelle mit vierzehn Anodenreihen oder in irgendeiner anderen Stellung oder auf einer anderen Anodenreihe in der Zelle angebracht sein· Die Leitplatten wirken wesentlich als eine Serie von Dämmen, die den Strom des Elektrolyten stromaufwärts jedes Dammes aufstauen und bewirken, daß der Elektrolyt unter jedem Damm in den Elcktrodenspalt, zwischen den Angriffsflächen der Anoden und der fließenden Quecksilberkathode und aufwärts durch die Öffnungen in den Angriffsflächen der Anoden strömt, wie es durch Pfeile in den Pig. 1, 2, 3, 11 usv/. angezeigt ist, um zu helfen, die Gasblasen von den Angriffsflächen abzustreifen und eine Gasbedeckung der Anoden zu verhindern.

Stromaufwärts jedes Dammes, der durch eine Leitplatte 25 gebildet wird, ist der Pegel des Elektrolyten angestiegen, wie es durch Linie b in Pig. 1, 4 und 10 gezeigt ist, und stromabwärts jedes Dammes ist eine Hohlraummulde ausgebildet, in der der relative Elektrolytpegel niedriger ist, wie durch die Linie c angedeutet. Der mittlere Elektrolytpegel ist durch die Linie d angezeigt.Die Linien b, c und d 3ind nur !Erläuterungen des relativen Elektrolytpegels, der tatsächlich höher oder tiefer als gezeigt sein kann.

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Das Aufstauen des Elektrolyten durch die Leitbleche 25 erhöht die Geschwindigkeit des Stromes durch die Elektrolysespalte infolge des höheren Druckes des höheren Elektrolytpegels stromaufwärts von jedem Damm 25 und erhöht die Aufwärtsströmung des Elektrolyten durch die Angriffsflächen der Anoden, um die G-asblasen von den Angriffsflächen der Anoden abzustreifen.

Die Le it plat ten hindern den Elektrolyten daran, am Elektrolysespalt in den Zellen, die mit abmessungskonstanten Anoden ausgerüstet sind, vorbeizuströmen und gewährleistet eine schnelle Erneuerung des Elektrolyten im Spalt. Da diese Zellen "bei einer W merklich höheren Stromdichte "betrieben werden als die Zellen, die mit Graphitanoden ausgerüstet sinci, "bewirkt der schnelle Strom durch den Elektrolynespalt und die schnelle Erneuerung des Elektrolyten im. Spalt einen höheren Wirkungsgrad in diesen Zellen.

Die leifbleohe können genau im rechten Winkel zur Angriffsfläche • der Anoden angebracht sein oder in einem Winkel von annähernd 30° "bis 90° zur Angriffsfläche angebracht sein, wie es in Pig. 2a gezeigt ist. Wenn sie im spitzen Winkel zur Angriffsfläche angebracht sind, wirken die Leitbleche etwas als eine Schleuse oder ein !Trichter, um die Strömungsmenge des Elektrolyten durch den Spalt zwischen den Elektroden zu erhöhen.

Die Elektrolytmenge, die stromaufwärts von jedem Leitblech gehalten ist, erhöht die Gesamtmenge des Elektrolyten in der Zelle, während das freie Entweichen der Gasblasen von unten durch die Öffnungen in den Angriffsflächen der Anoden den Elektrolyten über den Angriffsflächen in einem Zustand starker Bewegung und Zirkulation innerhalb der Zelle hält, so daß dadurch die Temperatur des Elektrolyten tiefer gehalten wird und Unterschiede in der Temperatur und der Zusammensetzung des Elektrolyten an ver~ schiedenen Teilen der Zelle verhindert werden. Bei Zellen dieses Typs wird der Elektrolyt gewöhnlich vor deal Einleiten in die . Zelle gekühlt und durch die elektrolytisch^· Reaktion, die in der Zelle stattfindet, erhitzt.

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Die Verwendung von Leitblechen "bei abmessungskonstanten Anoden in einer Quecksilberselle liefert eine einheitlichere Konsentration und lemperatur der gesamten Salzlösung in jedem Zellabschnitt, der durch die Leitbleche gebildet wird, einschließlich dem Spalt zwischen den Elektroden» In Gebieten, die unmittelbar an die Leitbleche grenzen,wird die Oberfläche der Kathode von der Salzsäure überstrichen, so daß in geringerem Maße Quecksilberbutter erzeugt und eine bessere Stromverteilung erhalten wird ·

Die Verwendung von Leitplatten bei verschiedenen Arten von Queekoilberzellen, die mit abinessungskonstanten Anoden ausgerüstet sind, hat eine Verbesserung im Paradayschen Wirkungsgrad von 1 ;i oder malix gezeigt. Die Zellspannung ist um 150 Millivolt in Zellen verringert worden, die bei einer Stromdichte von 13 kA/m arbeiten.

Die Leitbleche 25 "können auf den Anoden auf verschiedene Weise angebracht werden. Bei den Ausführungsformen in Pig. 1, 2, 4, 6, 7. und 8 sind die Leitbleche 25 mit Befestigungsklammern 25a versehen, die Preßfinger 25b aufweisen, die über die Leiterstreben 4 gleiten und die Leitbleche auf den Anoden halten. In Pig. 9 sind die Leitbleche 25 mit senkrechten Federklammern 25c versehen, die über die (Ditanmanschetten 7 oder 7a gleiten, die die Zuleitungen 5 umgeben, um die Leitbleche an den Anoden festzuhalten. Die Hute 25f passen auf die Leiterstreben 4. Die Leitbleche können auch mit nach außen vorragenden Ohren 25d (Pig. 4) versehen sein, die auf dem vorspringenden Rand 12 des Zellbehälters unter der Zellbedeckung 8 ruhen, um die Leitbleche in ihrer Stellung zu halten. Die Leitbleche können auch auf die Enden der Leiterstreben 4 aufgeschweißt sein oder auf andere Weise mit den Anoden zu einem Ganzen gemacht sein. .

Die untere Kante der Leitbleche 25 endet knapp vor dem Elektrolysespalt zwischen den Angriffsflächen der Anode und der Kathode aus fließendem Quecksilber, um den Elektrolytstrom in und durch den Spalt zu befördern und dem durch den Spalt strömenden Elektrolyten eine größere Geschwindigkeit zu verleihen durch dae

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aufgestaute Elektrolytbad stromaufwärts von jedem Damm.

Die Leifbleche 25 sind vorzugsweise mit umgedrehten Hasen 26 am oberen Hand versehen, die gegen die Zellabdeckung 8 drücken und sie davor bewahren, durchzuhängen und in Berührung mit der Salzlösung zu-kommen. Eine Serie von Hüten 27 liefert die Öffnungen, durch die das Anodengas zum Gasauslaß 8a strömen kann, und durch die der Elektrolyt überströmen kann von einem Bad zum anderen, in dem Falle, wenn der Pegel des Elektrolyten in einem aufgestauten Teil über die Höhe des Bodens der Nute 27 steigt. * Die Hülle 25e verleiht den dünnen Titan- oder Tantalblechen, die zur Herstellung der Iieitbleche verwandt werden, eine größere Festigkeit.

Während die Verv/endung von Leitblechen bei einer besonderen Art von abmessungskonstanten Metallanoden beschrieben worden ist, ist es verständlich, daß die Leitbleche auch mit anderen Arten und Formen von abmessungskonstanten Anoden und in anderen Typen von Quecksilberzellen verwandt werden können, und daß viele Änderungen an der beschriebenen Erfindung innerhalb des Rahmens der Ansprüche vorgenommen werden können.

Die Iieitbleche werden zusammen mit abmessungskonstanten Metallanoden in Elektrolysezellen mit Kathoden aus flüssigem Quecksilber verwandt, um den Strom des Elektrolyten durch den Elektrolytspalt und nach oben durch die Öffnungen in den Angriff sflächen der Anode zu leiten, um die Arbeitsweise der Zelle zu verbessern. Die Steuerung des Elektrolj'tstromes durch die Zelle erfolgt durch die Verv/endung dieser Leitbleche oder ähnlicher Stromsteuerungsvorrichtungen.

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Claims

Patentansprüche

/1J Elektrolysezelle mit einer Kathode aus fließendem Quecksilber, die mit einer Vielzahl von abmessungskonstanten Hetallanoden, die.weitmaschige Angriffsflächen aufweisen, und einem elektrolytischen Spalt zwischen den Anodenflächen und der Quecksilberkathode versehen ist, der dem Strom des in diesem Spalt zu elektrolysierenden Elektrolyten angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von Leitblechen stromaufwärts von wenigstens einigen der abmessungskonstanten Metallanoden aufweist, die sich nach oben über die Angriffsfläche der Anoden erstrecken, wodurch das Elektrolytvolumen in der ■Zelle stromaufwärts vor. jedem Leitblech ansteigt und die Erneuerung des Elektrolyten und die Ableitung der Wärme und der Glasblasen vom elektrolytischen Spalt beschleunigt wird.
2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche auf verteilten Anodenreihen angebracht sind.
3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche abnehmbar auf den Anoden gehalten sind.
4. Elektrolysezelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche abhebbar auf den Anoden durch Pederklammern befestigt sind.
5. Elektrolysezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche auf den Leiterstreben der Anoden durch Federklammern befestigt sind.
6. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche auf die Anoden geschweißt sind.

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7. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lgit "bleche durch den Zellbehälter gestützt sind.
8. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η z e ic h η e t, daß die Leifbleche genau im rechten Winkel zu den Angriffsflächen der Anoden angebracht sind.
9. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leifbleche in einem Winkel zwischen 30° und 90° zu den Angriffsflächen der Anoden angebracht sind,
10. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine biegsame Zellabdeckung aufweist und die Leitblech© sich bis zu der Zellabdeckung erstrecken und sie davor bewahren, in den Elektrolyten durchzuhängen.
11. Elektrolysezelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche umgedrehte obere Kanten mit Öffnungen aufweisen, um es dem Gas und dem Elektrolyten zu ermöglichen, durch ä-m oberen Teil der Leitbleche zu strömen.

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12. Verfahren zur Steuerung des ElektrolytströmeG durch eine Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch ^gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt in die Elektrolysezelle, durch den Elektrolysespalt und aus der Zelle herausströmt, und Leitbleche stromaufwärts von wenigstens einigen der Anoden angebracht werden, wodurch der Elektrolyt aufgestaut wird und durch den Elektrolysespalt mit einer größeren Geschwindigkeit und nach oben durch die weitmaschige Angriffsfläche der Anode gedrückt wird, um die Menge des Salzlösungsstromes durch den Elektrolysespalt zu vergtößern und die Elektrolytkonzentration und den lemperatürgradienten innerhalb des Spaltes im wesentlichen auf dem gleiohcn Viert zu halten wie in den übrigen !Beilen der Zelle.

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