DE2318857C3

DE2318857C3 - Elektrolysezelle für die Gewinnung von Metallen, insbesondere von Aluminium und Magnesium, aus geschmolzenen Halogenid systemen

Info

Publication number: DE2318857C3
Application number: DE19732318857
Authority: DE
Inventors: Robin David Daytona Beach Fla. Holliday (V.StA.); Mclntosh, Peter, Gladstone, Queensland (Australien)
Original assignee: Conzinc Riotinto of Australia Ltd
Current assignee: Conzinc Riotinto of Australia Ltd
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1976-11-25

Description

LC

Ym

beträgt, worin C die Stromdichte in Ampere/cm², L die wirksame Kathodenlänge in cm und M den Abstand zwischen den Elektroden in cm bedeuten, und die Breite der Oberfläche der Schmelze nicht größer ist als die Tiefe des flüssigen Elektrolyten in der Gasabtrennkammer und Breite und Tiefe jeweils nicht weniger als das Doppelte des Abstandes «wischen den Elektroden betragen.

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Oberfläche der Schmelze und die Tiefe des flüssigen Elektrolyten der Gasabtrennkammer jeweils nicht weniger als 10 cm betragen.

3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie unterhalb der Elektroden ein Bad aus geschmolzenem Metall aufweist, das jedoch nicht als Kathode dient, auf der das Metall abgeschieden wird.

4. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer Stromdichte von nicht weniger als 1 Ampere/cm² betrieben wird.

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)ie Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle für die winnung von Metallen, insbesondere von Aluminium I Magnesium, aus geschmolzenen Halogenidsysten, die zwei oder mehr in einem Abstand von weniger 5 cm voneinander angeordnete, im wesentlichen alle! zueinander verlaufende, gegenüber der Senkhten unter einem Winkel zwischen 7 und 15° geneigte, sich nicht verzehrende Elektroden enthält wobei die Oberfläche der negativen Elektrode (Katho de) unter einem positiven Winkel gegenüber dei Senkrechten geneigt ist, während die Oberfläche dei positiven Elektrode (Anode) unter einem ähnlicher negativen Winkel gegenüber der Senkrechten geneig

Elektrolysezellen für die Gewinnung von Metallen insbesondere von Aluminium und Magnesium, sine bereits bekannt So ist in der US-Patentschrift 25 12 15; eine Zelle für die elektrolytische Reinigung unreinei fester Aluminiumanoden in einem Chloridelektrolyter unter Abscheidung von festem Aluminium auf Alumini umkathoden beschrieben, in der die Elektroder senkrecht angeordnet sind In den US-Patentschrifter 29 59 533,33 82 166 und 33 52 767 sind Elektrolysezeller für die Gewinnung ven Aluminium unter Verwendung eines Kryolith/Al2O3-Elektrolyten beschrieben, in dei sich verzehrende Kohleanoden verwendet werden unc der Abstand zwischen den Elektroden variabel ist Jr den US-Patentschriften 24 68 022 und 26 96 688 ist eine Elektrolysezelle zur Gewinnung von Magnesium beschrieben, die bipolare, senkrecht angeordnete Elektroden aufweist und einen sehr komplizierten Aufbau hat In der deutschen Offenlegungsschrift 20 32 420 ist eir Mehrzellenofen zur elektrolytischen Gewinnung vor Aluminium aus Tonerde beschrieben, in dem bipolare Elektroden verwendet werden, deren aktive Oberfläche unter einem Winkel von mehr als 45° gegenüber der Vertikalen geneigt ist. Zellen für die elektrolytische Gewinnung von Metallen sind außerdem in den US-Patentschriften 33 96 094 und 34 18 223 sowie in der US-Patentschrift 30 67 124 beschrieben, wobei letztere eine Elektrolysezelle für die Gewinnung von Aluminium betrifft, die zwei oder mehr in einem Abstand vor weniger als 5 cm angeordnete Elektroden aufweist, die gegenüber der Senkrechten unter einem Winkel zwischen 7 und 15° so geneigt sind, daß die Oberfläche der Kathode einen positiven und die Oberfläche der Anode einen ähnlichen negativen Winkel mit der Senkrechten bilden.

Die in den vorstehend genannten Vorveröffentlichungen beschriebenen Elektrolysezellen haben jedoch den Nachteil, daß das während der Elektrolyse der Halogenidschmelze gebildete Chlor nur in unzureichendem Maße aus der Schmelze abgetrennt wird, so daß beträchtliche Gaseinschlüsse zwischen den Elektroden auftreten, die den Betrieb dieser Elektrolysezellen nur bei verhältnismäßig niedriger Stromdichte zulassen und die erzielbare Stromausbeute beschränken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektrolysezelle für die Gewinnung von Metallen, insbesondere von Aluminium und Magnesium, aus geschmolzenen Halogenidsystemen anzugeben, bei der die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten, mit deren Hilfe es insbesondere möglich ist, das Auftreten von unerwünschten Gaseinschlüssen in der Elektrolytschmelze, welche die anwendbare Stromdichte beschränkt, zu verhindern und die erzielbare Stromausbeute zu verbessern. Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man zwischen den Elektroden und oberhalb derselben eine mit dem Elektrodenzwischenraum in Verbindung stehende Gasabtrennkammer vorsieht, in welche das in dem Elektrodenzwischenraum entwickelte Gas nach oben entweichen kann.

Die Erfindung geht von einer Elektrolysezelle für die Gewinnung von Metallen, insbesondere von Aluminium

und Magnesium, aus geschmolzenen Halogenidsystemen, die zwei oder mehr in einem Abstand von weniger als 5 cm voneinander angeordnete, im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, gegenüber der Senkrechten unter einem Winkel zwischen 7 und 15° geneigte, sich nicht verzehrende Elektroden enthält, wobei die Oberfläche der negativen Elektrode (Kathode) unter einem positiven Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt ist, während die Oberfläche der positiven Elektrode (Anode) unter einem ähnlichen negativen Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt ist, aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Elektrodenzwischenraumes eine damit in Verbindung stehende Gasabtrennkammer vorgesehen ist, in welche das in dem Elektrodenzwischenraum entwickelte Gas nach oben entweicht, wobei die Größe der Oberfläche der Schmelze in der Gasabtrennkammer und die Tiefe des flüssigen Elektrolyten in der Gasabtrennkammer so aufeinander abgestimmt sind, daß das Gas aus den Elektrolyten mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit in die Gasabtrennkammer abgezogen werden kann wie es in dem Elektrodenzwischenraum gebildet wird, wobei die Breite S der Oberfläche der Schmelze in der Gasabtrennkammer nicht weniger als

LC

τΆΤ (A/cm²)

im

beträgt, wobei C die Stromdichte in Ampere/cm², L die wirksame Kathodenlänge in cm und M den Abstand zwischen den Elektroden in cm bedeuten, und die Breite der Oberfläche der Schmelze nicht größer ist als die Tiefe des flüssigen Elektrolyten in der Gasabtrennkammer und Breite und Tiefe jeweils nicht weniger als das Doppelte des Abstandes zwischen den Elektroden betragen.

Mit Hilfe der Elektrolysezelle der Erfindung ist es möglich, das während der Elektrolyse der Halogenidschmelze entstehende Halogen und die übrigen entwickelten Gase sofort nach ihrer Bildung nach oben abzuführen, so daß keine Einschlüsse und Wirbelmuster innerhalb der Elektrolytschmelze entstehen und die Bildung einer Schaumschicht auf der Elektrolytschmelze verhindert wird. Dies wird durch die Schrägstellung der im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Elektroden unter einem ganz bestimmten Winkel noch gefördert, so daß es möglich ist, die Elektrolysezelle der Erfindung mit ihren in geringem Abstand voneinander angeordneten Elektroden bei einer hohen Stromdichte zu betreiben und eine hohe Stromausbeute zu erzielen, wie dies bisher nicht möglich war.

Voraussetzung für die Erzielung dieses vorteilhaften technischen Effektes ist, daii die Neigung der Elektroden 7 bis 15° gegenüber der Senkrechten beträgt, daß oberhalb des Elektrodenzwischenraumes und damit ^:n Verbindung stehend eine Gasabtrennkammer vorgesehen ist und daß zwischen den verschiedenen Zelldimensionen und Betriebsparametern eine genau definierte mathematische Beziehung eingehalten wird.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten,

ίο wenn die Breite der Oberfläche der Schmelze und die Tiefe des flüssigen Elektrolyten der Gasabtrennkammer jeweils nicht weniger als 10 cm betragen, wenn die Elektrolysezelle unterhalb der Elektroden ein Bad aus geschmolzenem Metall aufweist, das aber nicht als

Kathode dient, auf der das Metall abgeschieden wird, und/oder wenn die Elektrolysezelle bei einer Stromdichte von nicht weniger als 1 Ampere/cm² betrieben wird.
Die Elektrolysezelle der Erfindung ist nicht auf die Gewinnung von Aluminium und Magnesium beschränkt, sondern kann in jedem System verwendet werden, in dem das erhaltene Metall schwerer ist als der Elektrolyt und in flüssiger Phase aus dem jeweils geschmolzenen, als Lösungsmittel dienenden Halogenid, vorzugsweise dem Chlorid, erhalten wird, beispielsweise zur Gewinnung von Blei, Wismut, Zink, Cer und Gallium.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Elektrolysezelle hat einen kompakten Aufbau, die darin verwendeten Elektroden sind vorzugsweise eben, parallel zueinander und unter einem Winkel zwischen 7 und 15° gegenüber der Senkrechten geneigt Sie wird bei hohen Stromdichten, beispielsweise bei Stromdichten von mehr als 1 Ampere/cm², vorzugsweise nicht unter 1,5 Ampere/cm², betrieben. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt weniger als 5 cm, zweckmäßig liegt er zwischen 3 und 4,6, vorzugsweise zwischen 3,5 und 4,3 cm. Der Neigungswinkel der Elektroden variiert in Abhängigkeit von den übrigen Betriebsparametern; er wird beispielsweise größer bei höheren Stromdichten und geringeren Elektrodenabständen. Dadurch ist es möglich, die Elektrolysezelle der Erfindung auf technisch einfache und wirtschaftliche Weise herzustellen und zu betreiben.
Bei der Gewinnung von Aluminium kann die Größe der Reduktionszelle so weit verringert werden, daß der Bedarf an Stahl und feuerfestem Material nur etwa ¹A der für übliche Elektrolysezellen der gleichen Produktionskapazität erforderlichen Mengen beträgt und die erforderliche Bodenfläche kann auf Vs verringert werden. Einige typische Zellabmessungen für erfindungsgemäß anwendbare Elektrodenkonfigurationen ergeben sich aus der folgenden Tabelle.

Zelltyp/Kapazität (A)	Anzahl der Elektroden	wirksame Elektroden länge	Länge der Zelle (cm)	Breite der Zelle (cm)	Höhe der Zelle (cm)	Oberfläche (m²)	Boden fläche *(ml*
Monopolar/ 150 000	3	91,4	15,2	19,5	12,7	H,7	4,18
Monopolar/ 150 000	2	91,4	24,4	11,4	12,7	15,8	4,9
Monopolar/ 150 000	4	61,0	18,5	17,5	10,2	13,7	4,65
Bipolar/37 500	2	61,0	34,3	10,2	10,2	14,9	5,0
Bipolar/25 000	3	61,0	22,9	14,0	10,2	11,4	4,65

Anmerkung: Bipolare Zellen besitzen ähnliche Produktionskapazitäten wie monopolare Zellen, arbeiten jedoch mit niedrigeren Zellströmen.

Wegen des einfacheren Aufbaus und der geringeren Größe der Elektrolysezelle der Erfindung können die Investitionskosten auf etwa '/« derjenigen der üblichen Elektrolysezellen mit einer Kapazität von 150 000 Ampere (A) veranschlagt werden. In Verbindung mit den geringeren Betriebskosten ergeben sich somit Gesamtkosten der Elektrolysezelle der Erfindung, die ebenfalls nur etwa 'Λ der Gesamtkosten vergleichbarer konventioneller Anlagen betragen.

Bei der Gewinnung von Magnesium sind die Kosten für die mit Elektrolyten einer geringen Dichte arbeilenden Zellen in entsprechender Weise um den Faktor 2 bis 3 geringer als bei üblichen ElektrolysezeUen zur Gewinnung von Magnesium, beispielsweise solchen vom Hall-Typ, in denen Elektrolyten mit einer vergleichbar niederigen Dichte verwendet werden.

Ein weiterer wesentlicher technischer Vorteil der durch die Elektrolysezelle der Erfindung erzielt wird, betsteht darin, daß die bisher bestehenden Beschränkungen in bezug auf den anwendbaren Zellstrom und die anwendbare Stromdichte entfallen, wie sie bei übuchen, mit einer flüssigen Kathode arbeitenden Etektrofysezeue ab Folge der durch die hohen Zeflströme verursachten magnetischen Rührwirkung stets bestanden haben. Der Wegfall der flüssigen Kathode und die verbesserte Zeftgeometrie bei der Elektrolysezelle der Erfindung führen dazu, daß nunmehr Elektrolysezeilen mit einer Kapazität von mehreren Hunderttausend Ampere gebaut werden können, daß die Abstände zwischen den Elektroden jo konstant gehalten werden können, ohne daß die Elektroden versteüt oder das Niveau des am Boden der Elektrolysezelle angesammelten Metallbades reguliert zu werden brauchen. Da ein beträchtlicher Anteil der in tionellen Elektrolysezellen verbrauchten Energie (als Folge von Widerstandseffekten) in Form von Wanne abgeführt wrden muß. ist es mit der Elektrolysezelle der Erfindung nicht nur möglich. e Energie einznsptren, sondern auch das Problem der Wärmeabführung aus großen Zellen zu vechen und zu tosen.

Wenn die Eleozee der Erfindung bei Stromdichten von etwa 13 bis etwa 2JQ A/crn^ betrieben wird und wenn die Elektroden emc wirksame Länge (Arbeitslange) von bis zu etwa 60 cm aufweisen und << unter ciiwni Winkel von 10° zur Senkrechten geneigt sind, hat sich ein Abstand zwischen den Elektroden von etwa 3«8 cm as optimal erwiesen.

Zwei kritische Größen der m der EtektrofysezeBe der Erfindung cMthiee Gasafotresnkzmraer sind die _<c Breite der Oberfläche der Schmelze (d. kdie Oberfläche zwischen dem Elektrolyten end dem Gas) in

Fig.! der befegenden «ad «fee

vorzugsweise nicht weniger als das Doppelte des Abstandes zwischen den Elektroden und sie sind vorzugsweise nicht kleiner als 10 cm. S ist vorzugsweise nicht größer als D.

Der durch die vorliegende Erfindung erzielbare beträchtliche und überraschende technische Effekt ergibt sich aus einem Vergleich zwischen den F i g. 2 und 3 der beiliegenden Zeichnungen, die den Betrieb eines weniger günstigen und eines günstigeren Zellaufbaus erläutern.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine Anode 1, eine Kathode 2, den flüssigen Elektrolyten 5 in der Gasabtrennkammer oberhalb der Kathode 2. den Spiegel 8x der ruhenden Schmelze, die Breite S der Oberfläche der Schmelze, die Tiefe D des Elektrolyten in der Gasabtrennkammer oberhalb der Kathode, die wirksame Länge L der Kathode und den Abstand M zwischen den Elektroden.

In den F i g. 2 und 3 bezeichnet die Ziffer 1 die Anode mit den wirksamen Anodenoberflächen la, die Ziffer 2 die Kathode mit den wirksamen Kathodenoberflächen 2i die Ziffer 8 den Elektrolyten, die Ziffer 8* die Oberfläche des Elektrolyten und die Ziffer 10 den Zwischenraum zwischen den Elektroden. Die Ziffer 9 bezeichnet die unmittelbar über der Kathode 2 angeordnete Gasabtrennkammer. Der Buchstabe A zeigt den Bereich einer starken Gasbildung, während der Buchstabe B den Bereich einer weniger starken Gasbildung anzeigt

In den Fig.2 und 3 beträgt die Neigung der wirksamen Elektrodenoberflächen gegenüber der Senkrechten etwa 10° und der Abstand zwische den Elektroden beträgt etwa 3LS cm. Die Stromdichte betrug im FaH der Fig.2 1 A/cm² und im FaM der Fig.3 2 A/cm². Die Tiefe des ruhenden Elektrolyten oberhalb der wirksamen Fläche der Kathode innerhalb des Elektrodenzwischenraumes beträgt im FaIe der F t g. 2 etwa 5cm und im Falle der Fig.3 betragt sie etwa 10 cm (innerhalb der Gasabtrennkamoaer). Die Breite der Elektrolytoberfläche betragt im FaBe der Ftg.2 3£ cm and 10 cm im Falte der Fig. 3.

Unter den in Fig. 2 dargestellten Bedingungen wtrd selbst bei einer geringen Stromdichte von nur t A/ctnsehr viel Gas zwischen den Elektroden zurückgehalten. Em Betrieb unter diesen BedmguBgea ergab eise Röckreaktion νοα etwa 30% des Produkts,, d.h. mit anderen Worten eine Stromausbeute voa aur höchstess 70%.

Die F i g. 3 erläutert eine erfindn aofgebattte Efektrotysezefle mit einer vberte« GasaJtnree-πιιπ£. hri rfrrrn TVnJrI- irh rfjr Ttiiiiimiihi iilr iwf rn» fi 90% erhöhte. Das wesentache Merknai dieser Etetee-

ehe 2a zu vermeiden und die Stromausbeute der Zelle wesentlich zu erhöhen.

Die F i g. 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle mit mehreren Elektroden. Die Abmessungen dieser Elektrolysezelle entsprechen den in der obigen Tabelle angegebenen Werten. Die Ziffer 1 bezeichnet die Graphitanoden, deren elektrolytisch wirksame Oberflächen 1 a unter einem negativen Winkel von etwa 10° gegenüber der Senkrechten geneigt sind. Diese Anoden weisen Absätze 4 auf, die eine Gasaustrittskammer 5 bilden, deren Abmessungen der oben angegebenen allgemeinen Formel entsprechen und die eine angemessene Geschwindigkeit der Gasentwicklung aus der Oberfläche 8a der Schmelze gewährleistet. Die Ziffer 2 bezeichnet die Kathoden, die zur Gewinnung von Aluminium aus Graphit und zur Gewinnung von Magnesium aus hohlen Stahlkörpern oder aus kompakten Stahlblechen bestehen können. Die Ziffer 2a gibt die Kathodenoberflächen an, die unter einem positiven Winkel von etwa 10° gegenüber der Senkrechten geneigt sind und etwa parallel zu den Anodenoberflächen la verlaufen. Die Ziffer 3 bezeichnet den mit einem feuerfesten Material ausgekleideten Stahlbehälter. Die Ziffer 8 steht für den Elektrolyten und die Ziffer 6 gibt die elektrischen Stromanschlüsse für die Anoden an. Die Anschlüsse für die Kathoden sind nicht dargestellt. Diese können gegebenenfalls direkt an den Behälter 3 angelegt werden.

Die Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine kompaktere Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung mit bipolaren Elektroden. Die angegebenen Ziffern haben die gleichen Bedeutungen wie in der Fig.4. Die Ziffer 1 bezeichnet die Graphitanode, deren Arbeitsflächen la geneigt sind, die Ziffer 2 bezeichnet bipolare Elektroden mit den Arbeitsflächen 2a, die aus monolithischen Graphitblökken bestehen können, die an ihren Enden auf den isolierenden Wänden der Zelle ruhen. Die Ziffer 3 bezeichnet Kollektorkathoden, die im Falle der Gewinnung von Magnesium aus Stahl, im Falle der Gewinnung von Aluminium aus Graphit bestehen und die Ziffer 3a bezeichnet die Arbeitsflächen der Kathoden 3. Die Ziffer 4 bezeichnet den mit einem feuerfesten Material ausgekleideten äußeren Stahlbehälter und die Ziffer 5 bezeichnet eine Gasaustrittskammer, deren Dimensionen der oben angegebenen allgemeinen Formel entsprechen. Die isolierenden unteren Stützen 6 für die bipolaren Elektroden 2 dienen als Bremsen für einen reduzierenden Kriechstrom.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert

Beispiel 1 (Gewinnung von Mg)

In einer Zelle mit einer einzigen geneigten Elektrode mit dem in F i g. 3 gezeigten Aufbau wurde ein Versuch durchgeführt Die wirksame Elektrodenfläche betrug 1000 cm². Elektrolytzusammensetzung: 21% MgCb — 75% KCl — 4% IiCL Es wurde ein Gesamtzellstrom von 400 Ampere bei einer Temperatur von 850⁰C angewendet Die Anoden/Kathodenneigung betrug 9° gegenüber der Senkrechten. Die anderen Parameter wurden so gewählt daß auch einige weniger günstige Bedingungen für die Gasabgabe getestet werder konnten. Am ungünstigsten erwies sich eine Schmelzte fe von nur 3,8 cm oberhalb der Kathode zusammen mil einer Stromdichte von nur 0,36 Ampere/cm². Untei diesen Bedingungen trat eine beträchtliche Rückreaktion auf, da Chlor in den Elektrodenzwischenrauir zurückströmte.

Während eines 61minütigen Betriebs wurden 404 £ Ch gebildet und 543 g MgCb verbraucht. Die Stromaus· ίο beute betrug 75%.

Beispiel 2
(Gewinnung von Mg)

Unter Verwendung einer Zelle mit einer einzigen Anode mit dem in Fig.3 dargestellten Aufbau, mit einer wirksamen Elektrodenoberfläche von 1000 cm³ wurde ein Versuch durchgeführt.

Elektrolytzusammensetzung: 21% MgCb, 75% KCI und 4% LiCl.

Die Anoden/Kathodenneigung betrug 9° gegenüber der Senkrechten. Die wirksame Kathodenlänge L betrug 30,5 cm, S und D betrugen jeweils 10 cm. Die Betriebstemperatur betrug 850⁰C, die Stromdichte betrug 0,64 Ampere/cm² und während der 60minütigen Betriebsdauer wurde ein Gesamtzellstrom von 700 Ampere aufrechterhalten.

Es wurden 801 g Cb gebildet und 1077 g MgCb wurden verbraucht, so daß die Stromausbeute 88% betrug.

Beispiel 3
(Gewinnung von Mg)

In der gleichen Zelle wie im Beispiel 2 wurde unter Verwendung eines aus 22% MgCb, 29% KCl und 50% LiCl bestehenden Elektrolyten ein zweiter Versuch durchgeführt Die Betriebsbedingungen wurden so gewählt daß sich eine optimale Kombination von Zellparametern ergab.

Die Stromdichte wurde auf 1,5 Ampere/cm² erhöht und die Zelle wurde bei einer Schmelztiefe von 10 cm über der Kathode bei einer Temperatur von 850⁰C betrieben. L betrug 30,5 cm und S und D betrugen jeweils 10 cm. Während des 45minütigen Betriebs wurde ein konstanter Zellstrom von 1650 Ampere aufrechterhalten.

Es wurden 1477 g Cb gebildet und 1981 g MgCb wurden verbraucht so daß die Stromausbeute 90% betrug.

Beispiel 4
(Gewinnung von Al)

In der Zelle mit dem in Fig.3 gezeigten Aufbau wurde unter Verwendung einer Schmelze, die aus 10% AlCb, 45% NaCl und 45% KQ bestand, ein Versuch durchgeführt Die Abmessungen der Zelle waren die gleichen wie im Beispiel 3. Die Temperatur betrug 730° C Während des 1 stündigen Betriebs der Zelle betrug der Zellstrom 1400 Ampere.

Es wurden 1857 g Ch gebildet und 2323 g AlCh wurden verbraucht Die Stromausbeute betrug somit

6s 89%.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

609648/304

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrolysezelle für die Gewinnung von Metallen, insbesondere von Aluminium und Magneshim, aus geschmolzenen Halogenidsystemen, enthaltend zwei oder mehr in einem Abstand von weniger als 5 cm voneinander angeordnete, im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, gegenüber der Senkrechten unter einem Winkel ι ο zwischen 7 und 15° geneigte, sich nicht verzehrende Elektroden, wobei die Oberfläche der negativen Elektrode (Kathode) unter einem positiven Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt ist, während die Oberfläche der positiven Elektrode (Anode) unter einem ähnlichen negativen Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Elektrodenzwischenraumes eine damit in Verbindung stehende Gasab- trennkammer vorgesehen ist, in welche das in dem Elektrodenzwischenraum entwickelte Gas nach oben entweicht, wobei die Größe der Oberfläche der Schmelze in der Gasabtrennkammer und die Tiefe des flüssigen Elektrolyten in der Gasabtrennkammer so aufeinander abgestimmt sind, daß das Gas aus 2s dem Elektrolyten mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit in die Gasabtrennkammer abgezogen werden kann wie es in dem Elektrodenzwi- «chenraum gebildet wird, wobei die Breite der Oberfläche der Schmelze in der Gasabtrennkammer nicht weniger als