DE2404365B2 - DEVICE FOR MELT FLOW ELECTROLYSIS OF METAL CHLORIDES - Google Patents

DEVICE FOR MELT FLOW ELECTROLYSIS OF METAL CHLORIDES

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DE2404365B2 DE19742404365 DE2404365A DE2404365B2 DE 2404365 B2 DE2404365 B2 DE 2404365B2 DE 19742404365 DE19742404365 DE 19742404365 DE 2404365 A DE2404365 A DE 2404365A DE 2404365 B2 DE2404365 B2 DE 2404365B2
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Description

I /I /

Metall, das an Sieüen erzeugt ist, die von der öffnung entfernt find, befindet sich für eine relativ lange Zeit in einem Elektrolyten, in dem eine Menge Gas vorhanden ist, womit folglich eine erhöhte Möglichkeit für eine Rekombination gegeben ist. Die Hauptströmung des Elektrolyten in der Elektrolysezone ist diagonal gerichtet, so daß das Gas in einem großen Ausmaß gegen die Trennwand bewegt wird und demzufolge dem Eiektrolyten durch die öffnungen hindurch folgen kann. Es beste'u nur eine geringe Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Elektrolyten vor und/ oder in der öffnung zu steuern, so daß es schwierig ist, einen ausreichenden Unterschied zwisciien dem Geschw:p,digkeitsvektor der Gasblasen und dem des Elektrolyten zu erreichen und eine wirksame Trennung des Gases vom Elektrolyten und vom Metall zu erzielen. Metal generated at surfaces remote from the opening resides for a relatively long time in an electrolyte in which a lot of gas is present, thus increasing the possibility of recombination. The main flow of the electrolyte in the electrolysis zone is directed diagonally, so that the gas is moved to a large extent against the partition and consequently can follow the electrolyte through the openings. It beste'u is little possibility that velocity of the electrolyte before and / or control in the mouth, so that it is difficult to obtain a sufficient difference zwisciien the Speed: p, digkeitsvektor of the gas bubbles and to achieve that of the electrolyte and an effective To achieve separation of the gas from the electrolyte and the metal.

Das Hauptprinzip bekannter Ausführungsformen einer Elektrolysevorrichtung erschwert das Ausbalancieren bzw. Erreichen einer wünschenswerterweise kürzesten Aufenthaltsdauer des Metalls in den Elektrolyse- und den Gasabtrennzo..en gegenüber einem erwünschterwdse minimalen Transport von Gas in die Metallabtrennzone.The main principle of known embodiments of an electrolysis device makes it difficult to balance or achieve a desirably shortest residence time of the metal in the electrolysis and gas separation zones compared to a desired minimal transport of gas into the metal separation zone.

Für diese Probleme sind verschiedene Lösungen gesucht worden. Zum Beispiel ist vorgeschlagen worden, eine vergrößerte Entfernung zwischen den Elektroden in Richtung der Trennwand vorzusehen, die Höhe der Elektrode zu verkleinern, und zwar in derselben Richtung und teilweise Beseitigung von Chlor durch Absaugen durch die Anoden hindurch, wodurch eine größere Menge aus der Nähe der Trennwand enlfernt wird.Various solutions have been sought for these problems. For example, it has been suggested to provide an increased distance between the electrodes in the direction of the partition wall, the height of the To reduce the size of the electrode in the same direction and remove some of the chlorine by suction through the anodes, removing a greater amount from near the partition will.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Schmelzflußelektrolyse von Metallchloriden zu schaffen, bei der eine Antammlung der beiden Hauptprodukte, Magnesium und Chlorgas, in einer geringen Anzahl von Zonen mit minimalem Rekombinationsverlust sowie eine rasche und vollständige Trennung von Gas und Metall erreicht wird.In contrast to this, the invention is based on the object of providing a device for melt flow electrolysis of metal chlorides in which an accumulation of the two main products, magnesium and chlorine gas, in a small number of zones with minimal recombination loss and rapid and complete separation of gas and metal is achieved.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur Schrnelzflußelektrolyse von Metallchloriden der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Trennung des Elektrolyten zusammen mit dem erzeugten Metall von dem Chlorgas in den doppelt wirkenden hohlen Kathoden mit Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen versehene Durchlässe vorgesehen sind, die die Gasabtrennzone mit der Metallabtrennzone verbinden.This task is in a device for melting flow electrolysis of metal chlorides of the type described at the outset according to the invention in that to separate the electrolyte together with the generated metal from the chlorine gas in the double acting hollow cathodes with inlet openings and outlet openings provided passages connecting the gas separation zone with the metal separation zone.

Zweckmäßigerweise haben die Durchlässe jeweils eine Einlaßöffnung in oder an der Horizontalebene des Kathodenoberteils.Appropriately, the passages each have an inlet opening in or on the horizontal plane of the Cathode top.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kathoden doppelwandig und mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet, haben ein offenes Kathodenoberteil und erstrecken sich so durch die vertikale Trennwand hindurch, daß die Auslaßöffnungen der Durchlässe in der zur Metallabtrennzone weisenden vertikalen Ebene der Trennwand liegen.In a further embodiment of the invention, the cathodes are double-walled and with a U-shaped Cross-section formed, have an open cathode top and extend so through the vertical Partition wall through that the outlet openings of the passages in the metal separation zone facing vertical plane of the partition.

Vorteilhafterweise ist der sich durch die Trennwand erstreckende, die Auslaßöffnung bildende Teil der Kathode mit einer nach unten geneigten oberen Deckfläche versehen, und der innen liegende Boden der Kathoden ist zur Trennwand hin leicht geneigt.The part which extends through the partition and forms the outlet opening is advantageously the The cathode is provided with a downwardly sloping top surface, and the bottom of the inside Cathode is slightly inclined towards the partition wall.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Strömung in der Elektrolysezone, das ist der Raum zwischen Anode und Kaxhode, im wesentlichen vertikal aufwärts gerichtet ist. Es besteht dort keitie Tendenz für einen diagonaJen Effekt. Vertikal aufwärts ist grundsätzlich die günstigste Strömungsrichtung, durch die das Gas und das Metall aus dieser Zone in kürzej ster Zeit entfernt wird. In dem Bereich oberhalb der Kathode, der hier die Gasabtrennzone bildet, macht die Strömung des Elektrolyten und des Metalls eine 180 -Wende und setzt ihren Weg senkrecht nach unten fort. Dies ist die beste Lösung, um eine rasche und vollständige Beseitigung des Gases aus der Flüssigkeit zu erreichen. Die Strömung des Elektrolyten und des Metalls setzt sich dann in der Kathode auf die Metallabtrtnnzone hin fort, ohne in störende Beeinflussung mit den Bedingungen in der Elektrolysezone und der Gasabtrennzone zu kommen.These measures ensure that the flow in the electrolysis zone, that is the space between anode and kaxhode, is directed essentially vertically upwards. There is no tendency there for a diagonal effect. In principle, the most favorable flow direction is vertically upwards which the gas and the metal from this zone in short most time is removed. In the area above the cathode, which here forms the gas separation zone, makes the flow of the electrolyte and metal makes a 180 turn and continues its way straight down away. This is the best solution for a quick and complete elimination of the gas from the liquid reach. The flow of electrolyte and metal then settles in the cathode on the metal separation zone go on without interfering with the conditions in the electrolysis zone and the Gas separation zone to come.

Die erfindungsgemäße Auswahl des Ortes und der Form der Einlaßöffnungen der oben angegebenen Durchlässe ermöglicht ein großes zu erreichendes Ausmaß einer Steuerung der Strömungsgeschwindig-The selection according to the invention of the location and shape of the inlet openings of the above Passages enable a large degree of control of the flow rate to be achieved.

ao keiten in der Gasabtrennzone. Durch Wahl bzw. Veränderung der Breite des Oberteils der Kathode und des Einlaßschlitzes können die Geschwindigkeiten so eingestellt werden, daß das Metall rasch aus der Gasabtrennzone durch den Elektrolyten entfernt wird, während das Gas zurückgehalten wird. Des weiteren wird mit dem Aufbau gemäß der Erfindung erreicht, daß der ganze Bereich oberhalb der Kathode als Gasabtrennzone wirkt, im Gegensatz zu Zellen, die die üblichen Fensteröffnungen haben. Erfindungsgemäß besteht keine Notwendigkeit, solche vorzusehen, z. B. um die Eiektrodenhöhe gegen die Trennwand zu verringern oder den Entgasungsbereich in der Nachbarschaft derselben zu vergrößern.ao opportunities in the gas separation zone. By choosing or changing the width of the top of the cathode and the inlet slot, the velocities can be adjusted so that the metal is quickly removed from the gas separation zone by the electrolyte while the gas is retained. Furthermore, it is achieved with the structure according to the invention that the entire area above the cathode acts as a gas separation zone, in contrast to cells which have the usual window openings. According to the invention there is no need to provide such, e.g. B. to reduce the electrode height against the partition or to enlarge the degassing area in the vicinity of the same.

Mit der raschen und wirkungsvollen Trennung des Gases von der Mischung Elektrolyt/Metall, wie sie mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung erreicht wird, werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Die verringerte Berührungszeit zwischen Gas und Metall verringert das Ausmaß von Rekombinationen und demzufolge wird ein erhöhter Wirkungsgrad bezogen auf den aufgewendeten elektrischen Elektrolysestrom erreicht. Die Verringerung des Transportes von Gas in die Metallsammelzone verringert den eintretenden Verlust an Gas und verringert Verunreinigungen, die durch solche Gasverluste verursacht werden. Höhere Stromausnutzung und Verringerung der Gasverluste lassen auch eine größere Rentabilität erreichen.With the rapid and effective separation of the gas from the electrolyte / metal mixture like them is achieved with the device according to the invention, a number of advantages are achieved. the reduced contact time between gas and metal reduces the extent of recombinations and consequently, there is an increased efficiency based on the electrical electrolysis current used achieved. The reduction in the transport of gas into the metal collection zone reduces the amount entering Loss of gas and reduces impurities caused by such gas leakage. Higher Using electricity and reducing gas losses also allows greater profitability to be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in the following description with reference to the drawing.
It shows

Fig. 1 einen Horizontalschnitt einer erfindungsgemäßen Elektrolysevorrichtung mit doppelt wirkenden Kathoden,1 shows a horizontal section of an electrolysis device according to the invention with double-acting Cathodes,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach Linie A-A der Fig. 1 undFig. 2 is a vertical section along line AA of Fig. 1 and

Fig. 3 einen Vertikalschnitt nach Linie B-B der Fig. 2.FIG. 3 shows a vertical section along line BB in FIG. 2.

Die Anoden 1 und Kathoden 2 sind abwechselnd so angeordnet, daß beide Elektrodenarten doppelt wirken. Die Elektrolysezone ist mit 3, die Gasabtrennzone mit 4 und die Metallabtrennzone mit 5 bezeichnet. Der Durchlaß 6 in der hohlen Kathode 2 hat eine Einlaßöffnung 7 und eine Auslaßöffnung 8. Die Einlaßöffnung 7 des Durchlasses 6 befindet sich in oder an der Horizontalebene des Oberteils der Kathode 2. Die Auslaßöffnune 8 befindet sich in /W „»w:i,„i—The anodes 1 and cathodes 2 are arranged alternately so that both types of electrodes are double works. The electrolysis zone is designated with 3, the gas separation zone with 4 and the metal separation zone with 5. The passage 6 in the hollow cathode 2 has an inlet opening 7 and an outlet opening 8. The inlet opening 7 of the passage 6 is located in or on the horizontal plane of the upper part of the cathode 2. The outlet opening 8 is located in / W "» w: i, "i—

Ebene der Trennwand 10. Die Kathode 2 wird durch eine Stützplatte 9 gehalten. Eine geneigte obere Deckfläche der Kathoden 2 ist bei 11 dargestellt, wo die Kathoden sich unter die Trennwand 10 erstrecken. Bei 12 fällt der innenseitige Boden der Kathode 2 wie dargestellt ab.Plane of the partition wall 10. The cathode 2 is held by a support plate 9. A sloping upper deck the cathode 2 is shown at 11 where the cathodes extend under the partition wall 10. at 12, the inside bottom of the cathode 2 drops off as shown.

Die Strömung bei diesem Aufbau der Zellen ist durch die dargestellten Pfeile angedeutet. Hauptsächlieh als Folge der Gasentwicklung an der Anode 1 strömt der Elektrolyt zusammen mit dem Gas und dem an der Kathode 2 erzeugten Metall senkrecht aufwärts in die Elektrolysezone 3. In der Gasabtrennzone4 erfährt die Strömung der Mischung Elektrolyt/Metall eine i80-Wendung und fließt dann vertikal nach unten in den in der Kathode 2 vorgesehenen Durchlaß 6 hinein. Durch Wahl passender Abmessungen des Oberteils der Kathode 2 und der Einlaßöffnung 7 des Durchlasses 6 wird erreicht, daß das Gas praktisch die Flüssigkeit vollständig verläßt, während das Metall der Strömung des Elektrolyten folgt. Innerhalb der Kathode 2 erfährt die Strömung von Elektrolyt/Metall eine 9O'--Ablenkung, ehe sie in die Metallabtrennzone 5 eintritt. In dieser wird das Metall abgetrennt und steigt zur Oberfläche des Elektrolyten auf, um dort zu verbleiben. Der Elektrolyt strömt nach unten, erfährt eine Wendung, um unter den Elektroden hindurchzuströmen und von dort in die Elektrolysezone 3 zurückzukehren.The flow in this structure of the cells is indicated by the arrows shown. Mainly As a result of the development of gas at the anode 1, the electrolyte flows together with the gas and the metal produced at the cathode 2 vertically upwards into the electrolysis zone 3. In the gas separation zone 4 the flow of the electrolyte / metal mixture experiences an i80 turn and then flows vertically downwards into the passage 6 provided in the cathode 2. By choosing the right dimensions for the upper part the cathode 2 and the inlet opening 7 of the passage 6 is achieved that the gas practically the Leaves liquid completely while the metal follows the flow of the electrolyte. Within the Cathode 2 experiences a 90 'deflection of the electrolyte / metal flow before it enters the metal separation zone 5 entry. In this the metal is separated and rises to the surface of the electrolyte to remain there. The electrolyte flows downwards, turning to flow under the electrodes and from there to return to the electrolysis zone 3.

Um den praktischen Wert der Erfindung zu zeigen bzw. zu erreichen, sind im großen Umfange Versuche durchgeführt worden, bei denen Elektrolysezellen mit und ohne Hohlkathoden verwendet worden sind. Es werden nachfolgend spezielle Beispiele angegeben.In order to show or achieve the practical value of the invention, experiments are carried out on a large scale have been carried out in which electrolysis cells with and without hollow cathodes have been used. It specific examples are given below.

Beispiel 1example 1

Für ein erstes Beispiel ist eine Vorrichtung zur Schmelzflußelektrolyse mit doppelt wirkenden Kathoden, wie sie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, vcr-A first example is a device for fused flux electrolysis with double-acting cathodes, as shown in Figs. 1, 2 and 3, vcr-

5DO /5DO /

JJ 66th

wendet worden. Die Salzschmelze bestand im wesentliehen aus MgCl2, CaCI2, NaCI und KCI, die elektrolysiert wurde. Die MgCI2-Konzentration betrug im Mittel ungefähr 15 Gewichtsprozent und das Gewichtsverhältnis (NaCl + KCl)/CaCI2 betrug ungefähr 1,4. Die Temperatur der Schmelze betrug 730 C und die Stromdichte 80 kA. Im eingelaufenen Betriebszustand wurden folgende Ergebnisse erreicht:been turned. The molten salt consisted essentially of MgCl 2 , CaCl 2 , NaCl and KCl, which was electrolyzed. The MgCl 2 concentration averaged about 15 percent by weight and the weight ratio (NaCl + KCl) / CaCl 2 was about 1.4. The temperature of the melt was 730 C and the current density 80 kA. In the run-in operating condition, the following results were achieved:

Zellenspannung 4,9 VCell voltage 4.9 V

mittlere Stromdichte 0,46 Amp/cm* mean current density 0.46 Amp / cm *

Energieverbrauch 13,8 kWh/kg MgEnergy consumption 13.8 kWh / kg Mg

Verlust von Chlorgas von der
Gasabtrennzone an die Loss of chlorine gas from the
Gas separation zone to the

Metallabtrennzone 0,01 kg CI2/kg Mg.Metal separation zone 0.01 kg CI 2 / kg Mg.

Beispiel 2Example 2

Λ Bei eine™ zweiten Beispiel wurde der Test gemäß Λ In a ™ second example, the test was carried out according to

ao dem ersten Beispiel wiederholt, jedoch wurde eine Vorrichtung zur Schmelzflußelektrolyse verwendet, die "bhche massive Kathoden und »Fensteröffnungen« in der Trennwand in Höhe der Oberfläche des Elektro-1^" hat' damlt der Elektrolyt in die Metallsammel-ao the first example is repeated, however, a device was used for fusion electrolysis, the "BHCHE massive cathodes and" window openings "in the partition wall in height of the surface of the electrical ^ 1" 'has damlt the electrolyte in the Metallsammel-

»5 fne strömen kann. Bei dem zweiten Beispiel wurden»5 f ne can flow. The second example was

folgende Ergebnisse erreicht:achieved the following results:

Zellenspannung 4 9VCell voltage 4 9V

mittlere Stromdichte 0*46 Amp/cm2 mean current density 0 * 46 amps / cm 2

Energieverbrauch . . 13,8 kWh/kg MgPower consumption . . 13.8 kWh / kg Mg

Verlust an Chlorgas 0 1 kg Cl /kg Mg.Loss of chlorine gas 0 1 kg Cl / kg Mg.

Die Ergebnisse dieser Beispiele zeigen, daß mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Trennung von Chlorgas vom Elektrolyten erreicht wird, wodurch der Transport von Chlorgas in die Metallsammelzone um etwa 90% verringen wurde.The results of these examples show that with the device according to the invention an essential Improvement in the separation of chlorine gas from the electrolyte is achieved, thereby reducing the transport of Reduce chlorine gas in the metal collection zone by around 90% became.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

684684

r.3r*ri r .3r * ri

Claims (5)

jeden Zelle abtrennt und mittels umgekehrter Rinnen Patentansprüche: zu einer gemeinsamen Metallsammelzone gelangt. Auch hier sind nur wenige Zonen für das Sammelnseparates each cell and by means of inverted grooves Patent claims: reaches a common metal collecting zone. Again, there are only a few zones for collecting 1. Vorrichtung zur Schmeizflußelektrolyse von von Gas und Metall vorhanden. Der Elektrolyt zirku-Metallchloriden, insbesondere zur Schmelzfluß- 5 üert hier innerhalb der Einzelteile wie in den noch elektrolyse-Erzeugung von Magnesium, mit mehre- näher zu beschreibenden IG-Zellen. Gas- und Metallren Zellen, in denen abwechselnd Anoden und trennzonen sind praktisch identisch oder fallen miteindoppelt wirkende Kathoden angeordnet sind, wobei ander zusammen. Das begrenzt die Möglichkeiten, die Elektrolyse- und Gasabirennzonen der Zellen einen großen Unterschied zwischen dftn Geschwindigmit einer gemeinsamen, durch eine Trennwand ab- io keitsvekotren der Gasblasen, der Metalltröpfchen und geteilte Metallabtrennzone verbunden sind und der des Elektrolyten in den kritischen Bereichen zu erzielen. Elektrolyt in einem geschlossenen umlauf zwischen Daher ist wiederum das Abwägen, Ausbalancieren Elektrolysezone einer jeden Zeil»: und den jeweils bzw. Erreichen einer möglichst kurzen Aufenthaltsaußenliegenden Zonen zirkuliert, dadurch dauer des Metalls in den Elektrolyse- und Gasabtrenngekennzeichnet, daß zur Trennung des is zonen gegenüber dem wenigsten möglichen Transport Elektrolyten zusammen mit dem erzeugten Metall von Gas in die Metallsammelzone sehr ers ^iwert. von dem Chlorgas in den doppelt wirkenden hohlen Sogar bei einer optimalen Bemessung der in Frage Kathoden (2) mit Einlaßöffnungen (7) und Auslaß- stehenden Parameter führt die sich ergebende Stroöffnungen (8) versehene Durchlässe (6) vorgesehen mung, die mit der bekannten Ausführungsform erreicht sind, die die Gasabtrennzone (4i mit der Metall- ao werden kann, zu einem beträchtlichen Verlust an Gas. abtrennzone (5) verbinden. In der klassischen IG-Elektrolysevorrichtung für1. Device for the melt flow electrolysis of gas and metal available. The electrolyte circulating metal chlorides, especially for the melt flow, is here within the individual parts as in the still electrolysis production of magnesium, with several IG cells to be described in more detail. Gas and metal cells in which alternating anodes and separation zones are practically identical or coincide with double-acting cathodes, with others being arranged together. This limits the possibilities for the electrolysis and gas separation zones of the cells to achieve a large difference between the speed with a common, separation wall separating the gas bubbles, the metal droplets and divided metal separation zone, and that of the electrolyte in the critical areas. Electrolyte in a closed circuit between, therefore, is again the weighing, balancing of the electrolysis zone of each cell »: and the respective outer zones, or reaching the shortest possible residence time, circulates, characterized by the duration of the metal in the electrolysis and gas separation zones that are opposite to the separation of the is zones Very valuable for the least possible transport of electrolytes together with the metal produced by gas into the metal collecting zone. of the chlorine gas into the double-acting hollow Even with an optimal dimensioning of the cathodes (2) in question with inlet openings (7) and outlet parameters, the resulting flow openings (8) provided passages (6) provided with the known Embodiment are achieved that the gas separation zone (4i with the metal ao can be connected to a considerable loss of gas. Separation zone (5). In the classic IG electrolysis device for 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Magnesiumchlorid-Elektrolyse werden das hergestellte kennzeichnet, daß die Druchlässe (6) jeweils eine Chlorgas und Metall mittels eines speziellen Dichtungs-Einlaßöffnung (7) in oder an der Horizontalebene Schirmes, eines sogenannten Diaphragmas, voneinander des Kathodenoberteils haben. *5 getrennt gehalten, ..obei dieser bzw. dieses eine jede2. Apparatus according to claim 1, characterized in that magnesium chloride electrolysis is produced indicates that the outlets (6) each have a chlorine gas and metal by means of a special sealing inlet opening (7) in or on the horizontal plane screen, a so-called diaphragm, from each other of the cathode top. * 5 kept separate, .. with this or this one each 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch Zelle in jeweilige Zonen zum Sammeln jeweils des gekennzeichnet, daß die Kathoden (2) doppelwan- Chlorgases und des Magnesiums trennt. Dementdig und mit einem U-förmigen Querschnitt ausge- sprechend weist eine Elektrolysevorrichtung eine Vielbildet sind und ein offenes Kathodenoberteil haben zahi von Zellen auf, die eine Anzahl von Gas- bzw. und daß sie sich so durch die vertikale Trennwand 3° Metaü-Samnielzonen hat.3. Apparatus according to claim I or 2, characterized in the respective zones for collecting each of the cells characterized in that the cathodes (2) double-wall chlorine gas and the magnesium separates. Dismissed and with a U-shaped cross section, an electrolysis device has a multiple and an open cathode top have a number of cells that contain a number of gas resp. and that it has 3 ° Metaü-Samniel zones through the vertical partition. (10) hindurch erstrecken, daß die Auslaßöffnungen Die technische Entwicklung ist in Richtung auf (8) der Durchlässe (6) in der zur Metallabtrenn- größere und wirksamere Typen von Elektrolysevorzone (5) weiserden vertikalen Ebene der Trenn- richtungen gelaufen, die doppelt wirkende Kathoden wand (10) liegen. haben, wobei das Gas aus den Zellen in einer gemein-(10) extend therethrough that the outlet openings Technical development is towards (8) the passages (6) in the metal separation larger and more effective types of pre-electrolysis zone (5) wise the vertical plane of the separating directions, the double-acting cathodes wall (10). the gas from the cells in a common 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- 35 samen Zone gesammelt wird und wobei die natürliche kennzeichnet, daß sich der durch die Trennwand Strömung auch dazu benutzt wird, das Metall und den (10) erstreckende, die Auslaßöffnung (8) bildende Elektrolyten aus einer jeden Zelle zu einer gemeinsa-Teil der Kathode (2) mit einer nach unten geneigten men Trenn- und Sammelzone für das Metall zu beoberen Deckfläche (U) versehen ist. fördern. Eiektrolysevorrichtungen die nach diesem4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the entire zone is collected and the natural indicates that the flow through the partition is also used to remove the metal and the (10) extending, the outlet opening (8) forming electrolytes from each cell to a common part to conquer the cathode (2) with a downward sloping separation and collection zone for the metal Top surface (U) is provided. support financially. Electrolysers according to this 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 4° Prinzip arbeiten, umfassen drei Hauptzonen: die bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innen Elektrolysezone, die Gasabtrennzone und die Metallliegende Boden (12) der Kathoden (2) zur Trenn- abtrennzone. Mit dem Ausdruck »Gasabtrennzone« wand (10) hin leicht geneigt ist. soli die Zone gemeint sein, die sich am Oberteil der5. Device according to one of claims 1 4 ° working principle, comprise three main zones: the to 4, characterized in that the inner electrolysis zone, the gas separation zone and the metal lying Bottom (12) of the cathodes (2) to the separating separation zone. With the expression "gas separation zone" wall (10) is slightly inclined. should be the zone that is on the upper part of the Kathode oder unmittelbar über den Kathoden be-Cathode or directly above the cathode 45 findet. In dieser Zone wird die aufwärts gerichtete45 finds. In this zone becomes the upward one Strömung des geschmolzenen Salzes stark abgelenkt.Flow of molten salt strongly deflected. Die beiden zuerst genannten Zonen sind von der letztgenannten Zone prinzipiell durch eine TrennwandThe two first-mentioned zones are in principle separated from the last-mentioned zone by a partition Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmelz- getrennt. Diese Trennwand hat öffnungen an ihremThe invention relates to a device for melting separated. This partition has openings on its flußelektrolyse von Metallchloriden, insbesondere zur so unteren Ende, so daß der Elektrolyt in die Elektrolyse-flow electrolysis of metal chlorides, especially to the lower end, so that the electrolyte in the electrolysis Schmelzflußelektrolyse-Erzeugung von Magnesium, zone fließen kann. Des weiteren sind öffnungen amFused metal electrolysis production of magnesium, zone can flow. There are also openings on mit mehreren Zellen, in denen abwechselnd Anoden oberen Ende, unterhalb der Oberfläche des Elektro-with several cells, in which alternately anodes upper end, below the surface of the electrical und doppelt wirkende Kathoden angeordnet sind, lyten vorgesehen, wobei durch diese öffnungen hin-and double-acting cathodes are arranged, lytes are provided, and through these openings wobei die Elektrolyse-und Gasabtrennzonen der ZeI- durch Elektrolyt und hergestelltes Magnesiummetallthe electrolysis and gas separation zones of the cell through electrolyte and produced magnesium metal len mit einer gemeinsamen, durch eine Trennwand 55 aus den Gasabtrennzonen in die Metallsammelzonelen with a common, through a partition 55 from the gas separation zones into the metal collection zone abgeteilte Mefllabtrennzone verbunden sind und der strömen kann. Eine Elektrolysevorrichtung dieser Artseparated Mefllabtrennzone are connected and can flow. An electrolyzer of this type Elektrolyt in einem geschlossenen Umlauf zwischen ist in der norwegischen Patentschrift 1 23 727 darge-Electrolyte in a closed circuit between is shown in Norwegian patent 1 23 727 Elektrolysezone einer jeden Zelle und den jeweils stellt und beschrieben.Electrolysis zone of each cell and each represents and described. außenliegenden Zonen zirkuliert. Charakteristisch für alle bekannten Elektrolysevor-outlying zones circulates. Characteristic for all known electrolysis Eine derartige Vorrichtung zur Schmelzflußelektro- 6o richtungen, die eine gemeinsame Metallabtrennzone fürSuch a device for Schmelzflußelektro- 6o directions that have a common metal separation zone for lyse von Metallchloriden ist aus der deutschen Auslege- eine Anzahl Zellen haben und eine einheitliche Beför-lysis of metal chlorides is based on the German design - a number of cells and a uniform transport schrift 11 22 263 bekannt, die der norwegischen Patent- derung des Elektrolyten und des Metalls dorthin auf-11 22 263 known to the Norwegian patenting of the electrolyte and the metal there- schrift 87 636 entspricht. Bei der dort beschriebenen weisen, ist, daß die Verbindung zwischen der Gasab-font 87 636 corresponds. The wise described there is that the connection between the gas exhaust und dargestellten Vorrichtung sollen die Nachteile trennzone und der Metallabtrennzone über den Wegand illustrated apparatus are intended to overcome the drawbacks of the separation zone and the metal separation zone bereits bekannter Schmelzflußelektrolysezellen, bei 6S von »Fensteröffnungen« erfolgt, die sich in der da-already known fused metal electrolysis cells, at 6 S there are "window openings" which are in the denen sich das Metall ohne besonderen Umlauf wieder zwischen befindlichen Trennwand in Höhe der Ober-in which the metal is again without special circulation between the partition wall at the level of the upper mit dem an den Anoden frei werdenden Gas umsetzt, fläche des Elektrolyten befinden. Diese technischereacts with the gas released at the anodes, are located in the area of the electrolyte. This technical dadurch behoben werden, daß sich das Metall in einer Lösung hat eine Anzahl von Nachteilen.Solving the metal in solution has a number of disadvantages.
DE19742404365 1973-01-30 1974-01-30 Device for the melt-flow electrolysis of metal chlorides Expired DE2404365C3 (en)

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NO00371/73A NO130119B (en) 1973-01-30 1973-01-30

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