DE2406473C3 - Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von Metall aus einer Metall enthaltenden Elektrolytlösung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs I beschriebenen aus der DT-OS 21 28 878 bekannten Art.

Bei der bekannten Vorrichtung ist die Oberfläche dei Kathode nicht glatt, sondern die Inseln sind jeweils \uv einem höheren Rand aus Isoliermaterial umgeben.

Bei dieser Ausbildung der Kathodenoberfläche haftet der Niederschlag nicht nur fest an der Oberfläche der Inseln, sondern auch an dem diese umschließenden Isoliermaterial an. so daß der Niederschlag nicht während des Betriebs von der Kathodenobcrfläche entfernt werden kann. Vielmehr muß die Kathode aus der Vorrichtung herausgenommen und vom abgesetzten Niederschlag befreit werden. Ein kontinuierlicher Betrieb ist mit der bekannten Vorrichtung daher nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von Metall aus einer Metall enthaltenden Elektrolytlösung zu schaffen, mit der ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist, um so die Leistung der Vorrichtung und damit dei Metallgewinnung zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die vom Patentanspruch I erfaßten Maßnahmen gelöst.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Oberfläche der Kathode glatt ist und die Inseln aus dünnen elektrischen Leitern bestehen, ergibt sich eine verhältnismäßig schwache Haftung des abgeschiedenen Metalls an der Kathode, so daß es während des Betriebs leicht entfernt werden kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 12.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausluhrungsbeispielc wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Zelle, wobei ein Teil der Zellcnwancl weggeschnitten ist,

i- i g. 2 die Draufsicht auf die Zelle der Fig. I. wobei Teile der Zellenwand weggeschnitten sind. Zusätzlich sind die Speiseleitungen gezeigt.

F i g. 3 die perspektivische, zum Teil aufgeschnittene Ansicht der Kathode der Zelle der F i g. I und 2,

F i g. 4 den Schnitt 4-4 der F i g. 3.

F i g. 5 die Einzelheit 5-5 der F i g. 4 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 die perspektivische Darstellung einer Anode für die Zelle der F i g. 1.

F i g. 7 den Schnitt 7-7 der F i g. 6 und

{•"ig.8 cine perspektivische Darstellung einer Metall-Abnahmecinrichtung.

Die elcktroiyiische Metallgewinnungszelle der Tig. I und 2 enthält ein Gehäuse 12. in dem einander gegenüberliegend eine Kathode Π und eine Anode 14 montiert sind. Das Gehäuse 12 ist abgedichtet, um die gasförmigen Elektrolyseprodukte aufzufangen und d;is Kniweichen korrosiver Dämpfe zu verhindern. Die Innenwand des Gehäuses ist vorzugsweise mit einem korrosionsbeständigen Material, elektrisch isoliert.

Die Kathode 13 ist so ausgebildet, daß sieh ein Metall mit den rrhtigen Eigenschaften in hohem Maße daran ablagert. Ihre Form ist so gewählt, daß eine dauernde Entfernung möglich ist, ohne daß die Kathode zerstört würde oder die Elektrolyse unterbrochen werden mußte. Gemäß Fig.3 bis 5 weist die Kathode 13 mehrere freiliegende, elektrisch leitende Spitzen 30 auf, die je als getrenntes Kathodcnelement wirken. Die Spitzen bilden die Enden dünner Leiter 31. beispielsweise dünner Drähte, die in Abständen voneinander in einer Isolier- «nasse 32 gelagert sind, die ihrerseits so in einem isoliefenden Halter gelagert ist. daß nur die Spitzen 30 freilegen. Die anderen Ende: der Leiter 31 sind innerhalb ties Leiters mit einer gemeinsamen elektrisch leitenden Basis 34 verbunden. Die freie Oberfläche der Kathode |3 sollte glatt sein, so daß die Ablagerungen an den einzelnen Kathodenspitzen nicht an der Isoliermasse 32 anhaften und die Seitenflächen der einzelnen Kathodenelemente 31 abgedeckt sind. Die leitende Kathodcnobcrfläche ist also glatt und wird von den freien Enden mehrerer elektrischer Leiter gebildet. ύ'.2 durch eine Masse aus isolierendem Material voneinander getrennt sind.

Die Kathodenspitzen sind so klein, daß sich das Metall in einer Form daran ablagert, die eine schwache Bindung des Metalls an die Kaihodenspitzen 30 gewährleistet, und zwar so, daß es von der Kathodenflache wegragt, so daß es durch leichtes Schaben entfernt werden kann. Wie gezeigt, sind die Kathodenspitzen flach und rund. Ihr Durchmesser beträgt 0,025 bis 0,15 mm, ihr engster Kantenabstand etwa 0,25 bis 0,6 mm. Wie in F i g. 5 gezeigt, lagert sich das Metall an den Kathodenspitzen 30 in Form kleiner nach außen ragender Klumpen 41 ab. Der an der Spitze anhaftende Klumpen ist klein und kann leicht weggebrochen werden. Die kleinen Spitzen sind wichtig, da sich bei merklich höherem Durchmesser der Spitzenoberfläche zwei unerwünschte Erscheinungen einstellen: Die H aft fläche wird so groß, daß das abgelagerte Metall fester daran anhaftet und das abgelagerte Metall weitet sich radial S*> über die Spitze aus und erhält die Form einer Scheibe, die nur schwer entfernt werden kann ur.c! zu einer unerwünschten Überbrückung zwischen den Spitzen führt. Der Absland zwischen den benachbarten Spitzen ist ebenfalls wichtig, und sollte im Bereich von 0,25 bis 0,b mm liegen, um zu verhindern, daß das abgelagerte Metall zwischen den benachbarten Spitzen Brücken bildet.

Zur Herstellung einer geeigneten Kathode können zunächst Abschnitte aus nichtrostendem Stahldraht mit verhältnismäßig großem Durchmesser an einem Basisslreifcn befestigt werden, so daß sich ein kammförmiges Bauteil ergibt. Darauf werden mehrere solcher Streifen zu einem bürstenartigen Teil aneinander befestigt. Die Durchmesser der Drähte werden dann durch Ätzen und das bürstenförmigc Bauteil wird in einem geeigneten Isoliermaterial, beispielsweise Keramik. Glas oder einem geeigneten Kunststoff verkapselt. Das Isoliermaterial ist zweckmäßigerweise korrosionsbeständig und ausreichend fest, .so daß es sich nicht verbiegt oder ein Arbeitsspiel der Leiter in einem Maße zuläßt, daß größere Kathodenflächen freiliegen, sich die Art der Metallablagerungen ändert und die^e schwer entfernt werden können.

Die Leiter 31 brauchen nicht aus Drähten zu bestehen oder rund zu sein. Auch bei rechteckiger Form der einzelnen Drähte, beispielsweise 0,025 bis 0.1 mm χ 0,5 bis 2,5 mm und einem Abstand von 0,25 bis 0,b mm zwischen den engsten Stellen ergeben sich geeignete Kathoden. Auch hier ist der Abstand wichtig, um eine Brückenbildung zwischen benachbarten Spitzen zu verhindern.

An der hinteren Fläche des Kathodenhallers 43 ist das eine Ende einer isolierten Welle bzw. eines isolierten Schafts 46 starr befestigt. Er ragt durch die angrenzende Endwand des Gehäuses 12, wo er mit einem geeigneten Antrieb 48 gekuppelt ist, durch den der Schaft 46 und der Kathodenhalter 43 in langsame Drehung versetzt werden. Am Ausgang aus dem Gehäuse ist der Schaft 46 durch eine herkömmliche Stopfbuchse 49 umschlossen. Von der gemeinsamen Basis 34 verläuft ein elektrischer Leiter 51 (Fig. 3, 4) durch den isolierten Schaft 46 zu einem außerhalb des Gehäuses angebrachten Kontakt 51,7, an den eine nichigczcigte Gleichstromquelle angeschlossen ist, die eine Spannung von 2 bis 8 Volt zwischen den Elektroden liefert. Enthalt die Zelle mehr als ein Elektrodenpaar, so sollte die Gleichstromquelle 2 bis 8 Volt an jedem Elektrodenpaar abgeben.

Die Anode 14 (Fig. 6,7) dient als Einlaß für frische Elektrolyten und zur Entfernung gasförmiger Elektrolyseprodukte. Die Anode enthält eine flache vordere Platte 53 aus perforiertem oder sonst porösem Material. Beispielsweise kann die Platte 53 aus zwei übereinander gelegten Schichten aus perforiertem Titanblech bestehen, die mit einem Metall oder einem Oxid beschichtet sind, das als inerte Anode dienen kann, wodurch die Sauerstofflösung begünstigt wird. In zusammengebautem Zustand im Gehäuse bildet die vordere Anodenplatte 53 die leitende Anodenfläche. Sie liegt parallel und in einem geringen Abstand zur leitenden Oberfläche der Kathode 13.

Die vordere Platte 53 sitzt über einem hohlen zylindrischen Halter 54, in den eine feste Trennwand 55 eingesetzt ist. Diese teilt die Anode in Querrichtung in eine vordere Kammer 56, die unmittelbar hinter der vorderen Anodenplatte angeordnet ist, und in eine hintere Kammer 57, die angrenzend an das hintere Ende des Halters liegt. Der Halter und die Trennwand bestehen vorzugsweise aus einem nichtleitenden und gegen anodische Korrosion beständigen Material. Ein isolierter Schaft 58 ist an den Halter angeschlossen und ragt von diesem nach hinten. Durch den Schaft verläuft ein Leiter 67, der die Platten 53 mit einer Gleichstromquelle verbindet. Mehrere kurze, elektrisch isolierende Leitungen 59 verlaufen durch die Trennwand 55, von dort durch die vordere Kammer 56 und durch die vordere Anodenplatte 53. Sie verbinden somit die hintere Kammer 57 über die Platte 53 mit dem Innern des Gehäuses 12. Eine im Schaft vorgesehene Bohrung 61 bildet eine Leitung, die die hintere Kammer 57 mit einem Elektrolyivonat verbindet.

In Längsrichtung durch den Schaft 58 verläuft ferner eine zweite Bohrung 63 zur hinteren Kammer 57 und zur Trennwand 55. Sie verbindet die "ordere Kammer 56 mit dem äußeren der Anode, so daß durch die porö-

se Anoclcnfläehc 53 Gas abgezogen werden kann. In manchen Fällen kann zum Abziehen des Gases der vorderen Kammer über die Leitung 63 zusätzlich /u dem durch das Einleiten des Elektrolyten erzeugten Druckunterschied ein Unterdruck zugeführt werden.

Die Elektrolyt-Spciseleitungen 59 sind so bemessen und in einem solchen Abstand an der Anodcnfläche 53 angeordnet, daß der Elektrolyt gleichmäßig in das Gehäuse 12 eingeführt werden kann, ohne daß Strahlen entstehen, durch die Metallablagcrungcn vorzeitig von der Fläche der Kathode 13 entfernt würden. Der Abstand der Elcktrodcnflächcn beträgt 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 mm.

Der Schaft 58 ist am hinteren Ende der Anodenanordnung befestigt und ragt durch die Wand des Gchäuses 12. Aus dem Gehäuse austretende Flüssigkeit wird mittels einer flexiblen Manschette 64 (F i g. 1, 2) aufgefangen. Der Schaft 58 dient zur Lagerung und Einstellung der Anode 14 in gewählte Stellungen innerhalb des Gehäuses. Zur Einstellung der Anode ist der Schaft in einem Mechanismus 65 außerhalb des Gehäuses befestigt, mit dem eine Einstellung in Axialrichtung möglich ist. Zur Feineinstellung der Anode sind einfache Zugbolzen 66 vorgesehen.

Gemäß F i g. 7 verläuft ein elektrischer Leiter 67 von der Anodenfläche 53 durch den Schaft 58 tw elektrischen Spannungsquelle. Er ist außen an den Platten 53 isoliert.

Der das Metall enthaltende Elektrolyt wird über eine Haupt-Speiseleitung 90 und über eine oder mehrere mit Ventilen versehene Zweigleitungen 91,92 und 93 in die Zelle eingeleitet. Die Zweigleitung 91 ist mit dem Kanal 61 im Schaft 58 verbunden, so daß der Elektrolyt durch die Anodenfläche ins Gehäuse gelangt. Die Zweigleitung 92 ist durch die Wand direkt ins Innere des Gehäuses geführt. Die Zweigleitung 93 ist an eine besondere Leitung 75 an der Schaberanordnung geführt.

Die in der Zelle entstehenden Gase, insbesondere Sauerstoff werden durch die Leitung 68 abgezogen, die an den Kanal 63 im Schaft 58 angeschlossen ist.

Bei dem gezeigten Ausführiingsbeispici wird der Elektrolyt normalerweise durch die Zweigleitung 91 und 92 eingeleitet, so daß das Gehäuse einschließlich des Zwischenraums zwischen den Elektroden gefüllt bleibt, ohne daß sich die Flüssigkeit zu stark über die Elektrodenflächen bewegt. Im Normalbetrieb tritt also der frische Elektrolyt durch die Anodenfläche und durch die Gehäusewand ein. Durch die Anodenfläche wird ein Teil des Elektrolyten zusammen mit dem Gas abgezogen. Der Rest wird zusammen mit dem gewonnenen Metall durch die Spülleitung abgeführt.

Zur Anpassung an spezielle Bedingungen, beispielsweise an den schädlichen hohen Säuregehalt bei der Zinkgewinnung, kann eine weitere Einlaßleitung 75 vorgesehen sein, durch die in den Bereich des Abnahmeschabers Elektrolyt mit niedrigem Säuregehalt zugeführt wird. Hie. durch wird einerseits der Säuregehalt des abgeführten Elektrolyten verringert, mit dem das Metall aus der Zelle gespült wird. Ferner wird hierdurch das Ausspülen des gelösten Metalls unterstützt.

Zur kontinuierlichen Abnahme des abgelagerten Mctalls von den Kathodenspitzen dient eine Abnahmeeinrichtung 72 (F i g. 6 bis 8) mit einem teilweise von einer Haube 82 umschlossenen Schaber oder Messer 73. das an einem hin- und herbeweglichen Arm 74 befestigt ist. Dicker bewegt den Schaber 73 und die zugehörige Haube innerhalb eines Schlitzes 76 mit fcsicn Wänden in Radialrichtimg hin und her, der in der Anodenfläche 53 ausgebildet ist (Fig. 6). Der in I i g. 8 vergrößert gezeigte Schaber ist wesentlich kürzer als der Schiit/ 76. Der Schaber ragt zur Kalhodenfläche und endet dicht an der Kathoclcnflächc. so daß, wenn sich die K;i lhodc 13 dreht, die Kante des Schabers 73 die Metallablagcrungcn von den Kathodcnspitz.cn abschabt. Gleichzeitig bewegt der Arm 74 den Schaber langsam zur Mitte der Elektrode. Der Schaber beschreib) also eine spiralförmige Bahn. Am Ende der Bcwcgiingsstrecke kehrt der Schaber schnell in die Ausgangsstellung in der Nähe der Kante zurück und der Zyklus wird wiederholt. Abstandhalter 73;) dienen zur Trennung des Schabers 73 vom Boden der Haube, so daß Flüssigkeit und Metall um den Schaber strömen können. Sie gehingen über ein Rohr 81 zum Auslaß, das den Innenraum der Haube mit einer entfernten Stelle außerhalb der Zelle verbindet. Das Gemisch aus abgeführtem Elektrolyt und Mctalltcilchen kann also dauernd aus dem Schabcrbcrcich gespült werden, so daß das Metall aus der Zelle entfernt wird, sobald es von der Kathode abgeschabt wurde. Die Strömung durch die Auslaßleitung wird durch den Druck des eintretenden frischen Elektrolyten erzeugt, der durch die Spcisclcilungcn eintritt.

Das Gemisch aus Metallteilchcn und Elektrolyt wird zur endgültigen Gewinnung des Metalls zu einem Filter oder zu einer anderen Trenneinrichtung geleitet.

Zwar können auch andere Schaberanordnungen /um Abschaben des Metalls von der Kathode verwendet werden, wichtig ist jedoch, daß jeweils nur ein verhältnismäßig geringer Anteil der reinen Kathodenspitzen frcilicgt, und daß der Hauptteil der gesamten Kathode normalerweise mit abgelagertem Metall bedeckt ist. Liegt eine zu große Kathodcnspitzcnfläche frei, ohne daß der Gesamtstrom entsprechend verringert wird, so entstehen an den Kathodenspitzen unerwünscht hohe Spannungen mit dem Ergebnis, daß sich statt dem Metall in verstärktem Maße Wasserstoff an der Kathode absetzt und so der Betrieb ernstlich gestört wird.

Außerhalb des Gehäuses liegende Teile der Abnahmeeinrichtung sind in den F i g. 1 und 2 gezeigt. Ein hin- und hcrbewcglichcr hydraulischer Stößel 78 treib» einen auf Schienen 80 befestigten Schlitten 79 an. Das zweite Ende des Arms 74, der an seinem ersten Ende den Schaber 73 trägt, ist mit dem Schlitten verbunden und mit diesem hin- und herbeweglich. Der Arm 74 ist über eine flexible Manschette 83 ins Gehäuse geführt. Nichtgezeigtc Steuereinrichtungen dienen /ur zeitlichen Steuerung der Bewegung des Arms.

Der Elektrolyt, beispielsweise eine Säurclaugcnlösung, wird über die Hauptleitung 90 und die Zweiglei tung 91 und 92 ins Gehäuse geleitet, so daß er durch die Anodenfläche und durch die Gehäusewand in die Zelle gelangt und diese ständig mit Elektrolyt gefüllt ist.

Die Durehflußgeschwindigkeit des Elektrolyten, die angelegte Spannung und der Abstand zwischen den Elektrodenflächen werden so eingestellt, daß sich die gewünschte Ablagcrungsgeschwindigkcit und -gute er gibt. Typische Stromdichten liegen, bezogen auf die

Gesamtfläche der Elektrode, nicht auf die Fläche dct Spitzen, zwischen etwa 0.5 bis etwa 2.0 A/cm-. Die Form der Metallablagerungen äst in F i g. 5 gezeigt. Bc hohen Stromdichten ergeben sich sehr weiche Ablage rungcn.

Während der Zufuhr von Gleichstrom wird die Ka lhodc gedreht und der Schaber der Abnahmecinrich· lung betätigt. Die Drehzahl der Kathode und die An zahl der Hin- und Herbewegungen ties Schabers wer

den so eingestellt, daß das Metall so schnell von den Kathodenspitzen geschaht wird, daß eine Brückenbildung /wischen den nebeneinander liegenden Ablagerungen verhindert wird. Das abgenommene Metall und der Elektrolyt werden dann über die Leitung 81 aus der Zelle abgezogen. Die gewonnenen Metallleiiehen werden filtriert und gegebenenfalls zu Pulver mit hoher Dichte verdichtet oder gemahlen.

Bei Verwendung einer Kupfersulfatlösung wird an der Anode 14 Sauerstoff frei. Ein Gemisch aus Sauerstoff und Elektrolyt wird durch die poröse Anodenfläche 53 und durch die Leitung 68 zu einer nichtge/eigten Trenn- und Sammeleinrichtung geführt. Der aufgefangene Sauerstoff kann als Oxidationsmittel bei der Laugenherstellung verwendet oder komprimiert und verkauft werden. Bei dauernder Gasentfernung wird eine Polarisation vermieden, so daß die Elektrolyse bei minimalem Leistungsverbrauch ablaufen kann.

Ein im wesentlichen gemäß der Zeichnung aufgebautes Modell wurde zu Untersuchungen verwendet. Der Durchmesser der Modellkathode betrug etwa 15 cm.

Die Kathode bestand aus nichtrostenden Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,075 bis 0.125 mm und einer Länge von 2,5 mm, die in einer flammgcsprühten Keramikmasse mit einem mittleren Abstand von 0.38 mm befestigt waren. Die Gesamt-Kathodcnflärhe betrug einschließlich der Keramikmasse 147 cm².

Die Anode war entsprechend F i g. 6 und 7 aufgebaut. Die Anodenfläche bestand aus zwei Schichten aus perforiertem Titanblech mit Perforationen von 1.5 mm. Der Abstand der Platten betrug etwa 1 mm und die Perforationen waren so gegeneinander versetzt, daß sich ein gewundener Pfad durch die Fläche ergab. In der Anodenfläche waren 12 Zuführleitungen 59 vorgesehen.

Bei den Versuchen wurde der Zelle eine gereinigte Elektrolytlösung mit einem Kupfer-Gehalt von 10 bis 35 g/l und einem LbSOt-Gehait von i0 bis 150 g/l zugeführt.

Der Gesamt-Strom betrug 120 A (0.82 A/cm-) bei einer Spannung von 2182 V. Die Temperatur wurde auf 86⁰C gehalten. Die Lösung enthielt 130 g/l H2SO4 und 15 g/l Kupfer in Form von CuSO-t. Die frische Lösung wurde so zugeführt, daß diese Bedingungen aufrechterhalten wurden. Während der Testzeit von 37 Minuten wurden 79,6 g Kupfer mit einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 100 μ Durchmesser gesammelt. Das Kupfer halte eine Schüttdichte von 3,74 g/cm³. Die verbrauchte Leistung betrug 0,338 kW, der spezifische Leistungsverbrauch 2, 68 kW/h/kg Cu. Der Stromwirkungsgrad betrug 90,8 %.

Demgegenüber beträgt bei der herkömmlichen elektrolytischen Metallgewinnung der Stromwirkungsgrad 72 % und der Leistungsverbrauch 2,96 kW/h/kg Cu bei einer Stromdichte von etwa 0,012 A/cm².

Unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurden mit der erfindungsgemäßen Zelle etwa 8800 g Cu/tn- und Tag gewonnen.

Die Erfindung ist nicht auf permanente Elektroden beschränkt. Beispielsweise können auch sogenannte verlorene Anoden verwendet werden. Die erfindungsgemäße Zelle kann auch zur elektrolytischen Raffination und zur Gewinnung jedes anderen Metalls verwendet werden, das auf elektrolytischem Weg gewonnen werden kann.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel der Zelle enthält zwar nur eine einzige Anode und eine einzige Kathode. Es können jedoch auch Zellen mit mehreren Paaren von Anoden und Kathoden verwendet werden. Die Anoden-Kathoden-Paare der Zelle können in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sein, wobei die Reihenschaltung wirtschaftlicher ist.

Die Zelle kann /war in einem offenen Behälter ausgebildet sein, bei vollständig geschlossener Zelle kann jedoch bei erhöhter Temperaturen gearbeitet werden, ohne daß Dampf frei wird. Dies ist vorteilhaft, weil bei hoher Temperatur der Elektrolyt-Widerstand und somit der Leistungsverbrauch verringert wird. Auch ergeben sich bei konstanter Stromdichte und konstanter

₂<i Elektrolytzusammensetzung sowie bei höherer Temperatur Metallprodukte mit höherer Schüttdichte und verbesserter Fließfähigkeit.

Bei Verwendung eines offenen Behälters sind Einlaß und Auslaß so aufgebaut, daß kontinuierlich Elektrolyt zugeführt und abgeführt wird, wobei ein konstantes Lösungsvolumen aufrechterhalten wird, damit die Elektroden im gewünschten Maße eintauchen.

Die Gcsamtgröße der Elektroden ist veränderlich. Abmessungen und Querschnitte der einzelnen Kathodenleiter sowie der Spitzenabstand sollten jedoch innerhalb der genannten Grenzen liegen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Statt flacher Kathoden- und Anodenflächen können auch andere Formen angewandt werden. Bcispiclswctse kann die leitende Kathodenfläche zylindrisch sein, sofern sie glatt ist und mehrere kleine Leiter enthält, die durch eine nichtleitende Masse in einem Abstand voneinander gehalten werden. Ähnliches gilt für die Anode.

Wie bei jeder elektrischen Vorrichtung muß gewährleistet sein, daß die verschiedenen Elemente voneinander isoliert sind, um Beschädigungen durch Stöße. Kurzschlüsse u. dgl. zu vermeiden. Beispielsweise muß der Schaber von dem hin- und herbeweglichen Schaft 74 isoliert sein.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung neue Wege und Einrichtungen zur kontinuierlichen Metallgewinnung ohne Unterbrechung des Prozesses erschließt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 652/292

■V.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur elektrolylisehen Gewinnung von Memll aus einer Metall enthaltenden Elcktrolytlösung. mit wenigstens einer Anode und wenigstens einer Kathode, auf deren aktiver Oberfläche leitfähige, gegeneinander isolierte Inseln ausgebildet sind, dadurch gekenn/, eich net, daß die Oberfläche der Kathode (13) glatt ist. und daß die leitfähigen Inseln aus dem Endquerschnitt verhältnismäßig dünner elektrischer Leiter (31) bestehen, die in eine plcktrisch isolierende Masse eingebettet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter aus Drähten (31) bestehen, deren Durchmesser im Bereich zwischen 0.025 bis 0,15 mm und deren Abstand an den engsten Stellen zwischen 0,25 und 0,6 mm liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (31) einen rechteckigen Querschnitt im Bereich zwischen 0.025 bis 0.1 mm χ 0,5 bis 2,5 mm haben und ihr minimaler Abstand zwischen 0,25 und 0,6 mm liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden An- »s sprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (73) zur Entfernung der auf den Spitzen (30) der Leiter (31) gebildeten Teilchen (41) von der leitenden Fläche der Kathode (13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- y> zeichnet, daß die Einrichtung zur Entfernung des Metalls von der leitenden Oberfläche der Kathode

(13) einen Schaber (73) und eine Einrichtung (78) enthält, die eine relative Bewegung zwischen der Kathodenoberfläche und dem Schaber bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber (73) zwischen den leitenden Flächen der Anode (14) und der Kathode (13) angeordnet ist, und daß eine Auslaßleitung ,(8t) zum Abziehen eines Gemischs aus der Lösung und entferntem Metall aus dem an den Schaber angrenzenden Bereich vergesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch b, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (75) zur Einleitung von zusatzlichen Elektrolyten in den Tank, die angrenzend an den Einlaß zur Produkt-Auslaßleitung (81) angeordnet ist, so daß wenigstens ein Teil der das Gemisch bildenden Lösung zugeführt wird, die aus dem an den Schaber (73) angrenzenden Bereich abgeführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Oberfläche der Anode

(14) porös ist, daß unterhalb der Oberfläche eine Kammer (56) angeordnet ist, und daß die Kammer über eine Leitung (63) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist, so daß die gasförmigen Elcktrolyseprodukte durch die Anodenfliiche abgezogen werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (61, 57. 59) zur Hinleilung von Lösung in den Zwischenraum zwischen den leitenden Oberflächen der Anode (14) und der Kathode (13) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch b, gekennzeichnet durch einen in der leitenden Oberfläche der Anode (14) vorgesehenen Schlitz (76) mit festen Wänden, wobei der Schaber (73) in dem Schlitz angeordnet ist, und durch eine hin- und herbewegliche Einrichlung (78), die mit dem Schaber verbunden ist. im diesen im Schlitz hin- und hcr/ubewegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gc kennzeichnet, daß die Einrichtung, die eine ReIaii\ bewegung zwischen der Kathode (13) und den Schaber (73) bewirkt, eine mit der Kathode (13) ver bundene, drehbar gelagerte Welle (46) enthält, so wie einen außerhalb des Behälters (12) angcordnc ten Antrieb für die Welle und die Kathode.

12. Vorrichtung nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) geschlossen is und der Einlaß und Auslaß so angeordnet sind. dal. der Behälter im wesentlichen mit Lösung gefiill· bleibt.