DE2423996A1

DE2423996A1 - METHOD FOR REDUCING THICK MERCURY BUILD-UP IN ELECTROLYTIC MERCURY CELLS

Info

Publication number: DE2423996A1
Application number: DE2423996A
Authority: DE
Inventors: Denis Lee; Leslie Norburn
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-05-17
Filing date: 1974-05-17
Publication date: 1974-12-05
Also published as: CA1067449A; GB1437472A; FI59424B; ZA742933B; FI59424C; IT1012423B; JPS5049197A; US3905880A; FI152974A; NL7406441A; BE815178A; FR2229461A1; ES426408A1; AU6854774A; FR2229461B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von Quecksilberkathodenzellen für die Elektrolyse von Alkalimetallchloridlösungen. Sie bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zum Betrieb von Quecksilberkathodenzellen.The invention relates to the operation of mercury cathode cells for the electrolysis of alkali metal chloride solutions. In particular, it relates to an improved one Method for operating mercury cathode cells.

In vielen Ländern über die gesamte Erde verbreitet befinden sich große Anlagen von Zellen für die Herstellung von Chlor, und Ätzalkali durch Elektrolyse von Alkalimetallchloridlösungen, wobei diese Lösung elektrolysiert wird, während sie zwischen der unteren Fläche einer Reihe von Platten aus GraphitIn many countries all over the world there are large plants of cells for the production of chlorine, and caustic alkali by electrolysis of alkali metal chloride solutions, which solution is electrolyzed while it is between the lower surface of a series of graphite plates

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oder Metall und einer fließenden flüssigen Kathode hindurchströmt, wobei letztere dadurch aufrechterhalten wird, daß Quecksilber oder verdünntes Alkalimetallamalgam an einer Seite der Zelle eingeführt und ein an Alkalimetall angereichertes Amalgam an der anderen Seite der Zelle abgeführt wird. Das an den Anoden in Freiheit gesetzte Chlor wird kontinuierlich von der Oberseite der Zelle abgeführt, und das in Freiheit gesetzte Alkalimetall, welches sich in der fließenden Amalgamkathode ansammelt, wird kontinuierlich aus dem angereicherten Amalgam entfernt und in Ätzalkali überführt, indem das angereicherte Amalgam in einer Sodazelle, welche üblicherweise als "Entblößer." bezeichnet wird, mit Wasser umgesetzt wird. Das entblößte Amalgam wird dann wieder mit Hilfe einer Pumpe zur Elektrolysezelle zurückgeführt.or metal and a flowing liquid cathode flows through it, the latter being maintained by having mercury or dilute alkali metal amalgam on one side introduced into the cell and an amalgam enriched in alkali metal is discharged from the other side of the cell. That on Chlorine released from the anodes is continuously removed from the top of the cell, and that released Alkali metal that accumulates in the flowing amalgam cathode is continuously evolved from the enriched amalgam removed and converted into caustic alkali by placing the enriched amalgam in a soda cell, which is usually called the "stripper." is referred to, is reacted with water. The exposed amalgam is then returned to the electrolysis cell with the help of a pump returned.

Ein allgemein bekanntes Problem beim Betrieb solcher Zellen ist der Aufbau von Niederschlägen aus dickem Quecksilber, welches oftmals als "Quecksilberbutter" bezeichnet wird, auf der Grundplatte der Zelle. Der Mechanismus der Bildung von dickem Quecksilber ist nicht ganz klar. Es wird angenommen, daß er durch die Anwesenheit von Spurenverunreinigungen im Salzelektrolyt beeinflußt wird. Trotz der bestmöglichen Reinigung der zugeführten Salzlösung können sich aber immer noch dicke Quecksilberabscheidungen bei einem längeren Betrieb der Zelle aufbauen. Das Problem wurde nun beim Betrieb von solchen Zellen mit hohen Stromdichten, was in der letzten Zeit mehr und mehr praktiziert wird, nunmehr akut.A well-known problem with the operation of such cells is the build-up of precipitates of thick mercury, which often referred to as "mercury butter" on the base plate the cell. The mechanism of thick mercury formation is not entirely clear. It is believed that by the Presence of trace impurities in the salt electrolyte is influenced. Despite the best possible cleaning of the supplied However, saline solution can still build up thick deposits of mercury if the cell is operated for a long period of time. The problem has now been used in the operation of such cells with high current densities, which has recently been more and more practiced acute.

Dicke Quecksilberabscheidungen können Kurzschlüsse zwischen den Anoden und dem Kathodenamalgam verursachen. Durch solche Kurzschlüsse wird nicht nur die Stromausbeute des Verfahrens verringert, sondern es können auch ernsthafte Schäden auftreten, und zwar insbesondere an den beschichteten Metallanoden, welche mehr und mehr die herkömmlichen Graphitanoden ersetzen.Thick mercury deposits can cause short circuits between the anodes and the cathode amalgam. By such short circuits Not only does this reduce the current efficiency of the process, but serious damage can also occur, and especially on the coated metal anodes, which are increasingly replacing the conventional graphite anodes.

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Es wurde nunmehr gefunden, daß der Aufbau von dickem Quecksilber auf der Zellengrundplatte dadurch verringert werden kann, daß man Wasser oder ein wäßriges Medium im Amalgam der Kathode verteilt, ohne daß man die. Elektrolyse unterbricht.It has now been found that the build-up of thick mercury can be reduced on the cell base plate by distributing water or an aqueous medium in the amalgam of the cathode, without the. Electrolysis interrupts.

So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Verringerung von dickem Quecksilber auf der Zellengrundplatte einer Quecksilberzelle vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, daß man Wasser oder ein wäßriges Medium kontinuierlich oder intermittierend an ein oder mehreren Stellen entlang des Amalgamflusses ohne Unterbrechung der Elektrolyse verteilt.Thus, according to the invention, there is a method of reducing of thick mercury on the cell base plate of a mercury cell, which is carried out by Water or an aqueous medium continuously or intermittently at one or more points along the amalgam flow without interruption distributed by electrolysis.

Das bevorzugte wäßrige Medium ist eine Salzlösung, wie z.B. der wäßrige Elektrolyt der Zelle.The preferred aqueous medium is a saline solution, such as the aqueous electrolyte of the cell.

In den beigefügten Zeichnungen sind sieben geeignete Ausführungsformen einer Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.In the accompanying drawings are seven suitable embodiments of an apparatus for practicing the invention Procedure specified.

Eine jede der Figuren 1 bis 6 zeigt in isometrischer Projektion, gesehen von einer Seite der Grundplatte, das Innere eines Teils einer Quecksilbe,rkathodenzelle, in welcher der Kathodenamalgamfluß entlang der Länge der Zelle erfolgt. Fig. 7 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt entlang der Länge einer Quecksilberkathodenzelle, wobei der mittlere Teil herausgeschnitten ist und der äußere Amalgamkreislauf zu sehen ist. Fig. 8 zeigt ein Detail von Fig. 7.Each of Figures 1 to 6 shows in isometric projection, viewed from one side of the base plate, the interior of a portion of a mercury cathode cell in which the cathode amalgam flow occurs along the length of the cell. Fig. 7 shows a schematic Vertical section along the length of a mercury cathode cell with the middle part cut out and the outer amalgam circuit can be seen. FIG. 8 shows a detail from FIG. 7.

In einer Jeden der Figuren 1 bis 6 trägt die Zellengrundplatte die fließende Amalgamkathode 2, worüber sich der fließende wäßrige Elektrolyt 3 befindet. Die Anoden, welche über der Amalgamschicht dem Elektrolyt 3 liegen, wurden aus Gründen der Klarheit aus der Zeichnung fortgelassen.In each of Figures 1 to 6, the cell base plate carries the flowing amalgam cathode 2, over which the flowing aqueous electrolyte 3 is located. The anodes, which are above the amalgam layer the electrolyte 3 have been omitted from the drawing for the sake of clarity.

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Gemäß Fig. 1 ist ein geneigtes Leitblech 4 quer über dem Amalgamfluß angeordnet, wobei der untere Rand dieses Leitblechs von der Grundplatte 1 einen Abstand aufweist und unterhalb des üblichen Pegels des Amalgams liegt. Der obere Teil liegt im wäßrigen Elektrolyt 3. Das Leitblech 4 kann in geeigneter Weise aus einem Stahlkern bestehen, der mit einem chlorbeständigen Kunststoffmaterial beschichtet ist. Durch das geneigte Leitblech wird wegen der Störung des Flusses der beiden Flüssigkeiten und wegen des sehr hohen spezifischen Gewichts der Amalgamschicht ein Teil des wäßrigen Elektrolyts zusammen mit dem Amalgam unter das Leitblech gezogen, wobei Turbulenz erzeugt wird und ausreichend Elektrolyt sich im Amalgam verteilt, so daß die Zersetzung von dickem Quecksilber verursacht wird, welches sich auf der Grundplatte eine beträchtliche Strecke stromabwärts des Leitblechs abscheidet. Je nach der Länge der Zelle und anderer Parameter, wie z.B. der Neigung der Grundplatte und der Stromdichte können mehrere Leitbleche 4, die entlang der Zelle verteilt sind, erforderlich sein, um die gesamte Länge der Zelle frei von dicken Quecksilberabscheidungen zu halten.According to Fig. 1, an inclined baffle 4 is across the amalgam flow arranged, wherein the lower edge of this baffle is spaced from the base plate 1 and below the usual Level of the amalgam. The upper part is in the aqueous electrolyte 3. The baffle 4 can suitably consist of a Steel core, which is coated with a chlorine-resistant plastic material. The inclined baffle is due to the disturbance of the flow of the two liquids and because of the very high specific weight of the amalgam layer a part of the aqueous electrolyte is drawn under the baffle together with the amalgam, creating turbulence and sufficient electrolyte spreads in the amalgam so that the decomposition of thick mercury is caused, which is on the base plate separates a considerable distance downstream of the baffle. Depending on the length of the cell and other parameters, such as the inclination of the base plate and the current density, several baffles 4, which are distributed along the cell, may be required to free the entire length of the cell from thickness To keep mercury deposits.

In Fig. 2 ersetzt eine Rolle 5 das Leitblech 4 von Fig. 1. Die Rolle ist um eine Achse 6 drehbar gelagert,welche in (nicht gezeigt) Lagern ruht-, die an der Grundplatte oder an den Wandungen der Zelle befestigt sein können. Die Rolle weist von der Grundplatte einen Abstand auf und ist teilweise in das Kathodenamalgam 2 und teilweise in den wäßrigen Elektrolyt 3 eingetaucht. Eine Rotation der Rolle, welche durch die fließende Amalgamschicht hervorgerufen wird, zieht einen Teil des wäßrigen Elektrolyts unter die Rolle und erzeugt die gewünschte Verteilung des Elektrolyts im Amalgam. Weitere Rollen 5 können in Abständen entlang des Amalgamflusses angeordnet sein.In Fig. 2, a roller 5 replaces the guide plate 4 of Fig. 1. The The roller is rotatably mounted about an axis 6, which in (not shown) Storage rests, which can be attached to the base plate or to the walls of the cell. The roll faces away from the base plate a distance and is partially immersed in the cathode amalgam 2 and partially in the aqueous electrolyte 3. One Rotation of the roller caused by the flowing amalgam layer pulls part of the aqueous electrolyte under the roll and creates the desired distribution of the electrolyte in the amalgam. Further roles 5 can be spaced along the Amalgam flow be arranged.

Gemäß Fig. 3 ist ein elektromagnetischer übertrager 7, der vorzugsweise mit Ultraschallfrequenz arbeitet, quer zur Strömung des Amalgamflusses angeordnet. Er ersetzt das Leitblech 4 vonAccording to Fig. 3 is an electromagnetic transmitter 7, which is preferably works with ultrasonic frequency, arranged transversely to the flow of the amalgam flow. It replaces the baffle 4 of

U 0 9 8 h 9 / 1 0 U 1 U 0 9 8 h 9/1 0 U 1

Fig. 1 und die Rolle 5 von Fig. 2. Die Lage der unteren Oberfläche des Übertragers ist so eingestellt, daß er um eine mittlere Lage oszilliert, welche durch die Grenzfläche zwischen der Amalgamschicht und dem wäßrigen Elektrolyt definiert ist, wenn der übertrager nicht in Tätigkeit ist. Der übertrager kann kontinuierlich betrieben werden, um eine. Verteilung des wäßrigen Elektrolyts im Amalgamstrom abwärts der Lage des Übertragers aufrechtzuerhalten, oder er kann während kurzer Zeiten betätigt werden, beispielsweise in Perioden von 10 min, um den Aufbau von dicken Queeksilberabscheidungen in beträchtlichem Ausmaß zu verhindern. Zusätzliche übertrager 7 können in Abständen entlang des Amaigaraflusses nach Bedarf angeordnet werden, um die gesamte Länge der Grundplatte frei von dicken Quecksilberabscheidungen zu halten. Weiterhin kann jeder übertrager, wie einer in Fig. zu sehen ist (übertrager 7) durch eine Vielzahl von kleineren unabhängig betätigten Übertragern ersetzt werden, die Seite an Seite quer über dem Amalgamfluß verteilt arbeiten. Die Aufhängung und die Energiezuführung für die übertrager, in Fig. 3 mit 7a angedeutet, können in geeigneter Weise durch den Deckel der Zelle (nicht gezeigt) hindurchgeführt werden.Fig. 1 and the roller 5 of Fig. 2. The location of the lower surface of the transducer is set so that it oscillates about a central position which is defined by the interface between the Amalgam layer and the aqueous electrolyte is defined when the transmitter is not in use. The transmitter can operated continuously to a. Distribution of the aqueous electrolyte in the amalgam flow downwards from the position of the transformer or it can be actuated for short times, for example in periods of 10 minutes, in order to build up to prevent thick Queek silver deposits to a considerable extent. Additional transmitter 7 can be spaced along of the Amaigara River can be arranged as needed to the entire Keep the length of the base plate free of thick deposits of mercury. Furthermore, each transmitter, such as one in Fig. can be seen (transmitter 7) to be replaced by a large number of smaller independently operated transmitters, the side on Work side across the amalgam flow. The suspension and the energy supply for the transmitter, in Fig. 3 with 7a indicated can be passed in a suitable manner through the cover of the cell (not shown).

In Fig. 4 ist eine alternative Anordnung gezeigt, bei welcher elektromagnetische übertrager für die Verteilung von wäßrigem Elektrolyt in der fließenden Amalgamkathode verwendet werden. Hier ist ein übertrager 26 über dem Deckel (nicht gezeigt) der Zelle installiert, und die mechanischen Vibrationen, die durch den übertrager erzeugt werden, werden mit Hilfe einer Stange 2J in die Zelle geführt, welche durch den Deckel der Zelle hindurchgeht und bis zur Grenzfläche zwischen der Amalgamkathode 2 und dem wäßrigen Elektrolyt 3 reicht. Zwar ist der Klarheit wegen nur ein Übertrager in Fig. 4 gezeigt, aber im allgemeinen können mehrere übertrager 26, die jeweils an einerIn Fig. 4 an alternative arrangement is shown in which electromagnetic transmitters are used for the distribution of aqueous electrolyte in the flowing amalgam cathode. Here a transducer 26 is installed over the lid (not shown) of the cell and the mechanical vibrations generated by the transducer are guided into the cell by means of a rod 2J which passes through the lid of the cell and to the interface between the amalgam cathode 2 and the aqueous electrolyte 3 extends. While only one transducer is shown in FIG. 4 for the sake of clarity, in general, multiple transducers 26, each connected to one

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eigenen Stange 27 befestigt sind, im Abstand quer über die Zelle verteilt sein, um den wäßrigen Elektrolyt in der Amalgamkathode über die volle Breite der Zelle zu verteilen. Gegebenenfalls kann der Deckel der Zelle mit einer Reihe von verschließbaren öffnungen versehen sein, durch welche die Stangen 27 nur eingeführt werden, wenn es erwünscht ist, die Amalgamkathode während einer kurzen Zeit zu behandeln. Nach der Behandlung,können die übertrager zu einer anderen Stelle in der gleichen Zelle, wo eine weitere Reihe von verschließbaren öffnungen vorgesehen ist, oder zu einer anderen Zelle gebracht werden. Die Stangen 27 müssen aus einem chlorbeständigen Material bestehen oder sie müssen mit einem chlorbestänr digen Material beschichtet sein. Es ist äußerst zweckmäßig, wenn die Stangen mit einem elektrisch isolierenden Belag versehen sind, um die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen den Anoden und der Kathode der arbeitenden Zelle zu vermeiden, wenn die Stangen hinein- und herausgeführt werden.own rod 27 are attached, at a distance across the cell to be distributed around the aqueous electrolyte in the amalgam cathode to be distributed over the full width of the cell. Optionally, the cell lid can be equipped with a number of be provided closable openings through which the rods 27 are only inserted when it is desired, the To treat amalgam cathode for a short time. After treatment, the transmitter can move to another location in the same cell where another row of closable openings is provided, or to another cell to be brought. The rods 27 must be made of a chlorine-resistant material or they must be made with a chlorine-resistant material digen material be coated. It is extremely useful if the rods are provided with an electrically insulating coating are to avoid the possibility of a short circuit between the anodes and the cathode of the working cell when the rods are brought in and out.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung zur Einführung von Wasser oder Salzlösung in die Amalgamkathode durch Einspritzen aus einer Reihe von Düsenöffnungen, die über der Amalgamkathode 2 in der Zelle angeordnet sind. Ein Zuführrohr 28 trägt eine Reihe von Abzweigungen 29, von denen jede in einer Düsenöffnung 30 (nur eine gezeigt) münden. Das Rohr 28 kann innerhalb der Zelle über dem wäßrigen Elektrolyt/befestigt sein. Es kann aber auch außerhalb der Zelle liegen, wobei dann die Abzweigungen 29 durch den Deckel (nicht gezeigt) zu der Zelle hindurchgehen. Die Düsenöffnungen 30 können über dem wäßrigen Elektrolyt angeordnet sein, wie es in der Zeichnung zu sehen ist, oder sie können sich innerhalb des wäßrigen Elektrolyts befinden. Das Ende 31 des Rohres ist verschlossen. Wasser oder Salzlösung wird an dem Ende unter ausreichendem Druck eingeführt, so daß das Wasser oder die Salzlösung aus den Düsenöffnungen 30 mit ausreichend Gesehwindig-Fig. 5 shows an arrangement for introducing water or saline solution into the amalgam cathode by injection from a Row of nozzle openings which are arranged above the amalgam cathode 2 in the cell. A feed tube 28 carries a row of branches 29, each of which in a nozzle opening 30 (only one shown) flow out. The tube 28 may be secured within the cell above the aqueous electrolyte /. But it can also lie outside the cell, the branches 29 then passing through the lid (not shown) to the cell. The nozzle openings 30 can be placed above the aqueous electrolyte, as seen in the drawing, or they can be located within of the aqueous electrolyte. The end 31 of the tube is closed. Water or saline solution will be on the end introduced under sufficient pressure so that the water or saline solution from the nozzle openings 30 with sufficient visual wind-

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keit austritt, um durch den wäßrigen Elektrolyt 3 hindurchzugehen und die Amalgamkathode 2 zu stören. Die Wasser- oder Salzlösungsdüsen können in geeigneter Weise so angeordnet werden, daß sie durch' Löcher oder Schlitze in den Anodenplatten oder zwischen den Abständen zwischen benachbarten Anoden hindurchgehen. speed to pass through the aqueous electrolyte 3 and to disturb the amalgam cathode 2. The water or saline nozzles can be conveniently arranged so that they pass through holes or slots in the anode plates or between the spaces between adjacent anodes.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung zum Einspritzen von Wasser oder Salzlösung direkt in die Amalgamkathode. Ein Zuführrohr 33 ist in der Zelle angeordnet, und zwar vorzugsweise über dem Pegel des fließenden Elektrolyts 3» wie es dargestellt ist, wobei es eine Reihe von Abzweigungen 3*J trägt, von denen Jede' in einer Düsenöffnung 35 (nur eine ist gezeigt) innerhalb der fließenden Amalgamkathodenschicht 2 endet. Das Ende 36 des Rohrs 33 ist verschlossen. Wasser oder Salzlösung wird am Ende 37 unter ausreichendem Druck eingeführt, damit es durch die Düsenöffnungen 35 in die Amalgamkathodenschicht eindringt.Fig. 6 shows an arrangement for injecting water or saline solution directly into the amalgam cathode. A feed pipe 33 is arranged in the cell, preferably above the level of the flowing electrolyte 3 »as shown, where it bears a series of branches 3 * J, each of which ' in a nozzle opening 35 (only one is shown) within the flowing amalgam cathode layer 2 ends. The end of 36 of the tube 33 is closed. Water or saline solution is introduced at the end 37 under sufficient pressure to allow it to pass through the nozzle openings 35 penetrates into the amalgam cathode layer.

Im allgemeinen bleibt ausreichend Wasser in dem Quecksilber verteilt, welches zur Chlorzelle vom Entblößer zurückkehrt, um den Aufbau von dicken Quecksilberabscheidungen eine kurze Strecke stromabwärts des Eintritts des Quecksilbers in die Zelle zu verhindern. Es ist deshalb nicht nötig, zusätzliches V/asser oder Salzlösung in die Amalgamkathode in der Nähe des Queeksilbereintritts zu verteilen. Die erste Stelle stromabwärts des Eintritts, bei welcher eine der Vorrichtungen 1 bis installiert ist, wird im allgemeinen so gewählt, daß sie kurz vor der Stelle liegt, bei der der Aufbau von dicken Quecksilberabscheidungen während des üblichen Betriebs der Zelle beginnt.In general, sufficient water remains in the mercury which returns to the chlorine cell from the stripper to prevent the build-up of thick mercury deposits a short time Route downstream to prevent mercury from entering the cell. It is therefore not necessary to add anything Distribute water or saline solution into the amalgam cathode near the queek silver inlet. The first place downstream of the entrance at which one of the devices 1 to 1 is installed is generally chosen to be short is before the point at which thick deposits of mercury begin to build up during normal operation of the cell.

Fig. 7 zeigt eine andere Vorrichtung für die Verteilung von Wasser oder Salzlösung in dem fließenden Kathodenamalgam innerhalb derFig. 7 shows another device for distributing water or saline solution in the flowing cathode amalgam within the

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Zelle gemäß der Erfindung. Die Zellengrundplatte 1 trägt die fließende Amalgamkathode 2. Darüber befindet sich der fließende Salzelektrolyt 3. 8 sind die Endwandungren der Zelle, durch welche der Salzlösungseintritt 9» der Austritt 10 für verbrauchte Salzlösung und ein Eintritt 11 für Quecksilber oder verdünntes Amalgam sowie ein Austritt 12 für angereichertes Amalgam hindurchgehen. Der Deckel 13 der Zelle ist mit einem Austritt 14 für Chlorgas versehen. Die elektrischen Verbindungen 15 gehen durch den Deckel zu den Anoden 16, Angereichertes Amalgam wird kontinuierlich aus der Zelle 12 zum Entblößer 17 geführt, wo es durch eine Wasserzuführung (nicht gezeigt) zersetzt wird. Ein Strom entblößten Amalgams fließt vom Entblößer 17 durch einen Wasserwäscher 18 und eine Pumpe 19 zurück zum Eintrittsende der Zelle, und zwar durch ein Rohr 20. Der Hauptstrom des verdünnten Amalgams kehrt zur Zelle durch ein Ventil 21 im Eintritt 11 zurück. Wie oben bereits erwähnt, enthält der Quecksilberstrom, der vom Entblößer durch das Rohr 20 zur Zelle zurückkehrt, etwas verteiltes Wasser. Gemäß der Ausführungsform, die in Fig. 7 erläutert ist, wird ein kleiner Bruchteil dieses nassen Quecksilberstroms, der durch das Ventil 22 in Verbindung mit dem Ventil 21 geregelt wird, durch ein Rohr 23 zu einer Verteilerstange 24 geführt, die quer zum Fluß des Amalgams liegt und in die Amalgamkathode gerade stromaufwärts der Stelle eintaucht, wo während des üblichen Betriebs der Aufbau von dickem Quecksilber beginnt. Die Verteilerstange ist im Detail in Seitenansicht in Fig. 8 gezeigt. Der Strom des nassen Quecksilbers, der durch das Rohr 23 abgegeben wird, fließt in die hohle Verteilerstange 24 und betritt die fließende Amalgamkathode durch eine Reihe von öffnungen 25. Zusätzliche Verteilerstangen 24, die mit Abzweigungen (nicht gezeigt) vom Rohr 23 verbunden sind, können in der Zelle in Abständen stromabwärts des Amalgamflusses installiert werden, um Jede beliebige Länge der Grundplatte frei von dicken Quecksilberabschei-Cell according to the invention. The cell base plate 1 carries the flowing amalgam cathode 2. Above is the Flowing salt electrolyte 3. 8 are the end walls of the cell, through which the salt solution inlet 9 »the outlet 10 for used saline solution and an inlet 11 for mercury or diluted amalgam and an outlet 12 for enriched amalgam pass through. The cover 13 of the cell is provided with an outlet 14 for chlorine gas. The electrical connections 15 go through the lid to the anodes 16, enriched amalgam becomes continuous out of the cell 12 to the stripper 17, where it is decomposed by a water supply (not shown). A stream Exposed amalgam flows from the stripper 17 through a water scrubber 18 and a pump 19 back to the inlet end of the cell, through a tube 20. The main flow of the diluted amalgam returns to the cell through a valve 21 in the Entry 11 back. As mentioned above, the stream of mercury flowing from the stripper through tube 20 to the Cell returns, some dispersed water. According to the embodiment illustrated in FIG. 7, one becomes smaller Fraction of this wet mercury flow that is regulated by valve 22 in connection with valve 21 through a tube 23 is led to a manifold rod 24 which is transverse to the flow of the amalgam and into the amalgam cathode just upstream the point where thick mercury begins to build up during normal operation. The distribution rod is shown in detail in side view in FIG. The stream of wet mercury discharged through tube 23 flows into the hollow manifold rod 24 and enters the flowing one Amalgam cathode through a series of openings 25. Additional distribution rods 24 with branches (not shown) from Tube 23 connected can be installed in the cell at intervals downstream of the amalgam flow to any Length of the base plate free of thick mercury separators

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düngen zu halten.keep fertilizing.

Als Abwandlung der im obigen Absatz diskutierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung' kann zusätzliches Wasser oder Salzlösung (vorzugsweise chlorfreie Salzlösung der Beschickung) in dem Quecksilber verteilt werden, das zur Zelle vom Entblößer zurückkehrt, indem man beispielsweise einen Emulgierer installiert, der mit dem gewählten wäßrigen Medium beschickt wird, und zwar entweder im gesamten in der Leitung von Fig. 4 fließenden Quecksilberstrom, wie dies bei A angedeutet ist, oder in dem kleineren in der Leitung 23 fließenden Strom, wie dies bei B angedeutet ist. Diese Abwandlung besitzt den Vorteil, daß die allmähliche Trennung des verteilten Wassers aus dem Quecksilberstrom während des Flusses in den Rohren, welche durch den großen Unterschied der spezifischen Gewichte hervorgerufen wird, auskompensiert wird. Außerdem wird dadurch eine höhere Konzentration an wäßriger Phase am Zuführpunkt sichergestellt. Wenn eine Vielzahl von Verteilerstangen 2k in der Zelle installiert ist, dann kann gegebenenfalls ein gesonderter Emulgierer B in einer jeden der Abzweigungen der Leitung 23> welche die einzelnen Verteilerstangen beschicken, installiert werden.As a modification of the embodiment of the device according to the invention discussed in the above paragraph, additional water or saline solution (preferably chlorine-free saline solution of the feed) can be distributed in the mercury which is returned to the cell from the stripper, for example by installing an emulsifier which is mixed with the selected aqueous medium is charged, either in the entire mercury stream flowing in the line of FIG. 4, as indicated at A, or in the smaller stream flowing in the line 23, as indicated at B. This modification has the advantage that the gradual separation of the distributed water from the mercury flow during the flow in the pipes, which is caused by the large difference in the specific weights, is compensated for. This also ensures a higher concentration of aqueous phase at the feed point. If a plurality of distribution bars 2k are installed in the cell, then, if necessary, a separate emulsifier B can be installed in each of the branches of the line 23 which feed the individual distribution bars.

Mit dem Ausdruck "Emulgierer" ist eine mechanische Vorrichtung gemeint, die aus rotierenden Schaufelrädern besteht, die innerhalb eines perforierten Siebs angeordnet sind. Ein solcher Emulgierer ist in der Grenzfläche zwischen dem Amalgam und dem zuzusetzenden Wasser angeordnet, um Wasser in das Amalgam zu ziehen, .wenn die Schaufelräder gedreht.werden.By the term "emulsifier" it is meant a mechanical device consisting of rotating paddle wheels placed within a perforated screen. Such a Emulsifier is arranged in the interface between the amalgam and the water to be added in order to feed water into the amalgam pull when the paddle wheels are rotated.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert .The invention is illustrated in more detail by the following examples.

Beispiel 1 . ' Example 1 . '

Die Geschwindigkeit der Bildung des Gehalts an dickem Queck-The rate of formation of the thick mercury content

U0 9 849/1042 U 09 849/1042

silber in einer Quecksilberzelle wurde wie folgt bestimmt. Eine vertikale justierbare Kupfersonde,(Durchmesser 3mm) wurde durch ein Loch im Deckel der Zelle eingeführt und gegen die Grundplatte geschraubt. Die Sonde war in einen elektrischen Stromkreis eingeschlossen, der ein Voltmeter gegenüber der Grundplatte der Zelle enthielt. Eine erste Ablesung an einer Mikrometerschraube erfolgte, nachdem die Sonde mit der oberen Oberfläche des Quecksilbers Kontakt machte, wie dies durch das Voltmeter angezeigt wurde. Eine zweite Ablesung an der Mikrometerschraube erfolgte, nachdem ein mechanischer Kontakt mit der Grundplatte der Zelle erfolgte. Der Unterschied zwischen den obigen Ablesungen (ungefähr 5 bis 8 mm) zeigte die Dicke des Quecksilberfilms und konnte mit einer Genauigkeit von _+ 0,05 nun gemessen werden. Mehrere Messungen, beispielsweise 20 bis 30, wurden an verschiedenen Stellen entlang der Zelle durchgeführt, und die mittlere Dicke des Quecksilberfilms in einer jeden Lage wurde berechnet. Die Messungen in regelmäßigen Abständen werden 5mal je Tag während 5 bis 6 Tagen wiederholt und die Zunahme der Dicke des Quecksilberfilms wurde mit der Geschwindigkeit der Bildung von dickem Quecksilber in Beziehung gesetzt. .silver in a mercury cell was determined as follows. A vertical adjustable copper probe, (diameter 3mm) was inserted through a hole in the lid of the cell and against screwed the base plate. The probe was locked into an electrical circuit with a voltmeter across from it contained in the baseplate of the cell. An initial reading was taken on a micrometer screw after using the probe made contact with the upper surface of the mercury as indicated by the voltmeter. A second reading on the micrometer screw after mechanical contact with the base plate of the cell was made. The difference between the above readings (approximately 5 to 8 mm) showed the thickness of the mercury film and could with an accuracy of _ + 0.05 can now be measured. Multiple measurements, for example 20 to 30, were performed at various points along the cell, and the mean thickness of the mercury film in each position was calculated. The measurements at regular intervals are repeated 5 times per day for 5 to 6 days and the increase in the thickness of the mercury film was with the rate of the formation of thick mercury in Relationship set. .

Eine Quecksilberzelle, die mit einem Strom von 180 000 A betrieben wurde, wurde mit- k m^/st einer 25,5 fcigen (G/G) Natriumchloridlösung beschickt. Die mittlere Quecksilberströmungsgeschwindigkeit war 53 l/min. Wasser wurde in die Pumpe 19 (siehe Figur 7) mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 95 l/st eingeführt.A mercury cell operated with a current of 180,000 A was charged with k m ^ / st of a 25.5% (w / w) sodium chloride solution. The mean mercury flow rate was 53 l / min. Water was introduced into the pump 19 (see Figure 7) at a rate of 60 to 95 l / h.

Für Vergleichszwecke wurde die Quecksilberzelle unter den gleichen Bedingungen des Salzlösungsflusses und des Stroms , aberFor comparison purposes, the mercury cell was made among the same Conditions of saline flow and stream, but

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mit einer mittleren Quecksilberströmungsgeschwindigkeit von 47 l/min betrieben, wobei jedoch kein Wasser eingespritzt wurde. Die Messungen wurden während 5 bis 8 Tagen Jeweils 7mal am Tag ausgeführt.operated with an average mercury flow rate of 47 l / min, but with no water being injected became. The measurements were carried out 7 times a day for 5 to 8 days.

Die beobachteten mittleren Geschwindigkeiten der Bildung von dickem Quecksilber an verschiedenen Stellen entlang der Zelle mit und ohne Wassereinspritzung sind in der Folge gezeigt:The observed mean rates of thick mercury formation at various points along the cell with and without water injection are shown below:

. mittlere Geschwindigkeit der Bildung von dickem Quecksilber (mm/Tag). mean rate of thick mercury formation (mm / day)

Strecke entlang der mit Wasserein- ohne Wasserein-ZeHe (m) spritzung spritzungRoute along the with water in without water in toe (m) spray spray

5,81 0,018 0,0355.81 0.018 0.035

7,61 - 0,031 0,3557.61-0.031 0.355

11,12 0,382 0,15011.12 0.382 0.150

Der Wassergehalt des Amalgams und die Teilchengröße des Wassers wurden dadurch gemessen, daß die Wasserteilchen zur Oberfläche des Amalgams steigen gelassen wurden und die Menge des an der Oberfläche gesammelten Wassers zu verschiedenen Zeiten gemessen wurde. Ohne Wassereinspritzung enthielt das der Zelle zugeführte Quecksilber 0,02 bis 0,1 Gew.-ppm Wasser, dessen Teilchengröße weniger als 12 ,u Stokes-Durchmesser betrug. Wenn Wasser eingespritzt wurde, dann enthielt das zugeführte Quecksilber 0,2 bis 0,6 Gew.-ppm Wasser, dessen Teilchengröße kleiner als 12 .u Stokes-Durchmesser war. Diese Messungen bestätigten, daß das Einspritzen von Wasser in die Pumpe eine erhöhte DIspergierung von Wasser in dem der Zelle zugeführten Amalgam zur Folge hatte (es war bereits etwas Wasser im Amalgam vorhanden).The water content of the amalgam and the particle size of the water were measured by allowing the water particles to rise to the surface of the amalgam and the amount of the the surface of collected water was measured at different times. Without water injection, that contained the cell added mercury 0.02 to 0.1 ppm by weight of water, the particle size of which was less than 12 .mu. Stokes diameter. if Water was injected then the fed contained mercury 0.2 to 0.6 ppm by weight of water, the particle size of which was smaller than 12 .mu. Stokes diameter. These measurements confirmed that injecting water into the pump increases dispersion of water in the amalgam supplied to the cell (there was already some water in the amalgam).

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Example 2

Ein Emulgierer (wie bei A in Fig. 7 gezeigt) wurde in die Quecksilberzuführung zur Zelle eingebaut. Die Quecksilberzelle wurde unter den gleichen Bedingungen des Salzlösungsflusses und des Stromes wie in Beispiel 1 betrieben, und zwar mit einer mittleren Quecksilberströmungsgeschwindigkeit von 62 l/min. Es wurde 5mal am Tage während 5 bis 9 Tagen gearbeitet, wobei jedoch der Emulgierer anstelle der Wassereinspritzung zur Pumpe verwendet wurde. Der Emulgierer, welcher von der oben beschriebenen Type war, wurde von Silverson Machines Limited, England hergestellt.An emulsifier (as shown at A in Fig. 7) was added to the Built-in mercury feed to the cell. The mercury cell was operated under the same conditions of saline solution flow and current as in Example 1, namely with an average mercury flow rate of 62 l / min. Work was carried out 5 times a day for 5 to 9 days, however, the emulsifier was used instead of the water injection to the pump. The emulsifier used by the type described above was manufactured by Silverson Machines Limited, England.

Für" Vergleichszwecke wurde die Quecksilberzelle unter den gleichen Bedingungen des Salzflusses und des Stroms mit einer mittleren Quecksilberströmungsgeschwindigkeit von 10" l/min während 5 Perioden am Tag 5 bis 9 Tage lang betrieben, aber ohne Emul- · gierer.For "comparison" purposes, the mercury cell was made under the same Conditions of salt flow and flow with an average mercury flow rate of 10 "l / min during Operated 5 periods a day for 5 to 9 days, but without emul- greed.

Die beobachteten mittleren Geschwindigkeiten der Bildung von dickem Quecksilber an verschiedenen Stelen entlang der Zelle mit und ohne Emulgierer sind in der Folge gezeigt:The observed mean rates of thick mercury formation at various steles along the cell with and without emulsifier are shown below:

mittlere Geschwindigkeit der Bildung von dickem Quecksilber (mm/Tag)mean rate of thick mercury formation (mm / day)

Strecke entlang derRoute along the mit Wassereinwith water ohne Wassereinwithout water in Zelle (m)Cell spritzunginjection spritzunginjection 1,921.92 00 0,0150.015 3,813.81 0,0090.009 0,0650.065 5,725.72 0,0110.011 0,0720.072 7,617.61 0,0850.085 0,1930.193 0,1150.115 0,2810.281

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Messungen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind, zeigten, daß der Emulgierer eine erhöhte Dispergierung von Wasser in dem der Zelle zugeführten Quecksilber ergab. Wenn der Emulgierer nicht in Gebrauch war, dann enthielt die Quecksilberbeschickung zur Zelle 0,1 bis 0,¹I Gew.-ppm Wasser, dessen Teilchengröße weniger als 12 ,u Stokes-Durchmesser war. Wenn jedoch der Emulgierer verwendet wurde, dann enthielt die Quecksilberbeschickung 1 bis 4 Gew.-ppm Wasser,-dessen Teilchengröße weniger als 12 .u Stokes-Durchmesser war.Measurements as described in Example 1 showed that the emulsifier gave an increased dispersion of water in the mercury fed to the cell. If the emulsifier was not in use, then the mercury charge contained the cell 0,1 to 0 ¹ I ppm by weight water, the particle size is less than 12, u Stokes diameter was. However, when the emulsifier was used, the mercury charge contained 1 to 4 ppm by weight water, the particle size of which was less than 12µ Stokes diameter.

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

0K.-IM». H. f UiCKt. OiPL-MG. H.0K.-IM ». H. f UiCKt. OiPL-MG. H.

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Claims

PATENT CLAIMS

1. Method of reducing the build-up of thick mercury on the cell base plate of a mercury cell, characterized in that water or an aqueous medium is used intermittently or continuously at one or more locations along the flow of the amalgam without interrupting the electrolysis distributed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous medium consists of a salt solution.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water or the aqueous medium in the total mass or is distributed in a portion of the amalgam flow returning to the cell from a stripper.

4. The method according to claim 3 »characterized in that the water or the aqueous medium in the total mass or is distributed in part of the amalgam flow with the aid of an emulsifier placed between the stripper and the cell is."

5. The method according to claim 3, characterized in that the water or the aqueous medium in the total mass of the Amalgam flow is distributed by injecting water or the aqueous medium into a pump for the amalgam, which is located between the stripper and the cell.

6. The method according to any one of claims 3 to 5 »characterized in that that at least a portion of the amalgam flow containing dispersed water along the amalgam flow within

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the cell is distributed.

7. The method according to claim 2, characterized in that the distribution of the salt solution in the amalgam in the cell with the aid an inclined baffle takes place, which is arranged transversely to the flow of the amalgam, with its lower edge from the Base plate has a spacing and is arranged below the normal level of the amalgam cathode, the upper Part is in the aqueous electrolyte.

8. The method according to claim 2, characterized in that the distribution of the salt solution in the amalgam in the cell with the aid a roller takes place which is rotatable about an axis which is transverse to the flow of the amalgam cathode and which of the Base plate has a distance such that it is partly in the amalgam cathode and partly in the aqueous electrolyte immersed.

9. The method according to claim 2, characterized in that the distribution of the salt solution in the amalgam cathode in the cell takes place with the help of mechanical vibration.

10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that water or salt solution in the amalgam by injecting one Current from saline solution or water takes place in or over the aqueous electrolyte or in the amalgam cathode itself.

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