DE2439489C3 - Zelle zur Erzeugung von Metallen durch Elektrolyse von wäßrigen Chloridlösungen - Google Patents
Zelle zur Erzeugung von Metallen durch Elektrolyse von wäßrigen ChloridlösungenInfo
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- DE2439489C3 DE2439489C3 DE19742439489 DE2439489A DE2439489C3 DE 2439489 C3 DE2439489 C3 DE 2439489C3 DE 19742439489 DE19742439489 DE 19742439489 DE 2439489 A DE2439489 A DE 2439489A DE 2439489 C3 DE2439489 C3 DE 2439489C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zelle /111
Erzeugung von Metallen durch Elektrolyse von wäßrigen Lösungen entsprechender Chloride mit
unlöslichen Anoden, die in wenigstens einer Elektrolyt
wanne in deren Längsrichtung abwechselnd vertikal angeordnete Kathoden und Anoden enthält, wobei um
jede Anode ein auf seinen beiden großen Flächen mit einer als Diaphragma dienenden Bespannung versehe
ner Anodenkasten angebracht ist und Mittel zum Erfassen und Wiedergewinnen des während der
Elektrolyse freigesetzten Chlors vorgesehen sind. Diese Zelle soli sich insbesondere zur Herstellung von reinem
Nickel eignen.
Es sind bereits Zellen dieser Art bekannt, die allgemein in einer mit Mitteln zur Zuführung von
elektrischem Strom versehenen Elektrolytwanne abwechselnd vertikale, senkrecht zur Längsachse der
Wanne angeordnete Kathoden und Anoden sowie einen Anodenkasten um jede Anode herum und Mittel zum
Zuführen von fiischem Elektrolyt in die Wanne und zum
Abführen des verbrauchten Elektrolyten aufweisen. Es sei daran erinnert, daß der Ausdruck »Anodenkästen«
Arten von Parallelepipeden bezeichnet, die jede Anode umgeben und an ihren großen Flächen öffnungen
aufweisen, über die als Diaphragma dienende Leinwand- oder andere Stoffbahnen gespannt sind. Andererseits
ist es bekannt, daß während der Elektrolyse die Zersetzung des oder der im Bad enthaltenen Chloride
gasförmiges Chlor erzeugt, das im Bereich der Anoden frei wird, während sich das oder die Metalle aus den
Chloriden an den Kathoden abscheiden.
Früher bekannte Zellen dieser Art haben anscheinend nicht zu einem großem industriellen Erfolg geführt, und
es ist hierzu auf die US-PS 25 78 839 zu verweisen, aus
der einige Nachteile dieser Vorrichtungen hervorgehen:
Man hat Versuche unternommen, um Zellen zur Erzeugung von Nickel an der Kathode und von Chlor an
der Anode funktionieren zu lassen, doch waren diese
Versuche fruchtlos aufgrund von Schwierigkeiten, die sich bei der Behandlung des Chlors ergaben. Außerdem
land man, daß es zum Erhalten eines angemessenen kathodischen Ausbringens unter Berücksichtigung eines
wirtschaftlichen Betriebes erforderlich war, kathodische oder anodische Diaphragmen zu verwenden, um zu
vermeiden, daß ein hoher Prozentsatz des Stromes zur Entladung von Wasserstoffionen und zur Reduktion des
Chlors verbraucht wird. Man stellte außerdem fest, daß
unabhängig davon, was für eine Art von Diaphragma diese zur Elektroraffination des Nickels geeigneten
Vorrichtungen verwenden, sich dieses Diaphragma aufgrund der Einwirkung des molekularen Chlors
schnell verschlechtert, was zu zahlreichen Chlorvcrlustcn führt und dazu zwingt, die Diaphragmen und die
Überzüge der Wanne häufig zu erneuern. Noch erheblichere als die eben erwähnten Nachteile ergeben
sich aus der Zugabe von in Wasser löslichen chlorhaltigen organischen Verbindungen (zum Bad), die
zur Erzeugung fehlerhafter Kathoden in der gesamten Wanne führt.
Die genannte US-Patentschrift schlägt demgegenüber vor, einige dieser Probleme durch Unterdrücken
der Freisetzung von gasförmigem Chlor mittels Verwendung eines vom Katholyten unterschiedlichen
Anolyten zu überwinden, wobei zwischen jeder Kathodenkammer und den unmittelbar benachbarten
Anodenkammern eine Zwischenkammer angeordnet ist.
Diese bekannte Zelle weist ihrerseits wieder einige Nachteile auf, wovon in erster Linie der zu erwähnen ist.
daß das Vorliegen von Zwischenkammern zur l.rhöhung des Abslandcs zwischen den Elektroden zwingt.
was den Stromverbrauch aufgrund des Badwiderslandcs ansteigen läßt.
Andererseits ist eine Zelle der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Freisetzung des gasförmigen
Chlors nicht unterdrück! wird, sondern dieses Chlor
durch eine Chlorabzugleilung erfaß! und /um Laugen
der Rohstoffe wiedergewonnen wird (Tafel. V.:
»Lehrbuch der Metallhültcnkundc«. IkI. J, Leipzig 1954. S. 123). In dieser Zelle werden Graphilanodcn
verwendet, die durch Diaphragmen aus Filtersteineii von den Kalhodenräiimen getrennt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Elektrolysezelle der eingangs genannten All
weiter in dem Sinne zu vervollkommnen, daß bei ihr ein Entweichen von Chlor und Säurcdämpfen an die
Außenatmosphäre mit Sicherheit verhindert wird, so daß sie keine Gefahr für das Personal bedeutet, daß
diese Zelle einen «uitcn elektrischen Wirkungsgrad hai,
daß die Zelle ein einfaches Einsetzen und Einnehmen der Kaihoden und der Anoden, insbesondere im lall der
let/leren ohne Berührung der Anodcnkäsicn und in
allen I allen ohne die Gefahr der Änderung der Stellung der Elektroden im Zuge der I laiulhaliungcn ermöglicht,
daß in dieser Zelle an ilen Kaihoden Mctallabscheidungen
von gutem ObeiTliichenzustand und gleichbleibender
QiKiIiUU erhältlich sind unti daß die Zelle von
einfachem, robustem und verhältnismäßig wenig kost spieligem Aufbau ist, so dnß ihre industrielle Verwertung
möglichst weilgehend erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäü dadurch gelöst, daß sie zusätzlich in Kombinution Mittel /um Absaugen
der an der übcrflilche des Elekirolysebadcs erzeugten
Säuredämpfc, Millcl /um Einblasen wenigstens eines Gases am Hoden der Wanne unterhalb jeder Kathode
und Mittel zur genauen Lageeinstellung und -haltung der Kathoden. Anoden und Anodenkasten aufweist.
Dunk dieser zusätzlichen Mittel vermeidet man eine
Verunreinigung der Atmosphäre, erreicht einen guten elektrischen Wirkungsgrad der Zelle, vereinfacht das
Einsetzen und Entnehmen der Elektroden und erhalt gute Kathodcnmeiallniedcrschlage bei einfachem, robu
stern und relativ unuufwcndigcm Aufbau der /.eile, die
industriell gut einsei/bar ist.
I s ist darauf hinzuweisen, daß allenfalls aiii den ersten
Mick die verschiedenen crlimliingspcmtfU vurpcschla
gcncn Mittel voneinander unabhängig sind. Jedoch is von vornherein festzuhalten, daß nur die Kombinatior
die aufgestellte Aufgabe zu lösen vermag, d. h. di< industrielle Erzeugung eines Produktes guter Qualitii
5 ohne Gefahren für das Personal und mit guten
elektrischem Wirkungsgrad ermöglicht.
In Wirklichkeit zeigt sich nämlich bei näherei
Prüfung, daß sämtliche Einzclmaßnahmen der Erfindung eng miteinander verknüpft sind: So führ
to beispielsweise das Einblasen eines Gases am Boden dei
Wanne dazu, an den Kathoden einen bemcrkenswcr glatten Oberflächenzusiand zu erhalten. Dadurch wire
nun die Annäherung der Kathoden und Anoden ir höherem Grade ermöglicht, wodurch sich der Strom
verbrauch aufgrund des Widerstandes des Bade; verringert. Hierbei ergibt sich dann indessen da?
Problem der Zentrierung und Eestkeilung der Elektroden, dessen Lösung die Anordnung von Mitteln zui
genauen Lageeinstellung und -hallung erfordert.
Vorzugsweise umfassen die oben erwähnten Mitte zum Erfassen und Wiedergewinnen des während dei
Elektrolyse freigesetzten Chlors eine an der Elcktrolysewannc befestigte und mit dieser unterhalb des
Eleklrolylniveaus in Verbindung siehende Längsrinne eine längs dieser Kinne angeordnete Chlorsammelleitung,
mit dieser Leitung verbundene übliche Mittel zum Absaugen und Gewinnen des freigesetzten Chlors, eine
jeweils einen der Anodenkästen überdeckende und mit den unleren Rändern in den Elektrolyt eintauchende
dichte Anodenhaube und ein das Innere jedei Anodenhaube mit der Chlorsammelleitung verbindendes,
ziemlich vertikales Rohr.
Man sieht, daß die Anodenhauben eine An von hydraulischen Sperren darstellen und daß das Chloi
durch die senkrechten Rohre nur durch die Chlorsammcllcitung entweichen kann, wo es abgeführt und erfaßt
wird. Es ist klar, daß dieser Lösungsweg im Veigleich
mit dem in der genannten US-Patentschrift vorgeschlagenen den Vorteil aufweist, das Chlor in Gasform
gewinnen zu können, wogegen nach der US-Patent schrift verlangt wurde, jede Abgabe von molekularem
Chlor zu vermeiden. Tatsächlich ist die erfindungsgemäße Wiedergewinnung günstig aufgrund des Handelsweites
des Chlors, das anschließend etwa leicht in Salzsäure umgewandelt werden kann, so daß sich diese
nachher zur Erzeugung der Chloride verwenden läßt. die man der Elektrolyse unterwirft.
Ebenfalls vorzugsweise umfassen die Mittel zum
Absaugen der an der Oberfläche des t'.lekiriilyihades
infolge der verhältnismäßig hohen Temperatur des Bades gebildeten Säurcdämpfe eine an der Elektrolyse
wanne befestigte und mit dieser über dem Elcklrolyinivcau
in Verbindung stehende Kanulisationslangsleiiung
Mittel /um Absaugen und Sammeln des Inhalts dieser
SS Leitung und schmiegsame Qucrbflntier. die die Wanne
und die Kanalisationsleitung dicht abdecken.
Diese Kanalisationscinrichtung weist den Vorteil auf, viel weniger Energie als die bekannten Anordnungen
dieser Art /u verbrauchen, vor allem da die selimiegsa-
men Abdichtbänder vorhanden sind, die aneinander·
gren/en oder besser sich untereinander überdecken können.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung ist jedes Querband mit einer Anode fest
verbunden. Weiter ist dann eine Mehrzahl von Gewindcsiangcn am oberen Teil jeder Anode befestigt
und man befestigt an diesen Stangen durch Muttern die
Anodcnhaube sowie einschließend darüber dm
schmiegsame Abdichtungsband. Die Gewindestangen
sind an ihrem oberen Ende mit einer allen Gewindestangen ein und derselben Anode gemeinsamen und an
einem Gerüst befestigten Triigcrslange verbunden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsalt sind die s Chlorabführnrmc und die Kanalisationslcitung seitlich
untereinander verbunden und außerhalb der Elektrolyscwanne über deren gesamten Länge montiert, wobei
ihre ancinandergren/.enden Scitenwände über ihre
ganze l.iingc einen La'ngskanal oder -durchlall bilden, der oberhalb des Niveaus des Elektrolyten liegt. Die
Säuredämpfe treten dann durch die Chlorabführrinne hindurch, bevor sie die Kanalisationsleiiung erreichen,
wo sie abgesaugt werden.
Vorzugsweise umfassen die oben erwähnten Mittel is
zum Einblasen eines Gases oder eines Gasgemisches am Boden der Elekirolysewanne für jede Kathode eine mit
Löchern versehene Rampenleiste, die unterhalb der
zugehörigen Kathode in deren Verlikalebene angeordnet ist und die l-'orm eines sehr weit geöffneten V
aufweist, wobei jede der Rampenleisten in ihrer Mute in einer gemeinsamen Lä'ngslcilung mündet, die mit einer
üblichen Vorrichtung verbunden ist, die hier die Einführung eines (iases oder eines Gasgemisches unter
Druck ermöglicht.
In überraschender Weise wurde festgestellt, dall die
Wirksamkeit dieser Gascinblaseinrichiung maximal ist,
wenn der Durchmesser der Locher, womit die unterhalb
jeder Kathode angeordneten Rampenleisten versehen sind, sehr klein und vorzugsweise in der Größenordnung .v>
von 0.3 mm ist. Außerdem ist es vorteilhaft, diese Maßnahme mit einer anderen zu kombinieren, gemäß
der die Löcher jetler Rampenleiste in zwei Reihen /11
beiden Seiten der vertikalen Symmetrieebene der Rampenleiste angeordnet sind. Auf jedem Schenkel des 3s
durch eine der Rampenleisten gebildeten V sind die l.ochreihcn vorzugsweise auf zwei Er/cugungslinicn
unter etwa 4r> zur obersten Erzeugungslinie zu beiden
Seiten der Symmeirieebene der Rampenleisten angeordnet.
Nach einer vorteilhaften Auslühruiigsari sind die
Gaseinblns-Rampenleisten lest auf gemeinsamen
l.ä'ngsprolilcn montiert, clic abnehmbar an am Hoden
der r.lekirolysewanne angebrachten l.ängsrippcn befestigt
sind. 4S
Diese Maßnahmen ergeben eine aufsteigende Gaszirkulation längs der Kathoden und infolgedessen eine
wirksame Spülung dieser letzteren durch ilen Elektrolyten.
Sie sichern ebenfalls eine Homogenisierung des Inhaltes der /eile mit ilen Stoffen, die man in sie einliihrt w
und die /.H. (hloridlösungcn zur Regenerierung des Bades oder auch verschiedene /tisat/stofle sein können.
Die genannten Maßnahmen vu mindern ebenfalls den Gehalt des Hades an eingeschlossenen Gasen, und man
erhält infolgedessen an den Kathoden eine MeIuIIuIv "
scheidung mit einem ausgezeichneten Oherflilchenzu
Mund. Infolgedessen ist es dann möglich, die Elektroden
einander weiter anzunähern, was eine Verringerung des Stromverbruuchs uufgrtind des Widerstandes des Budcs
/ulillli. wie weiter oben bereits erwithnt wurde. Dumil '"·
ergibt sich dus Problem, die Kutlioden. die Anoden und
die Anodenkilsien genau in ihre vorgeschriebene Lage
/ti bringen und sie dort zu halten sowie gleich/eilig zu ermöglichen, daß sie sich leicht mis der Wunne
entnehmen und wieder einsetzen hissen.
Vorzugsweise umfassen die hier/u vorgesehenen Mittel fin jede Anode zwei vertikale, symmeirisih auf
ii-ilrr Seile der Wanne monlierle und mit dem
zugehörigen Anodcnkastcr. verbundene Führungsschienen, deren jede einen Zahnslangenabschniu aufweist,
der zum festen Erfassen des Anodenkastens von dessen Seiten dient, wobei die Kathoden ihre Lageeinstellung
/wischen den seitlichen Hügeln der zwei Paare von Führungsschienen erhalten, die zu den beiden angrenzenden
Anoden gehören.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß die seitlichen Flügel
an ihren oberen Teil durch zum Inneren der Schiene umgebogene Ansätze zum Führen der Kathode
verlängert sind. Die Rolle dieser Ansätze besteht in der Erleichterung der Einführung der Kathoden in die
Wanne, die wenigstens an ihren drei Seiten, die in Kontakt mit dem Elektrolyt kommen, vorzugsweise mit
einer isolierenden Einfassung, z.B. aus Holz oder aus Kautschuk oder aus Kunststoff versehen sind.
Zum Halten der Anodcnkästen in Stellung umfaßt die Vorrichtung vorzugsweise zwei kleine Halteklemme!!
und zwei große Halteklemmcn für jeden Anodenkasten. Diese Klemmen, die einen Querschnitt in Form eines U
mit ungleich langen Schenkeln aufweisen, sind am Ende des größeren U-Schenkcls nach außen abgebogen, um
die kleinen bzw. die großen oberen Ränder des Anodciikastens zu halten, wobei die Klemmen andererseits
an der Llekiiolvsewanne befestigt sind. Bei jedem
Anodenkasten kann man dann die als Diaphragma dienende Leinwand oder andere Bespannung um die
oberen Ränder des Kastens mittels des umgebogenen Endes der Halteklemmcn festklemmen.
Vorzugsweise ist eine liingsverlaufende Zahnstange mit rechteckigen Zähnen an jeder Seite der Wanne an
deren oberem I eil montiert, und der Zahnabstand dieser Stange ist gleich dem Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Anoden oiler Kathoden.
Man kann dann die beiden kleinen Halleklemmen eines Anodenkasiens an jeder Seile der Wanne an zwei
zueinander ausgerichteten Zahnen dieser Zahnstangen versehrauben, wobei bei Bedarf eine Strebe zwischengelegt
wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsall sind die
schon erwähnten Führungsschienen oben und unten mit horizontalen Befestigungslaschen versehen. Die linieren
Laschen der beiden Führungsschienen eines Anodenkastens können dann an einer Querplaitc befestigt
werden, die am Boden des Anodenkasiens montiert ist. Was die oberen Laschen bctriflt. so schraubt man daran
die kleinen llalieklemmen an. Außerdem linden die großen llalieklemmen eines Anodenkasiens aiii jedei
•Seite tier Wanne in zwei aufciuundcrlolgcndcii /ahnliikken
der zugehörigen /.ahnslange Aufnahme.
An ihrem linieren Teil werden die Anoden und dii
Anodenkiisien vorzugsweise mittels Zenirierorgunon ir
Stellung gehallen, die für jede Anode und in ihrei
vertikulen Symmetrieebene zwei vertikale /entrierfm gcr utifweisen, die zur Achse der Wanne symmeliisel
und in dieser befesiigi sind, wobei der Hoden de
zugehörigen Anodenkastens zwei Öffnungen mifweisi
die beim Anbringen des Kastens über die /enirierfinge
gleiten können, und wobei der Boden der zugehörige
Anode mit zwei Suekloehern misgesiullel ist, die di
Zeninerfinger uufnehmen können.
Vorzugsweise sind die beiden um Boden jedt
Anodenkusiens vorgesehenen Öffnungen jeweils m
einer Buchse uusgesluilel. in der der zugehörig
/entrierfinger gleiten kann und die an ihrem untere
Ende einen Kopf und an ihrem oberen ljule eint
Gewindeteil trügt, uuf den eine Mutter geschraubt wir
die zwischen dem Kopf der Buchse und dem Boden di
ίο
Anodenkiistcns die bereits erwähnte Qucrpluitc festlegt,
an der mit ihren unteren Befestigungslaschen die Führungsschienen der Elektroden verschraubt werden.
Man versteht, daß die Anordnung der Zentrierorgane drei verschiedene und komplementäre Funktionen
erfüllt:
1. Beim Einsetzen einer Anode dringen die Zentrierfinger
in die im unteren Teil der Anode angebrachten Sacklöcher ein und halten die Anode in .Stellung, jedoch
in lösbarer Weise, was es ermöglicht, die Anoden leicht zu entnehmen und diese oder andere in ihre Stellung zu
bringen,ohne die Anodenkästen zu berühren;
2. beim Montieren eines Anodenkastens, was bekanntlich
nur sehr selten erfolgt, gleiten die am Boden des Kastens befestigten Buchsen mit weicher Reibung
auf dem Schaft der Zentrierfinger und wirken mit diesen zusammen, um den Kasten in Stellung zu hüllen, ohne
daß es nötig ist, irgendetwas am Boden der Wanne abzumontieren: Die abzumontierenden Organe befinden
sich am oberen Teil der Wanne;
3. beim Ausbau eines Anodenkastens mußte der darin enthaltene Elektrolyt normalerweise durch die
Diaphragmen auslaufen, was lange dauert und eine Gefährdung der Diaphragniabespaniumgen bedeutet.
Bei der erlindungsgi.iiial.ien Vorrichtung läuft dagegen
der Elektrolyt durch die A\ialbolming der am Boden des Kastens montierten Buchsen, so daß der genannte
Nachteil beseitigt ist.
Diese Anordnung kann durch zwei untere, am Boden der Wanne befestigte I ingszahiisiaiigen vervollständigt
werden, deren Zahnlücken die unteren Kamen der Kathoden aufnehmen.
In der bisherigen Beschreibung wurden ohne nähere Unterscheidung die Ausdrücke »Elcklrolysewaniu·«
oder »Elektrolylzelle« mil der Unterstellung verwendet,
dall ieile Zelle nur eine einzige Wanne aufweist.
Tatsächlich soll aber dem Begriff »Zelle« der weite Sinn einer industriellen Elekirolyseeinhcil zukommen, die
auch zwei oiler mehrere, der beschriebenen Zelle gleiche oder analoge Zellen aufweisen kann.
Vorzugsweise umfaßt eine solche Einheil zwei
symmetrische, parallel in Längsrichtung angeordnet;. Wannen, ilic von verschiedenen gemeinsamen Lmrichlungen.
wie z. B. den Mitteln zum Ableiten und Gewinnen des Chlors oiler den Mitteln zum Absaugen
der an der ()hcrl'liichc des Bades gebildeten Säuredämp·
Ie in die Kanalisationslehungen der beiden Wannen
bedient werden.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung
veranschaulichten Ausfuhrungsbcispicls näher erläutert;
es zeigt
(ig. I sehemalisch eine Vertikalsehniiiansieht einer
F.lcktrolysewnnne gemäß der Ii fiiidiing,
I ig. 2 einen Teilschnilt nach der Linie X X in \ ig. I,
I- i g. 3 mn mehr Einzelheiten den Teil der Y i g. I, der
die Befestigung der Rumpenleisten /um umblasen von
Cins in die Zelle gemäß dir Erfindung betrifft.
l·' i g. 4 einen Teilsehnui muh der Linie YY in Y ig. I.
Fig. S sehr schemtithch eine Drmifsicht der Mittel
/ur Lageeinstellung und haltung der Kathoden und der Anodenküsten in der crfindungsgcmtlUcn /eile.
Fig b eine sehemutisehe l'crspekliviinsicht des
Gegenstandes der F ι g. ·>. und
Fig. 7 eine Schnittunsicht einer /entrierhaltcriing für
einen Anodenküsten in der erfindungsgemüHcn /eile.
Wie schon ungegeben, kunn die Elektrolysezelle gemüll der Gründung mehrere identische oder symmetrische
Wannen umfassen, und die folgende Beschrei
bung richtet sich nur auf eine dieser Wannen.
Wie man in Fig. I sieht,umfaßt eine Elekirolyscwanne
gemäß der Erfindung zunächst einen parallelcpipeiü·
sehen Trog I als die eigentliche Wanne, die bis zu einem Niveau 2 mit einem Elektrolyt J gefüllt ist, dessen Art
bereits weiter oben angegeben wurde. Kathoden 4 und Anoden 5 sind vertikal in der Wanne !,und zwar parallel
zu den kleinen Seilen des Parallelepipeds, das die Wanne bildet, angeordnet. Um die Beschreibung zu
erleichtern, wird »längs« die zu ilen Kathoden und den Anoden senkrechte Richtung und »quer« jede zu diesen
Elektroden parallele Ebene genannt. Außerdem ist es zweckmäßig, klarzustellen, daß die Kathoden und d*e
Anoden abwechselnd angeordnet sind, d.h. daß jede Kathode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anoden
angeordnet ist. wobei die letzte Elektrode an jedem Ende der Wanne eine Anode ist.
Um die Bedeutung bzw. die Grolle einer solch«, η
Vorrichtung zu unterstreichen, sei darauf hingewiesen, daß eine den Durchgang von etwa 30 000 Amp.
zulassende Zelle z. B. zwei symmetrische Wannen umfaßt, deren jede 30 Kathoden und 31 Anoden enthält,
deren Breite in der Größenordnung von I m liegt,
während ihre Höhe etwa I1Im beträgt. |ede Wanne erreicht dann eine Länge in der Größenordnung von
4.7 μ.
Es soll zunächst die Einrichtung zum Erlassen des Chlors in einer Eleklrolysewanne gemäß der Erfindung
erläutert werden. Wie man in den F i g. 1 und 2 sieht, ist
jede Anode 5 an ihrem oberen Teil und über ihre gesamte Lange von einer dichten Anodenhaube f»
überdeckt. Vier teilweise mit Gewinde versehene vertikale Stangen 7 sind mit irgendeinem geeigneten
Mittel am oberen Teil der Anode 5 montiert und ragen von dort nach oben vor. Sie durchsetzen den Boden der
Haube b. deren Querschnitt der eines U-I'rofils ist. und
sind daran mittels Muttern befestigt. An ihrem oher'ii
l'nde sind die vier Stangen 7 einer einzigen Anode "5 an
einer <|uerliegenden Trägerstange 8 befestigt, die mit einem nicht darucstellien Gerüst verbunden ist-Außerdem
ist das Niveau 2 des Elektrolyten \ so hoih. dall die unteren Ränder der I lauben h in die Flüssigkeit
eintauchen, was eine hsdrauliclie Sperre ergibt, die iLis
Entweichen des Chlors nach außen verhindert.
Zur Abführung des bei der Elektrolyse l'reigcseizti'ii
Chlors, das sich in den I lauben h ansammelt, sind diese
letzteren (|uer bis jenseits einer vertikalen Wand der Wanne I verlängert, und ihre unteren Ränder tauchen
an diesem l.iule in eine l.iingsnnne 1 ein, die mil dem
Inneren der Wanne derart in Verbindung sieht, iiaU dns
Niveau des Elektroden hier das gleiche wie in der
Wü'ine ist. Line Chlorsammelleilung 10 ist um Hoden
der Kinne 9 über ihre ganze Lunge ungeordnet und uuf
der Höhe jeder Anode mit einem vertikalen Rohr 11 versehen und verbunden, das das Innere der Leitung IO
mil dem Bodenbereich der I luube fi verbindet.
Mim erkennt leicht, dull dns Chlor den Bodenbereieh
der Hauben b nur durch die vertiknlen Rohre Il
verlussen kunn. um /ur Sammelleitung IO /ti gelungen,
von wo es mit jeder geeigneten Finriehlung nbgcsmigt
werden kunn.
Andererseits umfaßt die erfindtingsgcmaße Flektro
lysewunne eine einrichtung /ur Knnuiisution oder /um
Abführen der StUiredl'.mpfe. die mnn nicht mit dem
Chlorsummler. der vorstehend beschrieben wurde, verwechseln durh es geht hierbei um die Abführung der
un der Oberfläche des I-Icklmlysebndcs infolge der hier
herrschenden erhöhten Temperulur von /. B. 80' C"
freiwerdenden Siiurcdämpfc; denn wenn diese Sa'uredämpfe
mich weniger schädlich als das Chlor sind, ist es nichtsdestoweniger erwünscht, sie nicht frei an die
Atmosphäre austreten zu lassen.
Diese Funktion obliegt im wesentlichen einer Kanalisationsleitung 12,die mit einer nicht dargestellten
Absaugeinrichtung bekannten Typs verbunden ist. Diese Leitung 12 liegt über ihrer gesamten Lange neben
der Rinne 9, also weiter außerhalb der Wanne 1, und ist mit der Rinne durch einen Längskanal oder -durchlaü 1.1
verbunden, der oberhalb der der Kanalisationsleitung und der Rinne gemeinsamen Wand angeordnet ist. Der
obere Rand dieser gemeinsamen Wand befindet sich auf einer solchen Hohe, daß der Elektrolyt 3 nicht in die
Leitung 12 eindringen kann. d. h. dall der Rand sich
oberhalb des Niveaus 2 des Llekirolyten i in der Wanne
1 befindet.
Außerdem sind horizontale Bänder 14 aus schmiegsamem
Werkstoff, vorzugsweise aus Kautschuk, quer derart angeordnet, daß sie die Wanne I und die
Kanalisationsleitung 12 völlig abdecken. Im einzelnen
sind diese Bänder 14 jeweils mit einer Anode verbunden, und jedes zweite Band überdeckt auf eine gewisse
Breite die zwei angrenzenden Bänder. Dies laut sich einfach in folgender Weise erreichen: Wenn man die
Anoden in ihre Stellung bringt, beginnt nun damit, dall man in die Wanne die Anoden mit ungerader /aiii
zuerst absenkt, so daß die schmiegsamen Bänder der nachher eingesetzten Anoden mit gerader Zahl
anschließend die anderen Bänder überlappen.
In der (Querrichtung erstrecken sich die Bänder 14 auf
einer Seite bis zur vollständigen Bedeckung der oberen Wand der Kanalisationsleiti'ng 12 und auf der anderen
Seile bis auf I lohe der seitlichen äußeren Wand 15 eines längsveilaulenden Oberlaufs lh, der die Wanne I über
deren gesamte Länge flankiert und an dem der Überschuß des I lektrolyicn überlaufen kann. Die Wand
15 des I Ibcil.iuls äh ist an ihrem oberen Rand mit
aufgesetzten Stutzen 17 aus Kunststoff versehen, auf
denen die I nden tier schmiegsamen Bänder 14
aufliegen.
Die Funktionsweise dieser Linnchtung zur Kanalisation
und Abführung der Säurcdämpfe ist folgende: Der in der Leitung 12 erzeugte Unterdruck saugt Aiißenlufl
durch die Lücken zwischen den Stützen 17 hindurch an, und diese Lull überstreicht die Oberfläche des Bades
und reiUi hierbei die Säuredämpfe mit, die dann durch
die Leitung 12 abgeführt werden, nachdem sie ilen
oberen Teil der Rinne 9 überquert haben.
Ks ist wichtig fest/ustellen, tluU diese einrichtung eine
erhebliche e.nergiecrspurnis im Vergleich mit bektinn
len einrichtungen ermöglicht, wo Luft unter Druck an
der Oberflache des Budes eingeblasen wird, um die
wahrend der elektrolyse freigesetzten Siiuiedilmpfe
nlvuführen.
1Λ ist noch /u erwühnen, dull die Wanne auch eine
(nicht dargestellte) Hinrichtung /um Zuführen von frischem elektrolyt umfaßt, die von herkömmlichem
Typ ist und dither niehl naher beschrieben wird.
F.in «nderes wesentliches Merkmal der /eile gemttß
der l.rfindung ist, duB sie eine einrichtung /um
l'linhltiscn von Luft oder eines geeignet gewühlten
(iiises in dns Flektrolysebad untcrhulb jeder Kathode
umfaßt.
Wie imtn in F i g. I erkennt, ist eine Uampenlcisie /um
(juscinblusen um Hoden der Wanne I unterhalb jeder
Kathode und in deren Veriikalebene ungeordnet jede Ritmpcnleistc besteht nun /wei Rohren 20«, 206, die in
F'orm eines sehr weil geöffneten V an einer Längsleitung
21 montiert sind, die praktisch genau in der Achse der Wanne I angeordnet ist und in der sämtliche Rohre
20.1, 20b unter allen Kathoden münden. An ihrem
s anderen, d. h. nach außen gewandten Ende sind diese
Rohre geschlossen und z. B. durch Schweißen an U-l.ängsprolilen 22./ bzw. 22b befestigt, die sämtlichen
e.inblasrampenleistcn gemeinsam sind und über im einzelnen in F i g. i dargestellte Mittel in fester
ίο Verbindung mit dem Boden der Wanne 1 stehen.
In dieser Fig. i, die sich auf nur ein Rohr 20b
beschränkt, wobei selbstverständlich die Befestigungsorgane des entsprechenden Rohres 20:i zu denen des
Rohres 20b symmetrisch sind, sieht man, daß das Profil
is 226 von umgekehrter U-Torrn mit seinem Mittelstück
am Rohr 20b angeschweißt ist und seine U-Schcnkel von einer Ciewindesiange 21 durchsetzt sind. Diese
letztere ist längs am Profil 22b durch zwei Muttern 24 festgelegt und durchsetzt außerdem in der Nähe ihrer
an beiden Finden zwei Längsrippcn 25 und 2b, die am
Boden der Wanne angebracht sind. Auf die Gewinde stange 23 geschraubte Muttern 27 sind an beiden
Rippen 25, 2h festgezogen und verhindern jede Querverschiebung der F.inblasranipcnlciste.
is Die Rohre 20;i. 20b jeder Ranipenlcisie sind mit je
zwei Reihen von Löchern ausgebildet, tieren Anordnung genauer aus dem reilschniti in Fig.4 ersichtlich
ist. Wie man hier erkennt, sind diese Reihen 28.7, 28/i
längs der beiden Mantellinicn des Rohres ungeordnet.
\o die zur höchsten Muntellime unier einem Winkel von
45 zu beiden Seilen der Venikalsymmetrieebene der r.inblusrumpersleisie stehen, welche ebene auch die
Vertikalsymmetrieebene der zugehörigen Kathode ist. wie bereits angegeben wurde.
\5 Außerdem wurde in überraschender Weise festgestellt,
daß der Durchmesser dieser Locher mit Vorteil sehr gering ist und z. B in der Cirößenordnung von
OJ min liegen soll.
Durch die beschriebenen Miiiel sicher! man eine
wirksame Spülung der Kathoden durch ilen elektrolyt,
eine Homogenisierung lies Inhalts der Zelle und eine
Verringerung des (iehalts an CJaseinsehliisson. Wie
schon erwähnt wurde, ergibt sich hieraus ein bemerkenswert glatter Obcrl'lächenzustand des <m den
Kathoden abgeschiedenen Metalls, und es ist daher möglich, einen relativ geringen Abstund /wischen den
elektroden anzuwenden, um so den Stromverbrauch aufgrund des Widerstandes des F.lektrolyibadcs /u
verringern
so ledoch erfordert dieser geringe Abstand zwischen den Kathoden und den Anoden, eine genaue Lageeinstellung
der elektroden sicherzustellen, und die hier/u dienenden Merkmale bzw. Mittel sollen nun beschrieben
werden.
ss es sei damn erinnert, daß die Kathoden 4 und die
Anoden S abwechselnd ungeordnet und daß die letzteren in ihrer Arbeitsstellung von Anodenkösten
umgehen sind, deren große Flachen eine Leinwund
oder andere Bespannung aufweisen, die uls Diaphragma
fto dient. Fs soll ebenfalls betont werden, daß die Anoden
und die Anodenkttsten wührend relativ langer Perioden
in der Wanne verbleiben, du die Anoden unlöslich sind
und nur für Kcpurutur/wcckc dem Bad entnommen
werden, während man die Kathoden häufig uus der
M Wanne entnimmt und wieder einsetzt, da sie aus der
Wonne stets dünn herausgeholt werden, wenn der
elektrolytisch^ Niederschlag eine ausreichende Dicke
erreicht.
Wegen der Kompliziertheit der Einrichtung zum
Festlegen der Elektroden in der erlindungsgcmäßcn Zelle sei zunächst auf die Fig.5 verwiesen, wo in
äußerst schematisehcr Weise eine Draufsicht einer Seite
der Wanne mit zwei Kathoden 4«, 4/j dargestellt ist, die s
einen Anodenkasten 30 einfassen, dessen Anode nicht dargestellt ist.
An jeder Seile der Wanne sind die wesentlichen Organe zum Zentrieren und zur Lagehaltung der
Kathoden und der Anodenkäslen einerseits eine vertikale Führungsschiene 31 für jede Anode und
andererseits eine liängsverlaufcndc, sich über die gesamte Länge der Wanne 1 erstreckende gezahnte
Stange 32. die an der Wanne durch nicht dargestellte Schraubverbindungen befestigt ist. Diese Zahnstange
weist rechteckige Zähne auf, und der Zahnabstand ist gleich dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Anoden. Dieser Abstand ist damit auch gleich dem Abstand /wischen zwei aufeinanderfolgenden Kathoden,
da alle Elektroden, sowohl Anoden als auch Kathoden, in regelmäßigen Abstünden ungeordnet sind.
Die Schiene 31 weis! ein Profil aiii, dessen allgemeine
Form, wie man in Fig. 5 sieht, die eines sehr weilen U
ist. das auf der Seile der Wund der Wanne geöflnet ist
Der Hoden- oder Mittelteil des U-Profils trügt eine
breite Rippe, die über ihre gesamte I lohe in klemmende
Anlage an der vertikalen Wund des Anodenkastens 30 kommt. Dieser letztere wird mit den beiden zugehörigen
Führungsschienen durch Mittel lest verbunden, die im folgenden noch beschrieben werden. Fbcntalls sollen
noch im einzelnen die Mittel erläutert weiden, durch die der Anodenkasten 30 mit der Wanne I verbunden wird.
Die Kathoden 4u. 46 usw. sind mindestens an ihren
drei in den Elektrolyt eintauchenden Seiten mit einer isolierenden Einfassung 33;/. 33b usw. versehen, die z. H.
aus Holz oder auv Kautschuk oder aus Kunststoff besteht und insbesondere den Zweck hat. eine
Abscheidung des Metalls am Umfang der Kathoden zu verhindern, die die Ablösung des Metalls erschweren
würde. Wie man in Fig. 5 sieht, werden die vertikalen
Seilen der Einfassung 336 durch einen seitlichen Flügel
34 der Führungsschiene 31 und durch den dazu ausgerichteten seitlichen Flügel 35 der der folgenden
Anode entsprechenden Führungsschiene in Stellung gehallen. Ebenso wird die Einfassung 33;/ der Kathode
4;/ zwischen dem anderen seitlichen Hügel 3b der Schiene 31 und dem nicht dargestellten, dazu ausgerichlei'-n
Flügel der vorangehenden Führungsschiene gehallen.
Diese Mitlei zur Lageeinstellung sollen im einzelnen so
noch anhand der Perspekiivdarslellung der Fig. b
erläutert werden, deren unterer Teil einen Anodenkäslen 30 zeigt, der in der breiten Vcrtikalrippe im
U-Mittelleil einer Führungsschiene 31 festgehalten ist.
Man sieht, daß sich diese Rippe an ihrem oberen Teil zu is
einer horizontalen Hcfesiigungslaschc 37 verlängert, die
im übrigen auch in I i g. 5 dargestellt ist.
Der obere Teil der Fig.b zeigt den oberen Teil desselben Anodenkastens 30, die zugehörige Anode 5
und den zugehörigen Zahn 38 der Zahnslange 32, die '■"
bereits erwähnt wurde. Wie man in F i g. b sieht, ist eine kleine I lalteklemme 39, die die Form eines U mil
ungleich langen Schenkeln aufweist, wenn man sie im Profil betrachtet, am Ende ihres längeren Schenkels auf
der Seile des Anodenkastens 30 nach außen bezüglich " des U abgebogen. Dieser abgebogene Teil 40 legt sich
dann an den oberen Rand der kleinen Fläche lies Aiiiidenkaslens an.
Der andere Schenkel 41 der Klemme 39 ist durch eine Schraubverbindung 42 an der Innenfläche des Zahnes 38
der Zahnstange 32 unter Zwischenfügung einer in Fig.b nicht dargestellten Querstrebe 43 befestigt; in
F i g. b ist auch die Schraubverbindung 42 nicht konkret veranschaulicht, sondern einfach durch ihre Achse 44
angedeutet. Diese Teile sind jedoch in Fig. 5 voll erkennbar.
Andererseits ist der Boden 45 der kleinen Klemme 39 mit der horizontalen ßcfcsiigungslaschc 37 der Führungsschiene
31 verschraubt, was in der Perspcktivdar stellung der F i g. b durch die mit Pfeilen versehene
Strichlicrung 46 angedeutet ist.
Fs soll noch erwähnt werden, daß die Maße in der Pcrspektivdarstellung nach F i g. b nicht respektiert sind
und daß z. B., wenn die Einheit montiert wird, der Oberteil des Anodcnkasiens. wie er im unteren Teil der
Figur dargestellt ist. offenbar an die Stelle des im oberen Figurenteil dargesielllen Kasienoberieils kommt.
Die Festlegung des Anodenkaslcns 30 wird durch zwei große Halteklcmmen 47./. 476 vervollständigt, die
in Querrichtung verlängert sind, wie oben bereits erwähnt wurde, bus Profil dieser Klemmen hat
ebenfalls die Form eines U mit ungleich langen Schenkeln, und der größere Schenkel weist, wie bei den
kleinen Klemmen, einen abgebogenen Teil 48./ bzw. 48Λ
auf. der zum Festhalten des oberen Randes des Anodenkastens. jedoch in diesem I all an seiner
größeren Seite dient.
Iede der großen Klemmen 47;/. 476 ist an ihrem
unteren Teil nach außen verlangen, um in eine der beiden Zahnlücken der Zahnstange 32 einzugreifen, die
den Zahn 38 einfassen.
Schließlich sind die Seitenflügel 34 und Ϊ6 der
Führungsschiene 31 an ihrem oberen Teil durch Führungsansätze 49 bzw. 50 verlängert, die zum Inneren
der Schiene umgebogen sind. Wie weiter oben schon erwähnt wurde, ist es ihre Funktion, das Einsetzen der
Kathoden zwischen zwei Paaren von aufeinanderfolgenden Führungsschienen zu erleichtern.
Wie bereits erwähnt, ist jeder Anodcnkastcn 30 mit
einer als Diaphragma dienenden Leinwand bzw. anderen Bespannung bedeckt. Zur Zeit der Einsetzung
des Kastens spannt man die Leinwand und faltet ihre Ränder nach innen über den oberen Umfang des
Kastens um. Dann genügt es. die kleinen und die großen Halteklcmmen anzubringen, um die Leinwand ausreichend
gespannt zu hallen. Nicht dargestellte Schraubverbindungen werden dann durch die Enden 40 und 48
der Klemmen festgezogen, um das Ganze zu befestigen.
Auf der anderen, in den Figuren nicht dargestellten Seite der Wanne ist die Anordnung zur Lageeinstellung
und -haltung der Kathoden und der Anodenkäsler selbstverständlich zu der beschriebenen symmetrisch.
Es soll min die Fig. 7 erläutert werden, die der
unleren Teil der Wanne 1 zeigt. Man erkennt hier eini
Anode 5, den zugehörigen Anodenkasten 30 und der untersten Teil der Führungsschiene 31. Diese letzten
weist an ihrem unteren Teil eine horizontale Befesti giingslasche 51 auf. an der bei 52 eine Querplatle 5
angeschraubt ist. die an der anderen Seile der Wanne ii
gleicher Weise mit der nicht dargestellten, hierz.i symmetrischen Führungsschiene verbunden ist.
Die im folgenden beschriebene Anordnung ermög licht es, eine Anode und den zugehörigen Anodenkasle
an ihrer Basis zu zentrieren. Im unteren Teil der I ig. ist diese Anordnung nur sehr schematisch dargestell
die im wesentlichen zwei Zentrierorgane umfaßt, die i
ihrer Gesamtheit mit Bezugszeichen 54/j und 546
bezeichnet sind. Diese Organe sind zu der durch die Vertikalachse der Wanne gehenden Vertikalebene
symmetrisch, und so ist nur eines dieser Organe im einzelnen in F i g. 7 veranschaulicht.
In dieser Figur erkennt man, daß die Querbefestigungsplatte
53 an der Unterseite des Anodenkaslcns 30 anliegt und daß eine zylindrische Buchse 55 die Platte 53
und den Boden des Kastens 30 durchsetzt. An ihrem unteren Teil ist diese Buchse mit einem Kopf 56
versehen, der Greifelemente aufweist, und ihr oberer Teil trägt ein Gewinde. Auf dieses Gewinde bringt man
eine Mutter 63 auf, die die Buchse 55, die Platte 53 und den Anodenkasten 30 lösbar miteinander verbindet.
Andererseits ist ein vertikaler Zentrierfinger 57 in ein Längsprofil 58 eingeschraubt, das mit dem Boden der
Wanne 1 mittels geeigneter, nicht dargestellter Elemente fest verbunden ist. An seinem oberen Teil endet der
Zentrierfinger 57 in einer abgerundeten Spit:e, die in ein Sackloch 59 eingreift, das im Boden der Anode 5
angebracht ist. Außerdem durchsetzt der Finger 57 die Axialbohrung der Buchse 55, in der er mit weicher
Reibung gleiten kann.
Schließlich ist noch festzustellen, daß einerseits der Zentrierfinger 57 in seinem mittleren Teil einen
kegelstumpfartigcn Bereich 60 zur Erleichterung des Einführens dieses Fingers in die Buchse 55 aufweist und
daß andererseits Dichtungsringe auf die Buchse 55 aufgestreift sind, und zwar ein Dichtungsring 61
zwischen dem Kopf 56 der Buchse und der Platte 53 und ein Dichtungsring 62 zwischen dieser Platte und der
unteren Wand des Anodenkastens 30.
Die Funktionsweise dieser Anordnung ist folgende: Wenn man den Anodenkasten 30 in Stellung bringt,
gleitet die Buchse 55 über den festen Zentrierfinger 57 und zentriert sich so selbst unter Zentrierung des
Anodenkastens, der damit verbunden ist, bei gleichzeitiger Mitwirkung der identischen, auf der anderen Seite
der Wanne angeordneten Buchse. Ebenso zentriert sich die Anode 5 auf den beiden festen Zentrierfingern dank
der Sacklöcher, die sie in ihrem unteren Teil aufweist.
Außerdem kann, wenn man den Anodenkasten aus der Wanne 1 entnimmt, der darin enthaltene Elektrolyt
durch die Axialbohrung der Buchsen 55 auslaufen, die sich von den Zentrierfingern 57 lösen. Dies vermeidet
die Schwierigkeiten, die man früher antraf, wenn der Elektrolyt nur durch die als Diaphragma dienende
Bespannung auslaufen konnte, wobei insbesondere die Langsamkeit der Kntleerung und die (iefahr einer
Beschädigung der Bespannung /u bedenken sind.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Wanne ebenfalls an der Innenseite jeder ihrer L.üngswande eine
(nicht dargestellte) untere Zahnstange aufweisen. Die durch diese letztere gebildeten Zahnlücken nehmen
dann die unteren Enden der Einfassungen 33«·;, 336... (s.
Fig. 5) auf, die die Kathoden umrahmen, was zu ihrer
Lagehaltung beitrügt.
Andererseits ist es klar, daß die Anoden und die Kathoden elektrisch an Zuführungen für elektrischen
Strom angeschlossen sein müssen. Da es sich hier um herkömmliche Einrichtungen handelt, sind sie weder
erläutert noch dargestellt.
Es ist noch zu erwähnen, daß die für die verschiedenen Teile einer Zelle gemäß der Erfindung
verwendeten Werkstoffe unter Berücksichtigung des verwendeten Elektrolyttyps gewählt werden müssen. So
können die Kathoden z. B. aus nichtrostendem Stahl, aus Titan, aus Aluminium oder aus einem dem Metall, das
man in der Zelle abzuscheiden wünscht, identischen Metall sein. Was die Anoden betrifft, so können sie
insbesondere aus Graphit, aus ruthenisiertem Titan, aus palladisiertem Titan oder aus platiniertem Titan
bestehen.
Schließlich ist es für Fachleute offenbar, daß man eine industrielle Einheit zur Elektroraffination aufbauen
kann, indem man mehrere Wannen der beschriebenen Art verwendet. Im Fall von zwei Wannen kann man
diese z. B. unter Vornahme einiger dem Fachmann geläufiger Modifikationen gegenüber der vorangehenden
Beschreibung parallel zueinander anordnen.
So brauchen die erfindungsgemäßen Mittel zum Einblasen von Gas am Boden der Wannen und zur
genauen Lageeinstellung der Kathoden, der Anoden und der Anodenkästen nicht abgeändert zu werden.
Dagegen werden zweckmäßig die Rinnen zum Erfassen des Chlors und die Kanalisationsleitungen der beiden
Wannen an den der vertikalen Symmetrieebene der vollständigen Einheit nächsten Wänden montiert. Mit
anderen Worten sind, wenn man die beiden Wannen in Längsrichtung betrachtet, diese Organe bei der rechten
Wanne links und bei der linken Wanne rechts.
Außerdem können die beiden Chlorsammelleiiungen an ein und dieselbe Wiedergewinnungs- oder Erfassungseinrichtung
angeschlossen sein, wie auch die beiden Kanalisationsleitungen an eine gemeinsame
Absauganlage angeschlossen sein können.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Zelle zur Erzeugung von Metallen durch Elektrolyse von wäßrigen Lösungen entsprechender Chloride mit unlöslichen Anoden, die in wenigstens einer Elektrolytwanne in deren Längsrichtung abwechselnd vertikal angeordnete Kathoden und Anoden enthält, wobei um jede Anode ein auf seinen beiden großen Flächen mit einer als Diaphragma dienenden Bespannung versehener Anodenkasten angebracht ist und Mittel zum Erfassen und Wiedergewinnen des während der Elektrolyse freigesetzten Chlors vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination Mittel zum Absaugen der an d<*r Oberfläche (2) des Elektrolysebades (3) erzeugten Säuredämpfe, Mittel zum Einblasen wenigstens eines Gases am Boden der Wanne (1) unterhalb jeder Kathode (4) und Mittel zur genauen Lageeinstellung und -haltung der Kathoden, Anoden (5) und Anodenkästen (30) aufweist.2. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erfassen und Wiedergewinnen des während der Elektrolyse freigesetzten Chlors eine ander Wanne (1) starr befestigte Längsrinne (9), die mit der Wanne unterhalb des Niveaus (2) des Elektrolyten (3) in Verbindung sieht, eine Chlorsammelleitung (10) längs dieser Rinne (9), mil der Sammelleitung verbundene Mittel zum Absaugen und Erfassen des freigesetzten Chlors, eine dichte. jeweils einen der Anodenkästen (30) überdeckende und mit ihren unteren Rändern in den Elektrolyt (3) eintauchende Anodenhaubc (6) und ein im wesentlichen vertikales Rohr (11) umfassen, daß das Innere jeder der Anodenhauben (6) mit der Chlorsammelleitung (10) verbindet.3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Absaugen der an der Oberfläche (2) des Hlektrolytbades (3) erzeugten Säuredämpfe eine an der Wanne (1) starr befestigte und mit dieser oberhalb des Niveaus (2) des Elektrolyten (3) in Verbindung stehende Längskanalisationsleitung (12), Mittel zum Absaugen und Erfassen des Inhaltes dieser Leitung (12) und elastische Querbänder (14) umfassen, die die Wanne (1) und die Kanalisationsleitung (12) dicht abdecken.4.. Zelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von wenigstens teilweise mit Gewinde versehenen Stangen (7) am oberen Teil jeder der Anoden (5) befestigt ist und daß mit diesen Gewindestangen von unten nach oben für jede Anode die zugehörige Anodenhaube (6) und eines der elastischen Querbänder (14) verschraubt sind, wobei die Gewindestangen (7) an ihrem oberen Ende mit einer Haltestange (8) fest verbunden sind, die allen Gewindestangen (7) einer und derselben Anode (5) und nur diesen allein gemeinsam ist.5. Zelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (9) und die Kanalisationsleitung (12) seitlich nebeneinanderliegen und außerhalb der Wanne (1) über deren ganze Länge montiert sind, wobei ihre aneinander angrenzenden Wände über ihre gesamte Länge einen Längskanal (13) aufweisen, der oberhalb des Niveaus (2) des <>5 Elektrolyten (3) liegt.6. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch eekennzeichnet. daß die Mittel zum Einblasen wenigstens eines Gases am Boden der Wanne (I) für jede Kathode (4) eine mit Löchern versehene Rampenleiste (20#, 20ό) aufweisen, die unterhalb der zugehörigen Kathode (4) in deren Veriikalebene angeordnet ist. die Form eines sehr weit geöffneten V hat und in ihrer Mitte in einer allen Rampenleisten gemeinsamen Längsleitung (21) mündet, die mit Mitteln zum Einführen wenigstens eines Gases unter Druck verbunden ist.7. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher, mit denen die Rampenleisten (20a, 206) versehen sind, einen Durchmesser in der Größenordnung von O1J mm aufweisen.8. Zelle nach den Ansprüchen ö und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher an jeder Rampenleiste (20a, 206) in zwei Reihen zu beiden Seiten der vertikalen Symmetrieebene der Rampenleiste angeordnet sind.9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen von Löchern auf jedem der Schenkel (20a. 206) des durch eine Rampenleistc (20a, 206) gebildeten V auf zwei Erzeugungslinien angeordnet sind, die unter einem Winkel von etwa 45 zur höchsten Erzeugungslinie zu beiden Seiten der vertikalen Symmetricehene der Rampenlciste liegen.10. Zelle nach einem der Ansprüche 6 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Rampenleisten (20;i, 206) fest auf Längsprofilen (22;j, 226) montiert sind, die lösbar an Längsrippen (25, 26) am Boden der Wanne (1) befestigt sind.11. Zelle nach einem der \nsprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, d;iß die Mittel zur genauen Lageeinstellung und -haltung der Kathoden (4;;, 46...), der Anoden (5) und der Anodenkästen (30) für jede Anode zwei vertikale Führungsschienen (31) umfassen, die symmetrisch auf beiden Seiten der Wanne (1* angeordnet und lösbar sowohl an dieser Wanne als auch am zugehörigen Anodenkasten (30) montiert sind, wobei jede Führungsschiene (31) ein zur Wand der Wanne (1) gekehrtes U-Profil aufweist, dessen Boden oder Mitielstück eine breite Rippe trägt, die dem Festlegen des zugehörigen Anodenkastens (30) von dessen Seiten dient, und wobei die Vertikalseiten der Kathoden (4a. 46), die mit einer isolierenden Einfassung (33.·?, 336) versehen sind, auf jeder Seite der Wanne (1) zwischen die seitlichen Flügel (z. B. 35, 34) von zwei aufeinanderfolgenden Führungsschienen (31) eingreifen.12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Flügel (z. B. 36, 34) jeder Führungsschiene (31) an ihrem oberen Teil durch zum Inneren der Schiene (31) umgebogene Ansätze (50, 49) zur Führung der Kathoden (4.1, 46) verlängert sind.13. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur genauen Lageeinstellung und -haltung der Kathoden (4a, 46 ...), der Anoden (5) und der Anodenkästen (30) für jede Anode (5) zwei kleine Halteklemmen (39) und zwei große Halteklcmmen (47a, 476) umfassen, die einen Querschnitt in Form eines U mit ungleich langen Schenkeln aufweisen und am Ende (40; 48a, 486) des längeren Schenkels nach außerhalb des U zum Festhalten der kleinen bzw. der großen oberen Ränder des zugehörigen Anodenkastens (30) umgebogen sind, wobei diese Klemmen andererseits mit der Wanne (1) verbunden sind.14. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13 Jadurch gekennzeichnet, daß die als Diaphragma jicnende Bespannung Tür jeden Anodenkasten (30) Jin die oberen Ränder des Kastens iuitiels der umgebogenen Enden (4Oj 48«, 48ϋ) der Haltcklem· inen (39; 47 a, 470) festgehalten ist.15. Zelle nach einem der Ansprüche I bis 14dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur genauen Lageeinstellung und -haltung der Kathoden (4a 46...). der Anoden (5) und der Anodenkü&ten (30) auf jeder Seite der Wanne (1) über deren gesamte Lunge und an deren oberem Teil eine Lärigszahnstange (32) mit rechteckigen Zähnen (38) umfassen, deren Zahnabstand gleich dem Abstand /wischen zwei Anoden (5) oder zwei Kathoden (4a, 4 b ...) ist.l.b. Zelle nach den Ansprüchen 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kleinen Halteklemmen (39) eines bestimmten Anodenkastens (30) unter Zwischenfügung einer Querstrebe (43) an jeder -Seite der Wanne (1) mit zwei zueinander ausgerichteten Zähnen (.38) der Liingszahnstangen (32) vcrschruubt sind.17. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis Ib. dadurch gekennzeichnet, daß die am Boden der Führungsschienen (31) ausgebildete breito Rippe an ihrem oberen Teil durch eine horizontale Befestigungslasche (37) verlängert ist, mit der die kleine Halteklemme (39) des zugehörigen Anodenkasu.ns (30) zwischen den beiden Flügeln (36, 34) des U-Profils der Schiene (31) verschraubt ist.18. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Querenden der beiden großen Halteklemmen (47a. 476) eines bestimmten Anodenkastens (30) mit Vcrlängerungen versehen sind, die auf jeder Seite der Wanne (1) in zwei aufeinanderfolgende Zahnlücken der entsprechenden Zahnstange (32) eingreifen.19. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die am Boden jeder Führungsschiene (31) ausgebildete breite Rippe an ihrem unteren Teil durch eint horizontale Befestigungslasche (51) verlängert ist. die mit einer Querbefcstigungsplatte (53), die mit dem Boden des Anodenkastcns (30) fest verbunden ist, verschraubt ist.20. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur genauen Lageeinstellung und haltung der Kathoden (4a, 4b...), der Anoden (5) und der Anodenkäs'en (30) in der vertikalen Symmetrieebene jeder Anode zwei vertikale, zur Achse der Wanne (1) symmetrische und an dieser befestigte Zentrierfinger (57) umfassen, wobei der Boden des zugehörigen Anodenkastens (30) zwei öffnungen aufweist, die die Zentrierfinger (57) umgreifen, wenn der Kasten (30) in seine Lage gebracht wird, und wobei der Boden der zugehörigen Anode (5) mit zwei Sacklöchern (59) versehen ist, die zur Aufnahme der Zentrierfinger (57) beim Einsetzen der Anode (5) dienen.21. Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen im Boden der Anodenkästen (30) jeweils mit einer Buchse (55) versehen sind, in der der zugehörige Zentrierfinger (57) gleiten kann und die an ihrem unteren Ende einen Kopf (56) sowie an ihrem oberen Ende einen mit Gewinde versehenen Teil aufweist, worauf eine Mutter (63) nufseschraubt ist, die die Befestigungsplatte (53) der Führungsschienen (31) z.wischen dem Kopf (56) der Buchse (55) und dem Boden des Anodenkastens (30) festlegt.22. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 2t, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf jeder Seite der Wanne (1) innerhalb derselben eine untere Längszahnstange zur Lageeinstellung des unteren Teils der Kathoden (4a, 4έ>...) aufweist.23. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Einführen von frischem Elektrolyt (3) am Boden der Wanne (1) und einen Längsüberlauf (16) am oberen Teil der Wanne (!I) aufweist.24. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei zueinander symmetrische, in ihrer Längsrichtung parallel angeordnete Wannen (1) umfaßt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR7329904A FR2240765B1 (de) | 1973-08-16 | 1973-08-16 | |
FR7329904 | 1973-08-16 |
Publications (3)
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