DE2725894A1

DE2725894A1 - Verfahren zur raffination eines geschmolzenen metalls

Info

Publication number: DE2725894A1
Application number: DE19772725894
Authority: DE
Inventors: James Henry Cleland; Derek John Fray
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1977-12-22
Also published as: AU2581077A; JPS6120639B2; US4118292A; CH631741A5; AU506485B2; JPS5316304A; DE2725894C2; CA1114327A; NO772010L

Description

NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION 1546

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Packbettverfahren zur Elektroraffination eines geschmolzenen Metalls oder zur Elektrolyse eines Salzes, um ein Metall zu erhalten.Die Erfindung betrifft auch eine Zelle zur Durchführung dieses Verfahrens.

Gemäß der Erfindung wird ein geschmolzenes Metall in der Weise raffiniert, daß man einen Strom davon (gegebenenfalls durch einen Verteiler) in eine Anode hineinleitet, welche ein Bett aus leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Salz oder in einer leitenden Lösung umfaßt. Die Anode ist durch ein Diaphragma, das gegenüber dem Salz durchlässig ist, jedoch gegenüber dem geschmolzenen Metall undurchlässig ist, von einer Kathode abgetrennt, welche ein Bett von leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Salz oder in einer leitenden Lösung umfaßt. Die leitende Lösung kann wässrig sein. Durch die Kathode kann ein Strom von geschmolzenem Metall geleitet werden, das reiner ist als dasjenige, das durch die Anode geleitet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß durch die Erfindung keine verunreinigenden Metalle entfernt werden können, die edler sind als das zu raffinierende Metall.

Der Verteiler (wenn vorhanden) ist vorgesehen, um den Strom über im wesentlichen die gesamte Fläche ( im Plan gesehen) des Bettes auszubreiten.

Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Salz elektrolysiert, um ein Metall zu erhalten, indem man einen Strom des Salzes, das geschmolzen ist oder sich in einer leitenden Lösung befindet (gegebenenfalls durch einen Verteiler), in eine Zelle hineinleitet, welche eine Anode aufweist, die ein Bett aus leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Verdünnungs-

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mittel oder in einer leitenden Lösung umfaßt, wobei die Anode durch ein Diagramm, das gegenüber den Salzen durchlässig ist, von einer Kathode abgetrennt ist, welche ein Bett von leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Salz oder in einer leitenden Lösung umfaßt. Der Verteiler (wenn vorhanden) ist vorgesehen, um den Strom über im wesentlichen die gesamte Fläche ( im Plan gesehen) des Bettes auszubreiten.

Weiterhin wird durch die Erfindung eine Zelle zur Verfügung gestellt, die folgendes enthält: Ein Anodenabteil, welches ein Bett aus leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Salz oder in einer leitenden Lösung enthält; eine Einrichtung, um einen Strom des geschmolzenen Metalls oder des geschmolzenen Salzes oder des Salzes in einer leitenden Lösung in das Bett hineinzuleiten bzw. durch dieses durchzuleiten; ein Diagramm, von dem eine Seite (mindestens zum Teil) die Grenze für das Anodenabteil bildet; ein Kathodenabteil, das ein Bett aus leitenden Teilchen in einem geschmolzenen Salz oder in einer leitenden Lösung auf der anderen Seite des Diagramms enthält, welches gegenüber dem Salz bzw. den. Salzen durchlässig ist, jedoch nicht gegenüber dem geschmolzenen Metall. Das Kathodenabteil kann eine Einrichtung haben, um einen Strom von geschmolzenem Metall durch das Bett zu leiten. Das Anodenabteil kann eine Einrichtung haben, um die Flüssigkeit zurückzuführen, die in dieses Abteil hineingeleitet wird oder durch dieses hindurchgeleitet wird.

Das Diaphragma ist mit dem Salz gesättigt. Obgleich es die Vermischung des geschmolzenen Metalls von entgegengesetzten Seiten davon verhindert, gestattet es doch,daß sich Metallionen frei durch dieses bewegen. Die leitenden Teilchen können z.B. Körner aus Kohlenstoff oder Titandiborid sein. Selbst Metallteilchen können hierzu verwendet werden, wenn sie von dem Salz bzw. den Salzen oder dem zu raffinierenden Metall und den Verunreinigungen nicht ange-

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griffen werden. Das Salz ist vorzugsweise ein Halogenid (da diese gewöhnlich billiger sind), z.B. Zinkchlorid oder Aluminiumchlorid, die beide gegebenenfalls als Verunreinigungen oder Verdünnungsmittel bis zu 95 % Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid und/oder Lithiumchlorid enthalten können. Das Salz ist vorteilhafterweise ein Salz des zu raffinierenden Metalls oder es enthält ein solches Salz. Obgleich das Salz an der Anode vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung wie dasjenige an der Kathode hat, ist dies jedoch nicht wesentlich. Das Metall kann Zink sein, das als Verunreinigungen z.B. Aluminium, Blei, Kadmium, Kupfer, Zinn und/oder Eisen enthält. Eine solche Kombination von Verunreinigungen kann vorkommen, wenn man Zink aus Gesenkgußschrott wiedergewinnt. Das Metall kann alternativ auch Aluminium sein, das als Verunreinigungen solche Metalle wie Zink, Zinn, Blei, Kupfer und/oder Gold enthält.

Die Zelle kann weiterhin einen Verteiler zwischen der Einrichtung zur Durchleitung des Stroms und dem Bett des Anodenabteils enthalten. Wenn das Kathodenabteil eine Einrichtung zum Durchleiten eines Stroms hat, dann kann auch hier ein Verteiler zwischen dieser Einrichtung und dem Bett des Kathodenabteils vorgesehen sein. Vorzugsweise ist ein Separator stromaufwärts des Verteilers oder der Verteiler als Schranke für ein Vermischen der Anoden- und Kathodenströme vorgesehen. Dieser Separator kann eine Platte sein, die sich im allgemeinen in Linie mit dem Diaphragma befindet.

Im Fall der Elektrolyse eines Salzes kann das Salz ein Halogenid, z.B. Aluminiumchlorid, sein. In diesem Fall wird Aluminium auf den leitenden Teilchen der Kathode freigesetzt. Dieser Prozeß würde normalerweise bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Aluminiums durchgeführt.

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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die einen diagrammartigen Aufriß einer erfindungsgemäßen Zelle darstellt. Zur Veranschaulichung wird angenommen, daß ein Metall, nämlich Zink, raffiniert werden soll.

Die in der Figur dargestellte Zelle hat ein Anodenabteil 1 und ein Kathodenabteil 2, die durch ein Diaphragma 3 voneinander abgetrennt ist, welches gegenüber den Zn Ionen durchlässig ist, jedoch nicht gegenüber dem geschmolzenen Zink. Das Diaphragma 3 ist ein faserartiges keramisches Flächengebilde bzw. Tuch, das aus Alu. minosilikat- oder Siliziumdioxidfasern besteht, die gefilzt oder gesponnen und gewebt worden sind, um ein solches Material zu bilden, wie z.B. Fiberfrax PH (Carborundum Co.) oder Triton Kaowool (erhältlich von Morganite) mit einer Dicke von 1,27 cm oder 2,54 cm, oder Refrasil (Chemical and Insulating Co. Ltd., Darlington, Darchem Group) mit einer Dicke von 2,54 mm. Das Diaphragma ist normalerweise ein Isolator. Wenn es jedoch mit einem Elektrolyt gesättigt ist ( wie nachstehend beschrieben), dann kann es Strom in.Form von Zn -Ionen transportieren. Die dünneren Diaphragmen werden aufgrund ihrer geringeren Widerstandsverluste beim Betrieb bevorzugt, jedoch sollte darauf geachtet werden, daß ein mechanisches Versagen verhindert wird. Das Diaphragma wird auf jeder Seite durch ein Bett aus Teilchen (wie nachstehend beschrieben) gestützt und es ist flexibel, so daß es dazu imstande ist, örtliche Spannungen zu absorbieren, die von temporären Unterschieden des hydrostatischen Elektrolytdrucks auf jeder Seite herrühren. Das Diaphragma ist naturgemäß gegenüber einem Durchlöchern ziemlich gut beständig, das ein Kurzschließen bewirken würde.

Die Abteile 1 und 2 sind beide gleichmäßig mit einem Bett aus leitenden Teilchen bepackt, die auf einer perforierten Glasplatte 30 bzw. 31 aufliegen. Diese Teil-

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chen können aus Titanborid mit einem Durchmesser von 4 mm oder aus Kohlenstoff mit mehreren beliebigen Gestalten und Größen, z.B. Kügelchen mit einem Durchmesser von 9 mm (Morganite Carbon Spheres EY9), zerkleinerten Elektroden mit Teilchengrößen von 6 bis 8 mm, tierischer Holzkohle (4 bis 7 mm Teilchen) und Ringen und sattelförmigen Füllkörpern (jeweils mit einer Länge von 6 mm und einem Durchmesser von 12 mm), bestehen. Je nach dem Anwendungszweck werden Kohlenstoffkügelchen oder Sattelfüllkörper bevorzugt. Die Teilchen nehmen das Bett mit einer Packleistung (tatsächliches Volumen der Teilchen/Volumen des Bettes aus den Teilchen) ein, welche von den Gestalten der Teilchen abhängt und gewöhnlich 20 bis 90 % beträgt. In speziellen Fällen haben sich Packleistungen von 42 % und 70 % als vorteilhaft erwiesen. Die lockere Packung, die in einem Teil der Figur gezeigt ist, dient lediglich zur Klarheit.

Oberhalb des Bettes der Teilchen in den Abteilen 1 und 2 sind Verteiler in der Form von jeweiligen Ausbreitungsplatten 32, 33 vorgesehen, die mit den perforierten Glasträgerplatten 30, 31 identisch sind (was jedoch nicht der Fall sein muß). Die Abteile 1 und 2 haben oberhalb der Ausbreitungsplatten 32, 33 Einlasse 21, 22 für das geschmolzene Metall.

Die gepackten Abteile 1 und 2 werden mit einem geschmolzenen Elektrolyt gefüllt, der aus 66 Gew.-% ZnCl- + 34 % NaCl besteht. Dieser Elektrolyt sättigt auch das Diaphragma 3. Die Abteile 1 und 2 haben unterhalb der Platten 30, 31 jeweilige Auslässe 23, 24 für das geschmolzene Metall. Die Bereiche 26, 27 unterhalb der Platten bilden Sümpfe für das geschmolzene Metall. Die Auslässe 23, 24 sind mit rückdruckerzeugenden Drehungen bzw. Umkehrungen angeordnet, so daß das Niveau des geschmolzenen Metalls in den Abteilen 1 und 2 niemals unterhalb die Platten 30, 31 abfällt.

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ΊΟ

Bei Betrieb wird das zu raffinierende geschmolzene Metall (d.h. z.B. Zink + Verunreinigungen) kontinuierlich von dem Einlaß 21 zu dem Auslaß 23 geleitet, wobei es (wie angenommen wird) Flüßchen durch den weniger dichten geschmolzenen Elektrolyt auf seinem Weg bildet, wobei es die enorme Oberfläche bedeckt, die durch das Bett in dem Anodenabteil 1 angeboten wird. Schließlich fällt es in den Sumpf und verdrängt daraus den weniger dichten geschmolzenen Elektrolyt. Mittlerweile wird reines geschmolzenes Metall (d.h. z.B. reines Zink) kontinuierlich von dem Einlaß 22 zu dem Auslaß 24 geleitet, wobei es in ähnlicher Weise die Oberfläche bedeckt, die durch das Bett in dem Kathodenabteil 2 angeboten wird. Die Zirkulation des geschmolzenen Metalls auf diese Weise ist der einzig praktische Weg, um eine konstante Vermischung zu gewährleisten.

Die Trägerplatten 30, 31 sind perforiert, so daß sie die leitenden Teilchen zurückhalten, während sie das Herauslaufen des geschmolzenen Metalls gestatten. Die Ausbreitungsplatten 32, 33 sind - jedoch aus einem anderen Grund - ebenfalls perforiert, nämlich um Ströme des Metalls,die von den Einlassen 21, 22 herkommen, zu Tröpfchen des Metalls aufzubrechen, die ziemlich gut über mehr oder weniger die gesamte Breite (d.h. über die gesamte Fläche,wie sie in dem Aufriß gesehen wird) der jeweiligen Betten verteilt sind. Demgemäß können die Perforationen in den Ausbreitungsplatten 32, 33 feiner oder gröber als diejenigen in den Trägerplatten 30, 31 sein.

Um eine Vermischung zwischen Strömen des Metalls, die aus den Einlassen 21, 22 abgegeben werden, zu verhindern, ist der Raum zwischen diesen durch einen Separator in Form einer Glastrennwand 34 geteilt, die,geometrisch gesprochen, die Aufwärtsverlängerung des Diaphragmas 3 ist. Auch diese Einrichtung bildet, wie das Diaphragma 3, eine Schranke für das Vermischen des geschmolzenen Metalls.

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Die Elektroden 11, 12 werden durch umklöppelte Leitungen 36, 37 mit Strom versorgt, welche in schützende wärmebeständige Glasröhrchen eingeschlossen sind und die an den Elektroden durch geeignete Einrichtungen wie z.B. Schrauben befestigt sind.

Die Röhrchen, die die Leitungen 36, 37 einschließen, können durch die Zellaußenwand hindurchgehen oder, wie in der Figur gezeigt wird, durch die Ausbreitungsplatte. Jede beliebige Anordnung erfüllt ihren Zweck, da das Loch, das für den Durchtritt des Röhrchens vorliegen muß, in angemessener Weise abgedichtet ist.

Die Elektroden 11, 12 können, obgleich sie innerhalb der jeweiligen gepackten Betten zentral plaziert gezeigt sind, vorteilhafterweise auch an sonstigen Stellen in den gepackten Betten angeordnet sein, z.B. erheblich weiter weg von dem Diaphragma 3.

Die Elektroden 11, 12 bestehen vorzugsweise aus Kohlenstoff und sie können eine Höhe von etwa 230 mm und einen Durchmesser (der entweder kreisförmig oder halbkreisförmig ist) im Querschnitt von 6 mm bis 12 mm haben, wobei die Zelle einen Innendurchmesser von 65 mm und das Dia-

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phragma 3 eine Fläche von 63 cm hat.

Eine Elektrode oder beide Elektroden haben jedoch vorzugsweise eine Gestalt, die eine größere Oberfläche gibt als die eben beschriebenen zylindrischen Elektroden. Sie haben vorzugsweise mindestens 50 % (mehr bevorzugt mindestens 80 %) der Oberfläche des Diaphragmas. Hierdurch kann der Innenwiderstand der Zelle signifikant erniedrigt werden. Die exakte Gestalt der Elektroden hängt von der Einfachheit der Herstellung ab. So kann sie z.B. ein flaches Rechteck sein, das parallel zu dem Diaphragma angeordnet ist.

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Al

Das Diaphragma 3 kann aus Saffil (Warenzeichen),verfügbar von ICI/ sein und aus anorganischen Fasern hergestellt sein, die vermutlich aus Zirkondioxid oder Aluminiumoxid bestehen. Wenn eine Potentialdifferenz von außen an die Elektroden 11, 12 angelegt wird, dann werden in dem Anodenabteil 1 positiv geladene Ionen durch folgende Reaktion gebildet:

Zn (geschmolzenes Metall) ) Zn + 2e.

Diese Zinkionen gehen in den geschmolzenen Elektrolyt hinein. Unter dem Einfluß der Potentialdifferenz wandern sie durch das Diaphragma 3 in das Kathodenabteil 2, wo an der Grenzfläche Elektrolyt/Reinmetall folgende Reaktion abläuft:

Zn⁺⁺ + 2e > Zn (Metall) .

Diese frisch gebildeten Zinkatome werden einfach in dem reinen geschmolzenen Zink aufgenommen und verstärken dieses wirksam. Das reine Zink wird von dem Auslaß 24 (nachdem das erhaltene Zink entfernt worden ist) zu dem Einlaß 22 durch eine Stickstoffhebepumpe oder eine beliebige andere geeignete Einrichtung und in ähnlicher Weise für die Anodenseite zurückgeführt. Das Diaphragma 3 verhindert die Vermischung der geschmolzenen Metalle zwischen dem Anoden- und Kathodenabteil 1 und 2.

Wenn mehrere Arten von positiv geladenen Ionen entstehen können, dann braucht die Potentialdifferenz nicht über diejenige hinauszugehen, die nur eine einzige Art von Ionen erzeugt.

Wenn man daher z.B. Gold und Cäsium trennt, dann löst sich das Cäsium immer anodisch bevorzugt vor dem Gold. Daher wird das Cäsium durch das erfindungsgemäße Ver—

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fahren raffiniert, wobei das Gold als "Verunreinigung" zurückbleibt, wodurch seine Konzentration in dem Anodenabteil bis zu jedem gewünschten Wert erhöht wird. Gleichermaßen sollte die Potentialdifferenz zweckmäßigerweise niedriger sein als diejenige, die den Elektrolyt zersetzt. Unter bestimmten Umständen kann jedoch eine höhere Potentialdifferenz von Vorteil sein.

Diese Anordnung einer Vorrichtung gestattet einen gewissen Ausgleich der folgenden, bislang in Konflikt stehenden Erfordernisse einer Elektroraffinationszelle: Kurzer konstanter Anoden-Kathodenweg (für einen geringen Widerstand und daher für einen niedrigen Energieverbrauch); Vermischung und niedrige Stromdichte (um lokalisierte anodische Verarmungen an der Elektrolyt/Metallgrenzfläche des zu raffinierenden Metalls zu verhindern; hoher Stromdurchsatz (für eine hohe Produktivität) und geringer Spannungsabfall in dem Elektrolyt. Die großen dünnen Abteile 1 und 2 tragen dazu bei, eine gute Vormischungslänge und einen kleinen Anoden-Kathodenweg zu gewährleisten. Das gepackte Bett gewährleistet im Effekt eine große Elektrodenoberfläche (daher eine niedrige Stromdichte trotz großer Stromstärke) und die Zirkulierung des Metalls gewährleistet das Vermischen.Die Kathode ist ebenfalls ein gepacktes Bett, da sonst,wie gefunden wurde, die hohe Stromdichte an dieser eine Schleierbildung oder Dispersion des Metalls bewirken würde, das im Massenzustand extrahiert werden soll

Andere Beispiele für Metalle, die gemäß der Erfindung raffiniert werden können, sind Aluminium, das Kupfer als Verunreinigung enthält, und Mangan, das Aluminium als Verunreinigung enthält.

Beispiel

Häufig soll Blei als Verunreinigung aus Zink entfernt

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werden. Eine Legierung aus 2 Gew.-% Zink und 98 Gew.-% Blei (d.h. eine überwiegend unreine Legierung) wurde wie folgt raffiniert:

Es wurde eine wie oben beschriebene Zelle zusammengestellt, wobei beide Abteile mit den oben genannten sattelförmigen Kohlenstoff-Füllkörpern gepackt wurden. Die sattelförmigen Füllkörper hatten eine Schüttdichte von 1,21 gern und eine Packleistung von 70 %. Sie ergaben eine spezifische Oberfläche von etwa 6 mm² pro mm³.

Die geschmolzene Legierung mit einer Temperatur von 350⁰C wurde durch das gepackte Bett der sattelförmigen Füllkörper in dem Anodenabteil mit einer Geschwindigkeit von gsec hindurchgegossen (wenn die Temperatur höher wäre, z.B. 450 C, dann würde geschmolzenes Zink durch das gepackte Bett in dem Kathodenabteil mit einer (nicht kritischen) Geschwindigkeit zirkuliert werden, die geeigneterweise etwa die gleiche ist wie die Geschwindigkeit im Anodenabteil). Da gegebenfalls reines geschmolzenes Zink in diesem Fall nicht zirkuliert zu werden braucht, wurde es nicht zirkuliert,und reines Zink wurde als Feststoff auf den sattelförmigen Kohlenstoff-Füllkörpern in dem Kathodenabteil abgeschieden. In diesem Fall mußten jedoch gegebenenfalls die sattelförmigen Füllkörper auf 450⁰C od.
gewinnen.

450⁰C od.dgl. erhitzt werden, um das erhaltene Zink zu

Eine Potentialdifferenz von 1/4 Volt wurde zwischen die Elektroden angelegt und das Verfahren wurde 80 Min.lang durchgeführt. Die Anodenstromdichte, die aus der Fläche des Diaphragmas errechnet wurde, betrug 340Am . Es wurde festgestellt, daß das während dieses Versuchs übertragene Zink 0,013 Teile pro Million (auf das Gewicht bezogen) Blei enthielt. Dies steht einem Anfangsbleigehalt von 980 000 Teilen pro Million gegenüber. Dies

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kann daher als vernünftige Trennung angesehen werden. Andere Versuche zeigen, daß höhere Temperaturen (bis zu 450⁰C) und höhere Spannungen (2 Volt, Stromdichte 3400 A m~ ) angewendet werden können. In einem solchen Fall kann der Gehalt an Verunreinigungen auf 0,13 % ansteigen, was in manchen Fällen annehmbar sein kann und insbesondere dann,wenn dieser Wert von einer höheren Produktionsgeschwindigkeit begleitet wird. Die elektrische Energie, die pro 0,454 kg raffiniertem Zink verbraucht wurde, betrug 0,10 kWh. Bei einer höheren Temperatur und Spannung würde sie jedoch 0,84 kWh betragen. Diese Zahlen vernachlässigen den Energieverbrauch der Stickstoffhebepumpe und der Heizelemente, die vorgesehen sind, um den Elektrolyt geschmolzen zu halten. Da jedoch der größte Teil der in die Zelle eingegebenen Energie in Form von Wärme zerstreut wird, sollten diese Heizelemente nur selten in Gebrauch sein. Darüber hinaus kann auf die Stickstoffhebepumpe zur Rezirkulation verzichtet werden, wenn es konstruktionsmäßig möglich ist, eine Zelle vorzusehen, die groß genug ist, daß die erforderliche Ausbeute bei einem "Durchlauf" des unreinen Metalls erhalten werden kann.

Die Zelle kann auch gemäß der Erfindung zur Raffinierung eines Metalls in beispielsweise der folgenden Weise verwendet werden:

Das zu reinigende Metall ist Wismuth, das als Verunreinigungen 2 % Blei und 1,84 % Zink enthält. Der Prozeß kann alternativ als die Raffinierung von Blei und Zink von der Verunreinigung Wismuth angesehen werden. Ein geschmolzener Strom des unreinen Wismuths wird in das Anodenabteil eingeleitet, das eine geschmolzene SaIζzusammensetzung enthält, die aus 56,6 % ZnCl₂, 13,4 % PbCl₂ und 30 % NaCl besteht. Durch Betrieb der Zelle werden Blei und Zink bevorzugt zu der Kathode (die ebenfalls die oben beschriebene geschmolzene Salzzusammensetzung enthält) transpor-

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tiert. In der Kathode wurde kein feststellbares Wismuth gefunden.

Der Transport des Bleis und des Zinks ist so stark begünstigt, daß das geschmolzene Metall, das von der Basis des Anodenabteils herauskommt, Wismuth ist, das nur 0,19 % Blei und 0,02 % Zink enthält. Es wird daher gereinigtes Wismuth gewonnen, das direkt in metallischer Form aus dem Anodenabteil herauskommt.

- Ende der Beschreibung -

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Claims

PATENTANWÄLTE DR WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DRING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 ■ TELEX O5-212156 kpatd TELEGRAMM KRAUSPATENT 1546 WK/li NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION, London (England) Verfahren zur Raffination eines geschmolzenen Metalls Patentansprüche

1. Verfahren zur Raffination eines geschmolzenen Metalls, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom des zu raffinierenden geschmolzenen Metalls in eine Anode hineinleitet, welche ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Salz, das geschmolzen ist, oder in einer leitenden Lösung umfaßt, wobei die Anode durch ein Diaphragma, das gegenüber dem Salz durchlässig, jedoch gegenüber dem geschmolzenen Metall undurchlässig ist, von einer Kathode abgetrennt ist, die ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Salz, das geschmolzen ist, oder in einer leitenden Lösung umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß man den Strom durch einen Verteiler in die Anode hineinleitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die leitende Lösung eine wässrige Lösung ist.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man durch die Kathode einen

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ORIGINAL INSPECTED

Strom eines Metalls leitet, das reiner ist als dasjenige, das durch die Elektrode geleitet wird.

5. Verfahren zur Elektrolyse eines Salzes, um ein Metall zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom des Salzes, das geschmolzen ist oder in einer leitenden Lösung vorliegt, in eine Zelle einleitet bzw. durch diese hindurchleitet, welche eine Anode aufweist, die ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Verdünnungsmittel, das geschmolzen ist, oder in einer leitenden Lösung umfaßt, wobei die Anode durch ein Diaphragma, das gegenüber den Salzen durchlässig ist, von einer Kathode abgetrennt ist, welche ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Salz,das geschmolzen ist oder in einer leitenden Lösung vorliegt, umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man den Strom durch einen Verteiler in die Zelle hineinleitet bzw. durch diese hindurchleitet.

7. Zelle, gekennzei chnet durch ein Anodenabteil (1), welches ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Salz, das geschmolzen ist oder in einer leitenden Lösung enthält, eine Einrichtung (21), um einen Strom des geschmolzenen Metalls oder des geschmolzenen Salzes oder des Salzes in einer leitenden Lösung in das Bett einzuleiten, ein Diaphragma (3), von dem eine Seite (mindestens zum Teil) die Grenze für das Anodenabteil bildet bzw. an dieses angrenzt, und ein Kathodenabteil (2), das ein Bett aus leitenden Teilchen in einem Salz, das geschmolzen ist oder in einer leitenden Lösung auf der anderen Seite des Diaphragmas enthält, welches gegenüber dem Salz bzw. den Salzen durchlässig ist, jedoch nicht gegenüber dem geschmolzenen Metall.

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8. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anodenabteil eine Einrichtung zur Rezirkulierung bzw. zur Rückführung der Flüssigkeit aufweist, die in dieses hineingeleitet und durch dieses hindurchgeleitet wird.

9. Zelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die leitenden Teilchan Körnchen aus Kohlenstoff oder Titandiborid sind.

10. Zelle nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler (32) zwischen der Einrichtung zum Einleiten des Stroms und den Bett des Anodenabteils vorgesehen ist.

11. Zelle nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenabteil eine Einrichtung (22) zur Durchleitung eines Stroms des geschmolzenen Metalls durch das Bett aufweist.

12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler (33) zwischen der Einrichtung des Kathodenabteils zur Durchleitung eines Stroms und dem Bett des Kathodenabteils vorgesehen ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zelle nach einem der Ansprüche 7 bis 12 verwendet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder jedes Salz ein Halogenid ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 13 oder 14, dadurch gekenn ze ichnet, daß eines oder jedes Salz ein Salz des zu raffinierenden Metalls ist oder dieses enthält.

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16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder jedes Salz bis zu 95 % Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid und/oder Lithiumchlorid enthält.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zu raffinierende Metall Zink oder Aluminium ist.

18. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zelle nach einem der Ansprüche 7 bis 12 verwendet.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das zu elektrolysierende Salz ein Halogenid ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Metall Aluminium ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zu elektrolysierende Salz Aluminiumchlorid ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6, 18, 19,20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das zu elektrolysierende Salz als Verdünnungsmittel bis zu 95 % Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid und/oder Li-

thiumchlorid enthält.

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