DE339641C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Legierungen von Leichtmetallen mit Schwermetallen aus der Schmelze von Leichtmetallverbindungen auf elektrischem Wege und zur weiteren Verarbeitung der Legierungen in fortlaufendem Arbeitsgang unter Anwendung des Zweizellenverfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das bekannte elektrolytische Zweizellenverfahren zur Darstellung von Leichtmetallen oder deren Verbindungen aus solchem Rohmaterial, welches eine direkte elektrolytische Abscheidung des reinen Metalles nur schwer zuläßt. Nach diesem Verfahren erfolgt die Elektrolyse in zwei Zellen, zwischen denen sich eine in der ersten Zelle als Kathode, in

ίο der zweiten Zelle als Anode dienende geschmolzene Bleimasse im Umlauf befindet. Das Leichtmetali, das sich in der ersten Zelle an dieser flüssigen Kathode abscheidet, bildet sofort mit ihr eine Legierung und gelangt so in die zweite Zelle, wo es von einer seiner Verbindungen, die sich in dieser Zelle in schmelzflüssigem Zustande befindet, aufgenommen wird. Aus dieser wird es dann an der Kathode abgeschieden und entweder als reines Metall gewonnen, oder auf andere Verbindungen weiterverarbeitet.

Je nachdem in der Zeiteinheit mehr oder weniger Alkalimetall auf der einen Seite produziert oder auf der anderen Seite in der Schmelze gelöst wird, schwankt · die Menge der Bleilegierung. Das Verfahren litt daher bisher an dem Mißstand, daß sich der Abstand der Legierung von den festen Elektroden in den Zellen fortwährend änderte, wodurch auch die Stromdichte und die Temperatur der geschmolzenen Elektrolyte Schwankungen unterworfen war. Eine genaue Einhaltung bestimmter Größen ist aber von Wichtigkeit.

Nach der vorliegenden Erfindung soll das Verfahren dadurch verbessert werden, daß für eine Konstanthaltung der Spiegelhöhe der Bleilegierung Sorge getragen wird. Die hierzu vorgeschlagenen Mittel bestehen in einem System von Überläufen, über die die Bleilegierung fließt, und zwischengeschalteten Kammern, die die Schwankungen in der Menge der Legierung aufnehmen. Der diese Überläufe und Kammern enthaltende Apparatteil soll nach der Erfindung aus einem einzigen Stück bestehen, da sich gezeigt hat, daß die bei den bisherigen Apparaten ähnlicher Art verwendeten Verbindungen durch Flansche u. dgl. gegenüber der flüssigen Legierung niemals dicht halten. 5Q

Eine Ausführungsform des Apparates nach der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Fig. ι ist ein Schnitt und Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den ganzen Apparat, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie A-B der Fig. 4 und Fig. 4 eine Ansicht von oben auf das den unteren Teil des Apparates bildende Gehäuse; Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie C-D, Fig. 6 ein solcher nach Linie E-F und Fig. 7 ein solcher nach Linie G-H der Fig. 4.

In den Zeichnungen stellt 1 die erste und 2 die zweite Zelle dar. Der untere Teil dieser Zellen, der die flüssige Legierung enthält, wird von einem gewöhnlich aus Stahl bestehenden Gehäuse 3 (Fig. 3 bis 7) gebildet, das aus einem einzigen Stück besteht und die Kammern, Kanäle und Überläufe für die Le-

gierung und die geschmolzenen Elektrolyte mit umfaßt.

Die erste Zelle enthält am Boden eine Öff-■ nung 6, durch die die Legierung zu einem Überlauf 9 gelangt.

Die über diesen fließende Legierung tritt | in einen die erste Zelle umgebenden Kanal 7, der sich zwischen den beiden Zellen zu einer | großen Kammer 8 erweitert. An diese schließt : sich ein am Grunde der zweiten Zelle ver- j laufender Kanal 5 an, der zu einer Zirkula- I tionspumpe 11 führt. Diese Pumpe, die in j dem Ausführungsbeispiel als Schnecke dar- ! gestellt ist, hebt die Legierung in die zweite Zelle. In letzterer ist an der gegenüberliegenden Seite ein Überlauf 10 angebracht, der in dem Ausführungsbeispiel sich zu beiden Seiten einer Zirkulationspumpe für den Elektrolyten der zweiten Zelle befindet. Letztere Pumpe steht mit einem in der Mitte der zweiten Zelle angebrachten, den Überlauf 10 etwas überragenden Überlauf für den Elektrolyten in Verbindung und bewirkt, daß der Elektrolyt ständig in einer dünnen Schicht über die durch den Überlauf 10 auf gleichbleibender Höhe gehaltene Legierung strömt. Von dem Überlauf 10 aus gelangt die Legierung durch einen Kanal 25 zur ersten Zelle zurück.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Innenseite der ersten Zelle mit einer Auskleidung 4 aus einem wärmeisolierenden, basischen Material versehen.

Die oberen Teile der ersten und zweiten Zelle sind mit Bolzen auf dem Gehäuse 3 befestigt. Die Anode 12 in der ersten Zelle besteht aus Graphit und ist jnit den erforderlichen elektrischen Leitungen 13 verbunden und mit Schutzvorrichtungen versehen. Diese bestehen aus einer Muffe 14 aus hitzebeständigem Material, die ein wenig in den Elektrolyten hineinreicht, und einer darüberliegenden Muffe 15 aus emailliertem Eisen o. dgl. Eine Öffnung 16 dient zum Ableiten des konzentrierten, an der Anode freiwerdenden Gases, während Leitungen 17 von größerem Durchmesser, durch die ein fortwährender Luftstrom geleitet wird, das außerhalb der Anode entweichende Gas fortleiten und so dessen Entweichen in den Arbeitsraum verhindern. Die zweite Zelle 2 ist ebenso wie die erste Zelle 1 mit Bolzen auf dem Gehäuse 3 befestigt. Je nach dem Endprodukt, das in dem Apparat hergestellt werden soll, kann die zweite. Zelle in verschiedener Weise ausgeführt sein. Ein kupferner Leiter 18 von großem Querschnitt dient zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, das die Zirkulation des Elektrolyten gegenüber der Legierung befördert.

Die Beheizung des Apparates erfolgt durch künstlich erzeugte Wärme, meistens durch einen besonderen Wechselstrom, der einen in dem isolierten Mauerwerk, das die Unterlage des Apparates bildet, eingebetteten Widerstand durchfließt, oder auch durch die innere, durch den Strom erzeugte Wärme. Hierdurch kann der untere und äußere Teil und die in dem Apparat enthaltene Kammer sowie auch die zweite Zelle und das außerhalb der ersten Zelle befindliche Metall auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, die ungefähr zwischen 300 und 500 ° beträgt, je nach den verwendeten Elektrolyten und je nach den sekundären Reaktionen, die bei der Fortsetzung des Prozesses im Apparat erforderlich sind. Die tieferen Temperaturen kommen bei Amiden oder kaustischen Elektrolyten in Betracht, während die höheren Temperaturen bei Zyaniden anzuwenden sind. Die Einwirkung des Stromes bewirkt zusammen mit der Isolierschicht 4, daß das Metall in der ersten Zelle eine bedeutend höhere Temperatur, ungefähr 750° annimmt, unter der der Elektrolyt schmilzt und leicht fließt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von Legierungen von Leichtmetallen mit Schwermetallen aus der Schmelze von Leichtmetallverbindungen auf elektrischem Wege und zur weiteren Verarbeitung der Legierungen in fortlaufendem Arbeitsgang unter Anwendung des Zweizellen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Spiegelhöhe der Legierung, während diese durch die Reaktionsgefäße strömt, in diesen konstant gehalten wird.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Legierung aus einem Reaktionsgefäß ins andere überleitenden Kanäle (5, 6, 7, 8\ sich zwischen den Reaktionsgefäßen zu Kammern erweitern, die eine Schwankung in der Menge der Legierung ausgleichen, während die Oberfläche der letzteren in den Reaktionsgefäßen durch Überläufe (9, 10) konstant gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, die Zellen, Kanäle und Überläufe enthaltende Teil des Apparates aus einem einzigen Stück besteht.

Hierzu ι "Blatt Zeichnungen.