DE340567C - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen in Pasten- oder Breiform - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von. 1Vletallen in Pasten- oder Breiform. Die Erfindung betrifft die elektrolytische Herstellung von Metallen oder Legierungen in der Form einer Paste oder eines Breis und bezweckt die Gewinnung der Metalle in der gewünschten physikalischen Beschaffenheit entsprechend den Zwecken, für welche sie benutzt werden sollen.
• Für .manche Zwecke ist es erforderlich, daß die an derKathode niedergeschlagenen Metallpartikel eine möglichst gleichmäßige Größe besitzen, beispielsweise für die Herstellung der sogenannten Zinnpaste. Sind hier die Zinnpartikel zu fein oder zu grob, so zeigt ein damit überzogenes Papier nicht das verlangte Aussehen. Das Poliervermögen eines solchen Papiers hängt unmittelbar von der Größe der Partikel ab.
• Bei der elektrolytischen Herstellung von Zinnpaste pflegt man den Elektrolyten in Bewegung zu setzen, um die Konzentration der elektrolytischen (Zinnchlorid) Lösung im ganzen Bereiche des Gefäßes oder der Gefäße ständig gleichförmig zu halten. Die Bewegung oder der Umlauf hat dann auch zur Folge, daß der Elektrolyt stets in allen Teilen eine gleichmäßige Temperatur besitzt. Aber selbst bei solcher Vorsicht kann sich die Temperatur, des Elektrolyten von Zeit zu Zeit ändern, wie auch: der Gehalt an Zinnchlorid im Elektrolyten allmählich infolge des Umstandes von dem normalen Betrag abweicht, d'aß sich an der Kathode zugleich mit dem Zinn Wasserstoff bildet und an der Anode .eine größere Menge Zinn in Lösung geht, als an der Kathode niedergeschlagen wird. Dieser in Lösung gehende Zinnüberschuß entspricht im chemischen Sinne ungefähr der an der Kathode frei werdenden Wasserstoffmenge. Der Charakter des an der Kathode niedergeschlagenen Zinns entspricht genau der Menge des erzeugten Wasserstoffs, so daß alle Versuche, die frei werdende Wasserstoffmenge zu vermindern, auch Änderungen im Charakter des Zinnniederschlags herbeiführen. Im-allgemeinen kann man sagen, je weniger Wasserstoff entwickelt wird, um so gröber fallen die Zinnpartikel aus.
• Gemäß vorliegender Erfindung werden zur elektrolytischen Herstellung von Metallen oder Metallegierungen in. Pasten- oder Breiform Anoden verwendet, die teilweise aus dem aktiven Metall und teilweise aus einem Stoff; z. B. hartem Graphit; gebildet werden, welcher der elektrochemischen Wirkung widersteht und nicht zerfällt oder in Lösung geht.
• Wenn nur Anoden von Zinn benutzt werden und eine für die Gewinnung eines Kathodenniederschlages von gewünschtem Feinheitsgrade passende Stromdichte aufrechterhalten wird, so wächst die Konzentration der Metallionen in der Lösung, und infolge davon wird der Kathodenniederschlag allmählich gröber. Durch Benutzung von Kohleanoden in Verbindung mit Zinnanoden kann man die nötige Stromdichte an der Kathode, ohne jene Steigerung der Konzentration der Metallionen in der Lösung über das erforderliche Maß hinaus aufrechterhalten. Wenn eine solche elektrolytische Zelle oder ein Zellensystem derart arbeitet, daß eine unveränderliche Konzentration der Metallionen. in der Lösung gesichert ist, so werden Wasserstoff undZinn an derKathode inMengen frei, die dem an den Zinnteilen der Anode als Zinnchlorid in Lösung gehenden Zinn zuzüglich des an den Kohlenteilen der Anode frei werdenden Chlors entsprechen. Das angemeldete Verfahren: bezweckt die Herbeiführung eines Gleichgewichts dieser Art, so daß die Art des Zinniederschlags an der Kathode während einer andauerndenElektrolyse gleichförmig gehalten wird.
• Die Erfindung betrifft auch Mittel zur Änderung und Regulierung des Flächenverhältnisses zwischen den aktiven und den -widerstehenden oder inaktivem Teilen der im Elektrolyten befindlichen Gesamtanode.
• Weiter können gemäß der Erfindung eine Gruppe von Gefäßen (Trögen, Wannen) für den Elektrolyten benutzt werden, von denen der eine Teil die aktiven Anoden, der andere die inaktiven beherbergt.
• Lösliche und unlösliche Anoden hat man zwar bei der galvanischen Erzeugung von Metallüberzügen und von Elektroden mit Metallschwamm, beispielsweise für die Tragplattem oder Gitter von Sammlerbatterien oder bei der elektrolytischen Herstellung zusa#mmenhängender Metalldrähte oder Bleche, in Verbundwirkung benutzt; mach vorliegender Erfindung handelt es sich aber um: etwas davon wesentlich verschiedenes, nämlich um die Gewinnung einer pastösen Metallmasse, deren Partikel eine nur geringe oder gar keine Kohäsion untereinander oder zur Kathode zeigen.
• Bei der Ausführung der Erfindung wird das Verhältnis der aktiven zur nichtaktiven Fläche der Anode so gehalten, daß auf dem Versuchswege eine konstante Konzentration des Metallsalzes im Elektrolyten unter den Erfordernissen des Falls gesichert wird. Dies kann in der-Weise bewirkt werden, daß man einen aktiven Teil der Anode entfernt und (oder) einen inaktiven Teil zufügt, oder umgekehrt, wie dies von Zeit zu Zeit nötig wird, um die Änderungen in der Konzentration in den; erlaubten Grenzen zu halten, oder aber daß man die Bewegung der elektrolytischen Lösung oder des elektrischen Stroms in einer Gefäßgruppe so leitet und überwacht, daß das wirksame Verhältnis der aktiven zur inaktiven (widerstehenden) Anodenfläche, entsprechend einer erforderlichen Verstärkung oder Herabsetzung der Konzentration des Metallsalzes, im Elektrolyten vergrößert oder verkleinert wird. Eine solche Überwachung des elektrischen Stroms kann mittels eines geeigneten Systems von Drahtleitungen .und Schaltern herbeigeführt werden, die der Fließbewegung des Elektrolyten mittels eines geeigneten Systems von Rohrleitungen und Ventilren. Auch kann eine Vorrichtung zum Heben und Senken der aktiven und inaktiven (widerstehenden) Teile der Anode in bezug auf das Niveau des Elektrolyten in den Gefäßen vorgesehen werden, damit sich: das Flächenverhältnis der beiden Teile der Anode schnell auf eine erforderliche Werthöhe regeln läßt.
• Die sich an der.Kathode absetzendeMetallpaste oder der Metallbrei besitzt nur eine geringe oder gar keine Kohäsion in sich oder gegenüber der Kathode, und sie wird von Zeit zu Zeit, nachdem sich eine genügende Menge gebildet hat, durch Abschaben oder in sonst geeigneter Weise abgenommen.
• Als ein weiteres Mittel zur Regelung der Konzentration des Metallsalzes im Elektrolyten kann das aktive Metall in Platten oder in sonst geeigneter Form von Zeit zu Zeit in den Elektrolyten eingehängt werden, damit sich ein Teil löse, ohne daß das Metall mit den Anoden unmittelbar verbandern wird.
• Der Elektrolyt wird durch eine Heiz- oder Kühlschlange in Umlaufbewegung versetzt, wobei die Temperatur während der ganzen Dauer des, elektrolytischen Niederschlags konstant gehalten wird.
• Beispielsweise känn man in der angegebenen Weise zur Herstellung einer Zinnpaste mit folgenden Verhältnissen arbeiten: Zinn 2,5 g pro Liter, Gesamtazidität bei Salzsäure 50 g pro Liter, Stronndichte o,6 Ampere pro Quadratzentimeter Kathodenfläche.
• Flächenverhältnis der aktiven (Zinn) Anode zur inaktiven (Kohle) Anode 2 : 4, Temperatur nicht über 28° C, vorzugsweise 2o° bis 2i° C.
• Die Herstellung von Zinnpaste gilt nur als r Ausführungsbeispiel der Erfindung. In gleicher Weise können andere Metalle oder Legierungen, Kupfer, Bronze o. dgl. in Form einer Paste oder eines Breis erhalten werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE. i. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Metallen und Metallegierungen in Brei- oder Pastenform, gekennzeichnet durch die Verwendung von Anoden, die teils aus dem aktiven Metall, teils aus einem Stoff (z. B. hartem Graphit) bestehen, welcher der elektrochemischen Wirkung widersteht und nicht zerfällt oder in Lösung Übergeht. a. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mehrere Anoden, von denen ein Teil aus aktivem Metall, der andere Teil aus unangreifbarem Stoff bestehen. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung oder Regelung des Flächenverhältnisses der aktiven und der inaktiven Teile der im Elektrolyten befindlichen Gesamtanode. q.. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch mehrere elektrolytische Wannen, von denen einige die Anoden aus dem aktiven Metall, die andern die Anoden aus inaktiver Masse enthalten.