DE437532C - Verfahren zur Verminderung des Angriffs von Graphit- und Kohleelektroden bei der Elektrolyse von Chloriden - Google Patents

Description

Bekanntlich erleiden die Kohle- oder Graphitelektroden bei der Elektrolyse von Chloriden einen mehr oder weniger starken Angriff, so daß dieselben nach einer gewissen Zeit ausgewechselt werden müssen. Man hat daher vorgeschlagen, den Elektroden durch Imprägnierung mit Paraffin, Leinöl u. dgl. die Porosität zu nehmen, um sie länger haltbar zu machen.

ίο Es wurde nun gefunden, daß man ohne Imprägnierung den Angriff der Graphit- oder Kohleelektroden stark vermindern kann, wenn man dafür sorgt, daß die Poren der Elektrode ständig mit frischer Sole gefüllt bleiben.

Man kann dieses Ziel dadurch erreichen, daß man die Sole ganz oder teilweise durch die Poren der Elektrode der Zelle zuführt. Bekanntlich haben die verschiedenen, in der Technik gebräuchlichen, durch Brennen hergestellten Elektroden vom Brennprozeß her eine mehr oder weniger große Porosität, und es hat sich gezeigt, daß diese genügt, um die ' gesamte benötigte Sole durch die Poren hindurchzulassen. Die Zuführung geschieht am besten in der Weise, daß man den Anodenkohlen entsprechende Bohrungen oder Hohlräume gibt, durch welche der Elektrolyt eingeführt wird, wobei es zur gleichmäßigen Verteilung zweckmäßig ist, diesen Bohrungen eine solche Form zu geben, daß die innerhalb der Elektrode von der Flüssigkeit durchströmten Weglängen ungefähr gleich groß sind.

Beispiel I.

In Abb. ι ist schematisch eine elektrolytische Chloralkalizelle im Schnitt dargestellt, die nach dem Prinzip des Nelsonverfahrens arbeitet.

Hier bedeutet 1 eine stabförmige Graphitelektrode, die in ihrer Längsrichtung eine Bohrung 2 besitzt, in welche ein trichterförmiges Zulauforgan 3 eingepaßt ist. 4 bedeutet ein Asbestdiaphragma und 5 die aus einem durchlochten Eisenblech bestehende Kathode. Die Wände 6 grenzen den Kathodenraum nach außen ab. Durch das Rohr 7 entweicht das anodisch entwickelte Chlor, während das Rohr 8 als Reserve-Solezuleitungsrohr dient. Im stationären Zustand läßt man durch das Rohr 9 in das Innere der Graphitanode so viel Sole zulaufen, als man Elektrolyt durch das Diaphragma hindurchtreten zu lassen wünscht.

Die Durchflußmenge wird einmal eingestellt durch passenden hydrostatischen Druck, d. h. also Veränderung der Höhe des Zulauforgans 3, oder auch durch Änderung der lichten Weite der Bohrung 2. Da für stationäre Verhältnisse die Durchströmungsgeschwindigkeit des Elektrolyten praktisch konstant bleibt, läßt sich in einem Vorversuch der hydrostatische Druck und die lichte Weite der ίο Bohrung bequem feststellen.

Die Haltbarkeit der Elektrode wird erheblich gesteigert, wie man aus nachstehenden Zahlen ersieht:

Es wurden zwei Zellen gleicher Konstruktion hintereinandergeschaltet, also von den gleichen Strommengen durchflossen.

In der ersten Zelle war die Anode ein zylindrischer Graphitstab mit zentraler Bohrung. Der Elektrolyt wurde jedoch nicht durch die Bohrung hindurchgeleitet, sondern direkt dem Anodenraum zugeführt. Das Gewicht dieser Elektrode betrug vor dem Versuch 51,7 g.

In der zweiten Zelle gleicher Art war eine genau gleiche Elektrode eingebaut, bei der jedoch der Elektrolyt durch die Bohrung ge-' leitet wurde. Ihr Gewicht betrug 41,7 g.

Beide Elektroden waren gleich tief eingetaucht und die Strombelastung pro Quadrat-Zentimeter Oberfläche genau gleich. Nach Durchgang von etwa 800 Amperestunden ergab sich bei der nichtdurchflossenen Elektrode ein Gewichtsverlust von etwa 8 g, während die durchflossen Elektrode etwa 2,5 g einbüßte. Auch die äußeren Formen der beiden Elektroden waren verschieden. Die durchflossene Elektrode zeigte nahezu die ursprüngliche Masse, insbesondere waren die Kanten am unteren Ende scharf erhalten geblieben, während die nichtdurchflossene Elektrode deutliche Abnutzung, insbesondere Abrundung der Kanten, zeigte.

Beispiel II.

In Abb. 2 ist schematisch eine Billiterzelle im Schnitt dargestellt. Die Graphitanodenplatte ι ist in ihrer Längsrichtung von mehreren nebeneinanderliegenden Bohrungen durchsetzt. Die Bohrlöcher selbst wurden durch Einschrauben von dicht passenden Stopfen wieder verschlossen. Der Haltestab 2 enthält ebenfalls eine zentrale Bohrung, die jedoch den Stab nicht gänzlich durchsetzt. Senkrecht zu dieser zentralen Bohrung sind in dem mit Gewinde versehenen Teil des Stabes radiale Bohrungen derart angebracht, daß nach Einschrauben des Haltestabes 2 in die Platte 1 der in ersterem zugeleitete Elektrolyt durch die radialen Bohrungen in die Längskanäle der Platte 1 eintreten kann. Das Gewinde des Haltestabes 2 ist möglichst passend in die Platte 1 eingeschraubt. Die Verschraubung zwischen Haltestab 2 und Platte 1 muß naturgemäß sehr sorgfältig ausgeführt werden. Statt dieser Verschraubung ist auch ein einfaches keilförmiges Ineinandertreiben der vorher zweckmäßig genau konisch ausgeschliffenen Flächen möglich.

Es ist zwar schon ein Verfahren zur Elektrolyse von Salzen unter Anwendung von Filter elektroden beschrieben, das jedoch Elektroden benutzt, die gleichzeitig elektrizitätsleitend und filtrierend wirken und den Zweck haben, nach bewirkter Elektrolyse die gebildeten Ionen von dem Elektrolyten zu trennen, d. h. wie ein Diaphragma zu wirken. Die Zuführung des Elektrolyten in das Bad findet dagegen auf gewöhnlichem Wege, d. h. durch einfaches Einfließenlassen, statt. Demgegenüber findet gemäß vorliegendem Verfahren die Elektrolyse nach der Filtration statt. Streng genommen, kann von einer Filtration überhaupt nicht gesprochen werden, da die poröse Elektrode nur dazu dient, den unzersetzten Elektrolyten in das eigentliche Bad einströmen zu lassen, ohne daß schon eine Trennung der verschiedenen Bestandteile notwendig wird. Erst nach dem Durchgang findet dann die Elektrolyse statt. Die beiden Verfahren unterscheiden sich demnach prinzipiell voneinander.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung des Angriffs von Graphit- und Kohleelektroden bei der Elektrolyse von' Chloriden, dadurch gekennzeichnet, daß man den Elektrolyten ganz oder teilweise durch die beim Brennprozeß der Elektroden entstehenden Poren in das Bad einfließen läßt.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Durchführung des Elektrolyten durch die Elektroden diese mit in zweckentsprechender Weise angebrachten Bohrungen oder Hohlräumen versieht.

3. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Bohrungen bzw. Hohlräumen eine solche Form gibt, daß die vom Elektrolyten innerhalb der Elektrode durchströmten Weglängen ungefähr gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.