DE446720C - Anlage und Vorrichtung zur elektrolytischen Gewinnung von Eisen mittels eines aus einer Eisensalzloesung bestehenden, im Kreislauf gefuehrten Elektrolyten - Google Patents

Description

Es sind Anlagen zur elektrolytischen Gewinnung von Eisen aus einem Elektrolyten, der aus einer Eisensalzlösung besteht und mit Hilfe einer Hebevorrichtung im Kreislauf so geführt wird, daß er nach Verlassen der elektrolytischen Zersetzungszelle mit den sich drehenden Kathoden mehrere Behälter durchfließt, in denen die elektrolytische Flüssigkeit durch Übertreten über fein verteiltes Eisen an Eisen wieder angereichert und die überschüssige Säure neutralisiert wird, während die unlöslichen schlammartigen Massen durch Filtration entfernt werden, bekannt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage dieser Art, die sich durch verschiedene, nachstehend näher erläuterte Einzelheiten von den bekannten Einrichtungen unterscheidet. Es wird eine bessere Verteilung des Elektrolyten auf die einzelnen umlaufenden Kathoden und demnach ein gleichmäßiges Kreisen dieses Elektrolyten beabsichtigt, außerdem die Eisensalzlösung auf gleichbleibender Konzentrationshöhe und Temperatur zu halten sowie eine gute Depolarisation der Elektrolytflüssigkeit zu gewährleisten.

Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Abb. ι ■ ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten Anlage, von der einige Einzelheiten in den folgenden Abbildungen veranschaulicht sind.

Abb. 2 zeigt im Schnitt eine Sauerstoffspülvorrichtung, die zur Oxydation der elektrolytischen Flüssigkeit verwendet werden kann.

Abb. 3 zeigt in gleicher Weise einen Vorwärmer zur Erhaltung der Elektrolytflüssigkeit auf der gewünschten gleichbleibenidein Temperatur.

Abb. 4 zeigt im Schnitt eine Neutralisier- und Abgießvorrichtung.

Abb. 5 und 6 zeigen die Einzelheiten eines

Elektrolysiergefäßes mit der sich drehenden Kathode sowie die Antriebsart dieser Kathode und die Stromzuführung zu derselben. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Anlage aus einer Anzahl Elektrolysiergefäße ι mit je einer drehenden Kathode, die zwischen zwei Kanälen, und zwar einem Elektrolytverteilungskanal 2 und einem Elektrolytabführungskanal 3 unter sich parallel geschaltet sind.

Die durch den Kanal 2 zugeführte elektrolytische Flüssigkeit wird durch ein aus Isoliermaterial bestehendes Rohr 4 in die einzelnen Gefäße 1 geleitet, um unter ständiger Benutzung der Kathode dem anderen Ende zuzufließen und hier durch ein in den Rückflußkanal 3 mündendes Isolierrohr 5 wieder abgeführt zu werden.

Es sind besondere Vorrichtungen vorgesehen, um ein oder mehrere Gefäße nach Bedarf ausschalten zu können.

Der Rückflußkanal 3 mündet in einen Sammelbehälter 6, der den tiefsten Punkt des Kreislaufes bildet und woraus die elektrolytische Flüssigkeit fortwährend durch eine Hebevorrichtung 7 geschöpft wird, welche dieselbe zu verschiedenen mit 8, 9, 10, 9', 10' bezeichneten Apparaten führt, deren Zweck weiter unten erklärt werden soll. Sie verläßt den letzten Apparat 10' in einer Leitung 11, durch welche sie dem Verteilungskanal 2 zugeführt wird. Die gesamte Anlage ist so angeordnet, daß die am tief-, sten Punkt des Kreislaufes geschöpfte und 35. durch die Hebevorrichtung 7 auf den höchsten Punkt gebrachte Flüssigkeit von hier ab ständig durch ein natürliches Gefälle weiterwandert. Die Laufrichtung dieser Flüssigkeit wird durch die Pfeile in den Zeichnungen angedeutet.

Außer den Elektrolysier gefäß en 1 enthält die Anlage noch ein »Regulierbehälter« genanntes Gefäß 12, das zu den Gefäßen 1 zwischen den Kanälen 2 und 3 parallel geschaltet ist und worin die elektrolytische Flüssigkeit, welche durch ein Isolierrohr 13 zugeführt und durch ein Rohr 14 abgeführt wird, ähnlich wie in den Elektrolysier gefäß en in ständigem Umlauf gehalten wird; durch ein Rohr 15 können die notwendigen Flüssigkeitsmengen diesem RegulierbehäJter zugeführt werden.

Dieser »Regulierbehälter« 12 kann an einer beliebigen Stelle des Kreislaufes, jedoch unter Berücksichtigung der Parallelschaltung zu den einzelnen Gefäßen 1, angeordnet werden und eine beliebige Form erhalten.

Die Erhaltung der elektrolytischen Flüssigkeit auf einer bestimmten gleichbleibenden Konzentration kann dadurch erreicht werden, daß man entsprechend bemessene Flüssig- 1 keitsmengen an einer beliebigen Stelle des Kreislaufes, vorzugsweise aber dem Regulierbehälter 12, mittels des Rohres 15 zusetzt.

Um die Elektrolytflüssigkeit auf einer gleichbleibenden Temperatur zu halten, müssen Wärmeverluste durch einen entsprechenden Wärmeschutz der einzelnen Teile der Anlage, wie Behälter, Apparate, Leitungen, Rohre, Gebäude usw., vermieden werden. Außerdem wird man die Flüssigkeit an einer oder mehreren Stellen des Kreislaufes durch entsprechende beliebige Wärmezufuhr mittels Dampf, Heißgas, Elektrizität oder Brennstoff in passender Weise anwärmen. Diese Erwärmung kann z. B. in einem oder mehreren Erhitzern 9, 9' erfolgen, die zwischen den mit S, 10 und 10' bezeichneten Apparaten eingebaut werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Erhitzer 9 und 9' vorgesehen; Abb. 3 zeigt einen solchen an sich bekannten Erhitzer, bei welchem die bei 16 eintretende und bei 17 den Apparat verlassende Flüssigkeit durch eine Heizschlange 18 erwärmt wird.

Was die Erhaltung der Flüssigkeit in einem physisch-chemischen Zustand, der eine gute Depolarisation gewährleistet, anbetrifft, · so kann dieselbe bei der vorliegenden Anlage durch verschiedene Mittel erfüllt werden, die einzeln oder zusammen verwendet werden können. ;

Es handelt sich bekanntlich zunächst darum, die Flüssigkeit gleichmäßig zu oxydieren. Zu diesem Zweck kann entweder Luft oder Sauerstoff mit oder ohne Dampf eingespritzt oder Sauerstoff durch einen mit 8 bezeichneten »Sauerstoff spülapparat« zugesetzt werden, durch welchen die Flüssigkeit strömt und der in Abb. 2 dargestellt ist. Oder auch dadurch, daß Sauerstoff, in -beliebiger Form dem Regulierbehälter 12 zugesetzt wird. (In der Abb; 2 sieht man bei 19 und 20 den Zu- bzw. Abfluß, der Flüssigkeit und bei 21 die Luft- oder Sauerstoff zuführung.)

Bekanntlich kann diese Oxydierung auch durch eine Sauerstoffbildung erhalten werden, die sich aus der Verwendung unlöslicher no Anoden ergibt. Diese Oxydierung kann alsdann in den Behälter 12 durch Einbau unlöslicher Anoden erfolgen.

Da ein Überschuß an Sauerstoff in der Flüssigkeit aine der Elektrolyse schädliche Ansäuerung hervorruft, ist es zweckmäßig, diese Ansäuerung zu neutralisieren. Die Neutralisierung erfolgt durch Fließen über Eisenspäne in den Apparaten 10 und 10', die in den Kreislauf eingeschaltet werden,

Im Verlauf des Prozesses bilden sich unlösliche Stoffe, die aus der Elektrolytflüssig-

keit entfernt werden müssen. Das Entfernen dieser schlammartigen Massen erfolgt teilweise in den obenerwähnten Neutralisier- und Abgießvorrichtungen io und io', während der Rest gegebenenfalls aus dem Regulierbehälter 12 entfernt wird.

Die Neutralisier- und Abgießvorrichtungen \o und io' werden in der in Abb. 4 dargestellten Weise ausgeführt; sie enthalten eine Schicht Eisenspäne 22, zwischen denen die Elektrolytflüssigkeit hindurchströmt. Diese wird bei 2$ zugeführt, durchläuft in der durch die Pfeile angegebenen Richtung den Apparat und verläßt diesen bei 24. Beim Durchströmen zwischen den Spänen wird die Flüssigkeit neutralisiert, wobei sich gleichzeitig der größte Teil des darin befindlichen unlöslichen Schlammes auf den Drehspänen absetzt.

Die aus den Neutralisier- und Abgießvorrichtungen sowie aus dem Regulierbehälter ausgeschiedenen schlammartigen Massen werden gesammelt, gewaschen und zur Gewinnung des in denselben enthaltenen Eisensalzes weiterbehandelt. Dieses konzentrierte oder entsprechend verdünnte Salz kann mit Hilfe der in >len Regulierbehälter 12 eingebrachten Zusätze der Elektrolytflüssigkeit wieder zugesetzt werden.

Was die Drehung der Kathode in den einzelnen Gefäßen und deren elektrischen Anschluß anbelangt, so erfolgt dies in der aus Abb. 5 ersichtlichen Weise. Die Kathode 25 ist so gelagert, daß man sie leicht herausziehen kann, um das durch elektrolytischen Niederschlag gebildete Eisen zu sammeln.

Der Kollektor 26 besteht aus einer Welle.

die an dem einen Ende angetrieben und an dem anderen Ende mit der Kathode durch eine Muffe 27 verbunden wird, welche die Drehbewegung überträgt.

Der den Kollektor tragende feste Teil ist mit dem negativen Pol der den Elektrolysierstrom liefernden Stromquelle verbunden. Dieser Strom wird dem Kollektor entweder durch Bürsten oder mittels einer leitenden Flüssigkeit (beispielsweise Quecksilber) zugeführt.

Der Strom wird vom Kollektor 26 auf die Kathode 25 durch einen zweiteiligen Ring übertragen, der mittels einer Hülse zusammengezogen wird. Die Gesamtanordnung ist mit 27' bezeichnet.

In der Abb. 6 ist die Anode bei 28 ersichtlieh.

Die oben beschriebene beispielsweise gezeigte Ausführungsform kann konstruktive Abänderungen erfahren, ohne daß hierdurch das Wesen der Erfindung beeinträchtigt wird.

Die Anzahl und die Reihenfolge der An-Ordnung der einzelnen Apparate 8, 9, 10, 9', 10' kann verschieden sein. Auch kann jeder einzelne Apparat gegebenenfalls doppelt vorgesehen werden, um für den Notfall einen Ersatz zu haben.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Anlage zur elektrolytischen Gewinnung von Eisen mittels eines aus einer Eisensalzlösung bestehenden, im Kreislauf geführten Elektrolyten, wobei das Metall auf sich drehenden Kathoden niedergeschlagen, die elektrolytische Flüssigkeit durch Fließen über fein verteiltes Eisen an Eisen wieder angereichert und die überschüssige Säure neutralisiert wird, während die unlöslichen schlammartigen Massen durch Filtration entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen, je eine umlaufende Kathode enthaltenden Elektrolysierzellen (r) und eine Regulierzelle (12) zwecks Erhaltung der Elektrolytflüssigkeit auf gleichem Konzentrationsgrad zwischen einem Verteilungskanal (2) und einem Rücknußkanal (3) parallel geschaltet sind.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die an sich bekannten Apparate (8 und 10 bzw. 10 und 10'), die den Zweck haben, Luft oder Sauerstoff in die Elektrolytflüssigkeit einzublasen bzw. diese zu neutralisieren und zu entschlammen, Erhitzer (9 und 9') zur Erhaltung des Elektrolyten auf gleichbleibender Temperatur eingeschaltet werden.
3. 3. Vorrichtung für den Antrieb der drehbaren Kathode zwecks Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem Kollektor (26), der an dem einen Ende angetrieben und am anderen Ende mit der Kathode durch eine Muffe (27) gekuppelt wird, wobei der den Kollektor tragende feste Teil i?iit dem negativen Pol der verwendeten Stromquelle durch einen beliebigen elektrischen Anschluß verbunden und der Strom vom Kollektor auf die Kathode mittels eines zweiteiligen, durch eine Hülse zusammengezogenen Ringes übertragen wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.