DE45012C - Gekühlte Polzellen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

LUDWIG GRABAU in HANNOVER. Gekühlte Polzellen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. Juli 1887 ab.

Bei der Elektrolyse feuerflüssiger Substanzen (Salze u. dergl.) umgiebt man die beiden Pole mit Zellen, um die elektrolytisch ausgeschiedenen Bestandtheile getrennt auffangen zu können, oder um zu verhindern, dafs die ausgeschiedenen Bestandtheile sich innerhalb der Schmelze wieder vereinigen. Diese Polzellen müssen einmal aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen, um zu verhindern, dafs die Zelle selbst ein Pol wird.

Dann mufs dieses Zellenmaterial hohe Hitze vertragen können, weil die zu elektrolysirenden feuerflüssigen Substanzen (Salze) meistens erst bei Rothgut flüssig sind.

Ferner darf das Zellenmaterial durch die chemischen Einwirkungen der Schmelze bezw. der mit demselben in Berührung kommenden ausgeschiedenen Stoffe nicht angegriffen oder zerstört werden.

Ein Material nun, welches alle diese Bedingungen vollkommen und dauernd erfüllt, ist bis jetzt noch nicht gefunden worden, vielmehr hat aus diesem Grunde einerseits der öfter nothwendig werdende Ersatz der Zellen erhebliche Kosten verursacht, andererseits infolge der chemischen Einwirkung auf das Zellenmaterial die gewünschte Reinheit der elektrolytisch gewonnenen Stoffe nicht erreicht werden können.

Diesen Uebelständen abzuhelfen, ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, indem es dadurch ermöglicht wird, Polzellen, Auffangegefäfse etc. aus Metall herzustellen, welches durch geeignete Isolirungsüberzüge unzerstörbar und dessen . Leitungsfähigkeit hierdurch unschädlich bezw. unwirksam gemacht wird.

Für diesen Zweck hat sich Emaille oder Äehnliches aus den für die anderen Substanzen geltenden und oben angeführten Gründen als nicht verwendbar erwiesen.

Nach dem den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Verfahren lassen sich für jeden Fall dauernd widerstandsfähige, also unzerstörbare, isolirende Ueberzüge oder Futter auf metallenen Polzellen etc. durch Kühlung derselben erzeugen. Der leitende Gedanke hierbei ist: »das isolirende Futter stets aus demselben Material zu erzeugen, welches die zu elektrolysirende Schmelze bildet«. Dieses wird durch Abkühlung der metallenen Zellen u. s. w. bewirkt, wodurch die Schmelze an den kalten Wandungen erstarrt und eine Kruste auf denselben entsteht. Da geschmolzene Salze die Elektricität gut leiten, erstarrte Salze dagegen nicht, so ist durch die Erzeugung erstarrter Krusten die erforderliche Isolirung erreicht.

Dafs solche erstarrten Krusten weder durch die Schmelze, aus welcher dieselben entstanden sind, noch durch die elektrisch ausgeschiedenen Einzelbestandtheile der Schmelze angegriffen werden können, ist nach chemischen Gesetzen selbstverständlich.

Zur näheren Erläuterung mag folgendes Beispiel dienen, bei welchem es sich um die elektrolytische Gewinnung von Aluminium unter Anwendung eines Schmelzbades von Kryolith und Chlornatrium handelt.

Bei der elektrolytischen Zersetzung eines solchen feuerflüssigen Bades aus Kryolith und Chlornatrium wird bekanntlich am positiven Pol Chlor und am negativen Pol Aluminium

in flüssigem Zustande ausgeschieden. Da geschmolzener Kryolith jedes feuerfeste, elektrisch nichtleitende Material angreift, so ist dieser elektrolytische Procefs nur dann möglich, wenn, wie es das vorliegende Verfahren ermöglicht, die betreifenden Theile des Apparates durch Erzeugung einer isolirenden, unangreifbaren Hülle vor der Einwirkung des Schmelzbades oder der ausgeschiedenen Einzelbestandtheile des letzteren geschützt werden.

Auf beiliegender Zeichnung ist eine zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens für das genannte Beispiel geeignete Vorrichtung veranschaulicht.

Das eiserne Schmelzgefäfs A wird durch eine Feuerungseinrichtung so hoch erhitzt, dafs die Schmelze gut flüssig ist; dieselbe reicht bis zur Linie x-x. Die ringförmige, cylindrische, doppelwandige metallene Zelle B wird durch eine Flüssigkeit, z. B. Wasser oder Luft, welche vermittelst des Zuleitungsrohres r und Ableitungsrohres r' durch den von den Doppelwandungen der cylindrischen Zelle B gebildeten Hohlraum geführt wird, gekühlt. Ein ebenfalls doppelwandiges, muldenförmiges Auffangegefäfs C dient zur Aufnahme des ausgeschiedenen flüssigen Aluminiums. Zwischen den Doppelwandungen dieses Gefäfses hindurch wird vermittelst der Zu- bezw. Ableitungsrohre r² bezw. r³ die zur Kühlung bestimmte Flüssigkeit oder das betreffende Gas durchgeleitet.

Infolge dieser Kühlung erstarrt die Schmelze überall an den gekühlten Flächen der Zelle, des Auffangegefäfses und der Rohre und bildet an diesen Stellen eine elektrische, nichtleitende Kruste k, welche weder von der Schmelze noch von dem Chlor, noch von dem Aluminium angegriffen werden kann.

Der für das Chlor bestimmte und deshalb zweckmäfsig mit einem Ableitungsrohr H ausgestattete Auffangetrichter D berührt die Schmelze nicht und kann deshalb aus einem Material, z. B..aus Porcellan, hergestellt sein, bei dessen Wahl seine Widerstandfähigkeit gegen die Einwirkung der Schmelze nicht berücksichtigt zu werden braucht.

Das an der positiven Elektrode E sich entwickelnde Chlor steigt in die Höhe, wird von dem Trichter D aufgefangen und durch das mit demselben verbundene Ableitungsrohr H abgeleitet, während an der bis in die Mulde C reichenden negativen Elektrode F sich das Aluminium ausscheidet, welches sich dann vermöge seines gröfseren specifischen Gewichtes in der Mulde in geschmolzenem Zustande bei G sammelt. Von Zeit zu Zeit kann Mulde C aus dem Bade gehoben und das Aluminium ausgegossen werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kühlung von Polzellen durch Circulation von Gas oder Flüssigkeit in deren doppelten Wandungen zum Zweck der Bildung einer erstarrten, unangreifbaren Rinde aus der zu zersetzenden geschmolzenen Substanz.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.