DE484289C

DE484289C - Verfahren und Vorrichtung zur Ausfuehrung von Schmelzelektrolysen

Info

Publication number: DE484289C
Application number: DEI34133D
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Reiche; Dr Paul Weise
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1928-04-15
Filing date: 1928-04-15
Publication date: 1929-10-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ausführung von Schmelzelektrolysen Bei der Ausführung von Elektrolysen nichtwäßriger Lösungen im Schmelzbade beteiligt sich oft der Kohlenstoff der Elektrode direkt oder indirekt an der chemischen Umsetzung, so bei der Darstellung von Metallen durch direkte oder indirekte Reduktion der Oxyde, wie beispielsweise bei der Erzeugung von Aluminium und Natrium, oder der Kohlenstoff verbindet sich mit anderen Elementen zu Carbiden. Da die angewandten Elektroden meistens aus kompakten Blöcken bestehen, besitzt der Kohlenstoff jedoch nur eine geringe Oberfläche, so daß die Elektrolyse nur langsam fortschreitet.
Es wurde nun ein neues Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung gefunden, die gestatten, diesen Mangel zu beseitigen. Das Verfahren besteht darin, daß als Elektroden aufgeschütteter Kohlenstoff bzw. aufgeschüttetes kohlenstoffhaltiges Material von bestimmter Korngröße zur Anwendung gelangt.
Die Durchführung dieses Verfahrens erfolgt mit Hilfe von Schüttelektroden aus körnigem Material, das durch Schächte immer wieder ergänzt wird, und das die eigentlichen Stromzuführungselektroden vor dem Angriff schützt. Die Korngröße ist dabei abhängig von der Leitfähigkeit, der Beschaffenheit des Materials (z. B. ob Kohle oder Graphit angewandt wird) und der Größe der Schächte. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, ein Gemisch von feinster Körnung bis zu nußgroßen Stücken anzuwenden, doch sind die kleinen Stücke am zweckdienlichsten: Die Schächte, welche sich zur Vermeidung von Verstopfungen zweckmäßig nach unten konisch erweitern, dienen gleichzeitig zur Zuleitung des. Stromes. Um zu verhindern, daß sich die Elektroden unten berühren, wird der Boden des Elektrolysiergefäßes zweckmäßig dachförmig ausgebildet.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens zweckmäßig zu verwendende Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schmelzbadgefäß für die Elektrolyse mit aufgeschütteten Elektroden, die durch unten erweiterte und bis dicht auf das Schmelzbad reichende Schächte geführt und gehalten werden, wobei der Boden des Schmelzbades vorteilhaft derart geformt ist, daß die Schüttkegel der Elektroden sich oder die feste Gegenelektrode nicht berühren können.
Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung wird in der beiliegenden Zeichnung unter Bild i bis -¢ veranschaulicht, wobei Bild 2 und q. jeweils den Grundriß, zu den Aufrissen i und 3 darstellt.
Die Vorrichtung i und z besteht im wesentlichen aus einem Elektrolysiergefäß (Schmelzbadgefäß) a, das durch die Schächte b und die Beschickungsöffnung c von oben zugänglich ist. Die Schächte b oder auch die zwei Seitenwände des Gefäßes a bestehen aus leitendem Material d, das die Stromzufuhr zu den Schüttelektroden e übermittelt. Die Schächte b reichen nur bis dicht auf die Schmelze; sie können, ebenso wie die Gefäßwandungen, mit Kühlleitungen f versehen sein. Die dachförmige Ausbildung des Gefäßbodens g kann bei breiten Bädern und wenn Flammbildung erwünscht ist; fortgelassen werden.
Eine andere Art der Ausführungsform mit einer ringförmigen Schüttelektrode und fester Gegenelektrode zeigen Bild 3 und Diese Anordnung eignet sich z. B. besonders zur Darstellung von metallischem Aluminium.
Durch die Art und Anordnung der Schüttelektrode wird eine sehr gleichmäßige Stromverteilung bei großer Oberfläche bewirkt. Entstehendes CO kann so ungehindert entweichen. Die Ergänzung des Elektrodenmaterials erfolgt ohne Betriebsstörung, ebenso fallen alle Form- und Brennkosten der Elektroden fort. Wie schon erwähnt, läßt sich dieses Verfahren auch bei solchen Prozessen anwenden, bei denen nur die Heizwirkung des elektrischen Flammbogens ausgenutzt wird. Hierbei schützt die Schüttmasse die Stromzuführungselektrode vor der Verbrennung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. r. Verfahren zur Ausführung von Schmelzelektrolysen, bei denen der Kohlenstoff der Elektroden sich direkt oder indirekt an der chemischen Umsetzung beteiligt oder starken physikalischen Angriffen ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit ein oder mehreren Elektroden aus aufgeschüttetem, kohlenstoffhaltigem Material bestimmter Korngröße ausgeführt wird. a. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Material durch Schächte, die gleichzeitig zur Stromführung dienen, immer wieder ergänzt wird. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch t und z, gekennzeichnet durchaufgeschüttete Elektroden, die durch unten erweiterte und bis dicht auf das Schmelzbad reichende Schäfte geführt und gehalten werden. q.. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Schmelzbades derart geformt ist, daß die Schüttkegel der Elektroden sich oder die feste Gegenelektrode nicht berühren können.