DE513188C - Zelle fuer Metallelektrolysen - Google Patents

Description

Der Laugenzirkulation ist bei der elektrolytischen Gewinnung von Metallen auf nassem Wege, wie z. B. der Zinkgewinnung, besondere Aufmerksamkeit zuzuwenden. Bei ungenügender Bewegung tritt an den betreffenden Kathodenstellen Verarmung der Lauge an Metall, z. B. Zink, ein. Die Folgen davon sind Knospen- und Schwammbildung sowie Wasserstoffentwicklung, die zu empfindlichen Störungen der Elektrolyse führen.

Man führt gewöhnlich denElektrolyten an der einen Stirnseite der Zelle zu und an der gegenüberliegenden Stirnseite oben wieder ab. Dazwischen überläßt man es mehr oder weniger dem Elektrolyten, sich einen Weg durch das Bad zu suchen, wobei man auf eine Unterstützung der Flüssigkeitsbewegung durch die vornehmlich an den Anoden aufsteigenden Gasblasen rechnet. Daß durch eine derartige Anordnung eine gleichmäßige Bewegung des die Zelle durchströmenden Elektrolyten an sämtlichen Elektroden nicht zu erzielen ist, liegt auf der Hand. Es fehlte daher auch nicht an Vorschlägen zur Behebung dieses Übel-Standes. Man versuchte z. B. die Laugebewegung gleichmäßig zu gestalten durch Einblasen von Luft oder durch Rühren mit stabförmigen Rührern, die zwischen den Elektroden hin und her bewegt werden. Nach einem anderen Vorschlag werden abwechselnd zwischen dem unteren Ende der Anode und dem Gefäßboden und dem oberen Ende der benachbarten Kathode und dem Flüssigkeitsspiegel Durchtrittsräume derart geschaffen, daß der Elektrolyt gezwungen ist, zwischen den Elektroden auf und ab zu strömen.

Alle diese Vorschläge haben technische Bedeutung nicht erlangt, sei es infolge ungenügender Wirkung, sei es durch die Kompliziertheit der Anordnung, denn in großen Anlagen mit oft Hunderten von Bädern können nur einfachste Einrichtungen, die keine dauernde Kontrolle erfordern und die mit Rücksicht auf die entweichenden, mit sauren Laugen beladenen Gasblasen möglichst wenig bewegliche Teile haben, Aussicht auf Erfolg haben.

Wenn der zuletzt erwähnte Vorschlag mit Durchflußöffnungen abwechselnd am oberen und unteren Elektrodenende auch gleichmäßige Laugebewegung erzielen läßt, so haften ihm doch wesentliche Mängel an. Die Anwendung von Durchflußöffnungen beschränkt die Freiheit bezüglich der Größe und Form sowie der gegenseitigen Anordnung der Anoden und Kathoden; die abwärts gerichtete Strömung der Lauge ist von besonderem Nachteil, da sich hier strömende Lauge und aufsteigende Gasblasen entgegenarbeiten, statt sich gegenseitig zu unterstützen.

Es ist ferner vorgeschlagen, den Elektrolyten auf der ganzen Länge an einer der beiden senkrecht zu den Elektrodenflächen stehenden Badwände unten ein und an der gegenüberliegenden

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Konrad Teufel in Leverkusen.

Badwand oben abzuführen. Auch bei dieser Konstruktion wird kein gleichmäßiges Bestreichen der Elektroden erreicht, da die Lauge in der Hauptsache auf dem kürzesten Wege, also diagonal zwischen den Elektroden strömen wird, so daß beiderseits der Strömung tote Räume entstehen.

Gemäß der Erfindung wird nun der Zelle eine .entsprechende Gestalt gegeben, wodurch allen

ίο diesen Anforderungen Genüge geleistet wird,

Bei der neuen Zelle führt man die Lauge unten in die Zelle an ein oder mehreren Stellen der Mittellinie, je nach der Konstruktion der Bäder, und läßt sie oben über Wehre, welche auf beiden

t5 Seiten der Zellen, also senkrecht zur Elektrodenebene, angeordnet sind, ausfließen.

Die Merkmale dieser neuen Zelle sind erstens: die Zuführungsöffnung bzw. -öffnungen für den Elektrolyten sind am Boden der Zelle etwa in der zu den Elektroden senkrecht stehenden Mittellinie angebracht, zweitens: an den zu den Elektroden senkrecht stehenden Seitenwänden sind gleich hohe Wehre angebracht, über die der Elektrolyt die Zelle verläßt, drittens ist genügend Raum zu lassen zwischen dem unteren Ende der Elektroden und der Zuführung der Elektrolyten, damit eine gleichmäßige Verteilung der Strömung über den ganzen Badquerschnitt bereits unter den Elektroden erfolgen kann. Zweckmäßig gibt man dem Boden der Zelle eine an und für sich bekannte pyramidenartige, prismatische oder kegelförmige Gestalt. In manchen Fällen ist es außerdem zweckmäßig, den Boden der Zelle mit einem an sich bekannten Schlammsack auszustatten. Unterstützt wird die Verteilung des Elektrolyten durch die Wahl eines geeigneten Neigungswinkels der Prismen-Pyramidenflächen bzw. des Kegelmantels usw. zur Horizontalen.

Die Böden dieser Zellen können natürlich auch aus Stümpfen von Prismen oder Pyramiden oder Kegeln bestehen bzw. kann jede solcher Zellen auch, wie weiterhin gefunden wurde, mehrere derartige prismatische oder pyramidenartige oder kegelförmige Gebilde besitzen. Den erwähnten Schlammsack kann man z. B. so vorsehen, daß man das oder die Zuführungsrohre etwas über dem Boden der Zelle hinaus- führt oder daß man einen besonderen Schlammsack anbringt, wie eine Ausführungsform aus Fig. 2 der beigefügten Zeichnung zu ersehen ist. Die Wehre kann man derart ausführen, daß je ein Wehr auf jeder Seite sich über die ganze Breite der zu den Elektrodenflächen senkrecht stehenden Seite der Zelle erstreckt. Man kann auch eine Unterteilung in mehrere Wehre vornehmen, z. B. derart, daß je ein Wehr gegenüber jeder Seitenkante der einzelnen Kathoden oder Anoden sich befindet. Auf ^Ue Fälle muß die Anordnung so getroffen werden, daß jede einzelne Kathodenfläche auf ihrer ganzen Ausdehnung mit Sicherheit von der Laugenströmung berührt wird.

Wesentlich für eine gleichmäßige Strömung ist ferner gleiche Höhe aller Wehre, was leicht z. B. durch Einlegen dünner Glasplättchen zu erreichen ist.

Die Fig. 1 bis 6 der beiliegenden Zeichnung stellen Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung dar, welche an Hand der vorstehenden Beschreibung auch ohne weitere Erklärungen direkt verständlich sind. Fig. 1 und 2 sind Längsschnitte, Fig. 3, 4 und 5 Bodenansichten, und Fig. 6 ist ein Schnitt durch die Wehre selbst.

Die neue Vorrichtung besitzt also weder bewegliche Teile, die dem Verschleiß unterworfen sind, noch bedarf sie dauernder Kontrolle. Sie ermöglicht gleichmäßiges Strömen des Elektrolyten an sämtlichen Elektroden, und da die Lauge an allen Elektroden ausschließlich von unten nach oben strömt, unterstützen sich Laugenstrom und aufsteigende Gasblasen gegenseitig. Die Gasblasen verstärken die Laugebewegung und gestalten sie vollkommen gleichmäßig. Die aufwärts gerichtete Laugenströmung ihrerseits erleichtert das Loslösen der Gasblasen von den Elektroden. Dies ist besonders hinsichtlich der an den Kathoden entstehenden Wasserstoffblasen von großer Bedeutung, denn beim Haftenbleiben der Wasserstoffblasen an den Kathoden entstehen Unebenheiten des Metalls, z. B. des Zinkniederschlags, die Knospen- und Schlammbildung und damit Kurzschluß und verstärkte Wasserstoffentwicklung zur Folge haben.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zelle für Metallelektrolysen mit unterer Zuführung und oberer Abführung des Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsöffnung bzw. -öffnungen des Elektrolyten am Boden der Zelle etwa in der zu den Elektroden senkrechten Mittellinie angebracht sind, der Raum zwischen unterem Ende der Elektroden und Boden genügend groß ist und die zu den Elektroden senkrechten Seitenwände oben gleich hohe Wehre für den Abfluß des Elektrolyten besitzen.

2. Ausführungsform gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellenboden prismatisch, kegelförmig, Pyramiden- ng förmig usw. ausgebildet ist.

Hierzu T. Blatt Zeichnungen