DE554416C

DE554416C - Method and device for the electrolytic production of light metals, in particular magnesium

Info

Publication number: DE554416C
Application number: DE1930554416D
Authority: DE
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1930-01-11
Filing date: 1930-01-04
Publication date: 1932-07-09
Also published as: GB339833A

Description

Bei der Herstellung von Leichtmetallen, insbesondere Magnesium, durch die Elektrolyse eines geschmolzenen Bades, haben sichIn the production of light metals, especially magnesium, through electrolysis of a molten bath, have themselves

- mehr oder weniger große Schwierigkeiten daraus ergeben, daß das Metall voneinander getrennte geschmolzene Kügelchen zu bilden sucht, welche sich beim Aufsteigen zur Oberfläche nicht gründlich miteinander vereinigen, wenigstens nicht, solange sich, nicht eine beträchtliche Menge des geschmolzenen Metalls angesammelt hat.- More or less great difficulties arise from the fact that the metal separated from each other seeks to form molten globules, which expand as they rise to the surface do not unite thoroughly, at least not as long as one, not a considerable one Amount of molten metal has accumulated.

Ein bekanntes Verfahren, welches bei der Herstellung dieses Metalls in Anwendung kommt, besteht in der Elektrolyse eines das Metall an Schwere überwiegenden, geschmolzenes Magnesiumchlorid enthaltenden Bades. Gemäß diesem Verfahren wird die Elektrolyse in einem Apparat ausgeführt, in welchem die Kathode inner- oder unterhalb einer Falle eingerichtet ist, in welche das erzeugte Metall seines leichteren spezifischen Gewichtes wegen hineinschwimmt. Das so angehäufte Metall wird geschützt durch die Schicht eines Flußmittels, das spezifisch leichter ist als das Metall, oder es wird von dort durch Verdunstung entfernt oder dann in erstarrter Form beseitigt. Gemäß einem anderen Verfahren bildet der Schmelzbadbehälter die Kathode, während die Anode in ihr aufgehängt ist. Das in diesem Apparat erzeugte Metall schwimmt auf der Oberfläche des Schmelzbades als winzige Tröpfchen, die ebenso wie in den anderen bekannten Verfahren getrennt zu bleiben bestrebt sind, bis sich eine Schicht von beträchtlicher Dicke gebildet hat.A well-known process that is used in the manufacture of this metal comes, consists in the electrolysis of the heavy metal predominating, molten Bath containing magnesium chloride. According to this procedure, the electrolysis carried out in an apparatus in which the cathode inside or below a trap is set up in which the metal produced has its lighter specific weight because of swimming in it. The metal thus accumulated is protected by the layer of a Flux that is specifically lighter than the metal, or it is made from there by evaporation removed or then disposed of in a solidified form. According to another method, the molten bath container forms the cathode, while the anode is suspended in it. The metal produced in this apparatus floats on the surface of the weld pool as tiny droplets that are separated just as in the other known processes endeavor to remain until a layer of considerable thickness has formed.

Gemäß der Erfindung sollen diese Schwierigkeiten vermieden werden, und die elektrolytische Metallherstellung kann glatt und unter genauer Kontrolle vor sich gehen. Zu diesem Zwecke ist für den Elektrolyten oder wenigstens für den oberen Teil desselben eine hinreichende Zirkulation vorgesehen, um die geschmolzenen Metallkügelchen in eine Sammelzone zu bringen, wo die Masse zwecks Vereinigung zusammengebracht wird und eine geeignete Ansammlung zwecks Entnahme stattfinden kann. Die Zirkulation des Materials kann durch geeignete Mittel bewirkt werden, die auf den Elektrolyten oder den Teil desselben, der in Bewegung gesetzt werden soll, einwirken. Zweckmäßig geschieht dies mittels eines Schaufelrades oder eines Propellers, und auf dem Wege des sich bewegenden Materials wird eine Abfangzone oder Kammer vorgesehen, derart, daß der Elektrolyt und die ge- schmolzenen Metallkügelchen frei in die Kammer eintreten können, worauf das Metall aber abgefangen und zurückgehalten wird, während der Elektrolyt frei hindurchtreten kann.According to the invention these difficulties should be avoided, and the electrolytic Metal fabrication can go smoothly and under close control. To this Purpose is a sufficient one for the electrolyte or at least for the upper part of the same Circulation is provided to bring the molten metal globules into a collection zone where the mass is to be combined is brought together and suitable collection for removal can take place. The circulation of the material can be effected by suitable means acting on the electrolyte or part thereof, which is to be set in motion. This is expediently done by means of a paddle wheel or a propeller, and on the way of the moving material a trapping zone or chamber is provided such that the electrolyte and the molten metal balls can freely enter the chamber, whereupon the metal but is captured and retained while the electrolyte can freely pass through.

Die Zeichnung stellt eine AusführungsformThe drawing represents an embodiment

des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dar, und zwar zeigtof the subject matter of the invention, for example, namely shows

Abb. ι in schematischem Grundriß eine gemäß der Erfindung eingerichtete elektrolyrische Zelle.Fig. Ι in a schematic plan according to electrolytic cell designed according to the invention.

Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt, teilweise nach einer axialen Ebene und teilweise nach einer Ebene, die sich vor der axialen. Ebene befindet, nach Linie 2-2 der Abb. 1. Ein Behälter 1, der aus Gußeisen oder Stahl bestehen kann, nimmt den Elektrolyten auf und erhält denselben in geschmolzenem Zustande. Um den Elektrolyten von Anfang an zu schmelzen, kann der Behälter in einer ge- >5 eigneten, nicht veranschaulichten Ofenkammer angebracht werden. Zweckmäßig bildet der Behälter die Kathode, an welcher die; Endklemme befestigt ist, wie aus Abb. 1 auf der linken Seite ersichtlich ist. Innerhalb des Behälters 1 ist auf irgendeine geeignete Weise eine ringförmige Membran oder Zwischenwand 2 aus Porzellan, Schamotte oder ähnlichem Material angebracht, die dazu dient, die zentral angeordnete herabhängende Kohle- oder Graphitanode 3 seitlich zu umgeben. Weder die Anode noch die Membran erstrekken sich vollständig bis zum Boden des Behälters, doch erstreckt sich die Anode über die untere Kante der Membran hinweg. Eine geeignete, nicht veranschaulichte Leitung kann gewünschtenfalls vorgesehen werden, um den Elektrolyten der Kathodenkammer der Zelle zuzuführen, d. h. dem Teil, der zwischen der Wandung des Behälters 1 und der ringförmigen Membran 2 liegt, oder der Elektrolyt kann unmittelbar der Anodenkammer innerhalb der ringförmigen Membran 2 zugeführt werden. Eine Leitung 4 ist mit dem oberen Teil des Raumes innerhalb der Membran verbunden, um Gase abzuleiten, die in der Anodenkammer aufsteigen.Fig. 2 is a vertical section, partly on an axial plane and partly on a plane that is in front of the axial. Level, according to line 2-2 of Fig. 1. A container 1, which can be made of cast iron or steel, holds the electrolyte and keeps it in a molten state. To the electrolyte from the start to melt, the container can> 5 in a suitable, not shown furnace chamber be attached. The container expediently forms the cathode on which the; End clamp is attached, as can be seen in Fig. 1 on the left. Within the Container 1 is in any suitable manner an annular membrane or partition 2 made of porcelain, fireclay or similar material attached, which serves to support the centrally arranged hanging carbon or to surround graphite anode 3 laterally. Neither the anode nor the membrane extend extends completely to the bottom of the container, but the anode extends over the lower edge of the membrane. A suitable unillustrated lead can be provided, if desired, to the electrolyte of the cathode chamber of the To deliver cell, d. H. the part between the wall of the container 1 and the annular Membrane 2 is located, or the electrolyte can be directly inside the anode chamber the annular membrane 2 are supplied. A line 4 is connected to the upper part of the space inside the membrane, to divert gases that rise in the anode chamber.

Im Betriebe steigen beispielsweise die Teilchen freien geschmolzenen Magnesiums, von denen viele eine sehr geringe Größe besitzen, zur Oberfläche des Elektrolyten in der Kathodenkammer empor und schwimmen dort als getrennte Kügelchen, die sich nicht richtig miteinander verbinden und eine dünne Metallschicht bilden, die durch Eintauchen oder mittels einer Tülle oder sonstigen Auslaßöffnung schwer zu entfernen sind. Dadurch aber, daß eine Falle vorgesehen ist, die bei der veranschaulichten Ausführungsform die Form eines Kastens 5 besitzt, der sich zwischen der Membran 2 und der Wandung des Behälters 1 befindet, kann das Metall bequem angesammelt werden. Die Endwandungen dieses Kastens 5 tauchen unter das Niveau des Bades hinab, während die seitlichen Wandungen sich über das Niveau des Bades erstrecken. Zwei Ablenkwandungen 6 und 7 erheben sich über das Flüssigkeitsniveau hinweg und bilden die Kammer 8, deren Wandung 7 tiefer in die Flüssigkeit hineintaucht als die Wandung 6. Neben der Wandung 7 ist ein Propeller ι ο angeordnet, der vermittels einer Welle 11 von irgendeiner äußeren Kraftquelle angetrieben werden kann, und zwar kann der Antrieb des Propellers 10 nach Belieben ununterbrochen oder absatzweise erfolgen. Beim Antrieb des Propellers 10 wird der obere Teil des Elektrolyten in Bewegung gesetzt. Die Bewegung des Elektrolyten kann in jedem beliebigen Grade erfolgen, wobei der Elektrolyt über die eintauchende Endwandung des Kastens 5 und unter die Wandung 6 hinwegbefördert wird. Das Metall wird nunmehr zwischen den Wandungen 6 und 7 festgehalten, während der Elektrolyt darunter hinweggeht und an dem Propeller 10 vorbei über die eingetauchte Endwandung der Kammer 9 in den Behälter 1 gelangt. Auf diese Weise kann das Metall abgetrennt werden, um alsdann je nach Belieben herausgeschöpft zu werden oder durch eine nicht veranschaulichte Abflußleitung entfernt zu werden.In operation, for example, the particles of free molten magnesium rise from many of which are very small in size, to the surface of the electrolyte in the cathode chamber up and swim there as separate globules that do not connect properly with each other and a thin layer of metal form by immersion or by means of a spout or other outlet opening are difficult to remove. But by the fact that a trap is provided, which is illustrated in the Embodiment has the shape of a box 5, which is between the Membrane 2 and the wall of the container 1 is located, the metal can easily accumulated will. The end walls of this box 5 dip below the level of the bath, while the side walls are extend beyond the level of the bath. Two baffles 6 and 7 rise above the liquid level away and form the chamber 8, the wall 7 deeper into the Liquid dips into it as the wall 6. In addition to the wall 7, a propeller ι ο is arranged, which is driven by means of a shaft 11 from some external power source can be, and that the drive of the propeller 10 can be uninterrupted at will or in batches. When the propeller 10 is driven, the upper part of the electrolyte set in motion. The movement of the electrolyte can be to any degree take place, with the electrolyte on the immersed end wall of the box 5 and is conveyed away under the wall 6. The metal is now between the walls 6 and 7 held while the electrolyte passes underneath and past the propeller 10 over the submerged The end wall of the chamber 9 enters the container 1. In this way the metal can be separated can then be scooped out at will or removed through a drainage line not shown to become.

Claims

Patent claims:

I. Procedure in electrolytic er- qo production of light metals, especially magnesium, in which the produced metal floats in molten globules on a molten electrolyte and collects in a trap, characterized in that that the upper part of the electrolyte is circulated through the trap by means of mechanical force to collect the metal.

2. A device serving the method according to claim 1, characterized by the arrangement of a propeller or similar device serving for circulation (10) which at least the upper part of the electrolyte in circulation sets, and by the arrangement of a trap (8), which in the way of the moving Material lies.

3. Device according to claim 2 including an electrolyte container (1), which functions as a cathode and in which the anode (3) is suspended in the electrolyte, characterized in that that a propeller (10) or a similar device serving for circulation 'and a trap (8) is arranged between the wall of the container (1) and the anode (3) are.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the trap the Has the shape of a box (5) which has a submerged entrance wall,

over which the moving upper part of the electrolyte can flow, and that two separate deflection walls (6, 7) are provided in the box (5), which protrude upwards above the liquid level and of which the wall (7) deeper into the liquid dips into it than the wall (6), and that on the other side of the wall (7) the propeller or a similar device (10) serving for circulation is arranged.

For this purpose ι sheet of drawings