DE589403C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnesium durch Schmelzflusselektrolyse von Magnesiumchlorid - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnesium durch Schmelzflusselektrolyse von MagnesiumchloridInfo
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- DE589403C DE589403C DEC46359D DEC0046359D DE589403C DE 589403 C DE589403 C DE 589403C DE C46359 D DEC46359 D DE C46359D DE C0046359 D DEC0046359 D DE C0046359D DE 589403 C DE589403 C DE 589403C
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/04—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium
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Description
Es ist bereits mehrfach versucht worden, das bei der elektrolytischen Herstellung von
Magnesium zur Zersetzung gelangende Magnesiumchlorid durch unmittelbare ■ Einwirkung
des entwickelten Chlors auf ein Gemisch von Magnesiumoxyd und Kohle zu gewinnen.
Nach einem solchen Vorschlage soll das Rohmaterialgemisch mit dem Chlor in einem mit dem Elektrolysiergefäß verbundenen,
aber räumlich getrennten Schacht derart umgesetzt werden, daß das sich bildende Magnesiumchlorid
in geschmolzenem Zustand durch ein schräges Verbindungsrohr in das Elektrolysiergefäß fließt. Es müssen dabei
sehr hohe Chlorierungstemperaturen eingehalten werden, weil sich sonst auf den Magnesiateilchen
eine zähe Umhüllung von Magnesiumchlorid bilden würde, die das weitete
Eindringen des Chlors und damit die Fertig-Chlorierung verhindert. Bei der Elektrolyse
von Magnesiumchlorid unter Beihilfe eines reduzierenden Hilfsgases wurde ferner versucht,
das die Anode umgebende Einsatzgefäß, welches den Zweck hatte, das an der Anode entwickelte Chlor isoliert vom reduzierenden
Hilfsgas abzuführen, für die Wiederanreicherung des Elektrolyten durch Chlorierung von Kohle-Magnesia-Gemischen,
die sich im Einsatzgefäß befanden, nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck wurden Platten
oder Stangen, die aus dem Rohmaterial bei hohem Druck geformt worden waren, auf den
Boden des in den Elektrolyten eintauchenden Einsatzgefäßes unabhängig von der Anode
aufgesetzt. Unter diesen Bedingungen erreicht man indessen naturgemäß nur eine beschränkte
Ausnutzung des entwickelten Chlors; überdies führen die in den Elektrolyten eintauchenden Rohmaterialplatten und
-stangen unvermeidlich zu einer Verunreinigung des Bades und damit zu Betriebsstörungen.
Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur elektrolytischen Herstellung von Magnesium unter unmittelbarer Einwirkung des
bei der Elektrolyse entwickelten Chlors auf eine Mischuag von Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat
o. dgl. mit einem geeigneten Reduktionsmittel im Anodenraum des Elektrolysiergefäßes,
bei dem die Übelstände der bisherigen Verfahren in einfacher und sicherer Weise vermieden werden. Dies wird im
wesentlichen dadurch erreicht, daß die Elektrolyse in einem magnesiumchloridhaltigen
Elektrolyten von einer höheren Dichte als
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bisher üblich, die gleich oder größer ist als die Dichte von Magnesiumoxyd, vorgenommen
wird, in den das Rohniaterialgemisch teilweise frei eintaucht. Unter diesen Umständen
kann die Chlorierung schon bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, beispielsweise
zwischen 700 und 900° C, vollständig vor sich gehen, weil die sich zunächst
bildende Umhüllung der Magnesiateilchen mit Magnesiumchlorid beim Eintauchen in den Elektrolyten gelöst und die oxydischen
Teilchen für die weitere Chlorierungsreaktion freigelegt werden. Die hohe Dichte des Elektrolyten
verhindert dabei, daß Teilchen des Rohmaterials im Bade absinken, sich der Chlorierung entziehen und eine schädliche
Verunreinigung des Bades hervorrufen.
Der Elektrolyt besteht aus einer geschmolzenen Mischung von Magnesiumchlorid mit
Alkali- oder Erdalkalichloriden, gegebenenfalls neben anderen gebräuchlichen Hilfsstoffen.
Die für die Durchführung des Verfahrens einzuhaltende hohe Dichte des Elektrolyten
wird durch entsprechende Regelung seines Gehaltes an spezifisch schweren Bestandteilen,
vorzugsweise an Bariumchlorid, erzielt. An sich ist es bereits bekannt, die Dichte von Magnesiumchloridbädern durch
Zusatz von Bariumchlorid zu erhöhen. Während man aber den bisherigen Bädern geringerer
Dichte nur verhältnismäßig kleine Mengen Bariumchlorid zusetzte, müssen Elektrolyten
von der erforderlichen hohen Dichte einen hohen, in vielen Fällen überwiegenden Gehalt an Bariumchlorid besitzen. Ein geeigneter
Elektrolyt von höherer Dichte als Magnesiumoxyd und von um so höherer Dichte als das Rohstoffgemisch kann beispielsweise
folgendermaßen zusammengesetzt sein:
86 °/0 Bariumchlorid,
12 °/0 Magnesiumchlorid, 2 °/0 Magnesium- oder Calciumchlorid. Da Electrolyte von der erforderlichen hohen Dichte im allgemeinen einen höheren Schmelzpunkt besitzen als die Bäder von der bisher üblichen Zusammensetzung, muß die Elektrolyse meist bei Temperaturen über 800 ° C ausgeführt werden. Durch diesen Umstand wird indessen, entgegen der allgemein herrschenden Ansicht, die übliche Stromausbeute nicht merklich herabgesetzt, so daß im allgemeinen die gleichen Ausbeuten erzielt werden wie bei den bisherigen Verfahren. Es hängt dies offenbar damit zusammen, daß das zur Verarbeitung gelangende Magnesiumchlorid vollständig wasserfrei ist, und daß auch der Zutritt von Feuchtigkeit während der Elektrolyse in den geschlossenen Zellen so geringfügig ist, daß er keinen schädlichen Einfluß auszuüben vermag.
12 °/0 Magnesiumchlorid, 2 °/0 Magnesium- oder Calciumchlorid. Da Electrolyte von der erforderlichen hohen Dichte im allgemeinen einen höheren Schmelzpunkt besitzen als die Bäder von der bisher üblichen Zusammensetzung, muß die Elektrolyse meist bei Temperaturen über 800 ° C ausgeführt werden. Durch diesen Umstand wird indessen, entgegen der allgemein herrschenden Ansicht, die übliche Stromausbeute nicht merklich herabgesetzt, so daß im allgemeinen die gleichen Ausbeuten erzielt werden wie bei den bisherigen Verfahren. Es hängt dies offenbar damit zusammen, daß das zur Verarbeitung gelangende Magnesiumchlorid vollständig wasserfrei ist, und daß auch der Zutritt von Feuchtigkeit während der Elektrolyse in den geschlossenen Zellen so geringfügig ist, daß er keinen schädlichen Einfluß auszuüben vermag.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Abb. ι der Zeichnung stellt den Vertikalschnitt
einer für die Durchführung des Verfahrens bestimmten Elektrolysierzelle 5 dar,
bei der durch einen die Anode 2 umgebenden Zylinder 1 aus feuerfestem Material ein
seitlich abgeschlossener, in den Elektrolyten hineinragender, nach unten offener Anodenraum
gebildet wird, in welchem die Chlorierung des Rohmaterialgemisches erfolgt. Der
Zwischenraum zwischen der Anode 2 und dem Zylinder 1, dessen Größe in weiten Grenzen
schwanken kann, wird durch die Beschikkungsöffnung 4 mit der Rohmaterialmischung
gefüllt, die beispielsweise aus Magnesiumoxyd, Magnesiumcarbonat, Magnesiumchlorid
bzw. -oxychlorid und Kohle bestehen kann. Im allgemeinen wird eine dem vorhandenen
Sauerstoff äquivalente Menge Kohle anzuwenden sein, doch empfiehlt es sich, bei der
Inbetriebsetzung zeitweise einen Überschuß zu nehmen.
Die Mischung der zu chlorierenden Rohmaterialien im Anodenraum taucht in den
spezifisch schweren Elektrolyten so tief ein, als der Dichte des Elektrolyten und dem
Drucke der darüberstehenden Rohmaterialmasse entspricht. Das an der Anode entwickelte
Chlor steigt an die Oberfläche des Elektrolyten und verwandelt die chlorierbaren
Anteile der Rohmaterialmischung in Magnesiumchlorid. Die im Anodenraum befindliche
Materialsäule sinkt ständig in dem Maße, wie sie in Magnesiumchlorid umgewandelt wird,
nach unten, wobei sie sich fortschreitend erwärmt und dabei steigenden Chlorkonzentrationen
begegnet. Das zunächst entstehende, zähflüssige Chlormagnesium umhüllt die Teilchen der Masse und verwandelt sie in
eine Paste. Dringt die Masse beim weiteren Absinken in den Elektrolyten ein, so wird das
Magnesiumchlorid gelöst und hinterläßt die freigelegten Teilchen des Rohmaterialgemisches,
die nunmehr mit den Chlorblasen, welche die Anode umgeben, bis zur praktisch vollständigen Umwandlung reagieren, ohne
daß ein Absinken der Teilchen auf den Boden des Elektrolysiergefäßes eintreten kann.
Soweit das anodisch entwickelte Chlor bei der Chlorierung nicht vollständig verbraucht
wird, kann man es außerhalb des Elektrolysiergefäßes, gegebenenfalls nach Umwandlung
in Salzsäure, auf Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat einwirken lassen und das Reaktionsprodukt der Rohmaterialmischung
zusetzen.
Zweckmäßig sieht man noch ein in den Anodenraum hineinragendes kleines Rohr aus
feuerfestem Material vor (in der Zeichnung nicht dargestellt), das im Bedarfsfalle die Zu-
führung kleiner Mengen Luft, Kohlenoxyd oder Chlor zur Regelung des Chlorierungsprozesses gestattet. Im Zusammenhang mit
der durch einige Vorversuche festzustellenden richtigen Zusammensetzung und Menge
des Rohmaterialgemisches erleichtert es diese Maßnahme, das elektrolytisch zersetzte
Magnesiumchlorid gleichmäßig zu ersetzen und die Zusammensetzung des Elektrolyten
ίο praktisch konstant zu halten.
Bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung besitzt der den Anodenraum begrenzende
Zylinder 1 aus feuerfestem Material eine Verengung 6 oberhalb des Elektrolytniveaus.
Dadurch wird es möglich, den Anodenraum mit einer größeren Menge an Rohmaterial zu
beschicken, ohne daß die Tiefe der in den Elektrolyten eintauchenden Schicht zu groß
wird.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellte einstufige Elektrolyse
von Magnesiumchlorid beschränkt; sie kann auch mit Vorteil bei der zweistufigen Elektrolyse
angewendet werden, bei welcher in der Hauptzelle eine Metallkathode benutzt wird,
die sich mit dem gebildeten Magnesium legiert, worauf die Legierung in einer Sekundärzelle
durch Elektrolyse oder in anderer geeigneter Weise zersetzt wird. Bei dieser
Arbeitsweise kann der Querschnitt des Anodenraumes, in welchem die Chlorierung
des Rohmaterialgemisches vorgenommen wird, so· groß sein wie die Gesamtoberfläche
des Bades der Hauptzelle.
Claims (4)
- Patentansprüche:
i. Verfahren zur Herstellung vonMagnesium durch Schmelzflußelektrolyse von Magnesiumchlorid unter Ausnutzung des bei der Elektrolyse entwickelten Chlors durch Einwirkung auf ein im Anodenraum befindliches Rohmaterialgemisch, welches Magnesiumoxyd und/oder Magnesiumcarbonat und ein Reduktionsmittel, wie Kohle, enthält und in den Elektrolyten eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Elektrolyten annähernd gleich oder höher gehalten wird als die Dichte von Magnesiumoxyd und daß man das Rohmaterialgemisch teilweise in den Elektrolyten frei eintauchen läßt. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Elektrolyten'Chlorbarium in einer die Menge des Magnesiumchlorids übersteigenden Menge zusetzt.
- 3. Elektrolysiergefäß für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen die Anode umgebenden, seitlich abgeschlossenen, in den Elektrolyten hineinragenden, unten offenen Raum, in welchem die Chlorierung des Rohmaterialgemisches erfolgt.
- 4. Elektrolysiergefäß nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Verengung des Querschnittes in dem die Anode umgebenden Raum oberhalb des Elektrolytniveaus.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR589403X | 1931-04-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE589403C true DE589403C (de) | 1933-12-07 |
Family
ID=8962717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC46359D Expired DE589403C (de) | 1931-04-25 | 1932-04-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnesium durch Schmelzflusselektrolyse von Magnesiumchlorid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE589403C (de) |
-
1932
- 1932-04-26 DE DEC46359D patent/DE589403C/de not_active Expired
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