DE592623C

DE592623C - Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung von Niederschlaegen besonderer Reinheit

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Publication number: DE592623C
Application number: DEK123793D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-01-17
Filing date: 1932-01-13
Publication date: 1934-02-12

Description

Wird in den Stromweg zwischen Anode und Kathode ein metallischer oder halbmetallischer Leiter gestellt, dann nimmt er die Eigenschaft eines Mittelleiters an (Abb. 1). In einem galvanischen Bade scheidet sich daher auf der einen Seite des Mittelleiters Metall ab, während sich auf der anderen Seite eine entweder genau oder annähernd gleich große Menge Metall auflöst. Diese bekannten Eigenschaften des Mittelleiters werden in ausgedehntem Maße u. a. bei der Kupferraffination angewendet.

Wenn ein Metall elektrolytisch aufgelöst und wieder gefällt wird, so ist der erhaltene Niederschlag reiner als das Ausgangsmaterial. Demnach wird das bei C abgeschiedene Metall reiner sein als das ursprüngliche Ausgängsmaterial A.

Erfindungsgemäß wird nun der Mittelleiter M

so bewegt, daß die Seiten C und D vertauscht werden (Abb. 2 und 3). Dadurch erreicht man, daß im Kathodenraum Kr der Niederschlag auf C zur Anode wird. Da dieser Niederschlag wesentlich reiner ist als das Ausgangsmaterial Ά, wird die Qualität des endgültigen Kathodenniederschlages bei K in jeder Hinsicht günstig beeinflußt. Ganz besonders sind diese Qualitätsverbesserungen wirksam bei der elektrolytischen " Herstellung solcher Eisensorten, welche gute magnetische Eignung haben sollen, weil die magnetischen Eigenschaften um so besserwerden, je reiner das Eisen ist. Man arbeitet sinngemäß so, daß der Mittelleiter M zunächst auf der einen Seite eine genügend dicke Schicht des niederzuschlagenden Metalls elektrolytisch aufgetragen erhält. Nun wird der Mittelleiter in die elektrolytische Zelle derart eingesetzt, daß die Seite mit dem Metallniederschlag der Kathode zugekehrt ist (Abb. 3). Man elektrolysiert dann so lange, bis der Niederschlag von C zum großen Teü, aber nicht vollständig abgelöst erscheint. Während dieser Zeit hat sich auf der anderen Seite D ein gleich oder fast gleich dicker Niederschlag gebildet. Der Mittelleiter wird hierauf gewendet, so daß jetzt der Niederschlag D gelöst wird, während bei C niedergeschlagen wird usw. Für diese Arbeitsweise gemäß der Erfindung ist es also kennzeichnend, daß der eigentliche Mittelleiter M im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, welche sich löslicher Mittelleiter bedienen, durch den Strom überhaupt nicht angegriffen wird, sondern nur der auf ihm abgeschiedene Metallniederschlag. Die Bewegung des Mittelleiters kann auf verschiedenartige ■ Weise, periodisch oder kontinuierlich, erfolgen. Ebenso ist die Form des Mittelleiters (Bänder, Platten, Rohre, Netze usw.) keiner Beschränkung unterworfen.

Für manche Metallabscheidungsverfahren, besonders für solche, die mit stückigem, losen, -

pulverigen oder mechanisch oder chemisch verunreinigtem Anodengut arbeiten, ist es zweckmäßig, den Mittelleiter so auszubilden, daß der Anodenraum vom Kathodenraum möglichst vollkommen getrennt ist. Dadurch werden Verunreinigungen des Elektrolyten im Anodenraum daran gehindert, zur Kathode zu kommen, so daß der Mittelleiter auch die Wirksamkeit eines Diaphragmas hat, ohne dessen Nachteile, wie ίο Porenverstopfung, Zerbrechlichkeit, hoher Prei usw., aufzuweisen. Diese Schutzwirkung des Mittelleiters kann durch zweckmäßige Elektrolytbewegung mit einer in die Zirkulation eingebauten Reinigungsvorrichtung sehr gefördert werden. Entweder führt man den Elektrolyten so, daß immer nur gereinigte Flüssigkeit in den Kathodenraum und von dort durch die engen von Mittelleiter und Gefäß gebildeten Kanäle in den Anodenraum fließt, oder man führt die gereinigte Flüssigkeit nur durch den Kathodenraum, während man den Anodenraum möglichst unbewegt läßt, oder man richtet für Kathoden- und Anodenraum je eine Zirkulationsleitung mit eingebauter Reinigungsvorrichtung ein. Man kann auch das Elektrolytzirkulationssystem durch eine für Kathoden- und Anodenraum gemeinsame Rohrleitung in der Art vereinfachen, daß an der Außenwand der Wanne ein Verbindungsrohr eingebaut wird, dessen eines Ende in den Kathodenraum und dessen anderes Ende in den Anodenraum mündet.

Durch diese Arbeitsweise wird also eine doppelte Raffination des Metalls mit allen ihren Vorteilen in einem einzigen Bade erreicht. Selbstverständlich kann man durch mehrere hintereinandergeschaltete Mittelleiter, die in der oben angeführten Weise bewegt werden, eine noch weitergehende Raffination erzielen (Abb, 4). Die Gasentwicklung wird unwirksam gemacht, indem zwischen Anode und Mittelleiter ein Gasabzugsrohr angeordnet wird, welches durch die Wannenwand ins Freie führt. Vorteilhaft wird dieses Abzugsrohr knapp unterhalb des Mittelleiters und, wenn dieser schief zum Badflüssigkeitsspiegel gelagert ist, knapp bei jenem Punkt der Kathodenseite des Mittelleiters angeordnet, der dem Flüssigkeitsspiegel am nächsten ist.

Wenn sich am Mittelleiter elektrolytische Nebenvorgänge abspielen, z. B. Wasserstoffentwicklung, so ist es zweckmäßig, eine entsprechende Strommenge von ihm nach außen ab- bzw. zuzuführen, wodurch erreicht wird, daß sich auf der einen Seite des Mittelleiters genau so viel Metall niederschlägt, als sich auf der anderen Seite löst.

Man kann dem Mittelleiter auch von außen" her eine fremde Stromart, z. B. Wechselstrom, zuführen.

Zur Beeinflussung der Dicke des Endniederschlages, beispielsweise zum Ausgleich der durch die Randstromlinienstreuung bedingten Verdickung der Ränder, kann der Mittelleiter mit Isolierstoffen abgeblendet werden.

Der Mittelleiter kann auch hohl ausgebildet und durch Heizung oder Kühlung auf eine von der Elektrolyttemperatur verschiedene Temperatur gebracht werden.

Beispiele

1. Der Mittelleiter M (Abb. 5) ist als Blech ausgebildet, das, auf Leisten V gelagert, den Anodenraum Ar gegen den Kathodenraum Kr völlig oder fast völlig abschließt. Blenden L verhindern, daß der Niederschlag an den Rändern bei K ungleichmäßig dick wird. Nach einem Zeitraum, der durch die Ablösungsdauer des Niederschlages auf M eine äußerste Grenze hat, -wird K und L herausgenommen und M umgedreht, so daß die früher unten befindliche Seite C nach oben kommt.

2. Der Mittelleiter ist durch ein endloses Metallband (Abb. 6) gebildet, das über Rollen R geführt ist, die ihm eine langsame Bewegung erteilen, so daß die untere Seite des Bandes allmählich nach oben kommt und die obere Seite D nach unten. Im Anodenraum schlägt sich Metall auf das Band bei C nieder, das durch die Bewegung in den Kathodenraum Kr kommt und dort bei D gelöst wird.

3. Im Elektrolysierbottich B (Abb. 7) ist das Anodengut A am Boden aufgeschichtet. Über dem Anodengut A ist auf Leisten V der Mittelleiter M gelagert, wodurch der Bottich in Anodenraum Ar und Kathodenraum Kr so geteilt wird, daß sie voneinander völlig oder fast völlig abgeschlossen sind. Die Stromzuführung erfolgt zur Kathode K durch die Leitung Ks und zur Anode durch die Leitung .4 s.

Das im Anodenraum Ar sich entwickelnde Gas hat, wenn der Anodenraum Ar durch den Mittelleiter M völlig angeschlossen ist, keinen Abzug. Die Abzugsmöglichkeit wird durch den Einbau des Gasabzugsrohres G geschaffen.

Wenn der Anodenraum Ar vom Kathodenraum Kr durch den Mittelleiter M vollkommen abgeschlossen ist, dann wird die Anordnung des Rohrsystems so gewählt, daß der Elektrolyt durch das Rohr I in den Kathodenraum eintritt, durch das Verbindungsrohr II aus dem Kathodenraum in den Anodenraum fließt und von diesem durch das Rohr III austritt.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung von Niederschlagen besonderer Reinheit unter Anwendung eines oder mehrerer metallischer oder halbmetallischer, anodisch löslicher oder unlöslicher Mittelleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Mittelleiter zur Kathode kontinuierlich oder periodisch so geändert wird,

daß eine mindestens doppelte Raffination des an der Anode in Lösung gehenden Metalls in einem Arbeitsgange erzielt wird, indem von dem Mittelleiter oder von den Mittelleitern durch den Strom nur diejenigen Metallniederschläge gelöst werden können, die sich an dem bzw. an den Mittelleitern gebildet haben.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kurzschließen des oder der Mittelleiter mit der Anode bzw. der Kathode über entsprechend bemessene Widerstände die elektrolytischen Vorgänge an dem oder an den Mittelleitern derart beeinflußt werden, daß sich an ihnen genau soviel Metall abscheidet wie auflost.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Dicke des Niederschlages am Mittelleiter Blenden angebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mittelleiter eine der eigentlichen Elektrolyse fremde Stromart zugeführt wird.
5. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anode und Mittelleiter bzw. bei Verwendung mehrerer Mittelleiter zwischen Anode und Mittelleiter und zwischen den einzelnen Mittelleitern ein bzw. mehrere durch die Wannenwandung ins Freie führende Gasabzugsrohre angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelleiter den Anoden- vom Kathodenraum vollständig oder möglichst vollständig abschließt und gegebenenfalls eine direkte Verbindung zwischen den voneinander getrennten Anoden- und Kathodenräumen durch eine oder mehrere in die Wannenwand eingebaute Verbindungsrohre hergestellt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen