DE646421C

DE646421C - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung von Bleiweiss

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Publication number: DE646421C
Application number: DEH131794D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-05-14
Filing date: 1932-05-14
Publication date: 1937-06-17

Description

Es sind Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Bleiweiß bekannt, bei denen Bleielektraden und/als Elektrolyt Alkalinitratlösungen verwendet werden und die unter Zuführung von Kohlensäure arbeiten. Man hat auch schon vorgeschlagen, den Elektrolyten bei derartigen Verfahren außerhalb des Bades mit Kohlensäure aufzusättigen. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch stets eine verhältnismäßig große Menge von metallischem Blei in Form von Bleischwamm ausgeschieden, Die Folge der Ausscheidung von Bleischwamm ist eine Graufärbung des Bleiweißes, so daß zur Erzielung einer weißen Farbe der Bleischwamm unter häufiger Unterbrechung des Arbeitsganges entfernt werden muß, ohne daß jedoch die Graufärbung vollständig vermieden werden könnte.

Es wurde nun gefunden, daß die Ausscheidung von metallischem Blei vermieden und ein rein weißes Bleiweiß in entsprechend höherer Ausbeute gewonnen werden kann, wenn man in an sich bekannter Weise Bleielektroden und als Elektrolyten Alkalinitratlösungen verwendet und den Elektrolyten, der unter ständiger Bewegung die Zelle durchfließt, außerhalb der Zelle mit Kohlensäure sättigt, dabei aber mit einer kathodischen Stromdichte von mindestens 200 Amp./m² arbeitet und dem zirkulierenden Elektrolyten .geringe . Mengen von Leim oder Gelatine zusetzt.

Der Zusatz von Kolloiden, wie Gelatine, Leim u. dgl., bei der Ausfällung weißer-Farben, wie Bleiweiß, Lithopone, Schwefelzink, ist bekannt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um elektrolytische Herstellungsverfahren. Auch soll dort durch den Zusatz der Kolloide nicht die Ausscheidung von metallischem Blei vermieden, sondern die Deckkraft der Erzeugnisse durch Bildung einer amorphen Fällungsform erhöht werden. Es war jedoch nicht vorauszusehen, daß ein Zusatz geringer Menge von Leim und Gelatine bei der elektrolytischen Herstellung von Bleiweiß im Zusammenwirken mit einer ganz bestimmten kathodischen Stromdichte die Ausscheidung von metallischem Blei verhindern würde.

Der erfindungsgemäße Kolloidzusatz von Leim oder Gelatine kommt zweckmäßig in o,oi%iger wäßriger Lösung zur Anwendung. Auf eine Tonne Bleiweiß werden etwa 2 kg Gelatine oder Leim verbraucht.

Vorteilhaft besteht der Elektrolyt aus einer schwachen Natriumnitratlösung, die beispielsweise 0,75 bis 2 °/₀ Natriumnitrat enthält.

Die Elektrolyse wird zweckmäßig mit Hilfe von Elektroden, welche einen Abstand von etwa 12 bis 20 mm voneinander haben, ausgeführt.

Zum Regulieren der Alkalität des Elektrolyten und des \^Terhältnisses von Hydroxyd zu Carbonat im Produkt kann Ameisensäure oder Salpetersäure verwendet werden. Die zum Ausgleich der Alkalität eingeführte Säuremenge soll äußerst klein sein und im allgemeinen in hochverdünnter Form eingeführt werden. Ameisensäure kann zweckmäßig als i%ige wäßrige Lösung verwandt werden.

Im allgemeinen wird eine Sättigung des Elektrolyten mit Kohlendioxyd durch eine Zerstäubung des Elektrolyten in Gegenwart von gasförmigem Kohlendioxyd erreicht. Um die zur Sättigung des Elektrolyten notwendigen Bedingungen zu schaffen, läßt man den Elektrolyten durch die elektrolytische Zelle oder Zellen zirkulieren, zerstäubt den Elektrolyten in einer geeigneten Apparatur außerhalb der Zellen in Gegenwart von Kohlendioxyd und führt ihn darauf zu den Zellen zurück. Durch diese Sättigungsmethode kann im Elektrolyten während seines Durchflusses durch die Zelle eine praktisch vollständige Sättigung mit Kohlendioxyd aufrechterhalten und seine Wirkungsweise in der Zelle gleichmäßig gestaltet werden.

Innerhalb gewisser Grenzen sind Stromstärke, Spannung und Salzkonzentration im Elektrolyten wechselseitig voneinander abhängig. Zweckmäßig wird bei einem eine i%ige Xatriumnitratlösung enthaltenden Elektrolyten und einem Elektrodenabstand von etwa 12 bis 20 mm eine Stromdichte von mindestens 200 Amp., im allgemeinen 250 Amp. und darüber, angewandt.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen im Grundriß (Fig. 1) und Aufriß (Fig. 2), bei dem einige Teile fortgebrochen sind, die Konstruktion eines Elektrolyseurs gemäß der Erfindung. Der elektrolytische Trog oder die Zelle besteht aus einer Vorkammer oder Abteilung a, einer Fällkammer b und einer Austrittskammer c, wobei die Fällkammer b von den anderen an entgegengesetzten Seiten liegenden Kammern durch vertikale Scheide-So, wände ei und e getrennt ist. Die Elektroden f werden in vertikale Schlitze oder Rillen in den angrenzenden Seiten der genannten Scheidewände d und e geschoben. Der Elektrolyt tritt ein und verläßt die Fällkammer durch Löcherg und h, welche erfindungsgemäß zwischen den vertikalen Rillen so angeordnet sind, daß der Elektrolyt gezwungen ist, zwischen den Elektroden von der einen Seite zu der anderen Seite der Kammer zu fließen. Die Summe der Querschnittsflächen der genannten Löcher wird zur Einfiußgeschwindigkeit des Elektrolyten in die Vorkammer in ein solches Verhältnis gesetzt, daß ein praktisch gleichmäßiger Strom durch alle Löcher gewährleistet wird. In der Praxis zeigte sich, daß bei übermäßig großem Gesamtquerschnitt im Verhältnis zur Menge des durchfließenden Elektrolyten die Strömungsgeschwindigkeit zwischen manchen Elektroden so langsam wird, daß dort das Kohlendioxyd aufgebraucht ist, bevor der Elektrolyt die Austrittskammer erreicht. Auf diese Weise arbeitet der Elektrolyseur nicht zufriedenstellend, und es wird ein gemischter, minderwertiger Niederschlag gewonnen.

Dadurch, daß der Elektrolyt durch eine Vorkammer α und eine Austrittskammer c auf entgegengesetzten Seiten der Fällkammer b geleitet wird, wird eine gleichmäßige Strömung aufrechterhalten mit dem Erfolge, daß es bei zweckmäßiger Proportionierung der Löcher g und Ii für den Ein- und Austritt aus der Fällkammer gelingt, gleichmäßige Niederschläge von Bleiweiß zu gewinnen.

Der Elektrolyt wird nach Verlassen des Elektrolyseurs wieder mit Kohlendioxyd durch Zerstäubung in Anwesenheit von Kohlendioxyd gesättigt und zur Vorkammer zurückgeleitet. Gegegebenenfalls kann der Elektrolyseur auch für eine' vertikale Strömung des Elektrolyten an Stelle einer horizontalen Strömung eingerichtet werden.

Ausführungsbeispiel

Es werden Zellen mit einer Länge von 5,5 m, einer Breite von 0,75 m und einer Tiefe von 1,2 m (innen gemessen), ferner 100 Anoden und 100 Kathoden aus Blei mit einer eingetauchten Oberfläche von 60 cm Tiefe, 30 cm Breite und 1,5 cm Dicke verwendet, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Elektroden etwa 12 bis 20 mm und die auf der Kathode angewandte Stromdichte etwa 200 Amp./m² eingetauchter Elektrodenfläche bei etwa 3 Volt Anfangsspannung beträgt. Der Elektrolyt besteht aus 98 % Wasser, 2 °/o Natriumnitrat und Spuren von Gelatine, die in Mengen von 90 g pro Stunde in Form einer i°/_oigen Lösung zugesetzt wird. Die Elektrolytmenge beträgt etwa 10 0001 und fließt mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 13 500 1 pro Stunde durch den Elektrolyseur. Die Elektro-1 lytflüssigkeit wird mit Hilfe einer außerhalb des Elektrolyseurs befindlichen Vorrichtung mit CO₂ gesättigt. Die Elektrolyse dauert etwa 40 Stunden. Das erzeugte Bleiweiß sinkt durch das eigene Gewicht herab und wird von Zeit zu Zeit gesammelt. Als Endprodukt dieser Elektrolyse werden 1% kg Bleiweiß lao pro kg korrodiertes metallisches Blei, insgesamt etwa 2100 kg, gewonnen. Das weiße

Endprodukt besteht aus 69 °/₀ Bleicarbonat und 31 °/₀ Bleihydroxyd.

Entsprechend diesem Beispiel durchgeführte Vergleichsversuche mit und ohne den erfindungsgemäßen Gelatinezusatz ergaben Erzeugnisse folgender Zusammensetzung:

i. mit Gelatine:

Bleicarbonat 71 %

Bleihydroxyd 28,5 %

metallisches Blei 0,0 %

lösliche Salze und nicht bestimmteBestandteile 0,5 %

2. ohne Gelatine:

Bleicarbonat ........ 72 °/o

Bleihydroxyd 26,5 %

metallisches Blei 1 %

lösliche Salze und nicht bestimmteBestandteile 0,5 %

Ohne Gelatinezusatz mußten die Bleiplatten etwa alle 3 Stunden von Bleischwamm befreit werden, während mit Gelatinezusatz das Verfahren ununterbrochen durchgeführt werden konnte.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Bleiweiß unter Verwendung

' von Bleielektroden und wäßrigen Alkalinitratlösungen als Elektrolyten, der unter ständiger Bewegung die Zelle durchfließt und außerhalb der Zelle mit Kohlensäure gesättigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung einer kathodischen Stromdichte von mindestens 200 Amp./m² geringe Mengen von Leim oder Gelatine dem zirkulierenden Elektrolyten zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolloidzusatz von Leim oder Gelatine in o,oi%iger wäßriger Lösung zur Anwendung kommt.

3. Elektrolyseur zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einer Fällkammer (b), die in an sich bekannter Weise von einer Vorkammer (α) und einer Austrittskammer (c) durch Scheidewände (d, e), zwischen denen die Elektroden (/) gehalten werden, getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Scheidewänden Löcher (g und K) befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen