DE827413C - Zelle fuer die Schmelzflusselektrolyse von Alkali- oder Erdalkalichloriden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung bei der Herstellung von Natrium und anderen Leichtmetallen durch Elektrolyse ihrer geschmolzenen Chloride oder deren Gemische.
Es ist bereits bekannt, Metalle, wie Natrium, durch Elektrolyse ihrer geschmolzenen Chloride in Zellen herzustellen, die mittels eines Diaphragmas in zwei Abteilungen unterteilt sind, wobei sich die Elektroden an den entgegengesetzten Seiten des

ίο genannten Diaphragmas befinden und Vorrichtungen vorhanden sind, um das durch die Elektrolyse hergestellte Leichtmetall und das Chlor separat zu sammeln. In der britischen Patentschrift 238956 ist bereits eine Zelle zur Herstellung von Leichtmetallen durch Elektrolyse ihrer geschmolzenen Chloride beschrieben, wobei die Zelle im wesentlichen aus einem Gehäuse, das mit feuerfestem Material - ausgekleidet ist, besteht, <in der eine zentrale Anode und ein konzentrisch darum angeordnetes gazeartiges Diaphragma sowie eine Metallkathode vorgesehen sind. Es ist nun häufig festgestellt worden, daß bei Zellen der beschriebenen Art die feuerfeste Auskleidung des Zellgöhäuses in einem Ausmaß angegriffen wird, für das bislang

»5 keine Erklärung gefunden werden konnte, das seine Ursache aber wahrscheinlich darin hat, daß das Natriumoxyd, das bekanntlich in dem Elektrolyt anwesend ist, mit den Silicium- und Aluminiumverfbindungen des feuerfesten Materials reagiert.

Die Endprodukte des Angriffs der feuerfesten Auskleidung sind vornehmlich mit dem Elektrolyt nicht mischbar und scheiden sich zwischen dem Diaphragma und der Kathode ab, während sie in dem Ringraum zwischen der Anode und dem Diaphragma augenscheinlich von dem Chlor angegriffen und zersetzt werden. Als Folgeerscheinung ihrer elektrischen Leitfähigkeit und ihrer Unmischbarkeit bewirken die Zersetzungsprodukte der feuerfesten Auskleidung Kurzschlüsse zwischen der Kathode und dem Diaphragma, wodurch die Stromausbeute ständig reduziert wird und das Diaphragma beschädigt wird. Darüber hinaus ist als weitere Folgeerscheinung der eben erwähnten Reaktion des Chlors mit den Zersetzungsprodukten der feuerfesten Auskleidung, daß Chlor mit flüchtigen Verbindungen, wie Siliciumtetrachlorid, verunreinigt wird, was eine anschließende Reinigungsbehandlung des Chlors erforderlich macht.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Zellen der beschriebenen Art zur Elektrolyse von geschmolzenen Alkali- und Erdalkalichloriden mit einem eisernen Schirm oder Futter auszurüsten, das so angebracht wird, daß es einen Kontakt des geschmolzenen Elektrolyts mit dem bei der Konstruktion derartiger Zellen üblicherweise verwendeten feuerfesten Material verhindert.

Als brauchbares Eisenmaterial kann für das vorliegende Verfahren Weichstahl verwendet werden.

Arbeitet man gemäß der vorliegenden·Erfindung, so kann, wie festgestellt wurde, die Lebensdauer des Diaphragmas um ein Vielfaches erhöht werden, die ganze Arbeitsweise gestaltet sich wirtschaftlicher und das anfallende Chlor kann direkt für alle normalen Verwendungszwecke ohne Einschaltung einer besonderen Reinigungsbehandlung verwendet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, die normale Form der Zellkonstruktion so zu modifizieren, daß man abwechselnd ein Wärmeisoliermaterial verwendet oder geeignete Wärmeaustauschvorrichtungen vorsieht, wodurch die bei dem Verfahren frei werdenden Wärmemengen wiedergewonnen werden.

Die Zeichnung, die nur als schematisch anzusehen ist, zeigt einen Querschnitt durch eine Zelle, die mit einem Futter oder einem Schirm gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Unter Bezugnahme auf diese Zeichnung besteht diese Zelle aus einem Behälter 1, der aus feuerfestem Ziegelmaterial konstruiert ist; innerhalb dieses Behälters ist die zentrale Kohleanode 2 angeordnet, die von einer senkrechten Leitschiene, die durch den Boden des Zellbehälters läuft, gestützt wird. Um die Kohleanode ist das Metallgazediaphragma 3 angeordnet, das von der Kappe 5 herabhängt, und die Weichstahlkathode 4. In die konische Kappe 5 gelangt das Chlor, das an der Anode entwickelt wird, wenn die Elektrolyse in Gang ist, wonach das Chlor die Zelle durch die Rohrleitung 6 verläßt. Über dem oberen Ende der Kathode ist ein Kollektor 7 angeordnet, der an der Peripherie der konischen Kappe 5 befestigt ist, und zwar für das an der Kathode freigemachte Natrium, wobei dieses Natrium von dem Kollektor in das senkrechte Rohr fließt und von dort in die Vorlage 8 bzw. 9. Die feuerfeste Auskleidung wird von dem Angriff des geschmolzenen Elektrolyts 10 durch das Weichstahlfutter 11 geschützt, das an dem genannten Behälter mittels der Bolzen 12 angeschlossen ist.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zelle für Schmelzflußelektrolyse von Alkali- oder Erdalkalichloriden, 'bestehend aus einem Schirm oder einem Futter aus eisenhaltigem Material, das so angeordnet ist, daß es den Kontakt des geschmolzenen Elektrolyts mit dem bei der Konstruktion des Behältermaterials derartiger Zellen üblicherweise verwendeten feuerfesten Material verhindert.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Metallschirm aus Weichstahl besteht.

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Angezogene Druckschriften:
Kurt Arndt, Technische Elektrochemie, Stuttgart 1929, S. 255 u. 256.