DE933027C

DE933027C - Zelle fuer die Elektrolyse von Alkalisalzen mit Quecksilberkathode

Info

Publication number: DE933027C
Application number: DEN130A
Authority: DE
Inventors: Jan Dr Oosterman
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1948-12-27
Filing date: 1949-11-06
Publication date: 1955-09-15
Also published as: FR1000268A; NL71709C; BE491944A; US2688594A; GB659565A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. SEPTEMBER 1955

N 130 IVb/121

Bei der Elektrolyse von Alkalisalzen;, bei der eine Säure an der Anode gebildet wind, benutzt man zwecks Verhinderung der Diffusion der Säure zur Kathode ein Diaphragma, und zwecks Verhinderung der Ansammlung des an der Kathode entwickelten Wasserstoffes wird die Anode mit dem Diaphragma mit einer bestimmten Neigung in bezug' auf die horizontale Quecksilberkathode angeordnet (britische Patentschrift 471 912). Es ist ein Nachteil einer solchen Anordnung, daß der Abstand zwischen der Anode und der Kathode nicht überall der gleiche ist und daß der elektrische Widerstand der Flüssigkeit an den Stellen des größten Abstandes zwischen Anode und Kathode größer und somit der Stromdurchgang dort kleiner ist als an den Stellen des geringsten Abstandes. Die Zelle kann also niemals mit der größten Stromdichte, welche an den Stellen des kleinsten Elektrodenabstandes zulässig wäre, belastet und also nicht über ihre ganze Oberfläche auf Höchstleistung¹ eingestellt werden.

Die deutsche Patentschrift 701 771 empfiehlt, die horizontale Quecksilberkathode durch eine stufenförmige Kathode zu ersetzen, wodurch allzu große örtliche Unterschiede vermieden werden. Diese Konstruktion ist ziemlich kompliziert und ergibt auch Schwierigkeiten mit toten Winkeln oder Feldern im Quecksilberfluß, wo das Quecksilber nicht genügend fließt und zuviel Natrium aufnimmt. Dadurch kann leicht eine unerwünschte örtliche Zer-Setzung des Natriumamalgams unter Wasserstoffentwicklung auftreten. Weiter ist das Material, über welches das Quecksilber fließt, nichtleitend oder besitzt eine nichtleitende Bekleidung. Dies erschwert die -Stromzufuhr.

Für eine richtige Verteilung des Quecksilbers über den Boden, besonders wenn die Zelle eine große Länge aufweist, ist es vorteilhaft wenn man

in bekannter Weise den Boden ganz oder zum Teil mit senkrecht zur Richtung des Queefcsilberflusses angeordneten Hindernissen, eng nebeneinanderliegenden Riefen oder Rillen, versieht. Die ernndungsgemäße Zelle ist dadurch gekennzeichnet, daß der Metallboden der Zelle flach oder annähernd flach ist, als Oberfläche für den Quecksilberfluß dient und dem Diaphragma und der Anode parallel läuft, wobei die Neigung des ίο Bodens und' der Anode hinsichtlich der Horizontale zwischen ι : 50 und 1 : 5 liegt und vorzugsweise ι : 10 beträgt.

Zwecks Verbesserung der erfindungsgemäßen Zelle können Streifen aus nichtleitendem säurefestem Material auf dem Boden vorgesehen sein, welche sich in ihrer Längsrichtung über den Boden zwischen der Zuführungsstelle und der AbführungSH stelle des Quecksilbers erstrecken und zur Stützung des Diaphragmas dienen.

ao Durch die Parallelführung von Kathode, Diaphragma und Anode wird es ermöglicht, immer den gleichen geringen Abstand zwischen) Anode und Kathode zu gewährleisten.. Damit ist der elektrische Widerstand an allen Stellen gleich niedrig, und damit verbunden erzielt man durch· die erfindungsgemäße Anordnung gleiche Stromdichte an allen Stellen zwischen Anode und Kathode un^!d höhere Ausbeuten als bei allen bisher bekannten Verfahren. Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Anordnung folgt eine Beschreibung an Hand der Zeichnung.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch die Zelle; Fig. 2 ist ein Querschnitt.

ι ist ein schwach geneigter, rechteckiger Eisenboden mit einer Zuführung 2 und einer Abführung 3 für das Quecksilber, welches in einer dünnen geschlossenen Schicht 4 als Kathode über den Boden fließt. Ein Diaphragma 5 und eine durchlöcherte Bleianode 6 sind parallel zum Eisenboden 1 angeordnet. Im Böden 1 sind Streifen 7, 7¹ aus nichtleitendem, säurefestem Material eingelassen, welche sich in der Längsrichtung zwischen der Einführung'sstelle und der Abführungsstelle des Quecksilbers erstrecken, so daß sie den Quecksilberfluß nicht stören. Diese Streifen 7, 7¹ dienen zur Stützung des Diaphragmas 5. Über dem Boden 1 befindet sich der Behälter 8, der durch Schrauben 9, 9¹ mit dem Boden verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich Diaphragma 5 und Anode 6 leicht auswechseln. Die Wände 11 der Zelle sind aus nichtleitendem, säurefestem Material hergestellt oder können damit bekleidet sein. Der nicht mit Quecksilber bedeckte Bodenteil 1 ist ebenfalls mit säurefestem Material bekleidet. Die Bekleidung und die Streifen 7, 7¹ können aus Hartgummi, Glas oder einem ähnlichen säurefesten, nichtleitenden Material bestehen.

Mit der erfindungsgemäßen Zelle wurden besonders günstige Ergebnisse erhalten, wenn man ein aus einem mit- Gummilatex imprägnierten Gewebe bestehendes Diaphragma benutzte.

Die Alkalisalzlösung wird während des Betriebes der Zelle in bekannter Weise unter dem Diaphragma 5 am niedrigsten Teil 12 des Bodens-1 zugeführt und in entgegengesetzter Richtung zum Quecfcsilberfluß bei 10 albgeführt. Wie bei der Elektrolyse bekannt ist, ist es vorteilhaft, eine größere Menge der Lösung als die durch das Diaphragma hindurchgehende zuzuführen. Der Überschuß fließt gleichfalls durch den Kathodenraum und kann, wie in Fig. 1 angegeben, bei 13 abgeführt werden. Es ist jedbch auch möglich, die Flüssigkeit bei 13 einzuführen, mit oder ohne Ablauf bei 12.

Die erfindungsgemäße Zelle weist nebst dem überall gleichen Abstand zwischen Anode und Kathode und der einfachen Konstruktion noch die folgenden Vorteile auf:

Infolge des verwendeten Neigungswinkels liegt das Quecksilber nur in sehr dünner Schicht vor, so daß die Zelle im Vergleich zu den bekannten Zellen eine besonders geringe Quecksilbermenge benötigt, während trotzdem ein kontinuierlicher und unbehinderter Quecksilberfluß erhalten wird.

Infolge des Fehlens eines Überzuges auf dem Metallboden, der aus jedem geeigneten amalgamierfähigen Metall hergestellt sein kann, wind nicht nur eine Ersparnis erzielt, sondern auch die Stromzufuhr zum Quecksilber, welches über die ganze Oberfläche in leitender Verbindung mit dem- Metallboden steht, kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß die Stromschienen mit dem Boden verbunden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zelle für die Elektrolyse von Alkalisalzlösungen mit Quecksilberkathode, wobei Quecksilber und Alkalisalzlösung im Gegenstrom zueinander geführt werden, mit gegen die Waagerechte geneigtem Diaphragma und unmittelbar auf diesem aufliegender, durchbrochener Bleianode, dadurch gekennzeichnet, daß der das Quecksilber tragende Boden parallel zum Diaphragma verläuft und der Neigungswinkel zwischen 1 : 50 und 1 : 5 liegt und vorzugsweise ι : 10 beträgt.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma durch längs zur Strömungsrichtung des Quecksilbers verlaufende, auf dem Zellenboden angeordnete Stege aus nichtleitendem, säurefestem Material getragen wird.

Angezogene Druckschriften :
Deutsche Patentschriften Nr. 145749, 286 on, 340.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 509542 9.55