DK147110B - Fremgangsmaade til behandling af en elektrolyt paa vaeskeform samt elektrokemisk reaktor hertil - Google Patents

Description

147110 i 1 Opfindelsen angår en fremgangsmåde til behandling af en elektrolyt på væskeform og som angivet i krav l's indledning, samt en elektrokemisk reaktor til brug ved udøvelse af fremgangsmåden og som angivet i 5 krav 3's indledning.

Elektrokemiske reaktorer anvendes i et stort antal forskellige processer, og følgelig anvendes et stort antal forskelligt opbyggede reaktorer. Blandt disse 10 processer kan nævnes elektrokemisk syntese, elektrolyse, elektrisk raffinering, elektrisk udvinding, elektrometallurgi, elektrisk frembringelse af kemiske stoffer, samt elektrokemisk behandling af affald.

15 Virkningsgraden af en hvilken som helst elektrokemisk reaktor er i høj grad afhængig af arbejdselek-trodens egenskaber, nærmere betegnet dennes overfladeareal og den elektriske potentialefordeling på elektrodens overflade. Dersom arealet af den i berø-20 ring med elektrolytten stående overflade gøres så stort som muligt, vil elektroden være i stand til at frembringe en stor masseoverføringsflux, og dersom potentialet er konstant over denne overflade, vil det være muligt at styre elektroden præcist, så 25 den bliver meget selektiv, og kan sikre opnåelsen af ønskede resultater. Da den økonomiske og kommercielle lønsomhed af en hvilken som helst elektrokemisk proces i stor udstrækning afhænger af reaktorens virkningsgrad, vil enhver forbedring af reak-30 torens ydelse derfor have en væsentlig indflydelse på omkostningerne ved at udføre processen.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.333.018 kendes en reaktor med en elektrode til simpel og hur-35 147110 2 1 tig udtrækning af indvundet metal fra en opløsning indeholdende metalioner. Elektroden svarer i brug til enhver konventionel pladeelektrode, som neddyp-pes i en elektrolyt. Elektroden adskiller sig imid-5 lertid fra pladeelektroder ved, at den efter at være påført sølv kan brændes og derved efterlade sølvet.

Det skal bemærkes, at offentliggørelsesskriftet ikke angiver anden grund til anvendelse af karbon-fibre, end at elektroden kan brændes væk og efter-10 lade sølvet.

Nærværende opfindelse er især beregnet til rensning af spildevand med lave koncentrationer af opløst metal, f.eks. spildevand fra kemisk industri, såsom 15 galvaniseringsindustri og anden metaludfældnings industri, hvor man idag har meget store problemer med at få restindholdet af opløst metal ned under miljømyndighedernes krav til spildevand, der må udledes til det offentlige afløbsnet.

20

Formålet med opfindelsen er at angive en fremgangsmåde og et apparat til at rense sådanne affaldsvæsker for opløst metal, således at så godt som alt metallet tilbageholdes.

25

Dette opnås ved at gå frem som angivet i krav l's kendetegnende del, f.eks. under anvendelse af et apparat som angivet i krav 3's kendetegnende del. Yed at lade den væske, der skal renses, løbe gennem en 30 arbejdselektrode, der består af elektrisk ledende fibre, på en ganske bestemt måde, nemlig således, at fibrene omskylles af væsken, så al væske kommer i intim komtakt med fibrene, får man tilbageholdt så godt som alt metallet ved hjélp af den påtrykte 35 3 147110 1 potentialforskel. Det er vigtigt, at apparatet er udformet således, at væsken ikke kan gennemløbe dette , uden at det passerer igennem arbejdselektroden.

5 Hvis man går frem som angivet i krav 2, f.eks. under anvendelse af et apparat udformet som angivet i krav 4, fås en optimal rensning af spildevandet.

Carbonfibrene får den største virkning og giver der-10 med en næsten fuldstændig tilbageholdelse af opløst metal, når de er udformet som angivet i krav 5 og 6.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvorpå 15 fig. 1 skematisk viser et snit gennem en elektrokemisk reaktor, der omfatter en udførelsesform for en elektrode ifølge opfindelsen, 20 fig. 2 skematisk viser et snit gennem en anden udførelsesform for en reaktor med en elektrode ifølge opfindelsen, 25 fig. 3 skematisk viser en anden udførelses form for en elektrode,' fig. 4 i perspektiv viser en yderligere elektrode ifølge opfindelsen, 30 fig. 4a set fra siden viser endnu en elektrode ifølge opfindelsen, fig. 5 noget skematisk viser et snit gennem en 35 4 M7110 1 reaktor med den i fig. 4. viste elek trode 3 fig. 6 set fra siden viser endnu en udførelses-5 form for en elektrode, og fig. 7 er et snit gennem en reaktor med den i fig. 6 viste elektrode.

10 Der henvises først til fig. 1, som viser en enkel udformning af en reaktor 20, med en opadtil åben elektrolytbeholder 22 og et nær ved dennes øverste åbne ende beliggende elektrolyt-udløb 24, Dette udløb bestemmer også elektrolyt-niveauet i elektrolytbe-15 holderen 22.

Reaktoren 20 omfatter tillige en arbejdselektrode 26, som er fyldt med carbonfibre 27 og er anbragt midt i elektrolytbeholderen 22. Arbejdselektroden 26 20 er anbragt inden i en rørformet mod-elektrode 28, og den omfatter et hus 29, der i sin tur omfatter en stort set cylindrisk hoveddel 30 af asbest eller lignende med en bund 32, samt et topaggregat 34. Hoveddelen 30 har nær ved bunden 32 et antal små åb-25 ninger 35 for at gøre det muligt for elektrolytten at forlade huset 29. Åbningerne 35 er små i forhold til længden af en carbonfiber 27, så at der er ringe sandsynlighed for, at en fiber skal kunne komme ud af huset 29.

30

Topaggregatet 34 består af en ringfatning 36, som passer tæt i hoveddelen 30's øverste ende og er fastgjort hertil ved hjælp af et egnet klæbemiddel.

5 147110 1 Ringfatningen 36 i topaggregatet 34 har et indvendigt gevind til optagelse af et udvendigt gevindskåret sammenpresningsorgan 38 med en øverste firkantdel 40, som gør det muligt at dreje organet 38 i 5 forhold til ringfafcningen 36 ved hjælp af en nøgle.

En låsemøtrik 42 tjener både til at fastholde en kabelsko 44 i stilling og til at låse sammenpresningsorganet 38 i en foretrukken stilling i ringfatningen 36. Kabelskoen 44 er forbundet med den ene 10 ende af en isoleret ledning 46.

Modelelektroden 28 omfatter en opadragende del 48, som ved hjælp af et fastgørelsesorgan 50 er forbundet med en yderligere kabelsko 52. Denne kabelsko 15 optager en yderligere isoleret ledning 54, der -som vist skematisk - indgår i en strømforsyningskreds med en strømkilde 55, som tillige er forbundet med ledningen 46.

20 Et elektrolytindløb 56 er indrettet til at føre elektrolyt direkte fra reaktoren 20’s yderside og ind i arbejdselektrodens 26 indre. På dette sted kommer elektrolytten i berøring med earbonfibrene, inden den strømmer ud gennem åbningerne 35 i hoved-25 delen 30 og derpå forbi modelelektroden 28 og derfra ud gennem udløbet 24.

I den viste udformning er elektroden 26 indrettet til at samles på følgende måde. Først anbringes car-30 bonfibrene i hoveddelen 30, hvorpå topaggregatet 34 bringes til indgreb med hoveddelens 30 øverste ende.

For nemheds skyld er earbonfibrene bundtet ganske tæt sammen, og deres længde svarer nogenlunde til hoveddelens 30 længde. Så snart ringfatningen 36 er 35 147110 6 1 på plads på hoveddelen 3Q, skrues sammenpresningsde-len 38 Ind i ringfatningen 36 ved hjælp af en nøgle på organets 38 firkantdel 40. Herved sammenpresses carbonfibrene tilstrækkeligt til, at de holdes i 5 trykindgreb med hinanden, idet - selv om fibrene er ganske små i diameter - de ér ret stive i forhold til deres størrelse. Som følge heraf vil fibrene, forudsat en tilstrækkelig sammenpakning i huset 29, bringes til indgreb med hinanden, når der udøves 10 en sammenpresning ved husets ene ende, så at der sikres elektrisk kontakt mellem fibrene. Tillige vil der, på grund af fibrenes forsvindende elektriske modstand og det store antal kontaktpunkter mellem hver fiber og nabofibrene, være en i hovedsagen 15 konstant elektrisk spænding overalt på samtlige fibre. Så snart der er opnået en sammenpresning, bringes kabelskoen 44 til indgreb med sammenpresningsorganet 38, og låsemøtrikken spændes for at holde både kabelskoen 44 og sammenpresningsorganet 20 38 i stilling.

Under driften anvendes en strømforsyningsfenhed 55» der svarer til den anvendte metode. Dersom man ønsker at opsamle kationer, så skal arbejdselektroden 26 25 udgøre katoden. Dersom man derimod ønsker at opsamle anioner, så skal arbejdselektroden-være anode.

Arbéjdselektrodens udformning kan ændres på forskellig måde, og den ønskede virkning opnås stadig.

30 Fibrenes længde svarer fortrinsvis til længden af hoveddelen 30. Længden kan imidlertid ændres, forudsat at der er tilvejebragt tilstrækkelig elektrisk kontakt mellem fibrene, uden at der opstår nogen væsentlig hindring for elektrolyttens strømning mel-35 7 147110 1 lem fibrene. Det vil kunne indses, at dersom, fibrene gøres kortere, vil de nærme sig en størrelse, hvor sammenpakningen af fibrene vil få eri uheldig indvirkning på elektrolyttens strømning.

5

Det har vist sig, at carbonfiber-elektroder af den beskrevne type er særdeles effektive, hvad der først og fremmest skyldes den forsvindende lille elektriske modstand i de enkelte fibre, så at der kan oprethol-10 des et i hovedsagen konstant potentiale i fibrene, og tillige på grund af det ekstremt store overfladeareal, som kan opnås ved at anvende disse fibre i en elektrode é£f given størrelse. Typiske egnede earbon-fibre fremstilles af Courtaulds Limited, Carbon 15 Fibers Unit, Coventry, England, og forhandles under varemærket GRAFIL. Hver af disse fibre har i de typiske tilfælde en diameter på mellem 5 pg 15 p„ men andre størrelser leveres også. Fibrene forhandles i form af bundter, som hvert indeholder mellem fem og 20 ti tusind fibre. Derfor er det praktisk at udforme en elektrode af den viste art på en sådan måde, at man tager en del af bundtet og anbringer i en beholder, som f.eks. huset 29, hvorpå der udøves en fra enden virkende kraft imod fibrene, så at disse 25 bringes i intim elektrisk kontakt med hinanden. For et hus af en given størrelse vil masseoverføringen imidlertid falde med stigende fibertværsnit, da fibrenes overfladeareal formindskes.

30 Det har også vist sig, at carbonfibre besidder egenskaber, som på uventet måde er fordelagtige for virkningsgraden af elektrokemiske processer i almindelighed. Fibrene har en ringe absorption, og er inden for et forholdsvis stort arbejdsspændingsom- 35 8 147110 1 råde ikke tilbøjelige til at blive, belagt med en skadelig hinde på overfladen.

Som følge af disse egenskaber kombineret med fibre-5 nes store overfladeareal pr. elektrodevolumenenhed er det muligt at opnå forholdsvis store masseoverføringshastigheder .

En yderligere egenskab, der er af betydning, er de 10 fordelagtige overspændingsforhold. Overspændingerne for hydrogen og oxygen er høje (navnlig i neutrale opløsninger), så at carbonfibre kan anvendes både som anode og som katode over et betydeligt spændingsområde. Dette gør det muligt at udføre et stort an-15 tal elektrokemiske reaktioner på carbonfiberelektro-der.

Disse eksempler er typiske for de resultater, som kan opnås ved anvendelse af carbonfiberelektroder.

20

Selv om der i den som eksempel viste reaktor ikke er blevet anvendt en elektrokemisk membran, vil det kunne indses, at en sådan membran kan anvendes i de tilfælde, hvor den pågældende proces kræver det. På 25 lignende måde kan elektrolytstrømningen afbrydes ved at udelade indløbet 56 og udløbet 24, dersom en reaktor skal anvendes uden kontinuerlig gennemstrømning.

30 Ved nogle elektrokemiske processer kan det ske, at den under henvisning til fig. 1 omtalte reaktor ikke er egnet. Nogle eksempler på andre udformninger, som i så fald eventuelt kan anvendes, er vist i fig. 2-4.

35 9 147110 1 Som vist i fig. 2 er en arbejdselektrode 58 udformet som en måtte, der består af et stort antal car-bonfibre, og som er anbragt i en skråtstillet beholder 60. Nogle af fibrene strækker sig uden for be-5 holderen 60 og udgør kontaktorgan 62 til at forbinde elektroden med en strømkilde 63» som også er forbundet med en pladeformet modelektrode 64.

Elektrolytten (som kan udgøres af afløbsspildevand 10 eller lignende) løber ind i beholderen 60 fra en tilløbsstrøm 66, og omskyller fibrene i arbejdselek-troden 58, inden den forlader stedet i en fraløbs-strøm 68. Opholdstiden bestemmes af den tilladte volumenstrømningshastighed i tilløbsstrømmen 66.

15 Strømningshastigheden må imidlertid ikke være for stor, da carbonfiberelektroden ellers ville kunne blive revet i stykker og ført ud af beholderen 60.

Den i fig. 3 viste udførelsesform omfatter en reak-20 tor 70, som består af et øverste og et nederste halvkammer 72 henholdsvis 74, som tilsammen afgrænser et hulrum 76, hvori der er anbragt et antal carbon-fibre 78. Disse fibre ligger i hovedsagen ved siden af hinanden, og nogle af dem strækker sig uden for 25 hulrummet 76 til dannelse af et kontaktorgan 80 for den viste strømkilde 8l, Det øverste halvkammer 72 indeholder en fordelingskanal 82 til at føre elektrolytten ind i små åbninger 84 (hvoraf nogle er vist), som står i forbindelse med hulrummet 76. Åb-30 ningerne 84 er små, for at sikre en mere jævn strømning over elektroden og for at forhindre at hele strømningen finder sted ved den ene ende af elektroden.

Efter at have passeret over fibrene 78, forlader e-35 10

1471tO

1 lektrolytten hulrummet 76 gennem små åbninger 86, som fører til en samlekanal 88 i det nederste halvkammer 74. Samlekanalen 88 indeholder en modelektrode 90, som også er elektrisk forbundet med strømfor-5 syningen.

Som tidligere nævnt, er man fuldt opmærksom på, at elektrodens virkningsgrad og styringspræcision afhænger af spændingsfaldet i elektroden samt af stør-10 reisen af det overfladeareal, som står i berøring med elektrolytten. Imidlertid bør elektrolytten også kunne bevæge sig frit gennem elektroden, mens den berører et så stort areal af dennes overflade som muligt. En særlig form for carbonfiberelektrode, 15 som udviser fordele med hensyn til at muliggøre en sådan fri bevægelse af elektrolytten, er vist i fig. 4.

Eksempler på anvendelsen af en arbejdselektrode af i 20 hovedsagen den i fig. 3 viste type skal nu omtales.

Alle de angivne elektrodepotentialer er målt i forhold til en mættet calomel-elektrode.

Eksempel 1 25

En mørkeblå opløsning af kobbersulfat med en koncentration på 101000 dele pr. million (ppm) blev indført i reaktoren. Arbejdselektrodens potentiale blev holdt på - 1,2 volt, og den fraløbende opløsning var 30 farveløs] et tegn på at kobberet var blevet tilbageholdt af arbejdselektroden. Derpå blev arbejdselektrodens potentiale omstillet til + 0,2 volt, og den fraløbende opløsning var nu blåj et tegn på at der nu blev frigivet kobber fra arbejdselektroden.

35 11 147110 1 Hvert enkelt af de ovenfor nævnte omdannelsesforløb fandt sted under en opholdstid på omtrent tolv sekunder. Den kendsgerning, at den fraløbende opløsning var farveløs i begge tilfælde, tyder på en for-5 mindskelse af kobberindholdet fra 10.000 til mindre end 400 ppm. Opholdstiden vil variere, og afhænger i nogen udstrækning af carbonfibrenes sammenpaknings-grad.

10 Eksempel 2

En opløsning med et indhold af bly på 250 ppm blev tilberedt og indført i reaktoren. Den fraløbende opløsning blev opsamlet og analyseret ved hjælp af 15 atom-absorptions-sepktrofotometri. Denne analyse blev foretaget under anvendelse af et Perkin Elmer atom-absorptions-spektrofotometer, som var udstyret med en Mossman Furnace atomisator. Resultaterne var som følger.

20

Arbejdselektroden blev holdt på et potentiale af - 1,2 volt. Den fraløbende opløsning udviste en bly-koncentration på 0,2 ppm.

25 Den fuldstændige omdannelse i løbet af omtrent 12 sekunder var derfor 99*9 % i et enkelt gennemløb.

Eksempel 5 30 Eksempel 2 blev gentaget, men denne gang med kobber. Arbejdselektroden havde et potentiale på -1,2 volt, og den tilløbende opløsning var en opløsning af kobbersulfat. Den tilløbende opløsnings koncentration var 250 ppm kobber, og den fraløbende opløsnings 35 12 U7tto 1 koncentration var 4 ppm kobber. Der var således en omdannelse på 98.,4 % i løbet af en opholdstid på omtrent 12 sekunder i en enkelt gennemgang gennem reaktoren.

5

Eksempel 4

Eksempel 2 blev gentaget, men denne gang medrnikkel.

Der blev anvendt nikkelklorid og et arbejdspotentia-10 le på -1,6 volt. Den tilløbende opløsning havde en koncentration på 250 ppm nikkel, og den fraløbende opløsning en koncentration på 20 ppm nikkel. Der blev således opnået en omdannelse af 92 % i løbet af omtrent 12 sekunder og i et enkelt gennemløb.

15 '

Foreløbige undersøgelser tyder på, at den elektrokemiske reduktion af nikkel ved carbonfiberelektro-der adskiller sig fra reduktionen af de øvrige metaller, som blev anvendt i de foregående eksempler.

20 Reaktionskinetikken er langsommere. Dette kunne give en forklaring på den lavere omdannelsesfaktor på kun 92 # i 12 sekunder. Det er meget muligt, at en længere opholdstid vil medføre en højere omdannelsesfaktor i et enkelt gennemløb, selv om omdannelsesfak-25 toren er særdeles tilfredsstillende i betragtning af den korte opholdstid i reaktoren.

Eksempel 5 30 Opløsninger med et kadmiumindhold på 500 og 100 ppm blev indført i reaktoren, og den fraløbende opløsning blev overvåget ved hjælp af udstyr til kontinuerlig anodisk spændingsmåling. Der blev opnået omdannelser på 99 %» når arbejdselektroden var på et 35 13 147110 1 potentiale på -1¾4 volt.

Som det vil kunne indses, viser eksemplernes resultater, at der kan opnås virkningsgrader af størrel-5 sesordenen 99 % med en opholdstid på 12 sekunder.

Dette er både fordi carbonfibrenes forsvindende lille modstand gør det muligt at styre elektrodepotentialet nøjagtigt, og fordi elektrodens overfladeareal er så stort i forhold til dens volumen. Så-10 ledes opfylder denne opbygning de to vigtigste betingelser for anvendelse af en elektrode til at fjerne metal fra en opløsning, nemlig et meget stort overfladeareal kombineret med et ensaretet elektrisk potentiale over hele denne overflade.

15

Pig. 4 viser, hvorledes en elektrode 92 består af et bundt 94, som ved sin øverste endedel står i indgreb med et forbindelsesorgan 96, som desuden omfatter et opadragende elektrisk forbindelsesorgan 98 20 til at forbinde elektroden med en elektrisk strømforsyning.

Bundtet 94 består af et stort antal carbonfibre 100, som fortrinsvis alle har i hovedsagen den samme læng-25 de og som stort set ligger side ved side. De ved den øvsrrste beliggende fiberender ligger sammen inden i en ring 102, som indgår i fobbindelsesorga-net 96. Ringen 102 er blevet deformeret indad, så at den står i fast indgreb med bundtet 94, så at de 30 enkelte fibre inden i ringen står i elektrisk kontakt med hinanden. Som følge heraf og fordi ringen 102 er elektrisk ledende, vil et potentiale, som påtrykkes kontaktorganet 98 overføres gennem ringen 102 til de enkelte carbonfibre 100, så at po-35 - 147110 14 1 tentialet på hver enkelt fiber vil være i hovedsagen det samme som på alle de andre fibre. Endvidere vil potentialet på et hvilket som helst sted i fibrene være i hovedsagen det samme som det på bundtet 5 94 påtrykte potentiale, da spændingsfaldet i fibre ne er forsvindende lille.

Det har vist sig, at earbonfiberelektroder af den i fig. 4 viste art er særdeles effektive, og dette skyΙ-ΙΟ des de ovenfor nævnte egenskaber ved earbonfibrene samt tillige det ekstremt store overfladeareal i berøring med elektrolytten. Når elektrolytten er i bevægelse, vil fibrene desuden være tilbøjelige til at lægge sig i strømningsretningen, så at der her-15 ved sikres en maksimal berøringstid, mens elektrolytten strømmer langs med fibrene.

Forbindelsesorganet 96 kan være udformet på en hvilken som helst måde, som gør det muligt at holde fib-20 rene i deres indbyrdes stillinger over en bestemt afgrænset del af bundtet, og at påtrykke et potentiale på fibrene på en jævnt fordelt og pålidelig måde. Faktisk kan det ved enklere anvendelser være tilstrækkeligt med en ombinding omkring bundtet, 25 idet de dele af fibrene, som rager op oven for ombindingen," anvendes som elektrisk kontaktorgan.

Som følge heraf kan der i stedet for forbindelsesorganet 96 anvendes en hvilken som helst anordning, som holder fibrene i indbyrdes stilling. Selv om 30 forbindelsesorganet 96 omfatter det elektriske kontaktorgan 983 kan der anvendes mange andre anordninger, som f.eks. den allerede omtalte enkle ombinding.

15 147110 1 spm vist i fig. 4a, kan det i fig. 4 viste forbindelsesorgan 96 forenkles til en ombinding 96a, som kan være elektrisk ledende eller ej, og ved at forlænge i det mindste nogle af earbonfibrene forbi ombin-5 dingen til dannelse af et elektrisk kontaktorgan 98a.

En typisk anvendelse af den i fig. 4 viste elektrode 92 er vist i fig. 5, der viser hvorledes elektroden anvendes til elektrolytisk indvinding. Elektro-10 lyt 104 tilføres gennem et indløb på en sådan måde, at elektrolytten først kommer ind i en elektrolyt-ledeskærm 108, som er anbragt omkring en arbejdse-lektrode 110 af lignende udformning som den, der er omtalt ovenfor under henvisning til fig. 4. Lede-15 skærmen 108 er åben forneden, så at elektrolytten kan strømme nedad gennem earbonfibrene og derefter opad forbi en modelektrode 112, som også er anbragt i en elektrolytbeholder 114. Øverst i beholderen 114 er der anbragt et elektrolyt-udløb 116, og en strøm-20 forsyning 117 en forbundet med arbejdselektroden 110 og modelektroden 112.

Under drift kan de enkelte fibre frit bøje sig i elektrolytstrømmen, mens denne bevæger sig nedad gen-25 nem ledeskærmen 108. Som følge heraf er fibrene tilbøjelige til at ligge hver for sig på grund af strømningseffekter omkring fibrene. Bundtet vil derfor indtage en form nogenlunde som antydet i streg-prik-linier i fig. 5. På grund af denne bevægelse i bund-30 tet foretrækkes det, at ledeskærmen 108 er ikke-ledende, da den skal være anbragt tæt nok op ad bundtet til at sikre, at elektrolyttens strømning påvirker bundtet. Endvidere vil denne strømning, efterhånden som fibrene belægges med metal på grund 35 16 1471 !0 1 af den elektrokemiske proces, være tilbøjelig til at opretholde adskillelsen mellem fibrene inden for de af strømningshastigheden og fibervægten afhængige grænser.

5

Selv om den i fig. 5 viste proces udgør et eksempel på anvendelsen af en fiberelektrode til elektroly-tisk indvinding, vil det kunne indses, at en reaktor af den i fig. 5 viste art kan anvendes til be-10 handling og overvågning af afløbsvæsker og til · elektro-organisk syntese med eller uden sædvanlige ændringer i reaktoren, som f.eks. anvendelse af elektrokemiske membraner, eller en tredie elektrode eller reference-elektrode. F.eks. kunne ledeskærmen 15 108 udgøres af en elektrokemisk membran, og i så fald ville den være lukket forneden og der ville blive anvendt et udløb 119, som antydet i prik-streg-linie. På lignende måde kunne en elektrokemisk forenelig væske indføres gennem et indløb 121 -20 også vist i prik-streg-linie - og denne væske ville i så fald løbe ud gennem elektrolytudløbet 116.

Der henvises nu til fig. 6, der viser endnu en udformning af en arbejdselektrode 118. Denne elektro-25 de består af et bundt 120, bestående1 af et stort antal carbonfibre 122, som fastholdes på fem adskilte steder langs med fibrenes længde ved hjælp af for-fa inde Ise sorganer 124. Samtlige forbindelsesorganer påtrykkes det samme potentiale, så at den længste 30 elektriske strømvej forløber fra et af forbindelsesorganerne til midtvejs på carbonfibrene mellem dette og det næste forbindelsesorgan.

Den i fig. 6 viste arbejdselektrode kan hensigtsmæs-35 17 147110 1 sigt anvendes i en i fig. 7 vist reaktor 126. I denne reaktor strømmer elektrolytten ind i reaktoren som en tilløbsstrøm 128, og ledes hen imod arbejds-elektroden 132 ved hjælp af ledeplader 130, idet 5 . arbejdselektroden 132 er udformet på samme måde som den i fig. 6 viste arbejdselektrode 118. Denne elektrode ligger på tværs af strømningsretningen, og bundtet er noget løst mellem forbindelsesorganerne 124 for derved at gøre det muligt for fibrene at 10 udføre små tværgående oscillationer, mens elektrolytten strømmer gennem bundtet og mellem fibrene. Derefter strømmer elektrolytten nedad og bort fra arbejdselektroden 132, og strømmer forbi en modelektrode 134 under en stor lodret ledeplade 136, som sikrer, 15 at elektrolytten først bevæges nedad imod modelektroden og tilbage opad og op i en fraløbsstrøm 138. Som vist er apparaturet udstyret med en egnet strømforsyning 139.

20 Den væsentligste anvendelse af elektrokemiske reaktorer omfatter kontinuerlige processer, hvori elektrolytten udskiftes hele tiden som beskrevet under henvisning til fig. 5 og 7. I en reaktor, hvori der ikke skal ske nogen sådan udskiftning af elektrolyt-25 ten, vil der imidlertid ikke være noget behov for en elektrolyt-ledeskærm som f.eks. den i fig. 5 viste ledeskærm 108, I en sådan udførelsesform skal arbejdselektroden 110 blot anbringes i tilstrækkelig afstand fra modelektroden 112 til at forhindre kort-30 slutning. I øvrigt ville apparatet eller anlægget være opbygget som vist i fig. 5, med undtagelse af elektrolytledeskærmen 108. På lignende måde kunne det være muligt at anvende det i fig. 7 viste apparat med et bad, hvori elektroderne var anbragt, og 35 147110 18 1 efter at badet var blevet fyldt op, kunne yderligere strømning standses og den elektrokemiske proces gives lejlighed til at forløbe. Herefter kunne elektrolytten fjernes fra badet, som derpå ville blive fyldt 5 op med en ny elektrolyt-charge. I et sådant apparat kunne man udelade ledepladerne 134 og den store ledeplade 136, selv om elektrodernes stillinger også kunne ændres, da årsagen til den i fig. 4 viste særlige anbringelse af elektroderne ikke længere er 10 til stede.

I hele den foregående beskrivelse er mod-elektroden og elektrolytbeholderen vist og beskrevet som særskilte organer. Det er selvfølgelig muligt at ud-15 forme et tilsvarende apparat eller anlæg således, at elektrolytbeholderen enten tillige udgør mod-elektrode eller at mod-elektroden udgør en del af elektrolyt b eholderen.

20 Det er også muligt at anvende metalfilamenter i ar-bejdselektroden. Hvad nærværende beskrivelse med krav angår, skal udtrykket "metalfilament" opfattes som betegnelse for alle filamenter, som er fremstillet af ét metal, fibre med en metalbelægning, 25 samt alle metalfilamenter, som er belagt med et andet metal. Udtrykket omfatter carbonfibre med metalbelægning såvel som legerings-filamenter med metalbelægning.

30 De elektroder, som er vist i fig. 2, 3» 4, 4a og 6 kunne alle bestå af metal-filamenter. Imidlertid er det særlig hensigtsmæssigt at lade sådanne filamenter i form af belagte carbonfibre indgå i samtlige udførelsesformer, eller i form af metal-filamenter 147110 19 1 i almindelighed i de i fig. k, 4a og 6 viste udførelsesformer.

Claims (3)

147110

1. Fremgangsmåde til. behandling af en elektrolyt på væskeform for at. fjerne i elektrolytten opløst metal, fortrinsvis i lav koncentration, hvor elektrolytten føres ad én bestemt bane gennem en elektrokemisk re-5 aktor, kendetegnet ved, at der i elektrolyttens bane anbringes en arbejdselektrode og en mod- t elektrode, hvilke elektroder påtrykkes en forudbestemt potentialforskel, og hvor arbejdselektroden består af elektrisk ledende fibre og er anbragt således i elek-10 trolyttens bane, at denne tvinges til at omskylle fibrene, idet al elektrolytvæsken ledes gennem arbejdselektroden.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at arbejdselektroden består af carbonfibre.

3. Elektrokemisk reaktor til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 eller 2, hvilken reaktor 20 har et indløb (56, 66, 106, 128) og et udløb (24, 68, 116, 138) for en elektrolyt på væskeform indeholdende opløst metal, fortrinsvis i lav koncentration, og omfattende en strømvej for elektrolytten mellem indløbet og udløbet, kendetegnet ved, at den 25 også omfatter en arbejdselektrode (26, 58, 78, 110, 118, 132) fremstillet af carbonfibre (27, 110, 120), der holdes i stilling i forhold til hinanden ved indbyrdes kontakt og er placeret i strømvejen for elektrolytten, så de enkelte fibre omskylles af denne, 30 samt en modelektrode (28, 60, 90, 112,. 134), der er placeret i afstand, fra arbejdselektroden, hvilke e-lektroder påtrykkes en. forudbestemt potentialforskel