EP0017188A1 - Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse und Verfahren zur Herstellung von Chlor - Google Patents

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EP0017188A1
EP0017188A1 EP80101671A EP80101671A EP0017188A1 EP 0017188 A1 EP0017188 A1 EP 0017188A1 EP 80101671 A EP80101671 A EP 80101671A EP 80101671 A EP80101671 A EP 80101671A EP 0017188 A1 EP0017188 A1 EP 0017188A1
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anode
copper bolt
copper
thread
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Lothar Dipl.-Ing. Sesterhenn
Milorad Tomic
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous

Definitions

  • Titanium anodes consist of a lattice-shaped or reticular titanium anode surface, which is arranged opposite and parallel to the mercury cathode and immersed in the electrolyte, which overlays the mercury cathode. Titanium anodes also consist of cross conductors of larger cross-section which are welded to the titanium anode surface and which are in turn welded to a bridge of titanium with an even larger cross-section.
  • the current is usually supplied via copper bolts which are connected to the bridge in a manner that is perpendicular to the titanium structure.
  • a problem is the attachment of the copper bolts to the bridge of the titanium structure.
  • the connection between the titanium structure and the copper bolt is intended to be a good mechanical connection on the one hand, since the titanium structure is held by copper bolts and an adjustment that has been carried out over longer periods of time is to be guaranteed and on the other hand a good one to represent electrical contact.
  • the titanium structure should be detachable from the copper bolt without great effort and without damaging the contact surfaces, so that the titanium structure can be easily handled when the active layer of the titanium anode surface is replaced at regular intervals.
  • DOS 2 031 525 it is proposed, for example, to establish the electrical contact between the copper bolt and the bridge of the titanium structure via a low-melting metal alloy which is liquid under the operating conditions of the electrolysis cell.
  • the Mechanic connection will be there additionally guaranteed by screwing.
  • the difficulties encountered with this proposal lie in the fact that such low-melting alloys generally do not wet titanium at the expense of good electrical contact and, moreover, the removal of the copper bolt is made more difficult.
  • DOS 27 17 931 it is proposed to place a cone at the lower end of the copper bolt that fits into a hollow cone of the bridge, and to screw the bridge and copper bolt together by means of a screw that engages in a threaded hole in the copper bolt.
  • the object of the present invention is therefore to provide an anode for alkali metal chloride electrolysis which avoids the disadvantages mentioned.
  • the present invention relates to an anode for the alkali metal chloride electrolysis by the amalgam process, consisting of a lattice-shaped or reticular planar titanium anode surface, optionally current distribution rails, a bridge serving as a primary conductor rail and at least one copper bolt as a power supply, which is characterized in that the copper bolt has a thread in its lower region and is conical below the thread, the bridge has a threaded nut and a conical bore for receiving the conical region of the copper bolt, and the copper bolt and bridge are screwed together in a positive and non-positive manner.
  • the conical surfaces on the copper bolt and / or the bridge can be protected against corrosion by surface metallization.
  • surface metallization nickel or platinum layers are suitable.
  • the cone ratio of the cone is expediently between 1: 5 and 1:15, a cone ratio of about 1:10 is preferred.
  • the present invention furthermore relates to a process for the production of chlorine by electrolysis of alkali metal chloride using the anode according to the invention.

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Abstract

Es wird eine Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren beschrieben, bei der die Einheit aus gitter- oder netzförmiger ebener Titan-Anodenfläche (1), Stromverteilungsschienen (2), und einer als Primärleiterschiene dienenden Brücke (3) mit dem als Stromzuführung dienenden Kupferbolzen (4) dadurch lösbar verbunden ist, daß der Kupferbolzen (4) in seinem unteren Bereich ein Gewinde (6) und unterhalb des Gewindes (6) einen Konus (5) aufweist, die Brücke eine Gewindemutter und eine konische Bohrung (5) zur Aufnahme des konischen Bereichs (5) des Kupferbolzens (4) aufweist, und Kupferbolzen (4) und Brücke (3) kraft- und formschlüssig verschraubt sind.

Description

  • Bei der Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren (Winnacker, Küchler, ed.: Chemische Technologie Band 1, Seiten 250-260, 1969) werden in neuerer Zeit die früher üblichen Graphit-Anoden durch mit aktiven Schichten versehene Titan-Anoden abgelöst (DOS 1 814 567). Titan-Anoden bestehen aus einer gitter- oder netzförmigen Titan-Anodenfläche, die der Quecksilber-Kathode gegenüber und parallel zu dieser angeordnet ist und in den Elektrolyten, der die Quecksilber-Kathode überschichtet, eintaucht. Titan-Anoden bestehen ferner aus mit der Titan-Anodenfläche fest verschweißten Querleitern von größerem Querschnitt, die wiederum mit einer Brücke von noch größerem Querschnitt aus Titan verschweißt sind. Auf diese Weise wird einerseits eine gute mechanische Stabilität der Titan-Anodenfläche und andererseits eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung über die gesamte Anodenfläche erreicht. Die Stromzufuhr erfolgt üblicherweise über senkrecht zur Titanstruktur angeordnete mit der Brücke leitend verbundene Kupferbolzen.
  • Ein Problem stellt die Befestigung der Kupferbolzen an der Brücke der Titanstruktur dar. Die Verbindung zwischen Titanstruktur und Kupferbolzen soll einerseits eine gute mechanische Verbindung darstellen, da die Titanstruktur durch Kupferbolzen gehalten wird und eine einmal erfolgte Justierung über längere Zeiträume gewährleistet sein soll und andererseits einen guten elektrischen Kontakt darstellen soll. Darüber hinaus soll die Titanstruktur vom Kupferbolzen ohne großen Aufwand und ohne Beschädigung der Kontaktflächen lösbar sein, so daß bei den in regelmäßigen Zeitabständen notwendig werdenden Erneuerungen der aktiven Schicht der Titan-Anodenfläche eine leicht Handhabbarkeit der Titanstruktur ermöglicht ist.
  • Es hat nicht an Vorschlägen gefehlt, wie diese Verbindung herzustellen ist.
  • Gemäß DOS 2 031 525 wird z.B. vorgeschlagen, den elektrischen Kontakt zwischen dem Kupferbolzen und der Brücke der Titanstruktur über eine niedrig schmelzende Metall-Legierung, die bei Betriebsbedingungen der Elektrolysezelle flüssig ist, herzustellen. Die meachnische Verbindung wird dabei zusätzlich durch Verschraubung gewährleistet. Die bei diesem Vorschlag auftretenden Schwierigkeiten liegen einmal darin, daß solche niedrig schmelzenden Legierungen zu Lasten des guten elektrischen Kontaktes Titan im allgemeinen nicht benetzen und darüber hinaus die Entfernung des Kupferbolzens erschwert wird.
  • Gemäß DOS 27 17 931 wird vorgeschlagen, am unteren Ende des Kupferbolzens einen Konus vorzusetzen, der in einen Hohlkonus der Brücke paßt, und Brücke und Kupferbolzen mittels einer in eine Gewindebohrung im Kupferbolzen greifende Schraube zu verschrauben. Auch mit dieser Lösung wird kein hinreichend zeitstandfester Kontakt erreicht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile vermeidet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anode für die Alkalichlorid Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren, bestehend aus einer gitter- oder netzförmigen ebenen Titan-Anodenfläche, gegebenenfalls Stromverteilungsschienen, einer als Primärleiterschiene dienenden Brücke und mindestens einem Kupferbolzen als Stromzuführung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kupferbolzen in seinem unteren Bereich ein Gewinde aufweist und unterhalb des Gewindes konisch ausgebildet ist, die Brücke eine Gewindemutter und eine konische Bohrung zur Aufnahme des konischen Bereichs des Kupferbolzens aufweist und Kupferbolzen und Brücke kraft- und formschlüssig verschraubt sind.
  • Es wurde gefunden, daß die durch Verschraubung aufeinandergepressten Konusflächen von Kupferbolzen und Brücke der Anodenstruktur eine ausgezeichnete elektrische Verbindung gewährleisten. Dies wird insbesondere durch die Anpressung der Konusflächen unter gleichzeitiger Drehung gegeneinander bei der Verschraubung erreicht.
  • In einer Variante der Erfindung können die Konusflächen am Kupferbolzen und/oder der Brücke durch Oberflächenmetallisierung gegen Korrosion geschützt werden. Geeignet sind zum Beispiel Nickel- oder Platinschichten.
  • Das Kegelverhältnis des Konus beträgt zweckmäßigerweise zwischen 1:5 und 1:15, bevorzugt ist ein Kegelverhältnis von etwa 1:10.
  • Die Erfindung wird anhand der Figur 1 beispielhaft näher erläutert. Den in der Figur angegebenen Ziffern kommt im einzelnen folgende Bedeutung zu: 1 gitter- oder netzförmige Titan-Anodenfläche, 2 Stromverteilungsschienen, 3 Brücke, 4 Kupferbolzen, 5 Konusfläche, 6 Gewinde.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse von Alkalichlorid unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anode.

Claims (4)

1. Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren, bestehend aus einer gitter-oder netzförmigen ebenen Titan-Anodenfläche (1), gegebenenfalls Stromverteilungsschienen (2), einer als Primärleiterschiene dienende Brücke (3) und mindestens einem Kupferbolzen (4) als Stromzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferbolzen in seinem unteren Bereich ein Gewinde (6) aufweist und unterhalb des Gewindes konisch ausge-bildet ist (5), die Brücke eine Gewindemutter und eine konische Bohrung zur Aufnahme des konischen Bereichs des Kupferbolzens aufweist und Kupferbolzen und Brücke kraft- und formschlüssig verschraubt sind.
2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelverhältnis des Konus zwischen 1:5 und 1:15, bevorzugt etwa 1:10 beträgt.
3. Anode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Konusflächen mit einem korrosionsbeständigen Metall beschichtet ist.
4. Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse von Alkalichlorid, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode nach einem der Ansprüche 1 bis 3 eingesetzt wird.
EP80101671A 1979-04-10 1980-03-28 Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse und Verfahren zur Herstellung von Chlor Expired EP0017188B1 (de)

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