FI61922B - Anod - Google Patents

Description

raSr^l [B] (11)KUULUTUSJULKAISU Αη000 LJ 1} UTLÄGGNINCSSKRIFT O 17 2.2 c (45) Patentti mySnnetty 11 10 1932 Invv Patent meddelat V^*v ^ (51) K¥.ik?/im.ci.3 C 25 c 7/02 SUOM I — FI N LAN D (21) P»t«ittlh*k*mu« — PmnttmeiMiiif 793080 (22) HakamUpUvi — Am6knln|ad«g 0U.10.79 (FI) (23) AlkupUvt — Glltifhttidag OU. 10.79 (41) Tullut |ulklMk*l — Ulvit off «mill 27 · 0i. 80

PaMHtti. ja rekisterihallitut NlhtivlICpwon j. kuut.lulk.l.un pvm. _

Patent- och registerstyreltan Antöktn utlagd och utUkrtftM publkwsd 30. Oo. 02 (32)(33)(31) Pyydetty meikaut—Baglrd priorltat 26.10.78

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken lyskland(DE) P 28U6692.lt (71) Norddeutsche Affinerie, Alsterstrasse 2, 2000 Hamburg 36,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken 'Syskland(DE) (72) Gerhard Berndt, Seevetal, Adalbert Bartsch, Marxen, Olaf Kölin,

Hamburg, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Anodi - Anod

Keksintö kohdistuu liukenematonta metallia olevaan, ripustus-tangolla varustettuun anodiin sähkötalteenottoa tai ei-rautametallien galvaanista saostamista varten liuoksista.

Erikoisesti ei-rautametallien elektrolyyttisessä talteenotossa mikä yleensä suoritetaan elektrolyyttiliuoksissa, joiden ei-rautametallien pitoisuudet ovat verrattain pieniä, on menetelmäteknilli-sistä ja taloudellisista syistä tarkoituksenmukaista saattaa elektrolyytti kiertämään elektrolyysikennossa. Tällöin saavutetun pitoisuuksien tasaantumisen vuoksi estetään tai ainakin vähennetään ei-rau-tametallien köyhtyminen katodialueella ja vedyn eroittuminen, mitkä johtaisivat huonontuneeseen virtasaantoon ja huonoihin, epähomogeenisiin ei-rautametalli-saostumiin.

Vaadittavan kierrätyksen muodostamiseksi on tunnettua sekoituksen käyttäminen elektrolyysikennoissa, elektrolyytin saattaminen vir-taamaannopeasti elektrolyysikennon lävitse tai kaasuhuuhtelun käyt- 61 922 2 täminen elektrodeilla (vert."Ullmanss Encyklopädie der technischen Chemia", 4.painos, osa 3, sivu 268; V.Tafel "Lehrbuch der Metallhiitten-kunde" osa 1 (1951), sivu 552; Die technische Elektrometallurgie wassriger Lösungen", I. osa, Akademische Verlagengesellschaft Geest & Portig K.-G., Leipzig, 1961, sivu 129). Sekoittaminen ja nopea virtaus elektrolyysikennon lävitse ovat kuitenkin verrattain heikkotehoisia toimenpiteitä, koska juuri määräävissä kohdissa, nimittäin elektrodien välissä, pyörteisyys on vähäinen. Sitävastoin on kaasu-huuhtelu, joka suoritetaan elektrodien välissä, tehokas.

Tähän mennessä tunnetuissa menetelmissä johdetaan kaasu kennonpohjaan sijoitetun putkisysteemin kautta (GB-PS 1 392 705), jonka kaasutusput-kissa lisäksi voi olla huokoinen vaippa hienojakoisten kaasukuplien muodostaman verhon synnyttämiseksi (US-patentti 3 959 112) tai ri-pustusosien avulla kennon pohjalla pidettyjen ja yläpuolella sijaitsevien syöttöjohtojen avulla syötettävien kaasutusputkien kautta (US-patentti 3 928 152, DE-OS 25 08 094) .

Huolimatta edullisesta vaikutuksestaan ovat tunnetut kaasutus-menetelmät sikäli epäedullisia, että täytyy täyttää monimutkaisia rakenteellisia vaatimuksia ja erikoisesti koska kaasutusosien erillisen asennuksen vuoksi elektrolyysikennon ajoittain tarvittava puhdistus vaikeutuu huomattavasti.

Keksinnön tehtävänä on löytää menettely ei-rautametallien säh-kötalteenottoa tai galvaanista saostamista varten, jolloin säilytetään kaasutetun elektrolyysin antamat edut, mutta vältytään samalla tunnetuilta, erikoisesti edellämainituilta epäkohdilta.

Tehtävä ratkaistaan siten, että kaasutuselektrolyysissä ei-rautametallien sähkötalteenottoa tai galvaanista saostamista varten käytetään alussa mainittua laatua olevaa anodia, joka keksinnön mukaisesti on siten muotoiltu, että anodissa 1 on sen alareunan leveydeltä ulottuva, kaasunpoistoaukoilla 7 varustettu, irroitetta-vasti asennettu putki 6 ja anodiin yhdistetty, sen pituussuunnassa putkeen 6 johtava kaasunsyöttö 9.

Kaasun, erikoisesti ilman, johtaminen kaasunsyöttöön tapahtuu kaasujohdosta mielivaltaisella tavalla, esimerkiksi letkuliitännän avulla. Erikoisen edullista on kuitenkin, jos anodin ripustustanko on toiselta puoleltaan varustettu porauksella, jonka porauksen pää on sisäpuolelta yhdistetty anodin pituussuunnassa kulkevaan kaasunsyöttöön ja jonka porauksen ulkopuolella on yhdistyskappale liittänistä varten kaasujohtoon ja toisessa keksinnön suositeltavassa toteutuksessa yhdistyskappale o n pikakytkin. Tällöin tarvitaan vai taipuisa 3 61 922 yhdistyskappale pikkkytkimen ja kaasujohdon välille.

Anodin alareunaan sijoitetun putken irroittamiseksi ja kiinnittämiseksi uudestaan mahdollisimman yksinkertaisesti yhdistetään se suositeltavassa toteutuksessa pistoliittimellä kaasunsyöttöön.

Mekaanisen kosketuksen estämiseksi anodin ja lähellä olevan katodin välillä perustuu keksinnön seuraava suositeltava toteutus siihen, että anodiin on asennettu sen pitkiä sivuja ympäröivät, sähköäjohtamattomat kiskot, joista yksi kiinnittää kaasunjohtoput-ken anodiin. Tällöin voivat - seuraavan tarkoituksenmukaisen toteutuksen mukaan - sivuilla olevat kiskot toimia pitiminä putkea varten ja kiskojen ulottuvuus kohtisuoraan anodin pintaa vastaan on mitoitettu siten, että ne toimivat eroitusosina viereisiä katodeja varten. Eroitusosalla ymmärretään tässä yhteydessä sitä, että voidaan estää minimietäisyyden alittaminen anodin ja katodin välillä. Sitävastoin ei ole välttämätöntä, että elektrolyysikennoa käytettäessä katodi nojäisi kiskoihin. Kiskojen kokonaispaksuus, siis ulottuvuus molempiin suuntiin on noin 25-30 mm. Kahden vierekkäisen anodin kiskojen väliin täytyisi katodien yksinkertaista sijoittamista ja poistamista varten jäädä noin 10-15 millimetrin suuruinen väli.

Elektroditilojen kaasuttamista varten voivat kaasunpoistoaukko-jen sijainnit \aaakatasossa kulkevassa putkessa olla mielivaltaisia. Erikoisen tehokas kaasutus saavutetaan kuitenkin, jos putkessa olevien kaasunpoistoaukkojen akselit ovat anodin pinnan suhteen vaakasuorassa tai ylöspäin kallistuneet. Katodien sijoittamiseksi yksinkertaisella tavalla elektrolyysikennoon tai anodien itsensä vaihtamiseksi on suositeltavaa teroittaa anodeja ympäröivät kiskot yläjä alaosassa.

Anodin pitkää sivua pitkin kulkeva kaasunsyöttöputki on edullisesti samaa materiaalia kuin anodi. Sauna koskee myös pistoliittimiä kaasunsyöttöaukoilla varustetun putken kiinnittämiseksi. Kaasunsyöttöputki on kiinnitetty lujasti, tarkoituksenmukaisesti hitsaamalla anodiin.

Kaasunsyöttöaukoilla varustettu putki valmistetaan tarkoituksenmukaisesti muovista, kuten kovasta PVC-muovista. Tällöin voidaan torjua vaara kaasuuntumisen muodo s tiimi seksi ja siten häiriöiltä, joita voi muodostua kaasun saapuessa kiteytymiskykyiseen elektrolyyttiin kaasunpoistoaukkojen alueella.

Kaasunpoistoaukkojen läpimitta on noin 0,8 mm. Niiden väliset etäisyydet ovat noin 50-70 mm. Riittävä kaasuntulo voidaan saavuttaa, 4 61922 jos kaasua syötetään 0,2 - 0,5 baarin ylipaineella.

Elektrolyysikennoa varustettaessa olisi otettava huomioon, että katodi ulottuisi alaosastaan anodin alapuolelle. Hajaantumisen välttämiseksi kaasunpoistoaukoilla varustetun putken läheisyydessä täytyisi katodin ulottua niin paljon alaspäin, että poistuva kaasu ei virtaa katodin alapuolelta. Katodin pidentäminen 20-30 mm kaasun-poistoaukkojen tason alapuolelle on yleensä riittävä.

Oi», suositeltavaa esilämmittää elektrolyysinkennoon johdettava kaasu ennen sen johtamista kaasunsyöttöputkeen elektrolyytin lämpötilaan ja kyllästää se perusteellisesti vesihöyryllä. Tällöin vältytään elektrolyyttiin liuotettujen aineosien kiteytymisen vaaralta kaasunpoistoaukkojen läheisyydessä.

Keksinnön avulla saavutettavat edut perustuvat pääasiassa siihen, että ei tarvita monimutkaisia kennorakenteita tai erikoisia laitteita kennoon, vaan voidaan käyttää vaikeuksitta uudestaan varustettuja tavanomaisia eLektrolyysikennoja. Edelleen ovat käyttöjä huoltomenettelyt taloudellisia ja yksinkertaisia eikä kennon käsittely tyhjentämistä, puhdistamista tai huoltoa varten vaadi monimutkaisia, rikkoutumiselle alttiita rakenteita. Tukkeutumisen tapahtuessa voidaan kaasunpoistoaukoilla varustettu putki helposti irroit-taa ja tarvittaessa vaihtaa. Mahdollinen, noin 400-600 A/m2 oleva suuri virtatiheys, hyvä katodimetallilaatu, tilaa säästävä rakenne, hyvä hyötysuhde ja yksinkertainen käyttö antavat yhdessä ratkaisevan kasvun elektrolyysin taloudellisuudelle. Edelleen on katodien ja anodien välisen etäisyyden säätö mahdollinen käyttöjakson päättyessä uudelleenasennuksessa esteittä erillisen kaasutusrakenteen avulla.

Keksintöä esitellään seuraavassa tarkemmin esimerkinomaisesti mukaanliitettyihin piirroksiin viitaten.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen anodin etupintaa; kuvio 2 esittää poikkileikkausta pitkin kuvion 1 viivaa AB; kuvio 3 esittää pitkittäisleikkausta useammasta anodista ja katodista muodostuneesta elektrodipaketista.

Kuvion 1 esitetyksessä on anodi 1 varustettu ripustustangolla 2. jonka toisessa päässä on poraus 5. Poraus 5 ulottuu anodin 1 ulkoreunaan asti ripustustangossa 2 ja suuntautuu sitten pystysuoraan alaspäin.

Porauksen 5 molemmat päät on varustettu kiinnijuotetuilla tai kiinnikierretyillä putkinippeleillä toisaalta pikaliittimen 8 ja 5 61922 toisaalta kaasunsyöttöputken 9 kiinnittämistä varten.

Anodin 1 alareunassa on kaasunpoistoaukoilla 7 varustettu putki 6, joka on yhdistetty pistoholkin 10 avulla kaasunsyöttöputkeen 9. Putki 6 kiinnitetään lisäksi pitimen 12 avulla paikalleen.

Kaksi kiskoa 4 on yhdistetty ruuviliittimien 13 avulla anodiin 1 (kts. erikoisesti kuviota 2). Kuviosta 2 voidaan lisäksi havaita, että kiskot 4 toimivat välikappaleina, joihin kaasunsyöttöputki 9 päättyy ja jotka eristävät sähköisesti anodin reunat.

Keksinnön mukaista anodia käytettäessä johdetaan kaasua, edullisesti ilmaa - vesihöyryllä kyllästämisen jälkeen kostutuslaitteessa ja kuumentamisen jälkeen elektrolyytin lämpötilaan (ei-esitetty) -elektrolyysikennon pituussuuntaan vapaasti sijoitetun kaasunsyöttö-johdon 14, kimmoisen liittimen 11 ja yhdistyskappaleen 8 kautta.

Kaasu saapuu sitten anodin reunassa olevan, pystysuoraan alaspäin kulkevan kaasunsyöttöputken 9 kautta anodin alaossa olevaan pistoholkkiin ja siitä putkeen 6. Kaasunpoistoaukkojei teutta poistuu se sitten elektrolyyttiin.

Kuviossa 3 on esitetty neljä anodia 1 ja kolme katodia 3. Muut merkinnät vastaavat kuvioissa 1 ja 2 esitettyjä rakenneosia. Kahdessa elektroditilassa esitettyjen kaasukuplavirtojen lisäksi voidaan kuviossa 3 havaita katodien 3 sijainti putken 6 suhteen.

Claims (8)

61922 6

1. Liukenematonta metallia oleva, ripustustangolla varustettu anodi ei-rautametallien sähkötalteenottoa tai galvaanista seostamista varten liuoksista, t u n n e t tu siitä, että anodilla ( 1) on koko sen alareunan leveydeltä kaasunpoistoaukoilla (7) varustettu irroitettavaksi sijoitettu putki (6) ja anodiii yhdistetty, sen sivun pituudelta kulkeva, putkeen (6) päättyvä kaasunjohtoputki (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anodi, tunnettu siitä, että anodin ripustustangon (2) toisessa reunassa on poraus (5), jossa porauksen toinen sisempi pää muodostaa liitoksen anodin pitkän sivun suunnassa kulkevaan kaasunsyöttöputkeen (9) ja porauksen ulommainen pää käsittää yhdistyskappaleen (8) liittämistä varten kaasujohtoon (14) .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen anodi, tunnettu siitä, että yhdistyskappale (8) on muodostettu pikaliittimeksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen anodi, tunnet-t u siitä, että putki (6) on liitetty pistoholkin (10) avulla kaa-sunsyöttöön (9) .

5. Yhden tai useamman patenttivaatimuksien 1-4 mukainen anodi, t u n n e t tu siitä, että anodiin (1) on kiinnitetty sen pituussuuntaisia sivuja ympäröivät, sähköäjohtamattomat kiskot (4), joista toinen kiinnittää kaasunsyöttöputken (9) anodiin (1).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen anodi, t u n n e t t u siitä, että sivuilla olevissa kiskoissa (4) on pitimet putkea (6) varten.

7. Patenttivaatimuksien 5 ja 6 mukainen anodi, tunnet- t u siitä, että kiskojen (4) ulottuvuus kohtisuoraan anodin pintaa vastaan on mitoitettu siten, että ne toimivat eroituskappaleina viereisiä katodeja (3) varten.

8. Yhden tai useamman patenttivaatimuksien 1-7 mukainen anodi, t u n n e t tu siitä, että putkessa (6) olevien kaasunpoistoaukko-jen (7) akselit ovat vaakasuorassa tai ylöspäin kallistetut anodin pinnan suhteen.