NO143538B - Celle for fremstilling av metaller ved elektrolyse av vanndige loesninger av tilsvarende metallklorider - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en celle for fremstilling av metaller ved elektrolyse av vanndige løsninger av tilsvarende metallklorider, hvor cellen omfatter i det minste et elektrolysekar med vertikale katoder og vertikale, uoppløselige anoder, vekselvis anordnet i karets lengderetning, hvor hver anode er omgitt av en anodeboks, som på sine to hovedflater er forsynt med en duk som virker som en skillemembran, samt omfatter anordninger for å o<p>psamle klor frigjort ved elektrolysen, hvilke anordninger omfatter en gasstett anodeklokke som dekker den respektive anodeboks og som er neddyppet i elektrolytten, en langsgående kanal som er festet til elektrolysekaret og som står i forbindelse med dette under det tilsiktede elektrolyttnivå, en langsmed kanalen anordnet kloroppsamlingsledning, et materør som står i forbindelse med oppsamlingsledningen og med den respektive anodeklokkes indre rom ovenfor det tilsiktede elektrolyttnivået, hvor oppsamlingsledningen er anordnet for å kobles til utsugningsanordninger for gjenvinning av frigjort klor.

Det er allerede kjent celler som omfatter en elektrolytt-tank utstyrt med tilførselsmidler for elektrisk strøm, vekselvise vertikalt forlø<p>ende anoder og katoder adskilt langs den langsgående aksen av karet. En boks er tilveiebragt rundt hver anode sammen med midlene for å mate frisk elektrolytt inn i karet og for å eliminere brukt elektrolytt. En kjent slik boks har form av et parallellepiped, og i dens to største parallelle overflater er det tilveiebragt åpninger over hvilke det er struk-ket stoffer som virker som skillevegger. Under elektrolyse av metallisk klorid eller metalliske klorider avgis det gassformig klor ved anodene, mens metallet eller metallene avsettes på katodene.

Slike celler har tydeligvis ikke hatt stor industrimessig suksess, og det er relevant å henvise til US-patent nr. 2.578.839, som angir noen ulemper ved disse anordninger som folger: "Forsok er tidligere blitt gjort for å operere celler som fremstiller nikkel ved katoden og klor ved anoden, men slike forsok har vært uten suksess på grunn av vanskelighetene som man moter ved håndteringen av klor. For videre å tilveiebringe adekvat katodevirkningsgrad for okonomisk operasjon, har man funnet det nodvendig å anvende enten katode- eller anode-skillevegger for å hindre en stor brokdel av strommen fra å

bli anvendt for hydrogenione-utladning og klor-reduksjon. Hvilke som helst .slike skillevegganordninger som er hensikts-messige for nikkel-elektroraffinering, er imidlertid blitt funnet å forringes hurtig på grunn av virkningen av molekyl-messig klor, hvilket resulterer i tallrike klorlekkasjer som nodvendiggjor hyppige utskiftninger av skillevegger og tank-foringer. Enda storre innvending enn hva som tidligere er blitt nevnt av vanskeligheter,har vært det resulterende tillegg av klorholdige, vannopploselige organiske sammensetninger til nikkel-elektrolytten, hvilket resulterte i frembringelse av belastede, vridde katoder i hele tankhuset".

Det nevnte patent foreslår å lose visse av disse problemer

ved å undertrykke avgivelsen av gassformig klor ved å anvende en anolytt forskjellig fra katolytten, en mellomliggende avdeling som er plassert mellom hver katodiske avdeling og de tilliggende anodiske avdelinger.

Denne celle besitter ulemper, spesielt at nærværet av mellomliggende avdelinger fremtvinger en okning i avstanden mellom elektrodene, hvilket bevirker forbruket av elektrisk kraft til å oke i betraktning av den okede motstand i cellen.

Det er således ett av formålene ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en elektrolytisk celle som er fri for klorlekkasjer og damper som passerer inn i den omgivende atmosfære, og som derfor ikke vil utsette personell for fare.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en celle

med tilfredsstillende elektrisk virkningsgrad.

Et videre formål er å tilveiebringe en celle hvor katodene og anodene lett kan plasseres i posisjon og fjernes uten, i sistnevnte tilfelle, å komme i veien for anodeboksene og uten å løpe risikoen for å endre posisjonen av elektrodene under hånd-ter ing sopera sjonene .

Det er et videre formål ved oppfinnelsen at metallavsetninger som frembringes av cellen ved katodene, bør ha en overflate-tilstand med konstant og tilfredsstillende kvalitet.

Et videre formål ved oppfinnelsen er at cellen bør være enkel

å anvende industrielt og bør være ukomplisert, robust og av relativt billig konstruksjon.

Til tross for hva som synes, er de ovenfor angitte formål ikke usammenhengende, hvilket vil bli forklart.

Ifølge o<p>pfinnelsen er det tilveiebragt en celle av den innled-ningsvis nevnte type, hvilken kjennetegnes ved at cellen videre omfatter en innretning for utsugning av damper fra elektrolyttens overflate, hvilken innretning omfatter en langsgående utsugningsrenne festet til karet og forbundet med dette ovenfor elektrolyttens overløpsnivå, samt en sugeanordning for å suge ut og gjenvinne innholdet i rennen, samt elastiske tversgående bånd som innbyrdes gasstett dekker badet, utsugningsrennen og eventuelt til karet hørende kanal, en flerhullet fordeler anordnet vertikalt under hver katode for å blåse inn gass ved elektrolysekarets bunn, hvilken fordeler har form av en V med meget stor åpningsvinkel, f.eks. større enn 120°, hvor hver av nevnte fordelere ved midten munner ut i en langsgående felles ledning som kan kobles til innretningen for innføring i det minste av en gass under trykk i ledningen; samt stillingsfikseringsanordninger for nøyaktig å bringe katodene, anodene og anodeboksene til sine respektive stillinger og fastholde dem.der, hvilke stillingsfikseringsanordninger for hver anode omfatter a) to i tverretningen i avstand fra hverandre anordnede, vertikalt forløpne styreskinner, hvor hver styreskinne er U-formet

i plan, hvor den U-formede styreskinnen er åpen mot respektive

hosliggende side av badet, og hvor basisen av styreskinnen har en fordypning i retning av styreskinnens frie grener, idet fordypningens motstående sider fastklemmer angjeldende anodes anodeboks, hvor katodens vertikale kanter er montert i en elektrisk isolerende kant eller ramme som er sikret mot langsgående bevegelse av grenene av styreskinnen av to på hverandre følgende skinner mellom hvilke katoden befinner seg, b) og/eller for hver anode to små og to store festeklemmer , hvor disse klemmer har form av en U med forskjellig lange grener,

hvor den lengre gren er bøyd utover og derved griper om overkanten av kortsiden respektive langsiden av tilsvarende anodekasse, idet klemmene dessuten er anordnet for å festes til karet,

c) og/eller en ved hver side av karet samt i hele dets lengde og ved dets øvre del anordnet langsgående skinne, forsynt med

rettvinklede tenner med en stigning lik avstanden mellom to påfølgende anoder,

d) og/eller to styrepinner, som er anordnet i hver anodes vertikale symmetriplan og ragende opp fra karets bunn, hvor den

tilsvarende anodeboksens bunn har to åpninger som kommer i inngrep med respektive styrepinne når anodeboksen settes på sin plass, samt hvor tilsvarende anodes bunn er forsynt med to blindhull som tres over styrepinnene når anoden innsettes på

sin plass.

Det er kombinasjonen av disse midler som kan gjore det mulig å fullfore formålene som er fremsatt, spesielt for den industrielle fremstilling av et produkt med god kvalitet uten fare for personellet og med tilfredsstillende lavt effekt-forbruk. F.eks. kan innblåsning av en gass inn i bunnen av tanken resultere i en betydelig jevn overflatetiIstand på katodene, slik onskelig er. Dette resultat muliggjor at katodene kan bringes nærmere de tilliggende anoder, hvilket reduserer den elektriske kraften som kastes bort på grunn av motstanden i badet, hvilket er et annet onskemål. Problemet med noyaktig plassering av elektrodene blir imidlertid da mott, hvilket fremtvinger behovet for å innbefatte plasseringsmidler for plassering og opprettholdelse av elektrodene i posisjon på en noyaktig måte. Losningen av dette problem kan bidra til den passende industrielle anvendelse - og robust konstruksjon av cellen, osv. for de andre onskemål.

Gjenvinnelseso<p>erasjonen av klor er fordelaktig i betraktning

av den kommersielle verdien av klor, hvilken kan videre omfor-mes lett til saltsyre, hvor sistnevnte anvendes for å frem-bringe kloridene som utsettes for elektrolysen i cellen.

Ifølge ytterligere trekk ved oppfinnelsen omfatter cellen dessuten et flertall i det minste delvis gjengede stenger, som er festet til den øvre delen av hver anode, og hvor for hver anode, regnet nedenifra, den tilsvarende anodeklokken og et av de tversgående båndene er fastskrudd på de gjengede stengene, samt at stengene ved sin øvre ende er festet til en støttebjelke, som er felles for alle de gjengede stenger for kun den angjeldende anoden. Kanalen og utsugningsrennen er sammenføyet ved siden av hverandre og montert nå utsiden av elektrolysekaret, idet de forløper langs hele karets lengde, oa deres sammenføyde skillevegg i hele sin lengde danner en langsgående passasje mellom kanalen og utsugningsrennen, men bare ovenfor det tilsiktede elektrolyttnivået.

De i fordeleren anordnede hull har en diameter av 0,3 mm. I hver av fordelerne er hullene plassert i to rader på hver sin side av fordelerens vertikale symmetriplan. På hver av armene hos den V som dannes av en fordeler er de nevnte hullrader plassert 45° ut fra hver side av en midtlinje på fordelerens overside. Fordelerne er fast montert på langsgående bjelker i karet, hvilke bjelker i sin tur er løsbart festet til langsgående skinner i karets bunn.

Disse anordninger skaper en stigende gass-strøm langs katodene og følgelig en effektiv svei<p>ina av katodene ved hjelp av elektrolytten. Homogenisering sikres også av innholdet i cellen (innbefattende nylig tilførte substanser, f.eks. oppløsninger

av klorider beregnet for å regenerere badet eller forskjellige additiver).

Disse anordninger kan likeledes redusere innholdet av okkluderte aasser i badet, og en avsetning som oppviser en meget bra over-flatetilstand, opnnås sn på katodene. Som et resultat av dette, er det så mulig å bringe elektrodene nærmere hverandre, hvilket teoretisk gjør det mulig å redusere det elektriske effekt-forbruket som bevirkes av motstanden i badet, hvis det praktiske problem løses med å plassere og holde katodene, anodene og anodeboksene i posisjon på nøyaktig måte, mens man er i stand til å trekke dem fra og erstatte dem i badet på en lett måte.

Sideflensene av hver styreskinne er øverst forlenget med for katodene beregnede styrefinner, hvilke er innadbøyd mot styreskinnens midtparti.

Den som skillemembran virkende duk for hver anodeboks er fast-^ klemt omkring anodeboksens øvre kanter ved hjelp av ombøyningen ved klemmenes øvre ende.

De to små festeklemmer for en og samme anodekasse, eventuelt med mellomlegg, er fastskrudd på to i sideretning på linje med hverandre beliggende tenner av nevnte langsgående skinner ved hver side av karet. De to ut til sidene rettede ender av de to større festeklemmer for én og samme anodeboks er forsynt med forlen<g>elser, som ved hver side av karet er plassert i respektive to påfølgende uttagninger i tilsvarende tannede skinne.

Den brede uttagningen i bunnen av styreskinnene er ved sin øvre ende forlenget med et horisontalt festeøre, på hvilket er fastskrudd, mellom de to flensene av styreskinnens U-profil, den mindre festeklemme for tilsvarende anodeboks. Videre er den brede uttagningen i bunnen av hver styreskinne i sin nedre del forlenget ved hjelp av et horisontalt festeøre som er fastskrudd på en tversgående støtteplate, som er festet til tilsvarende anodeboks<1> bunn.

Å<p>ningene i anodeboksens bunn er forsynt med hver sin hylse,

i hvilken tilsvarende styre<p>inne kan gli, idet hylsen ved sin nedre ende er forsynt med et hode og ved sin øvre ende er forsynt med et gjenget parti, på hvilket en mutter er anordnet, med hvis hjelp den nevnte festeplate for styreskinnene fastklemmes mellom hylsens hode og anodeboksens bunn.

Den mest foretrukkede plasseringsanordning utfører tre separate, men komplementære funksjoner:

1. ved plassering av en anode i posisjon, står styrepinnene i inngrep med blind-hullene ved den nedre delen av anoden for å holde anoden fjernbart i posisjon, således at det lett gjøres mulig å trekke tilbake anodene og plassere dem i nøyaktig posisjon igjen uten å være til hinder for anodeboksene; 2. ved installering av en anodeboks, hvilket som kjent inn-treffer kun nokså sjelden, glir hylsene som er festet til bunnen av boksen, i en lett pasning på stangen for styre<p>innene og samvirker med disse sistnevnte til å holde boksen i posisjon, uten behovet for å demontere noe ved bunnen av karet. Komponen-tene som krever å bli demontert, kan alle være plassert ved den øvre (mer tilgjengelige) del av karet; 3. ved fjerning av en anodeboks, vil elektrolytten som den inneholder, konvensjonelt strømme ut gjennom skilleveggene, hvilket er langvarig og kan skade duken. I den foretrukkede anordning ifølge o<p>pfinnelsen kan elektrolytten strømme ut gjennom de aksielle hull i hylsene som er installert ved bunnen av boksen.

Ved hver side av karet er det anordnet en langsgående nedre tannstang for å holde den nedre del av katodene i posisjon.

I hele den foregående beskrivelse er uttrykket "elektrolytisk celle" blitt anvendt idet man antok at hver celle omfatter ikke flere enn et enkelt kar. Det er imidlertid riktig å tillegge uttrykket "celle" dets bredere betydning som en industriell elektrolyse-enhet, som kan omfatte to eller flere kar som er identiske eller analoge med den celle som er beskrevet.

En elektrolyse-enhet av dette slag vil fortrinnsvis omfatte to symmetriske kar som er plassert i parallelt ved siden av hverandre. Disse kar kan betjenes av et stort antall delte anordninger, f.eks. slik som midlene for å avgi og gjenvinne klor eller midlene for å trekke bort damp som genereres ved overflaten av karene.

Cellen er ifølge o<p>pfinnelsen videre utstyrt med i og for seg kjente midler for innføring av frisk elektrolytt ved elektrolysekarets bunn samt et langsgående overløp ved karets øvre del.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av eksempel under henvisning til vedlagte figurer, hvor

fig. 1 er et skjematisk, vertikalt tverrsnitt av et enkelt kar elektrolyse-celle ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et deltverrsnittriss langs linjen X-X i fig. 1,

fig. 3 viser på mer detaljert måte delen av fig. 1 som vedrører festingen av innblåsningsfordelerne i cellen,

fig. 4 er et deltverrsnitt langs linjen Y-Y i fig. 1,

fig. 5 er en skisse i planriss av anordningene for å holde katodene og anodeboksene i posisjon i cellen,

fig. 6 er et skjematisk perspektivriss av anordningene i fig. 5, og

fig. 7 er et planriss av en styretapp for en anodeboks i cellen..

Som det er blitt angitt i det foregående, kan elektrolyse-cellen i overensstemmelse med oppfinnelsen omfatte flere identiske eller symmetriske kar, og den -etterfølgende beskrivelse vil ved-røre kun et av disse kar.

Som det vil fremgå av fig. 1, omfatter en celle ifølge oppfinnelsen et parallell-epipedisk kar 1 som er fylt til et nivå 2 med en elektrolytt 3 inneholdende en vannholdig løsning av klorid (er) av metall(er) som skal avsettes på katodene av celle-nlanet parallelt med planene for elektrodene.

Generelt forløper plane katoder 4 (ikke vist i fig. 1) og anoder 5 vertikalt i tanken og forløper parallelt med hverandre og med de korte sidene av det parallell-epipediske karet 1.

Uttrykket "langsgående" vil derfor anvendes på retninaen rett-vinklet på planene for katodene og anodene, og uttrykket "tverr-gående" for enhver retning innenfor eller parallelt med planene

for katodene og anodene.

Katodene og anodene alternerer, og således er hver katode plassert mellom to anoder, hvor den siste elektroden ved hver ende av tanken er en anode.

En celle som er i stand til å la ca 30 000 Ampere passere, kan omfatte to symmetriske kar som hver inneholder 3 0 katoder og 31 anoder og hvor hver måler ca . 1 m horisontalt på tvers,1,3 m i høyde og 4,7 m langsgående.

En anordning for oppsamling av klor i en elektrolyse-celle ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet. Som det fremgår av fig. 1

og 2, dekkes hver anode 5 over hele sin øvre del av en herme-tisk anodeklokke 6 av omvendt U-tverrsnitt. Fire delvis skrue-gjengede, vertikale stenger 7 er festet i og rager opp fra anoden 5. Stengene passerer gjennom basisen for klokken 6, til hvilken de er sammenføyet ved hjelp av muttere. Ved deres øvre ender er de fire stengene 7 på en anode 5 festet på et tverr-gående bærende stykke 8 koblet til en ramme som ikke er illustrert. De nedre kantene av klokkene 6 kommer under nivået 2 for elektrolytten 3, hvilket etablerer en hydraulisk tetning mot utslipp av klor til yttersiden. Hver anode er utstyrt på lignende måte.

For å uttomme klor som avgis under elektrolysen og akkumuleres

i klokkene 6, forloper klokkene (se fig. 1) på tvers forbi en vertikal side av karet l,og her blir deres nedre kanter nedsenket i elektrolytten som holdes tilbake i en langsgående kanal 9 i forbindelse med innsiden av karet, slik at nivåene for elektrolytten er de samme. Et kloroppsamler-ror 10 forloper i bunnens lengde av kanalen 9, og i nivå med hver anode er utstyrt med et vertikalt ror 11 som forbinder innsiden av røret 10 til basisen av klokken 6. Klor kan forlate klokkene kun gjennom de vertikale rorene 11 for å stromme mot oppsamler-roret 10,

fra hvilket det kan fjernes ved hjelp av hvilke som helst hen-siktsmessige midler.

Karet omfatter også en anordning for rensing og for damp-ekstraksjon (uavhengig av kloroppsamleren som nettopp er beskrevet) for ekstraksjon av dampen som avgis ved overflaten av elek-trolysebadet som en konsekvens av dens hoye temperatur (for eksempel 80°C til UO°<C>) . Selv om denne damp er mindre skadelig enn klor, er det onskelig ikke desto mindre å hindre dens utslipp.

Rensings- og dampekstraksjonsanordningen omfatter en renne 12

som er koblet til en sugeanordning (ikke illustrert) og sammen-føyet langs hele dens lengde til kanalen 9. Selv om det skjer utenpå tanken 1, er rennen 12 koblet til denne ved hjelp av en langsgående passasje 13 over skilleren som er felles for utsug-ningskanalen 12 og kanalen 9. Den øvre kanten av denne felles skiller er over nivået 2 for å hindre adgang for elektrolytten 3.

Horisontale tverrsgående<:>bånd 14 av elastisk materiale (fortrinnsvis gummi) dekker fullstendig karet 1 og rennen 12. Hvert av disse bånd sammenføyes med en anode og annet hvert bånd over-lap<p>er sine to tilliggende bånd over en liten bredde (langsgående) . Dette kan oppnås ganske enkelt på følgende måte: når anodene plasseres'i posisjon, vil de ulikt nummererte sen-kes i karet først, slik at de ettergivende strimlene av likt nummererte anoder da vil overlappe de andre.

Båndene 14 forlø<p>er på tvers ved en side så langt som det kre-ves for fullstendig å dekke toppen av rennen 12 og ved den andre siden opp til vertikalt over den ytre siden 15 av et langsgående overløp 16 som forløper langs siden av karet 1 over dets hele lengde og i hvilket overflødig elektrolytt strømmer. Siden 15 av overlø<p>et 16 bærer op<p>stående støttestenger 17 av syntetisk materiale som bærer de ettergivende båndene 14.

Denne rense- og dampekstraksjonsanordning arbeider ved genere-ring av lavt trykk i rennen 12 ved hjelp av sugeanordningen,

for å trekke omgivende luft gjennom mellomrommene mellom stengene 17. Denne luften sveiper overflaten av elektrolytten mens den innblander dampen som således føres forbi den øvre delen av kanalen 9 og uttømmes gjennom rennen 12. Denne anordning sparer betydelig effekt sammenlignet med kjente anordninger hvor luft under trykk blåses inn ved overflaten av tanken for å uttømme

dampen som avgis under elektrolysen.

Karet omfatter en konvensjonell anordning for innmatning av frisk elektrolytt, og er derfor hverken beskrevet eller illustrert på tegningen.

Karet omfatter videre en anordning for innblåsning av luft eller en riktig valgt gass (eller blanding av gasser) inn i elektrolytten under hver katode.

Som man vil se i fig. 1, er det i bunnen av karet en innblås-ningsfordeler under hver katode og i det vertikale plan av denne sistnevnte. Hver fordeler omfatter to rør 20a, 20b installert i form av en V med meget stor åpningsvinkel, f.eks. større enn 120°, matet ved hjelp av en felles langsgående ledning 21 som er plassert sentralt og langsgående med hensyn til karet 1. Ytterendene av rørene 20a, 20b er avstengt, og rørene er festet, f.eks. ved hjelp av sveising, på langsgående U-sek-sjoner 22a, 22b som er felles for alle innblåsningsfordelerne og sammenføyet til bunnen av beholderen 1 ved hjelp av midler som er illustrert i større detalj i fig. 3.

Fig. 3 viser ene og alene et rør 20b, hvor feste-elementene for det korresponderende rør 20a vil forstås å være symmetrisk med de for røret 20b. Seksjonen 2 2 med omvendt U-form har sitt liv sveiset til røret 20b, og dens flenser traverseres av en skruegjenget stang 23, som er immobilisert på seksjonene 22b ved hjelp av to boltmuttere 24. Nær dens to ytterender traverserer stangen j23 to oppstående langsgående finner 25 og 26 som er dannet i bunnen av karet 1. Mutterne 27 på stangen 23 fastspenner hver finne 25, 26 og hindrer enhver tverrforskyvning av innblåsningsfordeleren.

Rørene 20a, 20b av hver fordeler er hvert utstyrt med to rader 28a, 28b med hull ( identiske for 20a og 20b), hvor anordningen er vist ved tverrsnittet i fig. 4. Disse radene 28a, 28b er omkretsmessig 9 0° fra hverandre, vender hovedsaklig oppad og er symmetriske med hensyn til vertikalen.

Man har oppdaget, nokså uventet, at diameteren for disse hull rna, for a oppnå gode resultater, være meget små, av størrelses-orden 0,3 mm f.eks.

Effektiv sveiping av katodene ved hjelp av elektrolytten, såvel som en homogenisering av innholdet i cellen og en reduksjon av okkluderte gasser, oppnås ved bruk av innblåsningsfordeleren som beskrevet. Disse faktorer resulterer i en bemerkelsesverdig glatt overflat et i Ist and for metallet som civsettes på katodene,

og det er derfor mulig å anvende en heller liten mellomelektrode-avstand,og dette senker den elektriske kraften som forbrukes på grunn av motstanden i elektrolytten.

Et mindre mellomrom mellom katodene og anodene bevirker behovet for å sikre noyaktig plassering av elektrodene, og anordningene som anvendes for dette formål, vil nå bli beskrevet.

Som ovenfor nevnt, alternerer katodene 4 og anodene 5, og anodene (mens de er i opererende posisjon) omgis av bokser 6 hvorav de store overflatene omfatter et stoff som virker som en mellomvegg. Anodene 5 og boksene 6 forblir i karet under langvarige perioder ettersom anodene er uoppløselige og trekkes tilbake kun for reparasjoner, mens katodene oftes trekkes tilbake fra karet og plasseres i posisjon igjen, ettersom de fjernes fra karet så snart elektrolytisk avsetting er verd å oppsamle.

Fig. 5 er et uhyre skjematisk planriss av en side av karet med to katoder 4a, 4b som flankerer en anodeboks 30, hvor anoden ikke er blitt vist.

På hver side av karet omfatter de essensielle elementer for sentrering og posisjonssikring av katodene og de anodiske boksene en vertikalt forlopende styreskinne 31 med stort sett U-formet planriss for hver anode og en langsgående tannstang 32 som forloper over hele lengden av beholderen 1, til hvilken den er festet ved hjelp av bolter (ikke vist). Denne tannstang har rektangulære tenner med en stigning som er lik avstanden mellom påfolgende anoder. Denne avstand er også lik avstanden mellom påfolgende katoder, ettersom alle elektrodene er atskilt med lik avstand, enten de er anoder eller katoder.

Skinnen 31 har et generelt planriss i form av en meget grunn U som munner mot karveggsiden. Basisen av U'en omfatter en fordypning hvis sider, over hele deres høyde, fastspenner den vertikale kanten av anodeboksen 30, hvilken er sammenføyet til de to korresponderende styreskinnene ved hjelp av midler som skal beskrives. Midlene hvormed anodeboksen festes til beholderen 1, vil bli beskrevet senere.

Katodene 4a, 4b, ... er forsynt med, i det minste for de tre kantene som er nedsenket i elektrolytten 3, med en isolerende ramme 33a, 33b, f.eks. av tre, gummi eller plastmateriale, for å hindre metall i å bli avsatt på omkretsen av katodene, hvor-for dens fjerning ville bli vanskelig. Den vertikale siden av rammen 33b holdes i posisjon ved hjelp av en flens 34 på styreskinnen for den neste anoden, og likeledes for rammen 33a på katoden 4a, som holdes mellom den andre sideflensen 36 på skinnen 31 og flensen (ikke vist) av den foregående styreskinne.

Den anodiske boksen 30 (fig. 6, nedre del) befinner seg innenfor den brede fordypningen i styreskinnen 31, hvilken fordypning har et ovre horisontalt feste-dre 37, som også er synlig i fig. 5.

Den ovre delen av fig. 6 viser toppdelen av den samme anodeboks 30, den korresponderende anode 5 og den korresponderende tann 38 for tannstangen 32. En liten, hovedsaklig J-formet festeklemme 39 er boyet over utad ved ytterenden 40 av dens lange gren, for å fastspenne den ovre kanten av den mindre siden av anodeboksen 30.

Den andre grenen 41 av fes tek lemmen 39 er festet ved hjelp av en bolt 42 (fig. 5)(bolten 42 har en akse 44) på den indre overflaten av tannen 38 på tannstangen 32, med mellomplassering av en skiller 43. Bunnen 45 på festeklemmen 39 boltes på det horisontale oret 37 på styreskinnen 31, slik som vist i fig. 6 ved hjelp av pilene 46. For klarhetens skyld er fig. 6 ikke etter skala, og man vil forstå at når f.eks. sammenstillingen er installert, er toppen av anodeboksen 30 som illustrert i den nedre delen av figuren, plassert ved posisjonen av toppen av boksen som vist i den øvre delen.

Festingen av anodeboksen 30 fullføres ved hjelp av to store,

på tvers forløpende festeklemmer 47a, 47b som også er J-formet. Den lengste grenen av J'en, som i tilfellet for festeklemmene 39, omfatter en overbøyet del 48a og 48b alt ettersom, hvilken fastspenner den øvre kanten av anodeboksen 30, men ved dens største side i dette tilfellet.

Hver av de store festeklemmene 47a, 47b forløper utad ved sin nedre del for innføring i en respektiv fordypning av de to for-dypningene i tannstangen 32, som flankerer tannen 38.

Flensene 34 og 36 på styreskinnen 31 har oppad forløpende, lett innadbøyete styrefinner 49 og 50 for å muliggjøre plassering av katodene mellom respektive par av fortløpende styreskinner.

Som det er blitt nevnt ovenfor, er hver anodeboks 30 dekket av et stoff som virker som en skillevegg. Når boksen er plassert i posisjonen for boksen, bør duken strekkes og dens kanter brettes innad over den øvre omkrets av boksen. Det er da til-strekkelig å installere de små og store festeklemmene for at duken skal opprettholde en riktig spent tilstand. Boltene (ikke vist) innføres så gjennom korresponderende ytterender

40 og 48 i festeklemmene for å sikre det hele.

På den andre siden av badet er anordningen (ikke vist) for plassering og holding av katodene og anodeboksene i posisjon, symmetrisk med den som er blitt beskrevet.

Fig. 7 viser den nedre delen av karet 1, med en anode 5, den korresponderende anodeboks 30 og de nedre delene av styreskinnen 31, hvilken ved sin basis har et horisontalt festeøre 51 under hvilket er boltet ved 52 en festeplate 53 som er installert likeledes på den symmetriske styreskinnen (ikke vist) ved den andre siden av beholderen 1.

Den nedre delen av fig. 1 viser to sentreringselementer 54a og 54b for platen 53, hvilke er symmetriske med hensyn til det sentrale, vertikale plan x - x for karet, slik at kun en av de to er blitt vist i detalj i fig. 7.

Tverrplaten 53 er plassert på den nedre overflaten av anodeboksen 30, og en sylindrisk hylse 55 traverserer platen 53 og bunnen av boksen 30. Ved sin nedre del har denne hylsen 55

en flens som kan stå i inngrep med et verktøy for å dreie hylsen, og dens øvre del er skruegjenget og bærer en gjenget mutter 56 som fjernbart sammenføyer hylsen 55, platen 53 og anodeboksen 30.

En vertikal styrepinne 57 for sentrering er skrudd inn i en langsgående seksjon 58, som er festet til bunnen av beholderen 1. Pinnen 57 er gitt en heller løs pasning i den aksielle ut-boring i hylsen 55 og avsluttes i en avrundet topp som går inn i et blindhull 59 som er dannet i basisen av anoden 5. Styre-pinnen 57, nær sin midte, har en lagerflate 60 med avkortet kjegleform for å muliggjøre innføringen av denne pinne inn i hylsen 55 og samtidig tillate nøyaktig plassering. Tetnings-skiver er installert rundt hylsen 55, en skive 61 mellom hodet 56 på hylsen og platen 53, og den andre skiven 62 mellom denne plate og den nedre siden av anodeboksen 30.

I operasjon, når anodeboksen 30 er plassert i posisjon, føres hylsen 55 over den stasjonære pinnen 57 og sentreres således automatisk, mens anodeboksen sentreres i enhet med denne, under samvirke med den identiske hylsen på den andre siden av karet. På analog måte sentreres anoden på de to stasjonære pinnene ved hjelp av blind-hull 59.

Ved tilbaketrekning av anodeboksen 3 0 fra karet 1 kan elektrolytten som den inneholder, strømme ut gjennom utboringene i hylsene 55, som rømmes av pinnene 57. Dette hindrer vanskelig-heter, slik som sen uttømming og risiko for å skade duken, hvilke problemer ville blitt møtt hvis elektrolytten ikke var

i stand til å unnslippe bortsett fra gjennom duken som virker som en mellomvegg.

Karet kan omfatte, på den indre overflaten av hver av dets langsgående sider, en nedre tannstang (ikke vist). Fordypning-ene i denne vil da motta bunnen av rammene 33( se fig. 5) som omgir katodene, for å holde di-sse i posisjon. Anodene og katodene er forbundet elektrisk til respektive terminaler (ikke

vist), hvilke kan være konvensjonelle.

Materialene som anvendes for de forskjellige komponenter i en

celle i overensstemmelse med oppfinnelsen, bør velges under hen-syntagen til den spesielle elektrolytt som man regner med. Katodene kan således f.eks. bestå av rustfritt stål, titan, alumi-nium eller det samme metallet som cellen er beregnet for å frem-stille. Anodene kan f. eks.' bestå av grafitt, rutenium-plettert titan, palladium-plettert titan eller platina-plettert titan.

Når en celle består av flere kar (f.eks. installert paralllelt med hverandre) som beskrevet, trenger midlene for å blåse gass inn i bunnen av beholderne og for å plassere og holde katodene anodene og anodeboksene i posisjon på nøyaktig måte, ikke å mo-difiseres, men kloroppsamler-kanalene og renserennen i karet vil være installert ( i tilfellet med en celle med to parallelle kar) på den venstre siden av høyre kar og på den høyre siden av det venstre karet, hvorved felles betjeningsanordninger kan anvendes.

Claims (17)

1. Celle for fremstilling av metaller ved elektrolyse av vanndige løsninger av tilsvarende metallklorider, hvor cellen omfatter i det minste et elektrolysekar med vertikale katoder (4) og vertikale, uoppløselige anoder (5), vekselvis anordnet i karets lengderetning, hvor hver anode er omgitt av en anodeboks (30), som på sine to hovedflater er forsynt med en duk som virker som en skillemembran, samt omfatter anordningér for å oppsamle klor frigjort ved elektrolysen, hvilke anordninger omfatter en gasstett anodeklokke (6) som dekker den respektive anodeboks og som er neddyppet i elektrolytten, en langsgående kanal (9) som er festet til elektrolysekaret (1) og som står i forbindelse med dette under det tilsiktede elektrolyttnivå (2), en langsmed kanalen (9) anordnet kloroppsamlingsledning (10), et materør (11) som står i forbindelse med oppsamlingsledningen (10) og med den respektive anodeklokkes indre rom ovenfor det tilsiktede elektrolyttnivået, hvor oppsamlingsledningen (10) er anordnet for å kobles til utsugningsanordninger for gjenvinning av frigjort klor, karakterisert ved at cellen videre omfatter en innretning for utsugning av damper fra elektrolyttens overflate, hvilken innretning omfatter en langsgående utsugningsrenne (12) festet til karet (1) og forbundet med dette ovenfor elektrolyttens overløpsnivå, samt en sugeanordning for å suge ut og gjenvinne innholdet i rennen, samt elastiske tversgående bånd (14) som innbyrdes gasstett dekker badet, utsugningsrennen (12), og eventuelt til karet hørende kanal (9), en flerhullet fordeler (20a, 20k) anordnet vertikalt under hver katode for å blåse inn gass ved elektrolysekarets (1) bunn, hvilken fordeler har form av en V med meget stor åpningsvinkel, f.eks. større enn 120°, hvor hver av nevnte fordelere ved midten munner ut i en langsgående felles ledning (21) som kan kobles til innretningen for innføring i det minste av en gass under trykk i ledningen; samt stillingsfikseringsanordninger for nøyaktig å bringe katodene (4), anodene (5) og anodeboksene (30) til sine respektive stillinger og fastholde dem der, hvilke stillingsfikseringsanordninger for hver anode (5) omfattera) to i tverretningen i avstand fra hverandre anordnede, vertikalt forløpne styreskinner (31), hvor hver styreskinne er stort sett U-formet i plan, hvor den U-formede styreskinnen er åpen mot respektive hosliggende side av badet, og hvor basisen av styreskinnen har en fordypning i retning av styreskinnens frie grener (34, 36), idet fordypningens motstående sider fastklemmer angjeldende anodes anodeboks (30), hvor katodens vertikale kanter er montert i en elektrisk isolerende kant eller ramme (33a, 33b) som er sikret mot langsgående bevegelse av grenene av styreskinnen av to på hverandre følgende skinner mellom hvilke katoden befinner seg, b) og/eller for hver anode (5) to små og to store festeklemmer (39, 47), hvor disse klemmer har form av en U med forskjellig lange grener, hvor den lengre gren (40, 48) er bøyd utover og derved griper om overkanten av kortsiden respektive langsiden av tilsvarende anodeboks (30), idet klemmene (39, 47) dessuten er anordnet for å festes til karet (1), c) og/eller en ved hver side av karet samt i hele dets lengde og ved dets øvre del anordnet langsgående skinne (32)^, forsynt med rettvinklede tenner (38) med en stigning lik avstanden mellom to påfølgende anoder (5), d) og/eller to styrepinner (57), som er anordnet i hver anodes (5) vertikale symmetriplan og ragende opp fra karets (1) bunn, hvor den tilsvarende anodeboksens bunn har to åpninger som kommer i inngrep med respektive styrepinne (57) når anodeboksen (30) settes på sin plass, samt hvor tilsvarende anodes (5) bunn er forsynt med to blindhull (59) som tres over styrepinnene (57) når anoden (5) innsettes på sin plass.

2. Celle som angitt i krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter et flertall i det minste delvis gjengede stenger (7), som er festet til den øvre delen av hver anode, og hvor for hver anode (5), regnet nedenifra, den tilsvarende anodeklokken (6) og et av de tversgående båndene (14) er fastskrudd på de gjengede stengene (7), samt at stengene ved sin øvre ende er festet til en støttebjelke (8), som er felles for alle de gjengede stenger (7) for kun den angjeldende anoden.

3. Celle som angitt i krav 1 eller 2, karakteri-. sert ved at kanalen (9) og utsugningsrennen (12) er sammenføyet ved siden av hverandre og montert på utsiden av elektrolysekaret (1), idet de forløper langs hele karets lengde, og deres sammenføyde skillevegg i hele sin lengde danner en langsgående passasje (13) mellom kanalen og utsugningsrennen, men bare ovenfor det tilsiktede elektrolyttnivået (2).

4. Celle som angitt i krav 3, karakterisert<*>-ved at de i fordeleren (20a, 20b) anordnede hull (28a.;. 28b) har en diameter av 0,3 mm.

5. Celle som angitt i kravene 1-4, karakt e ,r i s e r t ved at i hver av fordelerne er hullene (28a, 28b) plassert i to rader på hver sin side av fordelerens vertikale symmetriplan.

6. Celle som angitt i krav 5, karakterisert ved at på hver av armene hos den V som dannes av en fordeler (20a, 20b) er de nevnte hullrader (28a, 29b) plassert 45° ut fra hver side av en midtlinje på fordelerens overside.

7. Celle som angitt i ett av kravene 1-6, karakterisert ved at fordelerne er fast montert på langsgående bjelker (22a, 22b) i karet (1), hvilke bjelker i sin tur er løsbart festet til langsgående skinner i karets bunn.

8. Celle som angitt i krav 1, karakterisert ved at sideflensene (34, 36) av hver styreskinne (31) øverst er forlenget med for katodene beregnede styrefinner (49, 50), hvilke er innadbøyd mot styreskinnens (31) midtparti .

9. Celle som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som skillemembran virkende duk for hver anodeboks (30) er fastklemt omkring anodeboksens øvre kanter ved hjelp av ombøyningen (40, 48) ved klemmenes (39, 47) øvre ende.

10. Celle som angitt i'krav 1, karakterisert ved at de to små festeklemmer (39) for en og samme anodekasse (30) , eventuelt med mellomlegg, er fastskrudd på to i sideretning på linje med hverandre beliggende tenner (38) av nevnte langsgående skinner (32) ved hver side av karet (1).

11. Celle som angitt i kravene 1-10, karakterisert ved at den brede uttagningen i bunnen av styreskinnene (31) ved sin øvre ende er forlenget med et horisontalt festeøre (37) , på hvilket er fastskrudd, mellom de to flensene (34, 36) av styreskinnens U-profil, den mindre festeklemme (39) for tilsvarende anodeboks (30).

12. Celle som angitt i ett av kravene 1-11, karakterisert ved at de to ut til sidene rettede ender av de to større festeklemmer (47) for én og samme anodeboks (30) er forsynt med forlengelser, som ved hver side av karet er plassert i respektive to påfølgende uttagninger i tilsvarende tannede skinne (32).

13. Celle som angitt i ett eller flere av kravene 1-12, karakterisert ved at den brede uttagningen i bunnen av hver styreskinne (31) i sin nedre del er forlenget ved hjelp av et horisontalt festeøre (51) som er fastskrudd på en tversgående støtteplate (53) , som er festet til tilsvarende anodeboks' (30) bunn.

14. Celle som angitt i krav 1, karakterisert ved at åpningene i anodeboksenes bunn er forsynt med hver sin hylse (55) , i hvilken tilsvarende styrepinne (57) kan gli, hvor hylsen (57) ved sin nedre ende er forsynt med et hode (56) og ved sin øvre ende er forsynt med et gjenget parti, på hvilket en mutter (56a) er anordnet, med hvis hjelp den nevnte festeplate (53) for styreskinnene (31) fastklemmes mellom hylsens hode (56) og anodeboksens (30) bunn.

15. Celle som angitt i kravene 1-14, karakterisert ved en ved hver side av karet (1) anordnet langsgående nedre tannstang for å holde den nedre del av katodene i posisjon.

16. Celle som angitt i kravene 1-15, karakterisert ved i og for seg kjente midler for innføring av frisk elektrolytt ved elektrolysekarets (1) bunn samt et langsgående overløp (16) ved karets øvre del.

17. Celle som angitt i kravene 1-16, karakterisert ved at den omfatter to elektrolysekar, som er symmetrisk anordnet parallelt ved siden av hverandre.