NO810980L - Elektrolyseapparat for fremstilling av magnesium - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører et apparat for elektrolytisk fremstilling, spesielt av magnesiummetall fra dets klorid.

Ved frenistilling '.av magnesiummetalL i industriell målestokk har elektrolytiske celler utviklet av I.G. Farben (Tysk-land^ eller Aluminium Company of Canada (Canada) vanligvis vært anvendt. I cellene benyttes i det vesentlige et arrangement av enkle elektrodepar bestående av bare én grafittanode og to jernkatoder, idet slike par kombineres elektrisk og kraft tilført parallelt. Denne teknikk medfø-rer uunngåelig et heller stort spennings- og varmetap på grunn av et antall anvendte anoder og katoder og wireled-ninger forbundet med disse, slik at en betydelig mengde energi, hovedsakelig i form av elektrisitet, er nødvendig i tillegg bare for å erstatte slike tap, hvilket forårsa-ker et uøkonomisk energiforbruk uten av det er tale om noen vesentlig elektrolytisk reaksjon.

Et elektrolytisk apparat av den horisontale multi-cellulæ-re type er nylig blitt utviklet' i den hensikt å oppnå en betraktelig reduksjon i energiforbruk. Da apparatet er av en type spesielt beregnet på fremstilling av aluminiummetall fra kloridbadet er dette ikke effektivt for fremstilling av magnesium hovedsakelig på grunn av" magnesiummets densitetsegenskaper i forhold til badet. Ved elektrolytiske forsøk med kloridbad vil avsatt aluminiummetall, på grunn av en densitet større enn badets, flyte ned i sistnevnte, mens det andre produkt, klorgass, vil bevege seg oppover, slik at metallprodukt lett kan utvinnes som sepa-rert fra gassen. Derimot når det gjelder magnesiumelektro-lyse, vil dannet magnesiummetall som oppviser en mindre densitet enn badet, bevege seg oppover såvel som gasspro-duktet. Således, hvis det forannevnte apparat ble anvendt for elektrolyse av magnesiumklorid, ville oppnåelig økono-mi ved metallproduksjonen være meget dårlig da avsatt magnesium og klor lett forenes i badet og går tilbake til

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning. kloridet og dessuten har elektrisk strøm en tendens til i en viss grad å lekke ut gjennom metallproduktet.

Derfor er hovedhensikten med nærværende oppfinnelse å fremskaffe et apparat for elektrolyse av magnesiumklorid, hvilket apparat i det vesentlige er fritt for de forannevnte ulemper og som gir betraktelig forbedring både hva produktivitet og krafteffektivitet angår.

Ifølge oppfinnelsen omfatter apparatet for elektrolytisk fremstilling av magnesiummetall fra dets klorid i det vesentlige: (1) et lukket elektrolysekammer som er i stand til å holde et badmateriale i det vesentlige bestående av magnesiumklorid i smeltet tilstand, (2) minst ett anode og katodepar anbragt i det vesentlige vertikalt og inneholdt i elektrolysekammeret med én re-spektiv ende utenfo'r for elektrisk tilkobling, (3) midler for individuell utvinning av produkter av magnesiummetall og klorgass, og karakteristisk (4) en rekke utvendig ikke-tilknyttede mellomelektroder anbragt mellom hver anode- og katodepar og anbragt slik at hvert par av motstående hovedflater av elektrodene har et hovedsakelig parallelt mellomrom mellom seg eller et mellomrom som tilspisser seg nedover, idet nevnte mellomelektroder respektivt består i det vesentiige av grafitt eller grafitt-jern blanding med grafittsiden mot anoden.

Oppfinnelsen, slik som trukket opp foran, kan utføres på forskjellige måter. Eksempelvis fremstilles elektrolysekammeret vanligvis av elektrisk ikke-ledende ildfast sten og lukkes med et avtagbart lokk på toppen.

Kammeret inneholder fortrinnsvis en platform som er fremstilt av et typisk elektrisk, ikke-ledende ildfast materiale slik som aluminiumoksyd, og som tillater passasje av nedad-strømmende avfall dannet under elektrolysen og opp-ad bevegelse av elektrolyttbadet som innføres i kammeret ved dettes bunn. For å lette fjerning av slikt avfall fra kammeret har sistnevnte fortrinnsvis et gulv som heller mot den ene ende og ved den nedre ende av kammeret er det anordnet midler for uttak av det oppsamlete avfall. Elektrolysekammeret er ved bunnen utstyrt med et innløp for et bad som inneholder smeltet magnesiumklorrd og et utløp for klorgassprodukt ved en øvre veggdel og over det bad-overflatenivå som skal anvendes, samt en røranordning for • magnesiummetallprodukt som fører til et separat reservoir eller lignende. Kammeret kan også være utstyrt med en ytre passasje for elektrolyttbadet med et utløp ved badnivået og et innløp ved bunnen, slik som beskrevet detaljert sene-re. Kammeret har fortrinnsvis en rekke planforsenkninger dannet på veggene ved enhver lateral ende for hver elektrode for hensiktsmessig individuelt å tilpasse sistnevnte. Dette trekk er effektivt for reduksjon av lekkasje av elektrisk strøm og er dessuten fordelaktig spesielt når den ytre passasje anvendes.

I elektrolysekammeret forefinnes en anode, minst én katode og minst én mellomelektrode. De er respektivt anbragt på platformen, hvilket gir plass for bevegelse av bad og avfall. Henholdsvis anoden og katoden har én side utenfor kammeret for elektrisk tilkobling,mens mellomelektrodene ikke er tilkoblet utvendig. Disse elektroder er alle anbragt direkte på platformen eller indirekte med en innsats av en forlenget blokk mellom seg, hvilken blokk er fremstilt av et elektrisk ikke-ledende ildfast materiale, slik som aluminiumoksyd og som strekker seg langs elektrodene. Blokken som kan erstattes av et fremspring av en lignende konfigurasjon som går i ett med platformen, er effektiv for å minimisere strømlekkasje gjennom badet under elektro-debunnene.

En anode fremstilles av tykke grafittplater med et i det vesenlige rektangulært tverrsnitt. Materialet kan delvis erstattes av et metallisk materiale, slik som nikkel eller nikkelbasert legering for forbedring av ledningsevne og styrke. En kjernedel av anoden kan også erstattes av slikt metall hvis ønsket.

En anode er fortrinnsvis utstyrt med en elektrisk isolerende blokk som i det minst dekker et areal opp fra toppnivået for mellomelektrodene og inntil nivået for badover-flaten for å reduserre spenningslekkasje gjennom badet' og metallproduktet som flyter på overflaten. En slik blokk, som er fremstilt av et typisk isolerende materiale som aluminiumoksyd, kan erstattes av en plate, en skillevegg eller et belegg påført anoden.

Katoden er en plate typisk fremstilt av jern og er anordnet med en hovedflate i det vesentlige vertikal eller svakt skrånende. Denne elektrode anbringes ved enden av elektrolysekammeret. Elektrolysekammeret kan inneholde én katode mot én anode, hver ved deres respektive ende av kammeret. Alternativt anvendes to katoder mot én anode, med katodene ved hver sin ende og anoden i midten av kammeret.

De mellomliggende elektroder, som' karakteristisk anvendes ved oppfinnelsen kan fremstilles av grafitt, men fremstilles fortrinnsvis av en blanding av en tynnere jernplate forbundet med en tykkere grafittplate. De er anordnet med jernsiden mot anoden, slik at jernet tjener som en katode-del, mens grafitten tjener som en anodedel. For en forbedret forhindring av spenningslekkasje kan én eller flere slike elektroder anordnes med et strøm-blokkerende stykke av elektrisk isolerende material på eller tilstøtende alle eller hver av topp- og lateralkantene for hovedflåtene.

Alle elektrodene som er nevnt foran kan anbringes med ho-vedflatene i det vesentlige vertikalt når de er anbragt

langt fra hverandre, mens de fortrinnsvis har slike flater skrånende svakt i vertikalplanet når avstanden mellom til-støtende elektroder er forholdsvis liten. Motsatte elektro-deflater er anbragt i det vesentlige parallelt og avstanden kan tilta oppover for lettere separasjon av klorgass fra metallprodukt når gassen stiger opp langs elektrode-flaten. Slik helling økes med avtagende elektrodeavstand.

Med hver spenning mellom de tilstøtende elektroder over det nivå hvor magnesiumklorid spaltes, dvs. tilnærmet 2,5 V, gir økning av antall elektroder større mulighet for strøm-lekkasje. Lekkasjen forhindres effektivt ifølge oppfinnelsen ved anvendelse av isolerende materiale som elektrodene effektivt utstyres med ved bunnen, eller bedre langsmed topp- og/eller de laterale ender. Hvis anoden i tillegg utstyres med forannevnte isolerende blokk gir dette.ytterligere forbedring.

Elektroder i et foretrukket eksempel er utstyrt med en kanalanordning ved en øvre del. Når kanalanordningen anvendes for magnesiummetall er den dannet enten som et separat legeme eller som en rille på elektrodeplaten. En separat kanalanordning er et forlenget rør med åpen bunn og lukket topp og anbringes ved toppen av elektroden med åpningen ne-dentil over katodesiden. En rille på elektroden har på lignende måte en åpning nedover for å oppfange magnesiumprodukt som beveger seg oppover langs elektrodeplateoverfla-ten . Rillen har en stigning mot. én ende for å samle opp og føre metallet oppover til et separat reservoir gjennom en annen kanalanordning forbundet med den på elektroden. Slikt rør er anbragt ved toppen av de mellomliggende elektroder og katoden. En annen kanalanordning tilveiebringes for klorgass. I dette tilfelle kan den enten være et rør lik i form med forannevnte, men meget større, eller en skillevegg som strekker seg over elektrolysekammeret med den nedre ende neddykket i badet. Slikt rør er forbundet med anoden såvel som anodesiden av hver mellomliggende elektrode.

En ytre kjølepassasje kommer med fordel i tillegg til hver av den forannevnte elektrolysekammeranordninger. Passasjen anordnes utenfor elektrolysekammeret,kun akkurat skilt fra kammeret og står i forbindelse med elektrolysekammet når det gjelder gasstrømmen ved badoverflatenivået og ved bunnen. Passasjen kan dannes på forskjellige måter slik som separa-te rør eller lignende, men den utføres med fordel fra et totalt økonomisk synspunkt med et i det vesentlige rektangulært tverrsnitt. Funksjonen for passasjen er at innkommende elektrolyttbad fra elektrolysekammet ved en forholdsvis høy temperatur, mens den passerer derigjennom, avkjøles, ikke nok til å størkne, ved utstråling gjennom en forholdsvis tynn vegg eller ved kaldluft som med styrke påføres en slik tynn vegg eller i rørene anbragt i passasjen. Badet,

som således blir kjøligere for å vise en øket densitet strøm-mer nedover inntil det returnerer til elektrolysekammeret ved bunnen hvor badet igjen oppvarmes elektrisk for å strømme oppover, idet det således dannes en konveksjonssirkulasjon av elektrolyttbadet. Denne strøm foretrekkes fordi badbeve-gelsen oppover letter produkfjerning, spesielt magnesiummetall, fra elektroden og letter oppstigningen i badet.

Noen foretrukne utførelsesformer ifølge oppfinnelsen vil beskrives detaljert med henvisning til vedlagte tegninger, hvor, Fig. 1 viser et tverrsnitt av et vanlig apparat anvendt for elektrolyse av magnesiumklorid, og som anvender flere enkle elektrodepar bestående av en anode og to katoder uten noen mellomliggende elektroder. Her inneholder et elektrolysekammer 1, oppbygget av ildfast materiale, anoder 2 av grafitt og katoder 3 av jern hver med deres største flate overfor hverandre, og neddykket i et bad 4 som typisk inneholder 10-25 % magnesiumklorid og andre bestanddeler slik som natriumklorid og kalsiumklorid. Elektrodene anbringes med en avstand mellom de motsatte flater på ca. 7,5 cm, og et på-tvunget potential på ca. 6 V. Magnesiumprodukt dannet på katoden stiger opp i badet og mottasavet rør 5 anbragt over katoden og ført frem til utenfor kammeret for gjenvinning, mens det andre produkt, klorgass, føres bort gjennom en port 6 på en vegg i kammeret over badnivået. Fig. 2 og 3 illustrerer en foretrukken konstruksjon av apparatet ifølge nærværende oppfinnelsen, mens

fig. 4, 5 og 6 viser en annen foretrukken utførelsesform.

Fig. 7 og 8 eksemplifiserer noen få kanalanordninger med en elektrode som kan anvendes ifølge oppfinnelsen, og Figurene 9, 10a-B og 11 A-B viser eksempler på anodekonfi-gurasjon i utseende og snitt.

Mere spesielt viser figurene 2 og 4 et gjennomskåret side-riss, og figurene 3 og 5 er frontsnitt tatt ved A-A på figurene 2 henh. 4. Fig. 6 er et horisontalt snitt tatt ved B-B på figur 4.

I disse figurer er et elektrolysekammer 7 fremstilt av ildfast sten og lukket med et avtagbart lokk 8 på kammerets øvre ende. Kammeret inneholder en platform 9 som er fremstilt av aluminiumoksydsten og har en løftet topp full av huller II for passasje av elektrolyttbadet og avfall. Gulvet 12 har en helning mot én ende for lettere å samle opp avfall hvor en utførselsanordning 13 kan nåes. En slik anordning kan omfatte en ventil 14.og et rør 15. En anode 16 av grafitt anbringes over kammeret 7 på midten, mens en katode 17 av jern er anbragt ved hver ende på en av anodens 16 sider. Begge elektrodene har en ende 18, 19 utenfor kammeret for elektrisk forbindelse. Anoden 16 har, slik som det er vanlig, en avsluttende ende som detaljert beskrevet i figur 9, hvor en metallsamleskinne 20 er festet til grafittanoden 18 med en bolt 21. Mellom anoden og hver katode er det anbragt 6 mellomliggende elektroder 22 henh., som er en sammensetning av en jernplate 23 med glatt overflate forbundet med en grafittplate 24 med et i det vesentlige rektangulært tverrsnitt. En isolerende blokk.utstrekker seg i kort avstand på begge sider av henholdsvis anoden' 16, katoden 17 og de mellomliggende elektroder 22 og er plassert på platformen 9 med et innskudd av en langstrakt blokk av aluminiumoksyd som strekker seg langs hver elektrode. En i det vesentlige lik avstand på ca. 5 cm mellom hver

av de motstående flater av tilstøtende elektroder av anoden, katoden og de mellomliggende elektroder er vist.

Et elektrolysebad av smeltet klorid innføres i elektrolysekammeret gjennom et innløp 26 i bunnen. For gjenvinning av produktet er en røranordning 7, som fører til et separat reservoir 28 eller annetsteds, anordnet for magne- siummetallmed den nedre ende av røret 27 under badoverfla-tens nivå 29, og med en utløpsport 30 som er anordnet i en-deveggene av elektrolysekammeret 7 for utføring av klorgass over badets overflatenivå. I eksemplet som er vist under spesiell henvisning til fig. 2 er en ytterligere kanal 31 anordnet på utsiden av kammeret, slik at det oppstår kom-munikasjon melom badets overflatenivå og bunnen. Denne passasjen danner en i det vesentlige vertikal kanal med rektangulært tverrsnitt og er adskilt fra kammeret 7 med en skillevegg 32 som er forsynt med åpninger henholdsvis i bunnen og toppen. Passasjen eller kanalen 31 har en yttervegg 33 med vesentlig mindre tykkelse og på hvilken påblåses kald luft, eller i visse tilfeller føres kold luft gjennom rør eller kanaler på dette sted, slik at innkommende bad fra toppen av kammeret vil avkjøles noe når de. passerer den eksterne kanal 31 når badet strømmer ned i elektrolysekammeret gjennom bunnåpningen 34 for å fullstendiggjøre sirkula-sjonen.

I et annet eksempel vist spesielt i fig. 4-6 anvendes et elektrolysekammer 7 av tilsvarende konstruksjon som den i det første eksempel, bortsett fra at det ikke anvendes den eksterne passasje for badet. I stedet er det anordnet en kanal 35 i toppen av katoden 17 og hver av de mellomliggende elektroder 22. Kanalen 35 har et rektangulært tverrsnitt og med et tiltagende tverrsnittareal langs lengden, slik-at når kanalen 35 er plassert i stilling kan den ha en topp som stiger fra én ende til den andre, hvor en annen kanalanordning er forbundet med denne og strekker seg mot reservoir'et 28 for magnesiumetall via en kanalanordning 27. Kanalanordningen 35 på toppen av elektrodene kan erstattes av en utsparing 36 dannet i en jernplate av katoden 17 eller på en slik jernplate 23 av de sammensatte mel- •' lomliggende elektroder 22, slik som angitt i fig. 8.

I visse utførelsesformer av fo religgende oppfinnelse er en grafittanode erstattet delvis av metallisk materiale, spesielt ved en ende plassert på utsiden av kammeret for elektrisk tilknytning. Fig.lOA viser utseendet av ett eksempel,

mens fig. 10B viser et delvis gjennomskåret snitt derav.

Den viste anode 16 består i dette tilfelle i det vesentlige av en grafittplate 37 med en øvre del med mindre tverrsnitt. En slik øvre del er dekket med et metallstykke 38, bearbei-det for å passe over denne del, og delen 38 er på sin side overlagt med en firkantet mansjett 39 av.ildfast materiale for å beskytte metallet mot varmen. Et egnet materiale for stykket 38 og for mansjetten 39 er henholdsvis nikkelmetall eller nikkelbasert legering, og aluminiumoksyd. Metallstyk-ket er forbundet med elektrisk tilførselsledning for kraft-tilførsel.

Fig. 11A-B viser et annet utførelseseksempel av kjernedelen for elektroden 16 som også er erstattet av en plate 40 av et metallisk materiale. Et grafittskall 41 formet med et utseende som en tykk plate har en gjennomgående utsparing hvori metallplaten er tilpasset. Metallplaten 40 stikker opp gjennom en åpning i den øvre del av skallet 41, mens dens nedre del nedstrekker seg nesten gjennom skallets lengde til et rom ved bunnen av dette som er lukket ved hjelp av en plugganordning 42. For elektrisk tilførsel er en strømleder 20 forbundet med den øvre ende av metallplaten 40 som ut-strekker seg gjennom den øvre åpning, og festet til denne med bolter.

Driften er eksemplifisert med parametre under anvendelse av apparat ifølge oppfinnelsen, slik som vist i fig. 2 og 3. Det ble anvendt et elektrolysekammer med de følgende indre dimensjoner: .1,2 m (bredde) x 3,5 m (lengde) x 1,8 m (høyde) med en ekstern passasje på 0,2 m (bredde) x 3,5 m (lengde) x 1,2 m (høyde) forbundet med kammeret ved toppen og bunnen med tilhørende åpninger. Passasjen består i det vesentlige av en sjakt på 0,2 m (bredde) x 3,5 m (lengde) x 1,2 m (høyde) adskilt fra elektrolysekammeret med en skillevegg, og forbundet til denne med åpninger i en høyde på 1,2

m og en ved bunnen. Badet i passasjen avkjøles ca. 30°C ved avstråling gjennom veggen som er så tynn som 23 cm, sammen-lignet med den gjenværende del som er minst 35 cm tykk. I

elektrolysekammeret er det plassert en platform av aluminiumoksyd med en løftet topp full av gjennomgående spalter. En grafittplate som anode med dimensjonene: 1 m (bredde) x 2 m (høyde) x 10 cm (maksimal tykkelse) er plassert på platformen ved dens midte, mens en jernplate med dimensjonene: Imx0,8mx5cm (maksimal tykkelse) er plassert ved hver ende av kammeret som katode. Mellomliggende elektroder som hver i det vesentlige består av en sammensatt grafittplate med dimensjonene: 1,0 m x 0,8 m x 10 cm (maksimal tykkelse) og en jernplate med dimensjonene: 1,0 m x 0,8 m x 2 cm (tykkelse) er festet mot hverandre langs de stør-ste flater. Slike mellomliggende elektroder er plassert mellom anoden og hver katode, og er anordnet symmetrisk for hvert elektrodepar med en avstand på 4 cm ved den nedre . ende og 5 cm ved den øvre ende. Smeltet elektrolyttbad bestående av 20% magnesiumklorid, ".30% kalsiumklorid og 50% natriumklorid innføres i kammeret til et nivå 10 cm over toppen av de mellomliggende elektroder. En spenningsfor-skjell på 27 V legges over anoden og hver katode, slik at potentialet mellom hver av naboelektrodene vil henholdsvis være 3,8 V. En elektrolyse utføres kontinuerlig i 24 h ved å bringe badet i sirkulasjon og fra tid til annen supplere badet for å erstatte forbrukt materiale, slik at badoverfla-ten i det vesentlige er konstant. Som følge av dette ble det erholdt 550 kg magnesiummetall og 1650 kg klorgass. De anvendte parametre var: badtemperatur 700°C, tilført strøm-styrke 8000 AMP, strømdensitet 0,05 AMP/cm 2, strømeffekti-vitet 87%, og kraftforbruk 9967 KWH/tonn Mg.

Deretter ble det i det ovenfor beskrevne arrangement inn-ført en 30 cm høy aluminiumoksydblokk mellom anoden, hver av katodene og de mellomliggende elektroder tvers over elektrolysekammeret. Når elektrolysen ble utført med parametre identiske til de som ovenfor beskrevet og med den samme badsammensetning ble det oppnådd en strømeffektivitet på

ca. 90% og et kraftforbruk ned til 9634 KWH/tonn Mg. Til dette arrangement ble en aluminiumoksydplate med dimensjonene 5 cm (tykkelse) x 20 cm (høyde) x 1,2 m (bredde) an-

ordnet på oversiden ved hver mellomliggende elektrode og med de øvre ender noe over badets nivå og tvers over elektrolysekammeret. Resultatene med den samme badsammensetning og med identiske elektrolyseparametre var: strømeffektivi-tet ca. 92% og kraftforbruk 9425 KWH/tonn Mg.

I et tilfelle hvor en kanalanordning anvendes på toppen av katodene og de mellomliggende elektroder ble det erholdt resultater tilsvarende de foregående.

Resultatene erholdt med noen apparater konstruert i henhold til oppfinnelsen viser en betydelig forbedring i forhold til de kjente hvori ikke anvendes mellomliggende elektroder og som har et kraftforbruk så høyt som 14.000 - 18.000 KWH/tonn Mg.

Som det vil være åpenbart fra den ovenfor gitte beskrivelse muliggjør oppfinnelsen: 1. En meget forenklet konstruksjon av elektrolysekammeret fordi kun én anode og én eller to katoder behøver å være tilkoblet krafttilførselen uavhengig av antallet av elektroder som inneholdes i kammeret for forøket produksjon. I de tilfeller hvor kanalanordninger anvendes kan magnesium- og klorproduktene gjenvinnes med forbedret separasjon, slik at eventuelle skilleanordninger som har vært ansett for ab-solutt nødvendige mellom en konvensjonell a<*>node og katode kan elimineres.

2. Nedsatt kraftforbruk, av de følgende grunner:

a. Antallet elektriske tilknyttete elektroder er vesentlig senket, hvorved unngås unødig spenningstap, hvilket fører til forbedret effektutnyttelse, sammen-lignet med de tilfeller hvor det samme antall elektroder er koblet parallelt på konvensjonell måte. b. at varmetap kun kan oppstå via én anode eller én eller to katoder som har én ende utenfor kammeret for elektrisk tilkobling, hvilket fører til vesentlig nedsatt varmetap, c. at ferre elektriske tilknytningspunkter kan anvendes pr. apparat i forhold tilde konvensjonelle ty-per, slik at antall tilkoblinger til elektrodene, hvilket kan forårsake vesentlige spenningstap, i vesentlig grad er nedsatt, og d. anvendelse av kun én elektrode av grafitt som er et materiale som utviser en elektrisk motstand som er ca. 100 ganger så høy som for et vanlig metall, slik at energitap i form av varme og/eller spenningstap for-årsaket av slik elektrisk motstand er minimalisert, og 3. muliggjør produksjon av magnesiummetall og klorgass ved anoden og katoden samt ved de mellomliggende elektroder, hvilket fører til en vesentlig forhøyet produktivitet, og 4. et tett innelukning av apparatet er mulig fordi det kun er nødvendig at to elektroder er ført ut gjennom apparatet,• hvilket gjør det lettere å konstruere et forseglet kammer.

Fordelene ved et forseglet kammer er at man forhindrer inn-føring av atmosfærisk oksygen til kammeret eller lekkasje av klorgass til utsiden av kammeret, forbruk av grafittanoden samt slaggdannelse nedsettes i vesentlig grad, og det er mulig å erholde klorgass med en høyere renhet,og forurens-ning av omgivelsene kan elimineres.

Claims (26)

1. Apparat for elektrolytisk fremstilling av magnesiummetall fra magnesiumklorid og som omfatter: (1) et lukket elektrolysekammer som er i stand til å holde i smeltet tilstand et bad som i det vesentlige inneholder magnesiumklorid, (2) minst ett anode- og katodepar inneholdt i en i det vesentlige vertikal tilstand og hvis ender er ført utenfor karet for elektrisk tilkobling, og (3) midler for gjenvinning av henholdsvis magnesiummetall og klorgass, karakterisert ved (4) minst én utvendig, ikke-tilkoblet mellomliggende elektrode anordnet parallelt mellom anode- og katodeparet.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrolysekammeret inneholder en anode i den ene ende og en katode i den andre.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrolysekammeret inneholder en midtanode og en katode i hver ende.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den mellomliggende elektrode i det vesentlige består av grafitt.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den mellomliggende elektrode i det vesentlige består av plater av grafitt og jern langs deres største flate.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at anoden, katoden(e) og mellomliggende elektroder alle er anordnet med sin hovedflate i det vesentlige vertikalt.

7. Apparat ifølge ,/ k trav 1, karakterisert ved at anoden, kato,( den(e) og de mellomliggende elektroder er anordnet med sine hovedflater i en liten vinkel i ■ i forhold til vertikalen^. I

8. Apparat ifølg\<e> krav 1, karakterisert ij ved at anoden, katoden(e) og de mellomliggende elektroder er anordnet med motstående flater av tilstøtende elektroder i det vesentlige parallelle.

9. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at anoden, katoden(e) og de mellomliggende elektroder er anordnet slik - at motstående flater av tilstøtende elektroder danner en ioppad åpnende vinkel. i' J

10. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at alle elektrodene er montert på en platform fremstilt av et elektrisk! ikke-ledende ildfast materiale og som har en opphøyet platform.

11. Apparat ifølge krav 10, : karakterisert ved at elektroden er plassert direkte på platformen.

12. Apparat ifølge kr av/-1.0'/' karakterisert ved at en - langstrakt blokk av elektrisk ikke-ledende ildfast materiale er anordnet som et innskudd mellom hver elektrode og på toppen' tvers over elektrolysekammeret. I

13. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved minst en ytterligere, elektrisk isolerende del over en mellomliggende elektrode. i

14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at den ytterligere 'Jdel er anordnet på minst én av de gjenværende kanter langs hiovedfl åtene av de mellomliggende elektroder. ■A

15. Apparat ifølge jkrav 13, karakterisert ved at den ytterli gere del er anordnet på minst én av de mellomliggende elektroder. I s

16. Apparat ifølge kravene 11, 12 eller 13, k a - ra.k teris 'ertj| ved at anoden har en tilstøten-de blokk av et elektrisk, ikke-ledende ildfast materiale som dekker et areal av anoden fra i det minste toppnivået for de mellomliggende; elektroder og opp til badets overflatenivå .

17. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved minst én kanal ved den øvre del av elektrodene for utføring av klorgass qxj magnesium til deres respektive ut-løP- ;i il

18. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at kanalen har j; en åpenbunnet konfigurasjon med lukket topp og hvis tak seillger mot én ende som ligger under badets overflatenivå.

19. Apparat ifølge k\ rav 18, / karakterisert ved at kanalen i det Vesentlige' bestar av et separat le-\ / geme av et elektrisk isolerende materiale, og som er plassert med åpningen over katoden-fe) og hver katodes ide av de mellomliggende elektroder./

20. Apparat ifølge krav;18, karakterisert ved at kanalen i det vesentlige består av spor utformet i katoden og i hver av katode isidene i de mellomliggende elektroder. ; 'i i

21. Apparat ifølge krav' 18, karakterisert ved at kanalanordningen \ ± det vesentlige består av et separat legeme av et elektrisk isolerende materiale og er anordnet med åpningen over hjj/er anodeside av de mellomliggende elektroder og knyttet til anoden ved en øvre del over badets overflatenivå.

22. Apparat ifølge krajv 1, karakterisert ved at anoden i det vesentlige består av en grafittpla-

23. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at anoden i det vfesentlige består av grafitt med et delvis innskudt metalliskj materiale ved en ytterende derav for elektrisk tilkobling; hvilket metalliske materiale er nikkel og/eller en nikkelbasert legering.

24. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved en ytre kjølekana^ forv^eTektrolyttbadet, hvilken kanal kommuniserer med badets'/ove.riflatenivå i elektrolysekammeret og med dens bunn \ o f g som I er forsynt med kjølemid-ler for badet når dette passerer .gjennom passasjen.

25. Apparat ifølge krav 24, karakterisert ved at kjøleanordningenji det vesentlige består av en vegg med en nedsatt tykkelse, mothvilken kaldluft tilføres.

26. Apparat ifølge krav 25, karakterisert ved en rørledning som |r anordnet i passasjen og gjennom hvilken kaldluft innføres.