Przy otrzymywaniu metali, zwlaszcza metali lekkich, za pomoca elektrolizy sto¬ pionych soli, np. soli chlorowcowych, na¬ lezy umieszczac elektrody w niewielkiej odleglosci jedna od drugiej w celu uniknie¬ cia zbednego zuzycia energii elektrycznej wskutek stosunkowo nieznacznego przewo¬ dnictwa elektrycznego takich stppionych soli.Przy otrzymywaniu metalu, np. .sodu, za pomoca elektrolizy stopionych soli, np. chlorku sodu, do elektrolitu dodaje sie zwy¬ kle innej jeszcze soli, np. chlorku wapnia, w celu wytworzenia elektrolitu o odpowied¬ niej temperaturze topnienia, korzystnej dla przebiegu elektrolizy. Jezeli tego ro¬ dzaju mieszanine soli traktuje sie w urza¬ dzeniu do elektrolizy, którego elektrody sa umieszczone stosunkowo blisko siebie, wówczas elektrolityczne wydzielanie me¬ talu powoduje zmniejszenie sie zawarto¬ sci soli danego metalu w strefie elektroli¬ zy, zwlaszcza przy zastosowaniu elektrod o duzej powierzchni. Stwierdzono, ze przy ^nieznacznej odleglosci pomiedzy elektro¬ dami naturalna dyfuzja wzglednie kraze¬ nie elektrolitu nie wystarcza do dostatecz¬ nie szybkiego zastapienia w strefie elek¬ trolizy soli juz rozlozonej, wskutek czego w przestrzeni pomiedzy elektrodami na-stepuje zmiana skladu chemicznego sto¬ pionych soli, co moze spowodowac rozmai¬ te szkodliwe zjawiska i zaklócic przebieg procesu, np. wywolac wydzielanie sie zbyt znacznych ilosci innego, niepozadanego metalu.Jezeli w celu otrzymania sodu (poddaje sie elektrolizie np. mieszanine stopionych soli chlorku sodu i chlorku wapnia, wów¬ czas jako [produkt koncowy otrzymuje sie na katodzie sód metaliczny z rozpuszczo¬ na w nim pewna iloscia wapnia. Jezeli je¬ dnak zawartosc chlorku wapnia w elek¬ trolicie w strefie elektrolizy przekroczy (w przyblizeniu) 70%, wówczas otrzymu¬ je sie wiecej wapnia niz moze rozpuscic sód. Wapn, otrzymany w nadmiarze i wy¬ dzielajacy sie w zwyklych temperaturach roboczych elektrolizy w stanie stalym, po¬ siada sklonnosc do osiadania na katodzie i do wytwarzafiia mostków, laczacych ka¬ tode z przegroda wzglednie z anoda, co powoduje zaklócenie biegu procesu lub spadek jego wydajnosci.Zaklócenie biegu procesu moze byc spowodowane równiez i przez to, ze zmia¬ na skladu chemicznego soli w strefie elek¬ trolizy powoduje podwyzszenie sie tem¬ peratury topnienia elektrolitu, co zmniej¬ sza wydajnosc urzadzenia i zwieksza zu¬ zycie pradu.Wedlug patentu nr 24 324 wymienio¬ nym wyzej niedogodnosciom, zwiazanym ze stosunkowo niewielka odlegloscia pomie¬ dzy elektrodami, zapobiega sie przez to, Ze za pomoca odpowiednich urzadzen elek¬ trolit doprowadza sie lub przeprowadza przez przestrzen pomiedzy elektrodami w takiej ilosci, aby nie mogly juz powstac szkodliwe zmiany skladu chemicznego ele¬ ktrolitu w strefie elektrolizy.Uzyskuje sie to wedlug wyzej wymie¬ nionego patentu w ten sposób, ze katode lub anode wzglednie obydwie elektrody zaopatruje sie w wieksza liczbe otworów przelotowych, celowo rozmieszczonych równomiernie na calej powierzchni elek¬ trody i (korzystnie) nachylonych w kie¬ runku drugiej elektrody, mp. pod katem 45°. W tym celu mozna równiez stosowac elektrody, skladajace sie z szeregu piers¬ cieni, rozmieszczonych poziomo w szeregu jeden nad drugim w pewnej od siebie od¬ leglosci, albo tez stosowac elektrody wy¬ konane w postaci zwojów srubowych, roz¬ mieszczonych w pewnej odleglosci od sie¬ bie. Dzieki temu stopione sole moga swo¬ bodnie przeplywac pomiedzy tymi piers¬ cieniami lub zwojami srubowymi. Pozwala to na przeprowadzanie elektrolizy przy je¬ szcze mniejszych odleglosciach pomiedzy elektrodami, niz jest to obeicnie dopusz¬ czalne, i w niskich temperaturach.Stwierdzono, ze przy zastosowaniu wyzej wymienionych elektrod uzyskuje sie szczególnie dobre wyniki w tym przypad¬ ku, gdy calkowity przekrój otworów prze¬ lotowych elektrody wynosi co najmniej 3,5°/o, najkorzystniej zas 4 — 8°/o calko¬ witej uzytecznej powierzchni odnosnej elektrody. W ten sposób mozna uniknac zjawiska zubozenia elektrolitu podczas elektrolizy, jak równiez odleglosc pomie¬ dzy anoda i katoda mozna zimniejszyc do okolo 3,8 cm.Wedlug wynalazku niniejszego w o- twory przelotowe, np. w otwory wyzej o- pisanego rodzaju i o wspomnianym ogól¬ nym przekroju, mozna zaopatrywac za¬ równo katode, jak i anode, lub tez katode i anode.Przy rozmieszczeniu elektrod w ten sposób, iz jedna elektroda obejmuje dru¬ ga calkowicie lub czesciowo, np. w postaci zamknietego lub przecietego pierscienia, korzystnie jest zaopatrzyc elektrode ze¬ wnetrzna w otwory przelotowe w celu ulatwienia doplywu elektrolitu z zewne¬ trznej komory naczynia do elektrolizy do przestrzeni pomiedzy elektrodami. Otwo¬ ry przelotowe rozmieszcza sie celowo równomiernie na calej uzytecznej po- — 2 —wierzchni danej elektrody. Skutecznosc dzialania otworów wzrasta, gdy sa one wykonane pochylo w kierunku drugiej e- lektrody, np. ukosnie. Mozaia równiez sto¬ sowac elektrody z plecionki lub siatki dru¬ cianej, przy czym liczba i wielkosc oczek siatki zalezy w kazdym (poszczególnym przypadku od danych warunków robo¬ czych, np. od skladu chemicznego elektro¬ litu.Na rysunku przedstawiono, tytulem przykladu, urzadzenie wedlug wynalazku niniejszego do otrzymywania metali lek¬ kich, zwlaszcza potasowców, za pomoca elektrolizy stopionych soli, przy czym na fig. 1 przedstawiono przekrój pionowy urzadzenia, a na fig. 2 — perspektywicz¬ ny widok katody wedlug fig. 1. Cyfra 1 oznacza, cylindryczny plaszcz stalowy, wy¬ lozony wewnatrz ceglami .szamotowymi.W dnie naczynia do elektrolizy osadzona jest posrodku anoda grafitowa 2 w posta¬ ci walca. Katoda 3 w postaci stalowego cylindra jest zaopatrzona w dwa sredni¬ cowo przeciwlegle ramiona 4, wystajace ze scian naczynia do elektrolizy i sluzace do doprowadzania pradu. Mniej wiecej posrodku pierscieniowej przestrzeni po¬ miedzy anoda 2 i katoda 3 zawieszona jest dziurkowana przegroda stalowa 6. Ko¬ mora pierscieniowa 7 sluzy do zbierania metalu, wydzielonego na katodzie 3, oraz do zawieszania przegrody 6. Metal zbiera¬ jacy sie w komorze pierscieniowej 7 usu¬ wa sie przez rure 8; oslona 9 w postaci helmu sluzy do zbierania gazowych pro¬ duktów elektrolizy.Wedlug wynalazku niniejszego kato¬ da 3 jest zaopatrzona w wieksza liczbe o- tworów przelotowych 5, rozmieszczonych celowo równomiernie na jej powierzchni.Otwory 5, zwlaszcza przy uzywaniu grub¬ szych katod, sa wykonane celowo w ten sposób, ze posiadaja pochylenie ku górze w strone anody, co jednak nie jest konie¬ czne. W przedstawionym przykladzie wy¬ konania urzadzenia nachylenie otworów wynosi okolo 45°.Wedlug wynalazku calkowity przekrój otworów przelotowych jednej lub oby¬ dwóch elektrod wynosi co najmniej 3,5% uzytecznej powierzchni jednej lub oby¬ dwóch elektrod. W przykladzie przedsta¬ wionym na rysunku, gdy jest zaopatrzona w otwory tylko katoda, calkowity prze¬ krój wylotów tych otworów wynosi we¬ dlug wynalazku co najmniej okolo 3,5%, najkorzystniej 4 — 8% uzytecznej po¬ wierzchni katody.W naczyniach stosowanych dotychczas do elektirolizy stopionych soli elektrolit przeplywal bardzo powoli od konców elek¬ trod do przestrzeni pomiedzy elektroda¬ mi, w. której odbywala sie wlasciwa elek¬ troliza. Wskutek tego swiezy elektrolit do¬ plywal zasadniczo tylko do konców uzy¬ tecznej powierzchni elektrod, natomiast prad przeplywal przez cala powierzchnie elektrod. Przy uzyciu elektrod wedlug wy¬ nalazku, zaopatrzonych w otwory przelo¬ towe, swiezy elektrolit jest doprowadzany w sposób ciagly ze wszystkich stron do przestrzeni miedzy elektrodami w takiej ilosci, ze unika sie calkowicie zubozenia w tej strefie soli stopionych, wystepuja¬ cego w znanych sposobach.Sadzono poczatkowo, ze wskutek wy¬ konania otworów uzyteczna powierzchnia katody zmaleje w takim stopniu, iz zmniejszy sie sprawnosc urzadzenia* Oka¬ zalo sie jednak, ze zjawisko to nie zacho¬ dzi, lecz przeciwnie, dzieki tym otworom, uzyteczna powierzchnia katody zostaje nawet nieco zwiekszona.Stwierdzono, ze przy uzyciu urzadzen do elektrolizy, zaopatrzonych w katody z wyzej opisanymi otworami, np. wedlug fig. 1 i 2, napiecie elektryczne zasadniczo pozostaje stale i zmienia sie na ogól nie wiecej niz o okolo 0,02 V, a przegrody nie trzeba juz tak czesto zmieniac, przy czym przecietna wydajnosc urzadzenia wzra- — 3 —sta. Przy stosowaniu odstepów pomiedzy anoda i katoda, wynoszacych 3,8 cm lub nieco mniejszych, mozna w ten sposób u- zyskac doskonale wyniki.Urzadzenie wedlug wynalazku niniej¬ szego nie ogranicza sie tylko do postaci przedstawionej na rysunku tytulem przy¬ kladu, lecz mozna je równiez istosowac z korzyscia i w innej (postaci.Dzieki temu, ze wedlug wynalazku mo¬ zna utrzymywac mniejsze odleglosci miedzy elektrodami, uzyskuje sie zwiekszenie wy¬ dajnosci iproduktów elektrolizy na KW/go- dzine, a tym samym zwiekszenie ogólnej sprawnosci urzadzenia. Nastepnie wsku¬ tek polepszenia krazenia elektrolitu w przestrzeni pomiedzy elektrodami zapo¬ biega sie zubozeniu elektrolitu w który¬ kolwiek z jego iskladników, produkty zas katodowe uzyskuje sie o stale jednako¬ wych wlasciwosciach. Przy otrzymywaniu sodu za pomoca elektrolizy mieszaniny chlorku sodu i chlorku wapnia wynalazek umozliwia mp. równomierne otrzymywa¬ nie sodu z nieznaczna tylko zawartoscia wapnia. Prócz tego wynalazek umozliwia stosowanie elektrolitu o wiekszej zawar¬ tosci chlorku wapnia, poniewaz zapobie¬ ga isie wydzielaniu sie wapnia w ilosci wiekszej od tej, która moze rozpuscic o- trzymywany sód. Nastepnie zapobiega sie osadzaniu sie wapnia na katodzie i two¬ rzeniu mostków miedzy katoda i przegro¬ da wzglednie miedzy katoda i anoda, a tym samym wystepowaniu zwarc.Inna zalete wynalazku stanowi to, ze elektrolize stopionych ,soli mozna przepro¬ wadzac w temperaturach niziszych od tem¬ peratur dotychczas stosowanych, ponie¬ waz elektrolizie poddaje sie mieszanine soli, której sklad chemiczny lezy w po¬ blizu punktu eutektycznego. Unika sie przy tym wydzielania sie nadmiernych ilosci niepozadanego metalu. PL