Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung geschmolzener Netallsalze behufs Wiedergewinnung der Metalle und Säureradikale. Die Erfindung betrifft eine besondere Ausführung der Vorrkhtun.g zur elektrolyti schen Behandlung geschmolzener Metallsalze behufs Wiedergewinnung der Metalle nand Säureradikale gemäss dem Verfahren _ des Hauptpatentes.
Die Vorrichtung zeichnet sioh dadurch aus, dass mehrere Vielfachzellen- Elektrolysiereinheiten von der in dem Haupt patent beschriebenen Art in ein und demsel ben Behälter zu einem Verbund-Elektrolysier- zellengebille zusammengruppiert sind. Diese Einrichtung soll im Betrieb zur reinen Auf arbeitung von unreinen Elektrolyten hervor ragend geeignet sein.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindung gegen- standes.
Fig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt, und Fi.g. 2 ist ein Grundriss eines derselben mit übereinanderliegenden Elektroden; Fig. 3 ist ein Querschnitt (in grösserem Massstab) durch ein Bruchstück der überein anderliegenden Elektroden; Fib. 4 ist ein Grundriss einer zweiten Ausführungsform, bei welcher die Elektro den senkrecht stehen;
Fig. 5 ist ein senkrechter Längsschnitt nach Linie x-x von Fig. 4, und Fig. 6 ein senkrechter Querschnitt nach Linie x'-x' von Fig. 4.
Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, be sitzt die Vorrichtung mehrere Vielfachzellen- Elektrolysiereinheiten, die je aus der .ge wünschten Anzahl Elektroden.platten B, B', Bz bestehen und deren es im gezeichneten Beispiel zwölf sind mit je 21 Elektroden platten bezw, 20 Elektrolysierelementen oeder -Zellen.
Alle diese Vielfachzellen-Elektroly- siereinheiten sind gruppenweise, in drei Gruppen zu je vier, in einem gemeinsamen Behälter, d angeordnet und unter sich, so wohl als auch von dein Boden und den Sei tenwänden des Behälters durch Isolierplatten isoliert, wobei die seitlichen Isolierplatten cc durch körniges oder stückiges Isoliermate rial a' (Fig. 1)
gegen die Ränder der Elek- trodenplatten gepresst werden, Die Elektro- denplatten, die in jeder Gruppe stapelweise übereinanderliegen, bestehen vorteilhaft aus gepresster Kohle oder gepresstem Graphit und sind voneinander durch Isolierstäbe b ge trennt.
Sie haben in jeder Gruppe einen zen tralen Anschlussstab EZ aus Graphit, der von der untersten Elektrodenplatte BZ aus durch ein Isolierrohr e nach oben geführt und durch ein Brückenstüclz aus Kohle oder Graphit B3 mit der obern Elektrodenplatte B' des benach- barten Stapels verbunden ist.
Der erste zen trale Kopfelektrodenstab E (positiver Pol) und letzte Bodenelektrodenstab E\ (negativer Pol) werden vom Behälter A getragen und sind an die Stromquelle angeschlossen.
Durch eint! Füllöffnung F am Oberteil des Behälters A wird der Elektrolyt einge gossen. Am Boden des Behälters A ist die Sammelkammer a' für das geschmolzene Me tall mit Auslass 11 und Abstichhahn li, vorge sehen. Die Gase entweichen durch den obern Stutzen A3.
Der Behälter A besteht am einfachsten aus innen emailliertem Eisen, das aussen mit Kieselguhr oder anderem wärmedichtem Ma terial bekleidet oder von aussen her beheizbar ist. Er steht durch eine leitende Verbindung e\ mit der letzten negativen Elektrode in Verbindung, so dass. im Falle eines Stromver lustes nur Kathoden- und keine Anodenwir kung auftreten kann.
Die Elektrodenplatten B, B', BZ (Fig. 3), die bei diesem Beispiel wagrecht liegen, aber auch schräg liegend angeordnet sein könnten, sind oben und unten mit Rillen und ferner mit senkrecht durchgehenden Löchern b', b2 für den Abzug der Gase nach oben bezw. das Niederfliessen des Metallos versehen.
Die Elektrodenplatten könnten .auch mit zueinan der passenden Vorsprüngen und Vertiefun gen irgend welcher Form auf .ihren einander zugekehrten Flächen versehen sein, so dass die Vorsprünge der einen Fläche auf eine be stimmte Tiefe in die Vertiefungen der gegen überliegenden Fläche hineindringen und da durch eine äusserst ausgedehnte Oberfläche für die elektrolytische Wirkung erhalten wird.
So könnten zum Beispiel Elektroden- platten von zwei Zoll Dicke und zwölf Qua dratzoll Flächenanadehnung je mit etwa 124 solcher Vertiefungen von je ein Zoll Tiefe auf der obern Fläche und mit ebenso vielen Vorsprüngen von ein Zoll Höhe auf der un tern Fläche ausgestaltet sein, und die Form der Vertiefungen und Vorsprünge könnte zum Beispiel diejenige eines Pyramiden- stumpfes sein.
An der Scheitelstelle dieser Vorspriin7(-@ und im Grunde der Vertiefungen -#viirden die senkrechten Löcher für das nie derfliessende Metall und an den F.ekkanten der Vorsprünge würden die Löcher fair den Gasabzug vorgesehen sein.
Um elektrische Enero@ieverluste zu ver meiden, sollen sich die Isolierplatten a all seitig dicht an die Elektrodenplattenstapel anschliessen. Au.i demselben Grunde sollen die Löcher L2 in den Elektrodenplatten und die untern lletallablaufrölirelieii b' an der isolierenden Bodenplatte a einen möglichst geringen Querschnitt haben.
Anderseits sind die Elektrodenplalten verhältnisinä.ssig dick, etwa zwei Zcll stark, mit Bezug auf die Weite des Zwischenraumes zwischen ihnen, die etwa drei Achtel Zoll betragen kann, während die Locher für das niederfliessende Metall etwa ein Viertel Zoll und diejenigen für den Gasabzug etwa, ein Achtel Zoll weit sein können.
112(t derartigen Abmessungen er hält man eine sehr hohe Stromwirkung bei geringstem Verbrauch elektrischer Energie.
Bei der Vorrichtung genüiss Fig. I, 5 und 6 sind die Elektrodenplatten B senkrecht ste hend in vier Reiben @iii:-cordnet zu vier Viel fachzellen - Elektrolysiereinheiten vereinigt. Diese Platten könnten indessen auch zur Senkrechten mehr oder weniger geneigt sein, um besser ein Niederfliessen des Metallgis und ein Aufsteigen der Gase in getrenntem Laufe zu sichern.
Die Elektrodenplatten B (Fig. 5 und 6) sind in Rinnen a- der seitlichen Isolierwände a und in Rinnen a' des aus Glas-, Porzellan und ähnlichen, dicht zusammengefügten Stücken bestehenden Bodenfutters a.' einge- passt,
während oben zwischen den Isolierwän- den n und den Beluiltereitenwänden isolie- rende Querstäbe B' über den Elektrodenplat- ten <I>B</I> trennend eingefügt sind, so dass, wäh rend die letzteren völlig in den Elektrolyten eingetaucht werden können, die durch die Linie c angedeutete Niveaufläche desselben nicht so hoch steigen kann,
dass eine elektri- ."die Vurbindung zwischen den Zellen statt findet. Die Elektrodenplatten B besitzen un terhalb der Linie b4 ein im wesentlichen drei eckiges Ansatzstück b' aus nicht leitendem Material, mit dem sie zum Schutze gegen Verstopfen der Metallabflussrinnen in die nach der Mitte zu schräg abfallenden Boden rinnen a4 eingreifen.
Jede E.lektrodenreihe besteht beispielsweise aus 60 Platten von einer Stärke von ein Zweitel bis ein Zoll und in einem gegenseitigen Abstand von drei Achtel Zoll. Der Zwischenraum zwischen je zwei benachbarten Platten bildet hier eine Elelr-trolytzelle, deren Boden von beiden Sei ten her nach dem Metallabflussloch a hin ge neigt is. Aus den.
im Bodenfutter a' vorge sehenen Abflusslöchern a' gelangt das Metall in jeder Elektrodenreihe in eine unter der selben im Bodenfutter a' hinziehende Längs rinne a', die nach dem einen Ende hin geneigt ist und in einen Sammelschacht D mündet. Die Elektrodenplatten B sind wechs3lweise im obern und untern Teile mit Löchern b', b' versehen, welche eine gegenseitige Verbin dung unter den einzelnen Zellen herstellen.
Dabei können diese Löcher .auch .nach der Seite hin von Elektrode zu Elektrode ver setzt angeordnet sein, so d.ass, wenn in einer Elektrodenplatte das obere Loch b6 nach links verlegt ist, das untere Loch b' der näch sten Elektrodenplatte nach rechts versetzt ist (Fi,g. 6).
Jeder Sammelschacht D, in den sich die Metallabflussrinne a' ergiesst, reicht in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise im Behälter A bis oben hin und kann auch zum Einfül len des geschmolzenen Elektrolyten dienen, wobei die benachbarte Zellenplatte BZ mit einer Durchgangsöffnung a$ für den<B>LA</B> lektro@ lyten nach der ersten Zelle ausgestattet ist.
Die Endplatten B', BZ der Elektroden reihen werden mit den Polen der Stromquelle verbrunden, so d.ass der Strom von Zelle zu Zelle diurch die ganze Zellenreihe hindurch strömt. Die Schaltung der Zellenreihen kann verschietden sein.
.So zum Beispiel kann die Endplatte B' am einen Ende der .ersten Zel lenreihe seitlich so weit verlängert werden, d.ass sie zugleich eine Endplatte für eine näch ste Zellenreihe bildet, und in ähnlicher Weise kann die 'Endplatte BZ dieser letzteren nach der Seite hin bis in die dritte Zellenreihe ver längert werden usw., so dass der elektrische Strom längs jeder Zellenreihe und von Reihe zu Reihe fliesst, während der Elektrolyt durch die Öffnungen b9 (Fig. 4)
von Zellen reihe zu Zellenreihe .gelangen kann. Dieser Betrieb kann mit irgend einer Anzahl Zellen pro Reihe vorgenommen, und bei beispiels weise vier Zellenreihen von je 60 Zellen mit etwa 400 bis 500 Volt durchgeführt werden.
Statt je eines Sammelschachtes D für jede Elektrodenreihe liesse sich auch nur ein ge meinsamer Sammelschacht anwenden. In bei den Fällen kann, wie ,gesagt, der Elektrolyt oben in den oder die Schächte eingeleitet wer den, und\ zwar durch die Leitung I', die ihn auf das gesammelte Metall fliessen 153t, von wo er durch die Öffnung he in das Zel lengebilde gelangt und durch die Löcher he, b' im Zickzaeklauf die Zellenräume nachein- änder anfüllt.
Der Gasraum G über den Zellen ist nach oben durch'den Behälterdeckel A2 abgeschlos- sen. Aus ihm entweichen die Gase durch den Stutzen A3. Isolierwände g rahmen die Zel lenreihen ein und isolieren sie gegen den Be hälter A.
Das durch elektrolytische Wirkung aus geschiedene Metall fliesst zwischen den Elek troden nieder und gelangt durch die Löcher a' und die Abflussrinnen a' in die Schächte <I>D,</I> aus denen es mittelst der Ventile h durch die Abstichöffnungen Ii .abgelassen werden kann.
Die beschriebenen Vorrichtungen haben den Vorteil, dass bei Verwendung eines mit Bezug auf das zu gewinnende Produktetwas verunreinigten Elektrolyten dieser bei sei nem Lauf durch die Vielfa,ahzellen-Elektro- lysiereinheiten in hervorra@,rndf@r (YO- reinigt wird.
Bei der z@#:citen Aufiihrmigs- form kann das Metall aus den einzelnen Schächten in mehr oder weniger reinem Zu stande .abäelassen werden.
In beiden Fällen ist durch die Isolierwände an und zwischen den Zellengruppen dafiir Sorge getragen, class keine oder nur sehr geringe Stromverluste auftreten, so dass bei geringer Spannung eine hohe Stromwirkung erzielt erden kann. Diese Wirkung wird noch dadurch erhöht, dass der Elektrolyt in den engen Zellen nur nach und nach durchzirkulieren kann.
Die Zahl der Elektrolysiereinheiten als (Tanzes und die Zahl der Elektroden in jeder derselben, so,-wie deren Form und Grösse kön nen natürlich beliebig gewählt werden.