DE117358C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Äetzalkalien durch Behandlung von auf elektrolytischem Wege hergestellten Legirungen aus Schwermetallen und Alkalimetallen in flüssigem Zustande mit Dampf, die aus der Patentschrift 78001 bekannt ist.

Während aber bei der Va u tin 'sehen Einrichtung die Erreichung des Zweckes in befriedigender Weise dadurch unmöglich gemacht wird, dafs einerseits für keine rationelle Erneuerung der AlkalimetalUegirung .gesorgt ist, und dafs andererseits der Dampf auf die Oberfläche der AlkalimetalUegirung ' geblasen wird., wobei die auf der Oberfläche sich bildende Aetzalkalischicht die Oxydation des Alkalimetalle bald verhindert, wird gemäfs vorliegender Erfindung -der Dampf in innigster Berührung mit der AlkalimetalUegirung durch ein Kanalsystem hindurchgeführt, wo er Zeit und Gelegenheit hat, das Alkalimetall zu Aetzalkaii zu oxydiren, worauf die alkalimetallarme Legirung wieder in den elektrolytischen .Zersetzungsapparat zurückgeleitet wird. Dabei wird die lebendige Kraft des Dampfes selbst dazu benutzt, die Bewegung zu erzeugen. In. letzterer Beziehung bietet das Verfahren eine gewisse Analogie zu dem in der Patentschrift 99958 beschriebenen Verfahren zum Abscheiden des Quecksilbers aus Alkaliamalgam. Während aber bei dem letztgenannten Verfahren die lebendige Kraft zur Zerstäubung des Alkaliamalgams benutzt wird, -wodurch ein Kühlsystem zur Condensirung der Reactionsproducte erforderlich wird, wird nach vorliegender Erfindung durch die Circulation in ununterbrochener Bahn die Wärme des Systems fast völlig bewahrt, überdies wird bei dem in der Patentschrift 99958 beschriebenen Verfahren eine wässerige Lösung von Aetealkali gewonnen, während nach dem vorliegenden Verfahren wasserfreies Aetzalkaii erhalten wird.

Die vorliegende Erfindung besteht also in der Benutzung der lebendigen Kraft des .ziar Oxydation des Alkalimetals dienendem Dampfes zur Erzeugung einer Circulation der in dem elekirolytischem Apparat gebildeten alkaliraetallreichen Legirung durch ein Kanalsystem, welches eine Verbindung zwischen entgegengesetzten Enden des elektrolytischein Apparates herstellt. Um die bei der Bildung des Aetzalkalis frei werdende Verbindungswärme für den Procefs nutzbar zu machen, kann der Theil des Kanalsystems, in welchem die Aetzalkalibildung im Wesentlichen vor sich geht, in unmittelbarer Nachbarschaft des Herdes des elektrischen Ofens, in welchem die AlkalimetalUegirung hergestellt wird, angeordnet sein, so dafs die Verbindungswärme in dem Mafse, als sie frei wird, durch Leitung direct dem Innern des elektrischen Ofens zugeführt wird.

Ein Apparat zur Durchführung des Verfahrens ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, nand zwar zeigt

Fig. ι einen verticalen Längsschnitt durch den Apparat;

Fig. 2 ist ein Querschnitt des Appartes nach der Linie A-A der Fig. 1, wobei gewisse Theile weggelassen sind;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. ι ; .· -

Fig. 4 ist eine Oberansicht eines Theiles des Ofens und einer Anode nebst dem Deckel für die Oeffnung, durch welche die Anode geht.

Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile.

ι bezeichnet einen elektrolytischen Ofen, welcher irgend eine beliebige Form haben kann. Die Wände 2 des Ofens bestehen aus basischem Material, z. B. Magnesia, und ruhen auf einem Herd 3, welcher aus Eisen oder Stahl hergestellt sein kann.

Der Ofen ist oben durch einen Deckel 4 abgeschlossen , welcher zweckmäfsig aus feuerfestem Thon hergestellt wird. Dieser Deckel ruht auf den Wänden 2 und ist mit Oeffnungen 5 versehen, durch welche die Anoden 6 hindurchgehen. Als Material für die Anoden wird vorzugsweise Kohle gewählt. Die Oeffnungen 5 haben einen gröfseren Durchmesser, als die Anoden und werden, soweit der von den Anoden nicht ausgefüllte Ringraum in Betracht kommt, von besonderen Deckeln 7 abgeschlossen, welche aus zwei Theilen in der Form von Halbringen hergestellt sind und die Anoden eng umschliefsen.

Im Mauerwerk 8 des Ofens ist oberhalb des Deckels 4 eine Vertiefung 9 hergestellt, welche mit einer dicken Lage Salz 10 angefüllt ist.

Unter dem Herd 3 befindet sich nahe einer der Seitenwände des Ofens eine Rinne 11, welche mit dem Innern des Ofens in Verbindung steht. Diese Rinne wird vorzugsweise mit dem Herd 3 aus einem Stück gegossen.

Die Rinne 11 reicht bis zum unteren Theil eines Gefäfses 12, welches gleichfalls ein Theil dieses Gufsstückes sein kann, aus welcher die Rinne und der Herd bestehen.

Der untere Theil des Gefäfses 12 ist durch Kanäle 13 mit dem Ende des Innern des Ofens 1 verbunden, welches dem Ausgangspunkt der Rinne 11 entgegengesetzt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Kanäle 13 zu beiden Seiten der Rinne 11 angeordnet.

Ein abnehmbarer Deckel 14 schliefst oben das Gefäfs 12 ab. Die oben erwähnte Vertiefung 9 reicht bis zu dem Deckel 14 herab.

Eine Röhre 15 geht vom unteren Ende des Gefäfses 12 durch das Mauerwerk nach aufsen; sie ist mit irgend einer Vorrichtung versehen, durch welche man den Ausflufs des Inhaltes des Gefäfses 12 regeln¹ kann. Als eine solche Vorrichtung dient bei dem auf der Zeichnung dargestellten Apparat eine auf das freie Rohrende aufgesetzte Kappe 16.

Die Röhre 15 kann das negative Polende des Ofens sein.

17 bezeichnet eine Dampfröhre, welche mit einem Regelungshahn 18 versehen ist und in die Rinne 11 hineinragt, nahe demjenigen Ende dieser, welches in Verbindung mit dem Ofen 1 steht. Die Rinne 11 besitzt zweckmäfsig nahe der Eintrittsstelle der Dampfröhre eine Einschnürung, um eine Wirkung analog der eines Injectors zu verursachen.

In der Unterseite des Deckels 14 des Gefäfses 12 befindet sich eine Vertiefung 19. Von dieser Vertiefung 19 führt eine Röhre 20 aus Eisen oder Stahl abwärts durch das Mauerwerk aus dem Ofen heraus, um in ein Gefäfs 21 einzumünden.

Ein Stöpsel 33, welcher in ein Loch im Deckel 4 pafst und mit einer Handhabe versehen ist, die über die Salzlage 10 hinausragt, kann benutzt werden, um Salz direct in den Hauptofen einfliefsen zu lassen.

Vom oberen Theil des Ofeninnern 1 führt ein Kanal 34 durch das Mauerwerk, an den sich eine Röhre 3 5 anschliefst.

Es soll fortwährend, genügend Salz in der Vertiefung 9 vorhanden sein, um einen dichten Abschlufs für die Deckel 4 und 14 zu bilden.

Um den Betrieb einzuleiten, verfährt man zweckmäfsig so, dafs man geschmolzenes Blei durch eine der Anodenöffnungen 5 in genügender Masse eingiebt, um die Rinne 11 zu füllen und den Herd 3 zu bedecken. Zu diesem Zweck mufs natürlich eine der Anoden und deren Deckel 7 zeitweilig entfernt werden..

Gleich darnach kann das Salz, z. B. Chlornatrium, in geschmolzenem Zustand, in gleicher Weise wie das Blei, hinzugegeben werden. Hierauf wird die Anode mit ihrem Deckel wieder eingesetzt und der elektrische Strom geschlossen.

Wenn das Verfahren im vollen Gang ist, wird Salz auf irgend eine passende Weise eingeführt.

Durch die Wirkung des elektrischen Stromes wird das Salz zersetzt, und es bildet sich eine Legirung von Blei und Natrium. Der unter Druck aus der Röhre 17 entweichende Dampf verursacht eine lebhafte Circulation durch die Rinne 11 nach dem Gefäfs 12. Der Dampf wird durch das Natrium in der Legirung während des Durchganges durch die Rinne 11 zersetzt, wobei sich Aetznatron und Wasserstoff bilden, während gleichzeitig die Legirung arm an Leichtmetall wird.

Durch die Rinne 11 fliefsen Aetznatron, leichtmetallarme Legirung und Wasserstoff nach dem Gefäfs 12, wo eine Scheidung stattfindet. Leichtmetallarme Legirung oder Blei gehen von dem Gefäfs 12 durch die Rinne 13 nach dem Innern des Ofens 1, wo die Legirung bezw. das Blei wieder als Kathode dient und Natrium aufnimmt. Von dem Gefäfs 12 entweicht der Wasserstoff durch die Röhre 20 in das Gefäfs 21. In dieses Gefäfs 21 fliefst auch das Aetznatron.

Wie schon angedeutet, kann der Inhalt des Ofens zu irgend einer Zeit durch die Röhre 15 entfernt werden. ■

Claims (3)

1. Chlorgas entweicht durch den Kanal 34 und die Röhre 35.

   Die durch das oben beschriebene Verfahren gewonnenen Aetzalkalien sind wegen der hohen Hitzegrade, bei denen sie sich bilden, praktisch wasserfrei.

   Charakteristisch für das neue Verfahren und die Einrichtung zu seiner Durchführung ist, dafs die lebendige Kraft des Dampfes zur Erzeugung einer ununterbrochenen Circulation in derselben Richtung durch eine endlose Bahn nutzbar gemacht wird, wodurch zugleich eine langandauernde, innige Berührung zwischen Dampf und AlkaiimetalUegirung erreicht wird. Bei dieser Circulation findet in dem einen Theil der endlosen Bahn, in dem Herd des Hauptofens, wo das geschmolzene Metall in Berührung mit dem Elektrolyten sich befindet, eine Zersetzung des Elektrolyten und eine Bildung einer AlkaiimetalUegirung statt, welche in einem anderen Theil der endlosen Bahn durch eingeführten Dampf oxydirt wird und, nach Abscheidung des Aetzalkalis . und des Wasserstoffes, wieder in den Herd des Hauptofens ein- und an der oder den Anoden vorübergeführt wird.

   Wenn das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren im Vorstehenden auch an der Hand des besonderen Falles der Herstellung von Aetznatron und ' Chlorgas erläutert worden ist, so ist es doch nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt; die Erfindung kann vielmehr auch zur Herstellung anderer Aetzalkalien und anderer Gase benutzt werden.

   Pa tent-ΑνSprüche:

   i. Verfahren zur Gewinnung von Aetzalkali durch Behandlung von durch feuerflüssige Elektrolyse hergestellten Legirungen aus Alkalimetallen und Schwefmetallen mit Dampf, dadurch gekennzeichnet, dafs Dampf in ein beiderseitig mit dem zur Erzeugung der AlkaiimetalUegirung dienenden elektrolytischen Behälter communicirendes Kanalsystem eingeleitet wird behufs Nutzbarmachung der lebendigen Kraft des Dampfes zur Erzeugung einer ununterbrochenen Circulation der geschmolzenen Legirung durch das Kanalsystem und zur Oxydation des in der Legirung enthaltenen Alkalimetalles zu geschmolzenem, wasserfreiem Aetzalkali auf dem Wege durch das Kanalsystem.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dafs der Theil des Kanalsystems, in welchem die Oxydation des Alkalimetalles durch eingeblasenen Dampf stattfindet, in unmittelbarer Nachbarschaft des zur Erzeugung der AlkaiimetalUegirung dienenden elektrolytischen Behälters angeordnet ist, um die bei der Verbindung von Alkalimetall und Sauerstoff frei werdende Verbindungswärme zur Erhaltung der Wärmeenergie des Verfahrens nutzbar zu machen.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Kanal 11, in welchem die Bildung des Aetzalkalis stattfindet, unmittelbar unter der aus gut wärmeleitendem Material bestehenden Sohle des elektrolytischen Behälters 1 angeordnet ist, an seinem der Eintrittsstelle des Dampfes und der Mündung in dem elektrolytischen Behälter entgegengesetzten Ende in einen Scheidebehälter 12 mündet, in welchem sich das Aetzalkali von der Legirung scheidet und welcher durch Kanäle 13 mit demjenigen Ende des elektrolytischen Behälters in Verbindung steht, welches dem Mündungsende des Kanals 11 entgegengesetzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.