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DE1592031A1 - Stromzufuehrungen und Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle - Google Patents

Stromzufuehrungen und Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle

Info

Publication number
DE1592031A1
DE1592031A1 DE19661592031 DE1592031A DE1592031A1 DE 1592031 A1 DE1592031 A1 DE 1592031A1 DE 19661592031 DE19661592031 DE 19661592031 DE 1592031 A DE1592031 A DE 1592031A DE 1592031 A1 DE1592031 A1 DE 1592031A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
profiles
power supply
anode
anodic
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661592031
Other languages
English (en)
Inventor
Umberto Giacopelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay SA
Original Assignee
Solvay SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay SA filed Critical Solvay SA
Publication of DE1592031A1 publication Critical patent/DE1592031A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60Constructional parts of cells
    • C25B9/65Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

V.
Societa Chimica Dell'Aniene,
Rosignano-Solvay» Livorno / Italien
Stromzuführungen und.Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle,
Priorität j Belgische Patentschrift
Wr. 22X211 vom 29.12*1965.
674 452
Die Erfindung betrifft eine neue Art der Speisung mit elektrischem Strom und der Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle von dem Typ, welcher eine Reihenfolge paralleler Elektroden umfaßt·
Obwohl sie sich in einer allgemeinen Art auf die Befestigung ύοώ. Elektroden in einer beliebigen waagerechten, senkrechten oder schrägen Trennwand einer Zelle anwenden läßt, bezieht sich die Erfindung ganz besonders auf die Speisung und Versiegelung von Anoden in der Basis einer Diaphragmazelle, welche für die Elektrolyse wassriger Lösungen- von Alkalihalogeniden bestimmt ist.
In den üblichen Zellen dieses Typs sind die Anodenplatten senkrecht in der Basis mittels einer Bleischicht befestigt, welche die elektrischen Kontakte sichert, und mit einer Zement- und einer Asphaltschicht überzogen. In dieser Bleischicht sind Zuführungsstangen für den Strom senkrecht zu den Anodenplatten eingebettete
Diese Art der Speisung mit elektrischem Strom und
00984 3/149/ ~ 2 " '
4 BAD
Versiegelung der Anoden ist mit ernsthaften Mangeln verbunden, deren hauptsächlichsten die folgenden
- Bei der Blektrolysentemperatur erleidet die Ae- ' phaltschicht eine Erweichung, welche eine Verschiebung hervorrufen kann·
- Durch Umsetzung mit dem an den Anoden gebildeten Halogen kann die Asphaltschicht Veranlassung zur Bildung organischer halogenierter Verbindungen geben, welche sie verunreinigen»
- Bs ist unmöglich, während der Elektrolyse eine bestimmte Anode (oder Anodenreihe), welche zu zerfallen oder sich zu verschlechtern beginnt, zu ersetzen. Tatsächlich erfordert das Ersetzen der Anoden nicht nur das völlig Zerstören der Schutzschichten sondern auch das Schmelzen der gesamten Bleimasse, welche die Stromzuführungen umgibt ehenso wie die Basen aller Anoden. Aus diesen schwerwiegenden wirtschaftlichen Erwägungen wird ein derartiger Ersatz nur am Ende eines Lebenszyklus der Zelle ausgeführt»
- Die gewaltige in die Basis der Zelle gegossene Bleimasse zieht sich bei der Verfestigung zusammen· Hieraus ergibt sich ein unvollständiger Kontakt Blei - Anode, «elcher kitelH bedeutenden Spannungsabfall verurascht. Der Ersatz des Bleie durch eine sich beim Abkühlen ausdehnende Legierung, beispielsweise eine Blei-Bismuth-Legierung, würde aber einen beträchtlichen Kostenaufwand bedeuten, welcher sich unweigerlich auf die Produktionskosten auswirken würde·
- Beim Gießen des Bleis kann sich an der Zwischenfläche Blei - Anode oder Blei - Stromzuführung ein Oxydfilm bilden, welcher nicht von der Art ist, den elektrischen Widerstand des Ganzen zu verbessern«
Die Erfindung ermöglicht alle diese übelstände zu beseitigen. Sie betrifft ein neues Verfahren der Speisung mit elektrischem Strom und der Versiegelung 009843/U9A BADORIG.NAL
der Anoden in der Basis (oder im Deckel) einer Diaphragmazelle, welche insbesondere für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Natriumchlorid bestimmt ist·
Gemäß der Erfindung setzt sich die anodische Gesamtheit aus mehreren Blöcken zusammen, wobei jeder Block von einer Stromzuführungsstange, angelötet an ein oder mehrere TJ-Profile, dargestellt wird, weiche sich parallel zu der Stange über die ganze Breite der Zelle erstrecken und dazu bestimmt sind, das Ende der Anodenplatten aufzunehmen, welche darin mittels einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt versiegelt werden·
Die folgende Beschreibung, erläutert durch die Zeichnungen, betrifft eine,Zelle mit Graphitanoden, welche in der Basis befestigt sind«. Selbstverständlich kann die Erfindung sich auch auf andere Elektroden, beispielsweise aus platiniertem Titan, beziehen, welche in einer beliebigen Wand der Zelle oder in ihrem Deckel befestigt sind*
Die Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 eine Aufsicht auf die gesamte anodische Anordnung einer Elektrolysenzelle;
Fig. 2 einen Anodenblock in der Aufsicht;·
Fig. 3 und 4 senkrechte Schnitte durch den Block, der erste nach Linie a-a', der zweite nach Linie b-*';
Fig. 5 einen Querschnitt in größerem Maßstab von einer Abwandlung der Erfindung mit den . Anodenblöcken befestigt nebeneinander in der Basis der Zelle·
In den fünf Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen auch die gleichen Teile·
Die Anodenblöcke werden außerhalb der Zelle in Formen hergesteilt. Jeder Block umfaßt eine Stromzuführung 1, im allgemeinen aus Kupfer, einen oder mehrere U-Proflie 2 aus einem den Strom gut leiten-
■ a 4 «.
den Material (Kupfer, Aluminium, Eisen usw) angebracht oberhalb der Stromzuführung in Kontakt mit dieser und in seiner. Verlängerung eine oder mehrere parallele Reihen von Anoden 3» welche an ihrer Basis in diesen Profilen mittels einer Legierung mit wesentlich niedrigerem Schmelzpunkt als Blei versiegelt sind, und schließlich eine Bleischicht welche um die Profile gegossen ist, zu der Zusammenstellung gehört und an der Starrheit des Blocks ebenso wie an der elektrischen Verbindung zwischen Stromzuführungsstange und Profilen teilhat»
Die Anodenblöcke sind in die Basis aus Beton 6 eingesetzt (Fig. 5). Sie werden nebeneinander mittels eines gegebenenfalls bewehrten Zementmörtels oder.eines Polyesterharzes befestigt, welche gegen die warme chlorhaltige Lauge widerstandsfähig sind» Zwecks größerer Bequemlichkeit kann man wie oben angegeben arbeiten, aber ohne die Anoden zuvor zu befestigen. In diesem Falle erwärmt man die U-Pr" of lie. bis zum Schmelzen der Versiegelungslegierung, welche sie einsehließen, und man führt mittels eines geeigneten Formbretts die Enden der Graphitplatten dort ein, welche zuvor verkupfert und verzinnt wurden·
Schließlich gießt man auf das Blei und die Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt eine Schutzschicht 8. Dieser Überzug kann wie in den üblichen Zellen aus einer Schicht Zement und Asphalt bestehen, aber dieser oder diese werden vorteilhafterweise durch ein Polyesterharz ersetzt, welches feuchtem Chlor und chlorhaltiger warmer Lauge widersteht·
Die unmittelbare Nachbarschaft Anoden - Profil läßt die Benutzung von Versiegelungslegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt zu, welche ein leichtes Zusammenziehen bei der Verfestigung (Pb-Sn Legierung) aufweisen, ohne daß man einen nennenswerten Spannungsverlust befürchten muß·
Andererseits die Mindestmenge" .an erforderlichem
0 098 43/U94
BAD ORiGtNAL
Material für die Versiegelung der Anoden macht die Benutzung von verhältnismäßig kostspieligen sich bei der Verfestigung ausdehnenden legierungen möglich, was einen besseren Kontakt zwischen Anoden und Profilen zur Folge hat· Eine solche Legierung wird in der belgischen Patentschrift 647 406 erwähnt und besteht aus 44,5$ Pb und 55,5$ Bi mit Schmelzpunkt I24°0oi
IJm den Ersatz einer Anode oder einer Anodenreihe vorzunehmen, genügt es, die Legierung indem entsprechenden Prof il zu schmelzen, beispielsweise durch Joule-Effekt»
Wenn die Zelle einen völligen Zyklus vollendet hat und die Graphitanoden ersetzt werden müssen, ist es nicht mehr nötig, wie bei den bisherigen Zellen, das ganze Blei der Basis zu schmelzen und wieder zu gewinnen, was Temperaturen in der Größenordnung von 45O0G erfordert· Es genügt, die Anodenblöcke an Ort und Stelle auf eine Temperatur zwischen 150 und 25O0O gemäß der benutzten Versiegelungslegierung zu erwärmen, die abgenutzten Anoden aus den Profilen herauszunehmen und die neuen Anoden— rei&hen einzusetzen«
IJm den elektrischen Widerstand des Blocks zu verringern, werden die Profile auf den Stromzuführungs stab gelötet. Da das Blei in diesem Falle nicht mehr eine wichtige Rolle in der Leitfähigkeit 'des Ganzen spielt, kann es durch ein nichtleitendes Material, z.B. ein Harz mit hohem Erweichungspunkt, ersetzt werden·
Schließlich, da die Stromzuführungsstangen parallel zu den Anodenreihen und den Kathoden angeordnet sindj ist jedes Verrutschen der Anoden, verursacht durch aufeinanderfolgendes Zusammenziehen und Ausdeken der Stangen, ohne Wirkung auf den Abstand der Elektroden
009843/U94
BAD

Claims (5)

Patentansprüche
1. Anodische Zusammenstellung gebildet aus Reihen paralleler Platten und bestimmt für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden in Diaphragmazellen ,dadurch gekennzei chn e t , daß sie durch die Nebeneinanderlage von parallelen Anodenblöcken gebildet ist, von denen jeder »ufait eine Stromzuführungstange in elektrischem Kontakt mit einem oder mehreren U-Profilen aus einem gut leitenden Metall umfaßt, welche parallel zu der Stange angeordnet sind und das Ende der Anodenplatten aufnehmen können, welche darin mittels einer unter 25O0C schmelzenden Legierung versiegelt werden»
2· Anodische Zusammenstellung nach Anspruch 1 , d a durch gekennzeichnet, daß ptiM Sie Anoden von Graphitplatten gebildet sind, deren zu versiegelnde Enden verkupfert und verzinnt sind.
3. Anodische Zusammenstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß jede Stromzuführungsstange und da3 bzw. die entsprechenden U-Profile in eine Masse aus Blei oder Kunstharz hohen Erweichungspunkts eingehüllt sind unter Bildung eines kompakten Blocks, welcher bei seinem Einsetzen in die Zelle sich in eine der in der Wand zu diesem Zweck vorgesehenen Vertiefungen einfügt·
4. Anodische Zusammenstellung nach Anspruch 1 ,
da durch gekennzeichnet, daß die Anodenplatten in den Profilen nach dem Einsetzen der Blöcke aus Stange - Profil in die Zelle versiegelt werden, und daß eine Schicht aus Polyesterharz dann auf die Versiegelungsbasis gegossen wird, um diese Basis, die Profile und Legierungen gegen den Angriff des feuchten Chlors und der warmen Lauge zu schützen»
5. Anodische Zusammenstellung nach Anspruch 4 ,
dadurch gekennzeichnet, 00 9 843/U94
BAD ORIGINAL
daß eine Zementschicht vor der Schicht aus Polyesterharz gegossen wird, um die Starrheit der Zusammenstellung zu gewährleisten«
009843/U9A
BAD
DE19661592031 1965-12-29 1966-11-02 Stromzufuehrungen und Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle Pending DE1592031A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE674452 1965-12-29
BE22216 1965-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1592031A1 true DE1592031A1 (de) 1970-10-22

Family

ID=25647044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661592031 Pending DE1592031A1 (de) 1965-12-29 1966-11-02 Stromzufuehrungen und Versiegelung der Elektroden in einer Elektrolysenzelle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3527688A (de)
DE (1) DE1592031A1 (de)
FR (1) FR1510025A (de)
GB (1) GB1136808A (de)
NL (1) NL6615628A (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
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