CH404204A

CH404204A - Process for the production of metals by electrolysis of metal chloride melts containing alkali chloride

Info

Publication number: CH404204A
Application number: CH1457461A
Authority: CH
Inventors: Marie Dr Staesche
Original assignee: Berghaus Elektrophysik Anst
Priority date: 1961-12-16
Filing date: 1961-12-16
Publication date: 1965-12-15

Description

  

  Verfahren zur     Gewinnung    von Metallen durch Elektrolyse     alkalichloridhaltiger          Metallchloridschmelzen       Bei der bekannten Gewinnung von Magnesium  durch Elektrolyse     alkalichloridhaltiger    Magnesium  chloridschmelzen     (Camallit        MgKC13)    verarmt   wie bei allen     Schmelzflusselektrolysen    - im Laufe  der Elektrolyse die     Schmelze    an dem allein zersetzten       Bestandteil        (MgCl2).    Gleichzeitig steigt die erforder  liche     Elektrolysierspannung    bzw.

   sinkt bei Konstant  halten der     Elektrolysierspannung    die     Stromstärke    be  trächtlich ab, so dass die Elektrolyse schon weit vor  der völligen     Erschöpfung    der Schmelze abgebrochen  und die Schmelze durch eine frische     Carnallitschmelze     ersetzt werden muss.  



  Nach einem noch nicht bekanntgewordenen Vor  schlag lässt sich die     Gewinnung    von Magnesium durch  Elektrolyse     alkalichloridhaltiger        Magnesiumchlorid     schmelzen unbeschränkt lange fortsetzen, wenn man       entspreclwnd?    ihrer     Vermnung    an     MgC12    der       Schmelze    kontinuierlich oder periodisch reines     MgC12     zusetzt und dadurch die     ursprünglichen        Verhältnisse     wieder herstellt.

   Ebenso gelingt nach einem weiteren  noch nicht bekanntgewordenen Vorschlag die Ge  winnung von     Aluminium    aus     alkalichloridhaltigen          Aluminiumchloridschmelzen,    wenn man metallische  Anoden verwendet, die mindestens zum Teil aus  Aluminium bestehen, bei Temperaturen unter dem  Schmelzpunkt des Aluminiums (658  C), vorzugs  weise bei etwa 200  C, arbeitet und die Strom  dichte unter 0,5     A/cm2    hält. Auch hier kann die  Elektrolyse     unbeschränkt    lange fortgesetzt werden,  wenn man entsprechend der Verarmung an     A1C13     der     Schmelze    kontinuierlich oder periodisch reines       A1C13    zusetzt.  



  Es wurde nun     gefunden,    dass die     Gewinnung    von  Metallen durch Elektrolyse     alkalichloridhaltiger        Me-          tallchloridschmelzen    unter entsprechend der während  der Elektrolyse eintretenden Verarmung der     Schmelze       an dem     betreffenden    Metallchlorid     kontinuierlich     oder periodisch erfolgendem Zusatz von Metall  chlorid zur     Schmelze        wesentlich    besser verläuft, wenn  die     Schmelze    während der Dauer der Elektrolyse ein  Oxyd des zu gewinnenden     Metalles    enthält,

       vorzugs-          weise    in Suspension oder als     Bodenkörper.     



  Sofort nach Zugabe festen Oxyds zu einer     alkali-          chloridhaltigen        Metallchloridschmelze    geht deren  Schmelzpunkt wesentlich     herunter    und wird die  Schmelze klar und viel dünnflüssiger, zugleich steigt  bei der Elektrolyse mit gegebener     Spannung    die       Stromstärke    beträchtlich an     bzw.    sinkt die für die       Elektrolyse    erforderliche     Elektrolysierspannung,    viel  leicht infolge Verringerung des inneren Widerstandes  (Erhöhung der Leitfähigkeit)

   der     dünnflüssigeren          Schmelze.    Jedenfalls     wird    durch die bei gegebener  Spannung erhöhte Stromstärke bzw. bei gleicher  Stromstärke erniedrigte Spannung eine     beträchtliche     Ersparnis an für die Elektrolyse erforderlicher elek  trischer Energie erzielt.  



       Im    Gegensatz     zum    Fall der     Gewinnung    von Alu  minium durch Elektrolyse von in     Kryolithschmelze     gelöster Tonerde sind die Metalloxyde in     alkali-          chloridhaltigen        Schmelzen        ihrer    eigenen Chloride nur  äusserst gering     löslich.    Die Wirkung der     erfindungs-          gemässen    Gegenwart festen Oxyds in der     Schmelze        ist     noch ungeklärt.

   Vermutlich handelt es sich, im Hin  blick auf die geringen in Lösungen gehenden Mengen  Oxyd, um eine Art Katalyse, indem diese Spuren     mit     einzelnen Bestandteilen der     Schmelze        Verbindungen,     vielleicht komplexer Art, ergeben oder     einzelne    Be  standteile (Ionen) in eine leichter     entladbare    Form  überführen.

   Die Vermutung, dass diese     Wirkungen     nicht dem festen Oxyd selbst, sondern den in Lösung  gegangenen Spuren zuzuschreiben sind, wird durch  die     weitere,    überraschende Feststellung gestützt, dass      diese     Wirkung    noch besonders verstärkt werden kann,  wenn man der     Schmelze    geringe Mengen     Alkali-          fluorid    oder     Alkalihydrogenfluorid    zufügt, die offen  bar das     Inlösunggehen    von Oxyd erleichtern.



  Process for the production of metals by electrolysis of metal chloride melts containing alkali chloride In the known production of magnesium by electrolysis of magnesium chloride melts containing alkali chloride (Camallit MgKC13), as in all melt-flow electrolysis, the melt is depleted in the course of the electrolysis of the component (MgCl2) that is decomposed alone. At the same time, the required electrolysis voltage or

   If the electrolysis voltage is kept constant, the amperage drops considerably, so that the electrolysis is stopped long before the melt is completely exhausted and the melt has to be replaced by a fresh carnallite melt.



  According to a proposal that has not yet become known, can the production of magnesium by electrolysis of magnesium chloride-containing magnesium chloride melts continue indefinitely, if one accordingly? Adds pure MgC12 continuously or periodically to their concentration of MgC12 in the melt and thereby restores the original proportions.

   Likewise, according to another as yet unknown proposal, the extraction of aluminum from aluminum chloride melts containing alkali chloride succeeds if metallic anodes are used, which are at least partly made of aluminum, at temperatures below the melting point of aluminum (658 C), preferably at around 200 C. , works and the current density keeps below 0.5 A / cm2. Here, too, the electrolysis can be continued indefinitely if, according to the depletion of A1C13, pure A1C13 is added continuously or periodically to the melt.



  It has now been found that the production of metals by electrolysis of metal chloride melts containing alkali chloride, with the continuous or periodic addition of metal chloride to the melt, corresponding to the depletion of the melt occurring during the electrolysis, of the metal chloride to the melt proceeds significantly better if the melt lasts the electrolysis contains an oxide of the metal to be extracted,

       preferably in suspension or as a soil body.



  Immediately after the addition of solid oxide to a metal chloride melt containing alkali chloride, its melting point goes down significantly and the melt becomes clear and much more fluid, at the same time the current strength increases considerably in electrolysis with a given voltage or the electrolysis voltage required for electrolysis decreases, perhaps as a result Decrease of internal resistance (increase of conductivity)

   the thinner melt. In any case, a considerable saving in the electrical energy required for the electrolysis is achieved by the increased current intensity for a given voltage or, with the same current intensity, reduced voltage.



       In contrast to the case where aluminum is obtained by electrolysis of alumina dissolved in cryolite melt, the metal oxides are only extremely slightly soluble in their own chlorides in melts containing alkali chloride. The effect of the presence of solid oxide in the melt according to the invention is still unclear.

   In view of the small amounts of oxide going into solution, it is probably a kind of catalysis in which these traces result in compounds, perhaps of a complex type, with individual components of the melt or convert individual components (ions) into a more easily discharged form .

   The assumption that these effects are not to be attributed to the solid oxide itself, but to the traces that have gone into solution, is supported by the further, surprising finding that this effect can be particularly intensified if small amounts of alkali fluoride or alkali hydrogen fluoride are added to the melt which apparently facilitate the dissolution of oxide.

Claims

PATENT CLAIM Process for the production of metals by electrolysis of metal chloride melts containing alkali chloride, with metal chloride being continuously or periodically added to the melt according to the depletion of metal chloride occurring during the electrolysis, characterized in that the melt is an oxide during the entire duration of the electrolysis of the metal to be extracted. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the melt contains the oxide in suspension or as a soil body. 2.

Method according to patent claim or sub-claim 1, characterized in that solid metal oxide contained in the melt is at least partially dissolved by adding small amounts of alkali fluoride or alkali hydrogen fluoride to the melt.