DD144174A1 - Elektrolysezelle und methode zur herstellung derselben - Google Patents

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DD144174A1
DD144174A1 DD79213407A DD21340779A DD144174A1 DD 144174 A1 DD144174 A1 DD 144174A1 DD 79213407 A DD79213407 A DD 79213407A DD 21340779 A DD21340779 A DD 21340779A DD 144174 A1 DD144174 A1 DD 144174A1
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DD
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titanium
electrodes
electrode
item
welding
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DD79213407A
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Osmo J Kuusinen
Vaeinoe O Rintanen
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Finnish Chemicals Oy
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    • 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

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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  • Arc Welding In General (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle, insbesondere zur Herstellung von Chlor und Alkali, .Hypochloriten und Chloraten auf elektrolytischem Wege sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle, in3be- sondere ein Verfahren zur Befestigung der Stromschienen am Mantelteil der Elektrolytwanne, insbesondere an einem anodenpotent ialauf weisenden Mantelteil, sowie ein Verfahren zur elektrolytischen Metallgewinnung sowie insbesondere ein Verfahren zur Befestigung der Hängeleiter an den Titanelektroden*
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist allgemein üblich, im Zusammenhang mit der Gewinnung von Chlor und Alkali, Hypochloriten und Chloraten mit Edelmetallen oder deren Oxiden überzogene Titananoden einzusetzen* Ganz allgemein werden diese Anoden dabei zum Beispiel über eine durch die Wand der Elektrolysewanne geführte, mit einer Dichtung versehene Schraubverbindung an die Stromschiene angeschlossen« Über solche oder ähnliche Verbindungen, zum Beispiel Planschverbindungen, können auch aus anderen Metallen als Titan hergestellte Teile an die Stromschiene angeschlossen werdeno So hat man zum Beispiel in gewissen Fällen einen Titanrohr-Kupferkern^Eiektrodenschaft verwendet, wobei der Kupferkern über ein angeschnittenes Gewinde an der Anode selbst und mit seinem anderen Ende über eine Schraubverbindung zum einen an der Wandung des Elektrodenkastens, zum anderen an der Stromschiene befestigt ist* Allen Schraubverbindungen ist der Nachteil gemeinsam, daß sie an den Kontaktflächen Übergangswiderstände verursachen und damit natürlich auch Energieverluste· Die innerhalb des Elek-
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trolysekastens "befindlichen Schraubverbindungen stellen auch insofern eine schlechte Lösung dar, als die Bäderlauge in sie einzudringen vermag und Korrosion verursacht, insbesondere, wenn unterschiedliche Y/erkstoffe miteinander verbunden werden müssene Auch sind die mit den Schraubverbindungen verbundenen Dichtungen in der Praxis sehr wartungsau:fwendige Außer« dem verursachen Schraubverbindungen aus Titan einen langen, den Strom schlecht leitenden "Titan-Stromweg"·
Stromschienen als Aluminium hat man auch ohne Schraubverbindung an das Ende der Titanelektroden angeschlossen· An den die Zellenmantelwand durchbrechenden Elektrodenschaft kann eine Aluminiumverdickung angegossen werden, die dann zum Beispiel über eine Schraubverbindung an der Aluminium-Stromschiene befestigt wird, wie es in der GB-PS 1 127 484 beschrieben ist. Hierbei ergibt sich ein verhältnismäßig langer Titan-Stromweg, was infolge der schlechten elektrischen Leitfähigkeit des Titans gleichbedeutend mit Energieverlusten ist« Außerdem bewirkt der lange Elektrodenschaft einen zusätzlichen Titanverbrauch· Auch das Angießen der Halterungs-Enden an das Aluminium ist.ein schwieriger Arbeitsgang,
Die Verbindung zwischen Stromschiene und Titananode wurde auch durch Befestigung der Elektrode mittels Bolzen an innerhalb des Elektrolysekastens befindlichen Anodenstützen verwirklichte Diese Stützen können in einem Arbeitsgang durch Y/iderstandsschweißen an das Titan-Mantelteil und dieses wiederum an den Aluminiuinleiter angefügt werden, vorausgesetzt, daß das Aluminium eine Dicke von weniger als 3 mm hat, wie in der GB-PS 1 125 493 dargelegt ist. Die Schwäche dieser Konstruktion liegt vor allem darin, daß sie sich nicht in Verbindung mit dicken Stromschienen eignet, wie sie beim Ar-
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beiten mit hohen Strömen und Stromdichten üblich sind. Im Falle dünner Aluminiumbleche muß die Aluminium-Oberflächenschiclit noch über eine besondere Verbindung an den Aluminium« Stromleiter angeschlossen v/erden« Das gleiche trifft für die in diesem Patent erwähnten anderen Methoden zur Beschichtung von !Ditan mit Aluminium, wie das Explosionsfügen, zu* Dabei gestaltet sich die Herstellung der Durchführungen, wie zum Beispiel der Rohrstutzen, schwierig, ganz abgesehen davon, daß eine solche Konstruktion auch kostspielig ist«
In der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 2603626 ist eine andere Lösung zur Befestigung der Aluminium-Stromschiene an das Mantelteil des Titan-Elektrolysekastens dargelegt: Ein Kupfer«, Aluminium-, Stahl- oder Titanzapfen wird durch Reibungsschweißen oder Kondensatorbolzenschweißen an das Titan-Mantel teil angefügt· Der Aluminiumzapfen kann dann in entsprechende Bohrungen der Stromschiene eingeführt und an die Schiene angeschweißt werden· Die Schwäche dieser Konstruktion liegt darin, daß infolge der schlechten elektrischen Leitfähigkeit des Titans eine große Anzahl solcher Aluminiumzapfen erforderlich ist, um den Strom in den Elektrolysekasten zu leiten. *
Wie bereits dargelegt wurde, können die Titananoden über Bolzen an den an die Innenfläche des Titan-Mantelteils angeschweißten Stützen befestigt werden, wobei an den Kontaktflächen ein Übergangswiderstand auftritt« In der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 2603626 wiederum ist dargelegt,· daß das an seiner unteren Kante gebogene Anodenblech an den Stützleisten durch Kehlnahtschweißen befestigt wird».Weiter ist darin auch dargelegt, daß die Anoden direkt an die Oberfläche der aus Metall bestehenden Bodenplatte angeschweißt
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werden können. Diese vorgenannte Anschlußmethode ist insofern schlecht, als die Anodenbleche während des Scirweißens auf irgendeine Weise ausgerichtet werden müssen, damit ihre Befestigung an der richtigen Stelle erfolgt.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Hachteile zu vermeiden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrolyse-» zelle und ein Verfahren zur Herstellung zu schaffen, wobei der Stromweg zwischen den an den einen Pol der Stromquelle angeschlossenen Stromschienen oder Hängeleitern und den ihnen zugeordneten Elektroden möglichst kurz und der Übergangswiderstand möglichst gering ist«
.Eine solche Elektrolysezelle Hürde gemäß vorliegender Erfindung durch Schutzgaslichtbogenschweißen und insbesondere durch MIG-oder TIG-Schweißen der Stromschienen an das anodenpotent ialauf weis ende litan-Mantelteil der Elektrolysezelle oder der Hängeleiter direkt an die Titanelektroden geschaffen. Die Stromschienen und Hängeleiter bestehen dabei vorzugsweise aus Aluminium, jedoch kommen auch Kupferschienen "bzw. -leiter in Präge, sofern das Schweißen mit Aluminium als Zusatzwerkstoff erfolgt.
Die Anoden können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an die an die Mantelinnenfläche angeschweißten Anodenstützen, -halterungen οβ dgl,,, in die eine Kerbe eingearbeitet ist, oder an eine in das Titan-Mantelteil eingearbeitete Kerbe
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angeschweißt werden, wobei in letzterem Falle Voraussetzung' ist, daß das Titan-Mantelteil eine ausreichende Dicke aufweist, wobei dann die senkrechte Kerbwand als Führung der Anode dient und das Schweißen von der anderen Seite der Anode erfolgt.
Die Hängeleiter weist wenigstens einen in Längsrichtung verlaufenden, die Aufhängestange vertikal durchbrechenden Spalt auf, in dem die Titanelektrode mit ihrer Oberkante durch eine Schweißnaht an der Aufhängestange befestigt ist· Der Spalt bzw* die Spalte im Hängeleiter weiten sich nach oben zu, so daß die Oberkante der Titanelektrode einschließlich ihrer Schweißnaht zwischen den schrägen Flächen des sich nach oben weitenden Spaltes bzw. der sich nach oben weitenden Spalte eingekeilt wird«
Die Titanelektroden sind durch Schweißen am Titan-Mantelteil der Elektrolysezelle befestigt. An der Innenfläche des Mante.lteils ist für jede Titanelektrode eine längliche Hut vorhanden, deren eine Fläche senkrecht zur Fläche des Mantelteilsverläuft und zum Einrichten der Titanelektrode dient, während die entgegengesetzte Fläche vorzugsweise abgeschrägt ist* Die Schweißnaht verläuft an der abgeschrägten Seite und die Hüten sind zur gleichen Linie zentriert· Die Titanelektrode ist am Titan-Mantelteil über wenigstens ein längliches Stützglied befestigt, auf dessen dem Mantelteil abgewandten Seite ein Einschnitt vorhanden ist, dessen eine Fläche senkrecht zur Fläche des Mantelteils verläuft und dazu dient, die dagegen gelegte Titanelektrode auszurichten. .Die Titanelektrode ist über die Schweißnaht an der anderen Fläche des Einschnittes befestigt, die entweder zum Manteltoll hin abgeschrägt ist oder parallel zu diesem verläufte Die Kante der daran anliegenden Titanelektrode ist vorzugsweise vom Mantelteil weg ab-
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geschrägt. Die Stromschienen werden durch Schutzgaslichtbogenschweißen an das Titan-Mantelteil des Elektrolytbehälters oder direkt an die Elektroden und die Hängeleiter direkt an die Titanelektroden befestigt» Zumindest in den Fällen, in denen die Stromschiene oder der Hängeleiter aus Kupfer besteht, wird als Zusatzwerkstoff Aluminium verwendet· Das Schutzgaslichtbogenschweißen erfolgt als MIG- oder TIG-Schweißen, beim Anschließen von Kupfer-Stromschienen oder -Hängeleitern jedoch als MIG-Schweißen unter Verwendung von Aluminium als Z^satzwerkstoff· Die Titanelektroden werden an die Innenfläche des Titan-Mantelteils der Elektrolysezelle angeschweißte An der Innenfläche des Titan-Mantelteils der Elektrolysezelle werden ^e Titan-Elektrode zunächst ein oder mehrere Stützglieder befestigt, in die ein Einschnitt eingearbeitet wird, dessen eine Fläche senkrecht zur Innenfläche des Mantelteils verläuft. Die Titanelektrode wird so in diesen Einschnitt eingesetzt, daß sie zwecks Ausrichtens an besagter Fläche anliegt und das Anschweißen der Titanelektrode auf der entgegengesetzten Seite des Einschnittes erfolgt«
In die Innenfläche des Titan-Mantelteils der Elektrolysezelle wird eine längliche liut eingearbeitet, deren eine Wand senkrecht zur Innenfläche des Mantelteils verläuft, während die entgegengesetzte Seitenwand geschrägt ist# Die Titanelektrode wird mit ihrer Kante so in die Hut eingesetzt, daß sie zwecks Ausrichtens gegen die besagte senkrechte Seitenwand zu liegen kommt, wonach die Titanelektrode von der geschrägten Seitenwand der Hut aus an die Innenfläche des Mantelteils geschweißt wird, wobei die Hüten auf gleiche Linie ausgerichtet sind«
Bei der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle wird der Übergangswiderstand vermieden, ein kurzer Titan-Stromweg erzielt
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und die Anoden lassen sich, einerseits in gleichen gegenseitigen Abständen und andererseits so anordnen und ausrichten, daß sich eine günstige Stromspeisung ergibt·
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aluminium-Stromschiene durch HfIG- oder TIG-Schweißen unmittelbar an das Titan-Mantelteil angefügt. An einem geschweißten Probestab durchgeführte Zugversuche ergaben, daß die Schweißnaht eine ebenso große oder nahezu ebenso große Festigkeit wie Aluminium aufweist» Widerstandsmessungen ergaben, daß der Übergangswiderstand der Schweißnaht gleich ITuIl und der Gesamtwiderstand gleich der Summe der Widerstände der Ti- und Al-Stäbe ist. ,Es kann somit konstatiert werden, daß mit Hilfe von Schutzgaslichtbogenschweißen eine Kontäktfläche zwischen Titan und Aluminium erzielt wird, deren Übergangswiderstand
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gleich ITull ist« Werden die Aluminium-Stromschienen.gemäß der Erfindung geschweißt, so erhält man eine große Kontaktfläche zwischen Aluminium und Titan, Um eine Kontaktfläche mit dem Übergangswiderstand Hull zu erzielen, kann man auch wie folgt verfahren: Auf das Titan-Mantelteil oder die Titanelektrode wird durch MIG~ oder TIG-Auftragsschweißen eine Aluminiumschicht aufgebracht, an die dann die Stromschienen bzw, Hängeleiter auf normale V/eise angeschlossen werden»
Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben· In den Zeichnungen zeigen:
Fig· 1: eine erfindungsgemäße Elektrolysezelle im Schnitt;
Pig« 2: eine Teilansicht im Schnitt längs der in Fig· 1 angedeuteten Linie A-A;
!"ig· 3? die Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform in aufgeschnittenem Zustand;
Pig* 4: eine Teilansicht der in Pig· 3 gezeigten Elektrolysezelle im Schnitt;
Pig· 5 J die Teilansicht einer dritten Ausführungsform zur Befestigung der Anoden am Titan-Mantelteil im Schnitt;
Pige 6 und 7: die Befestigung von Anoden mit und ohne Auf-. hängeglieder am Titan-Mantelteilj
Pig· 8: den stirnseitigenSchnitt durch eine erfindungsge-
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mäße Zelle zur elektrolytischen Gewinnung von Metallen und
9: einen Schnitt längs der in Pig» 8 angedeuteten Geraden B-B.
Bei der in Figo 1 gezeigten Elektrolysezelle ist der den Elektrolyten enthaltende Kasten mit der Bezugszahl 1, das Titan-Mantelteil mit der Bezugszahl 2 bezeichnet· Das Titan-Mantelteil 2 ist vom Kasten 1 elektrisch isoliert» Das Titan-Mantelteil 2 ist über mehrere, nebeneinander befindliche, keilförmige Aluminium-Stromschienen an das Anodenpotential der Stromquelle angeschlossen und auf der entgegengesetzten Seite des Titan-Mantelteils 2 sind mehrere blechförmige Titanelektroden 3 parallel zueinander und quer zu den auf der entgegengesetzten Seite des Titan-Mantelteils 2 befestigten Stromschienen 4 befestigt· In das untere Teil des Elektrolytkastens 1 erstrecken sich außerdem an das Katodenpotential der Stromquelle angeschlossene Stromschienen 6, an denen mehrere blechartige Katoden 5 befestigt sind, die sich in teilweiser Überdeckung mit den Titan-Elektroden 3 in. einem Abstand von diesen im Elektrolyten befinden« Die Stromschienen können, je nachdem an welcher Wand die Elektroden befestigt sind, auch auf andere Weise als in Pig· 1. dargestellt angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie die Befestigung der Stromschienen 4 und der Titananoden am Titan-Mantelteil 2 auf eine solche Weise, daß ein möglichst kurzer Titan-Stromweg und ein geringerer Übergangswiderstand erzielt v/erdeno Durch die keilartige Form der Aluminium-Stromschiene 4 wird die schlechtere Stromleitfähigkeit der katodi-
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sehen Stahl-Stromschienen 6 kompensiert und damit eine gleichmäßige Stromverteilung erzielt. Dient, als katodischer Grundwerkstoff Titan, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf der Katodenseite in gleicher Weise wie auf der Anodenseite angewandt werden.
Aus Pig. 2 geht näher hervor, daß die Stromschienen 4 unmit«? telbar an das Titan-Mantelteil 2 angeschweißt sind, wodurch eine einfache und billige Konstruktion erzielt wurde, di* frei von Übergangswiderständen ist und eine gleichmäßige Stromverteilung auf die an der Innenfläche des Deckelteils sitzenden Titan-Anoden 3 gewährleistet. Die Stromschienen werden am Mantelteil 2 durch Schutzgaslichtbogenschweißen, vorzugsweise durch MG- oder TIG-Schweißen, befestigt. Das Anschweißen von Kupfer-Stromschienen an das Titan-Mantelteil erfolgt nach dem MIG- oder TIG-Yerfahren und unter Einsatz von Aluminium als Zusatzwerkstoff.
Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind innenseitig an das Titan-Mantelteil 2 durch MIG- oder TIG-Schweißen in einem gegenseitigen Abstand voneinander mehrere Stützen 7 für die Anoden 3 bzw, eine zusammenhängende Stütze pro Anode angebracht, Palis die Anoden 3 am Mantelteil 2 befestigt sind und zwischen den Anoden 3 und dem Mantelteil Durchlässe für die Gasströmungen und den Laugenumlauf belassen werden müssen, empfiehlt es sich, pro Anode 3 statt einer zusammenhängenden Stütze mehrere kleinere Stützend anzuordnen« Die Stützen 7 bestehen aus Titan und haben an ihrer einen Kante eine eingearbeitete, zu den übrigen die gleiche Anode 3 tragenden Stützen 7 parallele Kerbe, deren zum Mantelteil 2 senkrecht verlaufende Wandung 8 als Anodenführung dient, wobei das Anschweißen von der anderen Seite
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aus an die andere Wandung 9 der Kerbe erfolgt. Auf diese Weise gelangen die Anoden 3 exakt an die richtige Stelle, lassen sich präzis zueinander und zu den Katoden ausrichten und beim Auswechseln der Anoden 3 lassen sich diese durch Abschleifen der Schweißnaht 10 leicht und schnell von ihren Stützen 7 lösen. Danach können die neuen Anoden 3 in exakt der gleichen Stellung wie die alten Anoden 3 angeschweißt werden, denn die Führungsflache 8 der Kerbe wurde im Zusammenhang mit dem Auswechseln der Anoden 3 in keiner Weise angetastet»
Gemäß der Erfindung kann alternativ auch in das Titan-Mantelteil 2, vorausgesetzt es ist dick genug, zum Beispiel eine rechteckige, vorzugsweise jedoch eine Kerbe der in Fig. 5 gezeigten Art, eingearbeitet werden, wobei die zum Mantelteil 2 senkrechte Seite 17 der Kerbe als Führung der Anode 3 dient und das Anschweißen von der anderen Seite 18 aus erfolgt. Werden alle Kerben in richtiger länge und konzentrisch zur Mittellinie der Anodengruppe ausgeführt, wird ein müheloses Ausrichten der Anoden auch in seitlicher Richtung erzielt 0 Außerdem ergibt sich beim Anschweißen des Anodenbleches 3 eine große Kontaktfläche zwischen dem Titan-Mantelteil 2 und der Anode 3. Das Entfernen der Anoden 3 gestaltet sich ebenso einfach wie im vorangehend beschriebenen Falle; die Konstruktion bietet jedoch den Vorteil, daß keine besonderen Stützen für die Anoden 3 an der Innenseite des Titan-Mantelteils 2 erforderlich sind. Außerdem wird so ein noch kürzerer Titan-Stroimveg erzielt. Beim Arbeiten mit blechartigen Titananoden 3 brauchen diese nicht ganz bis zur Kante beschichtet zu werden, so daß eine eventuelle Beschädigung der Beschichtung im Zusammenhang mit dem Schweißen vermieden wird (in den Figuren 6 und 7
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1st der beschichtete Bereich durch Schrägraster dargestellt)·
Erfolgt die Stromspeisung der Anoden 3 über den Boden oder eine Seitenwand des Elektrolysekastens 1, so können die Anoden 3 als zusammenhängende j d. h« ununterbrochene Bleche ausgeführt werden. Erfolgt hingegen die Stromzufuhr über das Deckelteil 2 des Kastens 1, so kann man die Gasableitung und den Laugenumlauf dadurch sicherstellen, daß man die Anodenstütze nicht als einheitliches Stück, sondern als Teilötücke mit Zwiuchenlücken ausführt· In fig« ^Vist eine solche Seilungsweise gezeigt« Werden die Anodenbleche wiederum in innenseitig am Deckelteil 2 befindliche Rillen eingesetzt, so kann die Titananode 3 mit Haltegliedern 11 versehen werden, zwischen denen das Gas entweichen und die Lauge zirkulieren kann» Ein Beispiel einer solchen Konstruktion ist in Pig* 6 gezeigt· Bei der in Fig. 7 dargestellten Konstruktion ist die Anode 3 am Titan~Mantelteil 2 befestigt und ohne Halteelemente ausgeführt· Werden auch die Katoden aus dem Grundmaterial Titan hergestellt, so lassen sich alle vorangehend gegebenen Beispiele auch auf die Katodenseite anwenden.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung für Metallelektrolysen-Zwecke dargestellt$ bei der die Elektroden 3 so an Hängeleitern 12 aufgehängt sind., daß sie im Inneren des Elektrolysekastens 1 hängen· Wie aus Fig. 9 deutlicher hervorgeht, ist die einzelne Elektrode 3 mit ihrer oberen Randpartie 16 in einem am Hängeleiter 12 befindlichen, in Längsrichtung verlaufenden und sich in Yertikalrichtung ; durch diesen erstreckenden Spalt angeordnet, Die Elektrode 3 besteht aus Titan, der Hängeleiter 12 entweder aus Kupfer oder Aluminium» Der Spalt weitet sich nach oben zu und die obere Kante der Elektrode 3 ist an dieser Erweiterung so an den Hängeleiter 12 angeschweißt, daß die Schweißnaht 14 straff
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zwischen die schrägen Wände 15 des Spaltes gepreßt wird* Auf diese Weise wird die Elektrode 3 sehr straff am Hängeleiter 12 befestigt, da ja ihre Oberkante 16 regelrecht in den Spalt eingekeilt wird.
Gemäß der Erfindung kann die Elektrode 3 auch auf andere Art als in den Beispielen beschrieben an den Hängeleiter 12 angeschweißt werden, zum Beispiel durch Anschweißen des Elek« trodensohaftes seitlich an den Hängeleiter oder durch Schwei« . ißen des Hängeleiters unter den passend gebogenen'Elektrodenschaf t *
Bei der elektrolytischen Gewinniing von Chloraten können Ti-* tanelektroden auch als Katoden verwendet werden, wenngleich sich diese sehr rasch abnutzen, da der an der Katode entstehende Wasserstoff in statu nascendi Titanhydrid bildet«
Zur Erzielung einer Eontaktfläche mit dem Übergangswider« stand Hull kann man auch folgendermaßen verfahren: Auf das Tiian~Mantelteil oder die Titanelektrode wird durch MIG- oder TIG-Auftragschweißen eine Aluminiumschicht aufgebracht und an diese werden dann auf herkömmliche V/eise zum Beispiel durch Schweiß- oder Schraubverbindung die Stromleiter befestigt (der Al/Al-Übergangswiderstand ist gering).
Die Befestigung der Hängeleitung an die Titanelektroden kann durch Schweißen unter Anwendung auch anderer Anschlußarten als oben erwähnt erfolgen, zum Beispiel durch Anschweißen des Elektrodenschaftes seitlich an den Hängeleiter oder durch Schweißen des Hängeleiters unter den gebogenen Elektrodenschaft .
.12-
Messung der Spannungsverluste der Al-Ti-Schweißfuge
Strom ] A Stromdichte in A/mm Al Ti Spannungsverlust in'MV B 1) C Spannungsverlust in Preßfugen Cu-Ti Al-Ti Cu-Cu
Gu 0,61 1,76 1,83 0,43 1,16 1,65 A 0,51 2,06 2,63 2,9 9,0 10,2 Gu-Al 3,4 5,2 9,1 5,0 0,4
275 315 740 790 0,57 1,54 1,65 0,21 0,9 1,0 0,05 0,2 0,8
1) Länge des Stromweges 15 mm, wahrend in Preßfugen die Länge des Stromwegs 0,5 nun beträgt»

Claims (4)

  1. Erfindungsanspruch
    1« Elektrolysezelle, welche einen Behälter für den Elektrolyten, mehrere blechartige Elektroden in diesem Behälter sowie Glieder zum Anschließen der Elektroden an die Stromquelle umfaßt, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest die mit dem einen Pol der Stromquelle verbundenen Glieder von Aluminium-Stromschienen oder -Hängeleitern oder bei Verwendung von Aluminium als Schweiß-Zusatzwerkstoff alternativ von Kupfer-Stromschienen (4, 6) oder -Hängeleitern (1.2) gebildet werden, die auf der zu den Titanelektroden (3) entgegengesetzten Seite des Titan-Mantelteils (1 oder 2) des Elektrolysebehälters an diesem oder direkt an den Titanelektroden entweder durch Schutzgaslichtbogenschweißen oder unter vorherigem Aluminium-Auftragschweißen des Titan-Mantelteils (1 oder 2) des Elektrolysebehälters oder der Titanelektroden (3> 5) befestigt sind,
    2« Elektrolysezelle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stromschienen (4) am Titan-Mantelteil (2) oder die Hängeleiter (12) ah den Titanelektroden (3) durch HIG- oder TIG-Sehweißen befestigt sind*
    3· Elektrolysezelle nach Punkt 1 oder 2f gekennzeichnet dadurch, daß die Häng—eleiter (12) wenigstens einen in Längsrichtung verlaufenden, die Aufhängestange vertikal durchbrechenden Spalt aufweist, in welchem die Titanelektrode (3) mit ihrer Oberkante (16) durch eine Schweißnaht (14) an der Aufhängestange (12) befestigt ist*
    4· ,Elektrolysezelle nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Spalt bzw· die Spalte im Kängeleiter (12) sich .
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    nach oben zu weiten, so daß die Oberkante (16) der Titanelektrode (3) einschließlich ihrer Schweißnaht (H) zwischen den schrägen Flächen (15) des sich nach oben weitenden Spaltes bzw, der sich nach oben weitenden Spalte eingekeilt wird,
    -Elektrolysezelle nach Punkt 1 oder 29 gekennzeichnet da« durch, daß die Titanelektroden (3) durch Schweißen am Titan-Hantelteil (1 oder 2) der Elektrolysezelle befestigt sind, .
    6« Elektrolysezelle nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß an der Innenfläche des Mantelteils (1 oder 2) für jede Titanelektrode (3) eine (längliche) Hut vorhanden ist, deren eine Fläche (17) senkrecht zur Fläche des Mantelteils (1 oder 2) verlauft und zum Einrichten der Titanelektrode (3) dient, während die entgegengesetzte Fläche (18) vorzugsweise abgeschrägt ist, wobei die Schweißnaht (10) an der abgeschrägten Seite (18) verläuft und die Uuten zur gleichen Linie zentriert sind,
    7·.Elektrolysezelle nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Titanelektrode (3) am Titan-Ma&telteil (1 oder 2) über wenigstens ein längliches Stützglied (7) befestigt ist, auf dessen dem Mantelteil (1 oder 2) abgewandten Seite ein Einschnitt vorhanden ist, dessen eine Fläche (8) senkrecht zur Fläche des Mantelteils (1 oder 2) verläuft und dazu dient, die dagegen gelegte"Titanelektrode (3) auszurichten, wobei die Titanelektrode (3) über die Schweißnaht (10) an der anderen Fläche (9) des Einschnittes befestigt ist, die entweder zum Mantelteil (1 öder 2) hin abgeschrägt ist oder parallel zu diesem verläuft,
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    wobei die Kante der daran anliegenden Titanelektrode vorzugsweise vom Mantelteil (1 oder 2) weg abgeschrägt ist.
    8. Verfahren zur Herstellung der Elektrolysezelle nach Punkt 1 durch Anordnung mehrerer blechartiger Elektroden nebeneinander im Elektrolytbehälter und Anschließen der Elektroden an die Stromquelle mit Hilfe von Aluminiumoder Kupfer-Stromschienen beziehungsweise -Hängeleitern, gekennzeichnet dadurch, daß die Stromschienen (4) durch Schutsgaslichtbogenschweißen an das Titan-Mantelteil (1 oder 2) des Elektrolytbehälters oder direkt an die Elektroden und die Hängeleiter (12) direkt an die Titanelektroden (3) befestigt werden, v/obei zumindest in den Fällen, in denen die Stromschiene (4) oder der Hängeleiter (12) aus Kupfer besteht, als Zusatzwerkstoff Aluminium verwendet wird»
  2. 9. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Schutzgaslichtbogenschweißen als MIG-- oder TIG-Schweißen erfolgt, beim Anschließen von Kupfer-Stromschienen (4) oder -Hängeleitern (12) jedoch als MG-Schweißen unter Verwendung von Aluminium als Zusatzwerkstcff»
    Verfahren nach Punkt 8 oder 9» gekennzeichnet dadurch, daß die Titanelektroden an die Innenfläche des Titan-Mantelteils (1 oder 2) der Elektrolysezelle angeschweißt werden·
  3. 11. Verfahren nach Punkt 8, 9 oder 10, gekennzeichnet dadurch, daß an der Innenfläche des Titan-Mantelteils (1 oder 2) der Elektrolysezelle je Titan-Elektrode zunächst ein oder mehrere Stützglieder (7) befestigt werden, in
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    die ein Einschnitt eingearbeitet wird, dessen eine Fläche (8) senkrecht zur Innenfläche des Mantelteils (1 oder 2) verläuft, wobei die Titanelektrode (3) so in diesen Einschnitt eingesetzt wird, daß sie zwecks Ausrichtens an besagter Fläche (8) anliegt, und das Anschweißen der Titanelektrode (3) auf der entgegengesetzten Seite des Einschnittes erfolgt·
  4. 1.2« Verfahren nach Punkt 8, 9 oder 10, gekennzeichnet dadurch, daß in die Innenfläche des Titan-Mantelteils (1 oder 2) der Elektrolysezelle eine (längliche) Nut einge« arbeitet wird, deren eine Wand (17) senkrecht zur Innenfläche des Mantelteils verläuft, während die entgegengesetzte Seitenwand (18) geschrägt ist, und daß die Titanelektrode (3) mit "ihrer Kante so in die Hut eingesetzt wird, daß sie zwecks Ausrichtens gegen die besagte senkrechte Seitenwand (17) zu liegen kommt, wonach die Titanelektrode (3) von der geschrägten Seitenwand (18) der Hut aus an die Innenfläche des Mantelteils (1 oder 2) geschweißt wird, wobei die Nuten ©uf gleiche Liriie ausgerichtet sind,»
    Hierzu .^„..Seiten Zelchnunqen
DD79213407A 1978-06-06 1979-06-05 Elektrolysezelle und methode zur herstellung derselben DD144174A1 (de)

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