DE144667C

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Publication number: DE144667C
Application number: DENDAT144667D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

M 144667 KLASSE 40«.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Juli 1902 ab.

Nach den bis jetzt bekannten Veröffentlichungen über Calcium und seine Darstellung muß man das Verfahren der elektrochemischen Abscheidung dieses Metalles aus seinen geschmolzenen Verbindungen, sobald es sich um die Gewinnung größerer Mengen Calcium handelt, als eine der schwierigsten Arbeiten der ganzen elektrometallurgischen Technik halten (vergl. Borcher's Elektrometallurgie, II. Aufl.,

ίο S. 72 bis 82). Auch die neuesten Untersuchungen von Moissan (Comptes Rendus 1898, Bd. 126, S. 1753) über die Elektrolyse von Calciumjodid haben nur die Tatsache • festgestellt, daß sich das Calcium aus seinem Jodide abscheidet und nach dem Erhalten der Schmelze in Form von kleinen Kristallen und Kügelchen nachgewiesen werden kann.

Es ist nun eine Arbeitsweise aufgefunden, nach welcher die Gewinnung beliebig großer Mengen von Calcium leicht und billig zu erreichen ist.

Elektrolysiert man elektrisch im Schmelzflusse

. gehaltenes Calciumchlorid oder andere Haloidsalze in bekannter Weise mit einer kleinen Kathode einer großen Anode gegenüber, so scheidet sich das Calcium bei mäßiger Rotglut der Schmelze, solange die Temperatur, besonders der Kathode selbst und des sich darauf ablagernden Metalles, den Schmelzpunkt des Calciums nicht erreicht und natürlich keinesfalls überschreitet, in schwammigem Zustande an der Kathode ab. Da die Kathoden aus Metall, besonders Eisen, bestehen dürfen, so bereitet ja eine Regelung ihrer Temperatur und der Temperatur ihrer nächsten Umgebung nötigenfalls durch künstliche Kühlung der Kathoden keine Schwierigkeiten. Der Metallschwamm bildet eine derartig zusammenhaftende Masse, daß man ihn mit Hülfe von eisernen Spateln oder anderen geeigneten Geräten aus der Schmelze herausheben kann. Taucht man diese Masse sofort nach dem Herausheben in Steinöl oder eine andere geeignete sauerstofffreie Flüssigkeit, so erhält man einen mit der angewendeten Schmelze durchsetzten Schwamm mit 50 bis 60 Prozent freiem Calciummetall. Ergreift man dagegen den um die Kathode sich absetzenden Schwamm mit einer breitbackigen, zweckmäßig vorher erhitzten eisernen Zange und preßt den damit gefaßten Schwamm vor dem Ausheben aus der Schmelze kräftig zusammen, so schweißt derselbe zu einer dichten, nach dem Erkalten auf den Schnittflächen weiß metallglänzenden Masse zusammen, welche nun einen Gehalt von annähernd 90 Prozent Calcium aufweist.

Daß man statt einer Zange auch andere Vorrichtungen benutzen kann, um den Metallschwamm nicht nur auszuheben, sondern auch zu pressen, ist ja selbstverständlich und würde natürlich an dem vorliegenden Verfahren, nach welchem das Calcium innerhalb der Schmelze vor dem Ausheben gepreßt werden muß, nichts ändern.

Das so erhaltene Metall läßt sich für viele Zwecke schon so verwenden, kann aber auch in vor Luftzutritt geschützten Gefäßen zur Ausscheidung des noch eingeschlossenen Salzes auf reines Calciummetall zusammengeschmolzen werden. An Stelle des Calciumchlorides lassen sich auch andere Calciumsalze, besonders das Calciumfluorid, der Flußspat, verwenden; auch

(2. Auflage, ausgegeben am 6. Oktober 1904.)

beeinflußt ein Zusatz von Flußspat zu dem Chlorcalcium das Ergebnis in keineswegs ungünstiger Weise; Erfinder ziehen jedoch das Chlorcalcium deswegen den anderen Calciumsalzen vor, weil es eins der billigsten Calciumsalze ist und weil sein Schmelzpunkt auf einer Höhe liegt, bei deren Überschreitung in mäßigen Grenzen man ohne umständliche Messungen die Temperatur erreicht, welche für die BiI-dung des zusammenhängenden Schwammes am günstigsten ist. Jede Steigerung der Temperatur während der Elektrolyse über den angegebenen Schmelzpunkt des Calciummetalles hinaus führt zu unnötigen Wärmeverlusten und begünstigt schließlich die Wiederauflösung des Calciummetalles.

Zur Ausführung des Verfahrens dient ein einfacher elektrischer Ofen, dessen Wandung aus einem Kohlenzylinder besteht, welcher mit dem positiven Pol der Stromquelle leitend verbunden ist. Der Zylinder ist nach unten durch einen Kühlkörper geschlossen und von letzterem . durch einen Tonzylinder isoliert. Als Kathode dient ein eiserner Stab, welcher am Kühlkörper befestigt ist und nach oben in die Schmelze hineinragt. Der Boden des Schmelzgefäßes wird zur sicheren Abdichtung nach unten mit einer dünnen Lage Flußspat ausgestampft, welcher wegen seines höheren Schmelzpunktes und infolge derKühlung größtenteils fest bleibt. Der so vorbereitete Ofen wird mit trockenem Calciumchlorid beschickt und das Schmelzen dadurch eingeleitet, daß zwischen dem Kohlenzylinder und dem eisernen Stab mehrere aus dünnen Kohlenstäbchen bestehende Erhitzungswiderstände eingesetzt werden, welche nach erfolgtem Schmelzen des Elektrolytes wieder herausgenommen werden, worauf die Elektrolyse sofort beginnt. Das an der Anode abgeschiedene Chlor kann auf bekannte Weise abgeleitet und verwendet werden, während das an der Kathode sich absetzende Calcium in der beschriebenen Weise aus der Schmelze ausgehoben wird.

Der kurz skizzierte Apparat ist keineswegs Gegenstand der Erfindung. Er läßt sich in mannigfacher Weise abändern, ohne dadurch das Wesen der vorstehend beschriebenen Erfindung irgendwie zu beeinträchtigen.

Claims

Patent-Ansprüche:

■ I. Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von metallischem Calcium aus seinen geschmolzenen Haloidsalzen, insbesondere aus Calciumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß namentlich an der Kathode die Temperatur der Schmelze so geregelt wird, daß sie den Schmelzpunkt des Calciums nicht vollständig erreicht, zu dem Zwecke, die Abscheidung des Calciums in schwammigem Zustande zu bewirken.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschwamm vor dem Ausheben innerhalb der Schmelze durch Pressen verdichtet wird.