DE2231196A1 - Anodensatz fuer elektrolytische zellen - Google Patents
Anodensatz fuer elektrolytische zellenInfo
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Description
2231198
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Veickmai/n,
Dipping. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. RAAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Huüer
8 MÜNCHEN 27, .DEN
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4S 3921/22
CASE: Kn
HOOKER CHEMICAL CORPORATION, Niagara Palls, H.Y. 14302/uSA
"Anodensatz für elektrolytische Zellen"
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Elektrodenaufbau,
insbesondere eine verbesserte metallische oder diioensionsstabile'
Elektrode,, die für die Verwendung in einem Anodensatz
einer Zelle für die Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen
geeignet ist.
In der Vergangenheit ist beträchtliche Entwicklungsarbeit in metallische oder dimensionsstabile Elektroden investiert
v;orden, die insbesondere als Anoden in elektrolytischen
Zellen für die Herstellung von Chlor, Hypochloriten oder Chloraten durch Elektrolyse von Alkalimetallchlcridlösurigen
verwendet v/erden, als Anoden für den kathodischen Schutz von
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in Seewasser eintauchende Eisen- und Stählkonstruktionen verwendet
werden oder als Anoden für die Elektrodialyse von Brackwasser und dergleichen benutzt werden« Obgleich viele
Elektroden dieses Typr. vorgeschlagen worden sind, war eine
der verheißungsvollsten Elektroden, eine Elektrode mit einer Basis aus einem sogenannten Verschlußmetall, wie Titan, und
einem elektrisch aktiven Überzug aus einem Edelmetall, einer Edelmetalllegierung oder einem Bdelmetalloxyd, wie Platin-,
Rutheniumoxyd oder dergleichen.
Wenn auch vom Standpunkt ihrer elektrischen Eigenschaften und chemischen Beständigkeit gesehen,unter den Bedingungen, die in
vielen von diesen Anwendungsfällen in Rechnung gestellt werden müssen, Elektroden dieser Art im allgemeinen zufriedenstellend
waren, war ihre Anpassung 021 diese Zwecke nicht ohne gewisse Probleme. Da die elektrische Leitfähigkeit der
Verachlußmetalle (valve metals), wie Titan, im Vergleich zu Materialien, wie Kupfer oder Aluminium, relativ niedrig ist,
war die Größe dieser Elektroden etwas begrenzt, um die elektrischen Betriebskosten auf einem akzeptablen Niveau
zu halten. Obgleich Anstrengungen unternommen worden sind, dieses Problem dadurch zu überwinden, daß man die Td.ts.nelektroden
mit einem Kern aus einen leitfähigeren Material, wie Kupfer, versieht, traten Schwierigkeiten bei der .Fabrikation
derartiger Elektroden auf.
Eines der Probleme, das bei Elektroden dieses Typs auftrat, war das, sie'so zu montieren, daß sie den gewünschten Anodensatz
für die elektrolytische Zelle bildeten. Bei vielen der bisher vorgeschlagenen Montagemaßnahraen war es schwierig,
einen ausreichend festen und starren G-es&mtanodensats unter
Aufrechterhaltung der gewünschten Abstände zwischen den Anoden und Kathoden zu erreichen. Wegen der Notwendigkeit,
eine elektrische Verbindung, die sich aussorhalb der Zolle
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befindet, zur Anode herzustellen, hatte man auch Probleme mit den Verschlußmaßnahnen zur Verhütung eines Auslaufens
des Elektrolyten mit daraus sich ergebender Korrosion der elektrischen Anschlüsse und daraus folgenden nachteiligen
Einflüssen auf die Betriebsspannungen der Zelle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten, einheitlichen Anodensatzes aus Metalloder
diraensionsstabilen Elektroden für die Verwendung in elektrolytischen Zellen für die Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen,
wobei dieser verbesserte Anodensatz relativ einfach herstellbar sein soll und die bisher mit Anoden
dieses Typs verbundenen Probleme der Ausrichtung und Abdichtung überwindet. Zur Aufgabe der Erfindung gehört auch
die Schaffung einer verbesserten metallischen Elektrode des obigen Typs, die in den verschiedensten Größen ohne Verlust
an elektrischer Betriebsleistung hergestellt werden kann«
Schließlich ist es auch noch Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung metallischer oder dimensionsstabiler Elektroden zu schaffen.'
IJun zu den beiliegenden Zeichnungen:
Figur 1 ist die Ansicht eines Schnittbildes einer erfindungsgemäßen
Elektrode;
Figur 2 ist eine Aufsicht auf den inneren Kern aus leitfähigem Metall der erfindungsgemäßen Elektroden;
Figur 3 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Elektrode,
wobei die obere äußere Platte entfernt ist;
Figur 4 ist eine Aufsicht auf eine zusammengebaute Elektrode der vorliegenden Erfindung.
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Die Erfindung betrifft somit eine Elektrode, die sich für die Verwendung in einem Anodensatz einer Zelle für die
Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen eignet, einen
mehrschichtigen Aufbau hat, eine im wesentlichen rechteckige Gestalt besitzt und folgendes aufweist:
(1) Eine Innenplatte aus einem elektrisch leitenden Metall,
die zwei Sätze von im wesentlichen einander gegenüberliegenden Seiten aufweist, wobei eine Seite von einem
der Sätze zumindest einen Schlitz aufweist, der von der einen Seite in Richtung der gegenüberliegenden Seite verläuft
und kurz davor endet;
(2) zwei äußere Platten aus einem Verschlußmetall, nämlich
Titan, Tantal oder Niob, wobei diese Platten auf beiden Seiten der Innenplatte liegen und eine solche Größe haben,
daß sie die Innenplatte rund um ihre ganze Peripherie überlappen, die äußeren Platten entlang der Peripherie
der Innenplatte miteinander verbunden sind *-f so
daß sie die Innenplatte einkapseln, die äußeren Platten ausserdera zwischen den Schlitzen der Innenplatte und
zwischen den Schlitzen und den äußeren Rändern der Innenplatte diskontinuierlich iuit der Innenplatte verbunden
sind und diese Verbindung durch Schmelzen des Teiles der Innenplatte an der Verbindungsstelle zu den äußeren Platten
hergestellt wird, wobei die äußeren Platten im wesentlichen nicht schmelzen; und
(3) einen elektrisch aktiven Belag auf der Aussenseite der
äußeren Platten, wobei dieser Belag aus einem Edelmetall, einer Edelmetallegierung, einem Edelrnetalloxyd oder Gemischen
davon gebildet wird und die Edelmetalle unter Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium und Iridium gewählt
werden.
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Man fand, daß die erfindungsgemäßen Elektroden ausgezeichnete
Betriebseigenschaften haben und in den verschiedensten Abmessungen
hergestellt werden können, ohne daß irgendwelche wesentlichen nachteiligen Einflüsse auf diese Eigenschaften in
Erscheinung treten.
Genauer gesagt, die erfindungsgemäßen Elektroden können in
jeder geeigneten Anordnung verwendet werden, z.B. als Anoden-S^tM
einer Zelle für äie Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösunger..
Diese Elektroden können jedoch je nach der ftatur der Umgebung, in der die Elektrode verwendet Werden soll,
mit Verschiedenen anderen Bausätzen, die geeignete Montagevorriohtuhgen,
elektrische Anschlüsse und dergleichen ergeben, verwendet werden. Obgleich diese Elektroden, wie oben
bereits angedeutet, besonders für den Gebrauch bei :der
Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen geeignet sind, können sie auch bei passender Aufstellung auf anderen Gebieten,
z.B. für die Elektrodialyse von Brackwasser, für den kathodischen Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen, die
in Seewasser eintauchen,und dergleichen verwendet werden»
Die erfindungsgemäßen Elektroden sind mehrschichtige, plattenartige Gefüge, die·wünschenswert im Wesentlichen rechteckig
gestaltet sind. Obgleich diese Elektroden in verschiedenen anderen Formen fabriziert werden können, hat sich die im wesentlichen
rechteckige Gestalt für die meisten Gebrauchszwecke als besonders anpassungsfähig erwiesen. Im allgemeinen werden
die Gesamtabmessuttgen dieser Elektroden von der speziellen Umgebung bestimmt, in der sie verwendet werden. Man fand jedoch» daß dort, wo massive litanelektroden im allgemeinen auf
Abmissungen nicht wesentlich größer als etwa 30,5 χ 61 cm (1x2 feet) beschränkt waren, wegen der hohen Betriebskosten
Ö-Ufgrund des relativ hohen Widerstandes des Titanes bei der
?örw©ndUftg größerer Abmessungen, die Größe der erfindungsge-
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mäßen Elektroden keiner derartigen Einschränkung unterliegt.
Mit diesen Elektroden sind daher Abmessungen von z.B. 91,4 x 91,4 cm (3 x 3 feet), 91,4 χ 122 cm (3 χ 4 feet),
152 χ 152 cm (5 χ 5 feet) oder noch größere Abmessungen ausführbar und praktisch anwendbar, ohne die"elektrischen Betriebsleistungen
zu beeinträchtigen. Bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Elektroden ist es daher möglich, die
Größe und Gestalt der Zellenkonstruktion so zu optimalieieren, daß man maximale Produktion der Zelle pro Flächeneinheit
Bodenraum, den sie einnimmt, erzielt. Ausserdera ist der Gesamtkapitalaufwand für Zellen, die diese Elektroden
benutzen, ebenfalls bedeutend kleiner als für Zellen, die massive Titanelektroden benutzen.
Die erfindungsgemäßen Elektrodengefüge bestehen aus einer Innenplatte aus einem elektrisch leitenden Material, d.h.
einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit, die größer ist als die der "Verschlußmetalle" (valve metals),
wie Titan. Y/ünschenswerterweise wird die Innenplatte aus Aluminium, Kupfer, Eisen oder aus Legierungen dieser Metalle
hergestellt, obgleich auch andere Metalle verwendet werden können. In vielen Pällen fand man, daß Aluminium als das
elektrisch leitende Material sowohl vom Kostenstandpunkt her gesehen als auch im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften
besonders vorzuziehen ist, obgleich Kupfer oder Eisen oder ihre Legierungen ebenfalls zur Zufriedenheit verwendet
werden können.
Diese Innenplatte wird so hergestellt, daß sie zwei Garnituren
von im wesentlichen einander gegenüber angeordneten zweiten aufweist,, Im allgemeinen werden die Gesamtdimettsionen
dieser Innenplatte von den gewünschten Enddimensionen der fertigen Elektroden bestimmt. Die Dicke dieser Innanplatte
wird nicht nur von den gewünschten Abmessungen der fertigen Elektrode und der speziellen Zusammenstellung» in
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der sie verwendet werden soll, bestimmt, sondern auch von der gewünschten Festigkeit, d.h. Starrheit,"und der gewünschten
elektrischen leitfähigkeit. Wenn z.B. die fertige Anode in einer Anoäenzusammenstellung einer Zelle für die
Elektrolyse von AlkalimetallhalogenidlÖsungen verwendet werden soll, so werden im typischen Falle Innenplatten mit
einer Dicke von etwa 3,175 - 6,35 mm (1/8 - 1/4 inch) verwendet.
Diese Werte stellen jedoch lediglich Beispiele dar, da Plattendicken kleiner als und größer als dieser Bereich
ebenfalls verwendet werden können, was sich nach den Erfordernissen eines jeden speziellen Falles richtet.
Diese Innenplatte ist so geformt, daß eine Seite eines der beiden Seitenpaare wenigstens einen Schlitz hat, der von
der Seite ausgehend in Richtung der gegenüberliegend ange- * ordneten Seite verläuft, aber kurz vor der gegenüberliegenden
Seite endet. Y/ünschenswert weist diese Innenplatte mehrere dieser Schlitze auf, deren spezielle Zahl in erster
Linie von der Gesamtabmessung der Platte bestimmt wird. Im allgemeinen hat es sich £ils wünschenswert erwiesen-, so
viele von diesen Schlitzen zu verwenden, daß der Abstand zwischen den Schlitzen nicht wesentlich größer als etwa
61 cm (24 inch) ist. Im typischen Falle werden etwa 3 bis 5
dieser Schlitze verwendet. Obgleich es erwünscht ist, daß diese Schlitze im wesentlichen parallel zu einander und zu
einem Paar der gegenüber angeordneten Seiten und im wesentlichen senkrecht zu dem anderen Seitenpaar verlaufen, können
die Schlitze auch so geformt sein, daß sie nicht parallel verlaufen. Die Länge und Breite dieser Schlitze kann gleichfalls
beträchtlich schwanken, wobei Schlitzlängen nicht wesentlich mehr als etwa 4/5 des Abstandes zwischen den beiden
Seiten und Schlitzbreiten von etwa 3,I75 mra - 50,8 mm (1/8
bis 2 inch) typisch sind« Vie die Angaben über die Dicke der Innenplatte, so haben auch diese Vierte lediglich beispielhaften
Charakter.
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Diese Innenplatte aus dem elektrisch leitfähigen Material, wie Aluminium, befindet sich zwischen zwei äußeren Platten
aus einem Verschlußmetall, das unter Titan, Tantal und Niob
ausgewählt wird. Von diesen hat sich in vielen Fällen das Titan als das bevorzugte Metall erwiesen, aus diesem Grunde
wird nachfolgend insbesondere auf Titan Bezug genommen. Dies darf jedoch nicht als eine Beschränkung der verwendbaren
Verschlußmetalle aufgefaßt werden, da in vielen Fällen auch bei Benutzung von Tantal oder Niob zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden können.
Die beiden äußeren Platten aus Titan haben im wesentlichen die gleiche Gestalt wie die Innenplatte aus Aluminium und haben
solche Abmessungen, daß wenn sie auf beide Seiten der inneren Aluminiumplatte gelegt werden, die Innenplatte, entlang
ihrer ganzen Peripherie überlappen. Obgleich der Überlappungsgrad so groß sein sollte, daß die Aussenplatten entlang
der Peripherie der Innenplatte miteinander verbunden werden können, hat sich der spezielle Überlappungsgrad ausserhalb
der Forderung, daß die äußeren Platten verbunden werden können, nicht als kritisch erwiesen. Dadurch, daß man
die beiden äusseren Platten entlang der ganzen Peripherie der Innenplatte miteinander verbindet, wird die innere
Aluminiumplatte in diese äußeren Titanplatten eingekapselt, wodurch sie vor dem chemischen Angriff durch die lösungen,
in denen die Elektroden verwendet werden, geschützt ist. Dieses Verbinden der beiden äußeren Platten miteinander kann
auf jede zweckdienliche Weise, die für diese Einkapselung sorgt, erfolgen, beispielsweise durch Widerstandsschweißung
oder dergleichen.
Die beiden äußeren Titanplatten sind diskontinuierlich mit der Innenplatte aus Aluminium verbunden. Mit "diskontinuierlich
verbunden" ist gemeint, daß die Platten nicht über ihre gesamte Innenfläche miteinander verbunden sind. Dieses Ver-
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1 i ^. '
binden der äusseren Platten mit der Innenplatte'erfolgt
zwischen den Schlitzen in der Innenplatte und zwischen den Schlitzen und den äusseren Rändern der Innenplatte. Me Verbindung
wird hergestellt, indem man den Teil der Innenplatte an der Verbindungsstelle zur äußeren Platte schmilzt,
wobei im wesentlichen kein Schmelzen der äußeren Platten erfolgt. Dieses Verbinden kann durch Punktsehweißtechniken
oder, in einer bevorzugten Ausführungsform, mit Hilfe, einer
Walzen-Naht-Widerstandsschweißung (roller seam resistance
weld) erreicht werden. In jedem Falle befindet sich die Punktschweißung oder die Hahtschweißung zwischen -den Schlitzen
der inneren Aluminiumplatte und zwischen den Eändern der Innenplatte und dem Schlitz, der dem Rand am nächsten liegt,
wie oben bereits angedeutet. Es ist erwünscht, daß diese Verbindungen sich nicht über- die Schlitze in der inneren
Aluminiumplatte hinaus erstrecken, diese Schlitze enden kurz vor der einen Seite der Platte, wie oben bereits erwähnt.
Bei der Herstellung dieser Verbindungen zwischen der inneren Aluminiumplatte und den äusseren Titanplatten werden die
Schweißtemperatüren so gesteuert, daß man ein Schmelzen
der inneren Platte an der Verbindungsstelle erzielt, ohne daß ein wesentliches Schmelzen der äußeren Titanplatten erfolgt.
Man fand, daß wenn die angewendeten Schweißtemperatüren zu niedrig sind, das Schmelzen oder der Schmelzfluß
der. Aluminiumplatte nicht ausreicht, um eine adäquate Verbindung
zu bewirken. Umgekehrt, wenn die Temperaturen zu hoch sind, kann ein Schmelzen der äußeren Titanplatten erfolgen
und daraus Durchlöcherung oder Bruch der Platten resultieren, was Korrosion der inneren Aluminiumplatte durch
die lösungen, in denen die Elektroden verwendet werden, ermöglicht.
Das Herstellen der Verbindung wird daher durch die Bewicklung· von so viel Hitze erreicht, daß das Aluminium
feft der Stelle der Wärmeanwendung lokal schmilzt und im wesentlichen
kein Schmelzen oder Schmelafließen von Titan er-
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'BAD
- ίο -
folgt, so daß bei der anschließenden Wiederverfestigung oder Rekristallisierung des Aluminiums eine innige Verbindung mit
dem Titan gebildet wird.
Der Elektrodenaufbau mit den äußeren Titanplatten, die mit der inneren Alurainiumplatte auf die oben beschriebene Weise
verbunden sind, hat als letzte Schicht einen elektrisch aktiven Belag auf der Aussenseite der äußeren Titanplatten. ■
Dieser elektrisch aktive Belag bestellt aus einem Edelmetall, einer Edelmetallegierung, Edelmetalloxyd oder Gemischen davon.
Die Edelmetalle in diesen Zusammensetzungen werden unter Platin, Palladium, Euthenium, Rhodium und Iridium ausgewählt«
Bevorzugte Beläge dieses Typs sind die Edelmetall", oxydbeläge, insbesondere solche, die Rutheniumoxyd enthalten.
Diese elektrisch aktiven Beläge können auf beliebige Weise auf die Aussenseite der äußeren Titanplatten aufgebracht
v/erden. Typische anwendbare bekannte Auftragungstechniken sind elektrolytische Applikationsverfahren, einschließlich
Elektroplattierung und elektrophoretische Abscheidung, Abscheidung aus der Dampfphase, stromlose Plattierung, sowie
verschiedene Verkleidungs-Plattierungstechniken und dergleichen.
Im typischen Falle hat der elektrisch aktive Belag eine Dicke von etwa 1,016 χ 10~4 "bis 1,52 χ 10"'-5 mm
(4 - 60 micro inches), obgleich in vielen Fällen auch
größere und geringere Dicken verwendet v/erden können. Im allgemeinen jedoch benutzt man wegen des Preises derartiger
Beschichungsmaterialien vorzugsweise einen Überzug, der bei
gleichseitiger vernünftiger Nutaungszeit so dünn wie möglich
ist.
Nun zu den Zeichnungen.
Wie in Fig. 1, die ein Sohnittbild der erfindungsgernäßen
Elektrode ist, gezeigt wird, besteht diese Elektrode aus einem inneren Kern oder Platte 1, zwei äusseren Platten 3 und
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4 und einer äusseren Schicht 5 auf der Aussenseite der äusseren
Platten 3 und 4. Me Innenplatte 1 besteht aus einem
elektrisch leitfähigen Material, wie Aluminium, Kupfer, Eisen und deren Legierungen, wobei Aluminium bevorzugt ist. Die
äusseren Platten 3 und 4 bestehen aus einem "Verschlußmetall", vorzugsweise aus Titan. Der äußere Belag 5 auf den Platten
3 und 4 besteht aus einem elektrisch aktiven Material, wie einem Edelmetall, einer Edelmetallegierung, einem Edelmetalloxyd
und Gemischen davon, wobei Beläge, die Rutheniumoxyd enthalten, bevorzugt sind. Die Platten 3 und 4 sind miteinander verbunden, vorzugsweise durch Verschweißung, wie bei 7
dargestellt.
Nun zu den Figuren 2 und 3. Die innere Aluminiumplatte 1
hat im wesentlichen rechteckige Gestalt und besitzt zwei Paare von im wesentlichen einander gegenüber angeordneten
Seiten 9 und 11 und 13 und 15. Die Seite 11 besitzt mehrere
Schlitze 17, diese Schlitze verlaufen von der Seite 11 in Richtung der gegenüber angeordneten Seite 9, enden aber kurz
vor dieser Seite. Obgleich diese Schlitze wünschenswerterweise im wesentlichen parallel zueinander und zu den Seiten
13 und 15 und im wesentlichen senkrecht zu den Seiten 11
und 9 verlaufen, können ^ie auch nicht parallel angeordnet
sein, beispielsweise fächerartig.
Wie in Figur 3 gezeigt, liegt die innere Aluminiumplatte 1 auf einer äußeren Titanplatte 3, letztere Platte hat· im wesentlichen
die gleiche Gestalt v/ie Platte 1. Die Größe der Platte 3 jedoch ist so bemessen, daß sie die Platte 1 entlang
ihrer ganzen Peripherie überlappt. Wie Figur 4 zeigt, liegt die zweite äußere Titanplatte 4 oben auf dem in Figur
gezeigten Aufbau und der ganze Aufbau ist miteinander verbunden. Die äußeren Titanplatten 3 und 4 sind diskontinuierlich
durch die Schweißnähte 19 mit der inneren Aluminiumplatte 1 verbunden. Diese Schweißnähte 19 befinden sich 2wi-
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sehen den Schlitten 17 der inneren Aluminiumplatte 1 und
auch zwischen den äusseren Rändern 15 und 13 der Platte 1
und den Schlitzen, die diesen Rändern am nächsten liegen. Ausserdem sind die inneren Titanplatten 3 und 4 durch die
Schweißnaht 7 miteinander verbunden, die rund um die ganze
Peripherie der Elektrode verläuft. Die Aussenflachen der
äusseren Titanplatten &ind mit dem elektrisch aktiven Belagiaaterial
5 beschichtet, wie in Figur 1 gezeigt. Es ist klar, daß obgleich in Figur 4 die äußeren Titanplatten 3 und 4
durch die Schweißnähte 19 Kit der inneren Aluminiumplatte 1
verbunden dargestellt sind, diese Schweißnähte, falls gewünscht, durch eine Reihe von Punktschweißungen ersetzt werden
können, die sich in den gleichen jeweiligen Gebieten befinden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektroden wird eine Platte oder ein Blech aus Aluminium oder einem anderen
elektrisch leitfähigen Material in die gewünschte, im wesentlichen rechteckige Form gebracht und in der in Figur 2
dargestellten Weise mit Schlitzen versehen. Danach wird die mit Schlitzen versehene Aluminiumplatte zwischen zwei äus-Bere
Platten aus Titan oder einem ähnlichen Verschlußmetall gelegt, wobei diese äußeren Platten so groß sind, daß sie
die innere Aluminiumplatte entlang ihrer ganzen Peripherie überlappen. Die äußeren Titanplatten werden dann durch
Widerstandsschweißung des Titan-Aluminium-Titan-Sandwichs
mit der inneren Aluminiumplatte verbunden, so daß eine Schweißnaht zwischen den Schlitzen in der Aluminiumplatte und
zwischen den Rändern der Aluminiumplatte und den Schlitzen, die den Rändern am nächsten liegen, gebildet wird. Wie bereits
angedeutet, wird diese Schv/eißung bei solchen Temperaturen durchgeführt, daß ein Schmelzen oder Verschmelzen des
Aluminiums stattfindet und dabei in wesentlichen kein Schmelzen oder Verschmelzen des Titans eintritt. Auf diese Weise
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bestellt in jedem Abschnitt oder Finger der Aluminiumplatte
eine Verbindung zwischen dem Aluminium und Titan und durch
diese Verbindungen wird die elektrische Leitung zwischen dem Aluminium und Titan erreicht. Danach v/erden die beiden ausseren
Titanplatten oder -bleche rund um die ganze Peripherie miteinander verbunden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißung,
so daß die innere Aluminiump.latte in einen Titanmantel
eingekapselt ist und eine dichte, abgestimmte Einheit bildet, in der das Aluminium vor der korrosiven Einwirkung
der lösungen, in denen die Elektroden verwendet werden, geschützt·ist. Diese versiegelte Einheit v/ird dann
auf ihren Aussenflächen mit einem elektrisch aktiven Belag beschichtet, wobei es sich bei dem bevorzugten Belag um
eine Mischung aus Edelmetalloxyden, die Rutheniumoxyd enthält, handelt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird
dieser elektrisch aktive Belag aus Edelmetalloxyden auf der Aussenseite der äußeren Titanplatten durch elektrophoretische
Abscheidung aus einer Dispersion der Edelmetalloxyde in einem lösungsmittel abgeschieden. Andere bekannte Beschichtungstechniken
können je nach dem gewünschten speziellen elektrisch aktiven Belag ebenfalls angewendet werden.
Es hat sich gezeigt, daß die in der oben beschriebenen Weise hergestellten erfindungsgemäßen Elektroden ausgezeichnete
elektrische Eigenschaften haben und bei der Benutzung einen merklich niedrigeren Spannungsabfall haben als beschichtete,
massive Titanelektroden der gleichen Größe. Dadurch, daß man die Innenplatte und die äusceren Platten dieser Elektrode
in der oben beschriebenen V,reise miteinander verbindet,
findet ausserdem relativ wenig physikalische Verformung der Elektroden bei der Fabrikation statt. Man kann daher diese
Elektroden in relativ größeren Abmessungen herstellen als es bisher für massive Titanelektroden möglich war und dabei
dennoch die nötigen physikalischen Toleranzen und den Ge-
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-H-
samtelektrodensatz beibehalten, ohne die elektrischen Eigenschaften
au beeinträchtigen, z.B. ohne unannehmbaren Spannungsabfall
in Rechnung stellen zu müssen.
Die Erfindung umfaßt auch einen Anodensatz, wie ihn Figur zeigt, die eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen Anodensatzes
darstellt, während Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines Anodensatzes ist, der für den Gebrauch in
einer Zelle für die Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlößungen
geeignet ist. Ein derartiger erfindungsgemäßer Anodensatz ist gekennzeichnet durch
(1) eine Vielzahl von im wesentlichen parallel angeordneten
plattenartigen Elektroden, von denen jede ein Paar im wesentlichen parallele, plattenartige Aussenflachen aufweist,
wobei diese Elektroden eine äußere Oberfläche aus einem Verschlußmetall, das unter Titan, Tantal und
Niob ausgewählt wird, besitzen, die mit einem elektrisch aktiven Material beschichtet sind, das iinter den Edelrmetallen,
Edelmetallegierungen, Edelmetalloxyden und Gemischen davon ausgewählt wird, wobei die Edelmetalls
unter Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium und Iridium ausgewählt werden und jede der Elektroden zwei Garnituren
im wesentlichen einander gegenüberliegender Seiten
- aufwiist;
(2) eine Vielzahl von Montagegliedern, die sich zwischen den Elektroden befinden und an den einander gegenüberliegenden
Aussenseiten benachbarter Elektroden an einem Punkt befestigt sind, der an eine Seite einer Seitengarnitur
der Elektrode angrenzt, und die zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten der anderen Seitengarnitur
verlaufen, wobei die Montageglieder im wesentlichen senkrecht zur Aussenseite der Elektroden, an der
209882/1072 fr-
Bad
sie befestigt sind, angeordnet sind, so daß sie die Elektroden in einer im wesentlichen parallelen Anordnung
halten und mit den Elektroden einen einheitlichen Anodensatz bilden und
(3) elektrische Anschlußvorrichtungen an den plattenartigen
Elektroden, die an die Montageglieder angrenzen.
Man fand, daß diese Anodensätze der vorliegenden Erfindung
leicht hergestellt v/erden können und eine einheitliche Konstruktion
bilden, in der die richtige Ausrichtung der Elektroden aufrechterhalten wird und eine elektrische Verbindung
mit diesen Elektroden vorgesehen ist,die sich außerhalb der elektrischen Zelle befindet, in der der Satz verwendet
•wird. Der Anodensatz der vorliegenden Erfindung kann insbesondere
in verschiedenen Zellen für die Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen, für die Erzeugung von Chlor,
Hypochloriten, Chloraten oder dergleichen verwendet werden. Solche Zellen können so beschaffen sein, daß die Anoden
am Boden der Zelle, an der Seitenwand der Zelle oder sogar an der Decke der Zelle befestigt sind. Dieser Anodensatz
hat sich jedoch als besonders geeignet für den Gebrauch in seitlich montierten Zellen oder in Zellentypen mit seitlichem
Eingang erwiesen, so daß nachfolgend insbesondere auf diesen Gebrauchstyp bezug genommen wird. Dies ist jedoch
nicht als eine Einschränkung aufzufassen, da der Anodensatz auch leicht dem G-ebrauch in anderen Zelltypen angepaßt werden
kann.
Die im erfindungsgemäßen Anodensatz verwendeten Elektroden
werden aus einem ."Verschlußmetall" hergestellt und mit einem
elektrisch aktiven Material beschichtet. Zu den Verschlußmetallen, die verwendet werden können, gehören Titan, Tantal
und Niob, v/obei Titan bevorzugt ist. Zu den elektrisch aktiven Materialien, mit denen das Titan beschichtet wird, ge-
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— IO —
hören Edelmetalle, Edelmetallegierungen, Edelmetalloxyde und Gemische davon, wobei die Edelmetalle unter Platin,
Palladium, Ruthenium, Rhodium und Iridium ausgewählt.werden.
Von diesen sind die bevorzugten elektrisch aktiven Überzüge diejenigen, die Rutheniumoxyd enthalten. In einer bevorzugtesten
Ausführungsform besitzen diese Elektroden ausser« dem einen inneren Kern aus einem Material, das elektrisch
leitfähiger ist als das Verschlußmetall, wie Titan, Beispiele derartiger elektrisch leitfähiger Materialien, die
für diesen Kern verwendet werden können, sind Aluminium, Kupfer, Eisen und dergleichen. Ein Beispiel einer besonders
bevorzugten Elektrode dieses letzteren Typs ist ein mehrschichtiges,
plattenartiges Gefüge, das aus einer Innenplatte aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie Aluminium,
Kupfer oder Eisen gebildet wird. Diese Innenplatte ist in zv/ei äußere Platten aus einem Verschlußmetall, wie
Titan, Tantal oder Niob, eingekapselt. Die äußeren Platten sind diskontinuierlich mit der Innenplatte verbunden, was
durch Schmelzen des Teiles der Innenplatte, der sich an der Verbindungsstelle zur äußeren Platte befindet, erreicht
wird, wobei ein Schmelzen der äußeren Platte im wesentlichen nicht stattfindet. Die Aussenseite dieser äusseren
Platten ist mit einem elektrisch aktiven Überzug aus einem Edelmetall, einer Edelmetallegierung, einem Edelmetalloxyd
oder Gemischen davon beschichtet. Derartige Elektroden sind für den erfindungsgemäßen Anodensatz besonders bevorzugt,
da sie in einer Vielfalt von wesentlich größeren Abmessungen hergestellt werden können als massive Titanelektroden, ohne daß
dadurch die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.
209882/1072 ?<r ßAD
Es ist jedoch klar, obgleich es sich bei den bevorzugten Elektroden um solche des oben beschriebenen Typs handelt, daß
die für den Gebrauch in den Anodensätzen der vorliegenden Erfindung geeigneten Elektroden nicht auf diesen speziellen
Typ beschränkt sind. Im allgemeinen haben die verwendeten
Elektroden vorzugsweise im wesentlichen rechteckige Gestalt, sie haben zwei Garnituren von im wesentlichen gegenüberliegenden
Seiten und ein Paar im wesentlichen paralleler plattenartiger Aussenseiten, Die Elektroden können aus Titanblech
oder -platten, entweder mit oder ohne den bevorzugten inneren Kern aus Aluminium, hergestellt worden und haben
einen äusseren Belag aus dem elektrisch aktiven Material, z.B. einen, der die Eäelmecalloxyde enthält. Darüberhinaus
kann die Elektrode mit Titansieb oder -netz, gestrecktem Titanmetall oder einem anderen perforierten oder porigen
Titan, anstelle' von Blech oder Platten aus Titan, hergestellt
werden. Diese Elektrode kann als solche oder in Kombination mit Platten oder Blechen verwendet werden und kann
auch einen Kern aus einem leitfähigeren Metall, wie Aluminium, enthalten. Vo solche porigen Strukturen verwendet
vierden, handelt es sich um eine Gestaltung, an der Montageglieder
in der unten beschriebenen Weise befestigt werden können. Im typischen Falle gehört dazu ein Blech oder eine
Platte, an der die Montageglieder und das porige Material befestigt sind.
Der erfindungsgemäße Anodensatz enthält eine Vielzahl dieser Elektroden, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind. Die Zahl und Größe der Elektroden im Anodensatz kann je nach der speziellen elektrolytischen Zelle, in der
der Anodensatz verwendet werden soll, in weiten Grenzen schwanken. Ebenso schwankt auch der Abstand zwischen den
parallel angeordneten Elektroden in Abhängigkeit von der Natur der Kathode, die sich zwischen den Elektroden befindet.
Hit dom erfindungsgemäßen Elektrodensatz sind daher be-
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trächtliche Variationen möglich, um sich einer Vielfalt
verschiedener Betriebsbedingungen} ohne unerwünscht große Spannungsabfälle in Rechnung stellen zu müssen, anzupassen.
Zwischen den parallelen Elektroden befindet sich eine Vielzahl von Montagegliedern. Diese Montageglieder sind an den
einander gegenüberliegenden Aussenseiten der benachbarten Elektroden so befestigt, daß sie die Elektroden in einer
im wesentlichen parallelen Anordnung halten und mit ihnen den erfindungsgemäßen einheitlichen Anodensatz bilden. Diese
Montageglieder sind an einer Stelle an den Elektrodenaussenseiten
befestigt, die einer Seite von einer Seitengarnitur der Elektrode benachbart ist und zwischen den gegenüberliegenden
Seiten der anderen Seitengarnitur verläuft. Die Montageglieder sind im v/esontlichen senkrecht zur Aussenseite
der Elektroden, an der sie befestigt sind und bilden eine Viand, am bevorzugtesten eine Seitenwand, der elektrolytischen
Zelle, in der der Anodensatz montiert ist« In der bevorzugtester.1 Ausführungsform ist ein Montageglied an jeder
AussöwseitG einer jeden Elektrode an der oben beschriebenen
Stelle befestigt und die Montageglieder erheben sich
im wesentlichen senkrecht von der Aussenseite der Elektrode, an der sie befestigt sind, bis zu einem Abstand, der etwa die
Hälfte des gewünschten Abstandes zwischen zwei benachbarten
Elektroden im fertigen Anodens&ta beträgt. Das Montageglied
auf der Aussenseite der einen Elektrode wird dann an dera entsprechenden Montageglied auf der Aussenseite der benachbarten
Elektrode befestigt, ue die Elektroden im fertigen einheitlichen Anodensatz zu befestigen und bilden eine Wand
der elektrolytischen Zelle.
Die Montageglieder können verschieden gestaltet sein, wie es später ausführlicher beschrieben wird. Die Montageglieder
können aus beliebigen geeigneten Kateri? "'.ieTi, die den nötigen
Halt für die Elektroden Im Ano-lensatz bieten und die dem
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korrosiven Einfluß des Milieus, in dem sie verwendet werden,
widerstehen, hergestellt werden. Vorzugsweise bestehen die Montageglieder aus Metall und am bevorzugtesten bestehen
sie aus dem gleichen Versclilußmetall wie die Elektrode. Auf
diese Weise wird nicht nur die maximale Korrosionsbeständigkeit erzielt, ohne daß ein korrosionsbeständiger Überzug
verwendet werden muß, sondern es wird auch eine durch galvanische Wirkung zwischen zwei ungleichen Metallen bedingte
korrosion vermieden.
Me Montageglieder können auf jede zweckdienliche Weise an
den Elektrodenaussenflächen und im Falle der bevorzugtesten Ausführungsform aneinander befestigt werden« In vielen Fällen
hat es sich als bevorzugt erwiesen, diese Elemente durch Schweissen zu befestigen, obgleich auch andere Methoden,
wie Löten, Hartlöten und dergl. angewendet werden können. Der wichtige Paktor bei der Befestigung der Montageglieder
an den Elektroden und aneinander ist der, ganz gleich welche Methode angewendet wird, daß dem fertigen Anodensatz
ausreichende Festigkeit und Starrheit verliehen wird, um die gewünschte räumlich getrennte Anordnung aufrechtzuerhalten
und ausserdem, daß das gebildete Gefüge einem Minimum an Korrosion durch das Milieu, in dem die Zeile verwendet
wird, unterliegt.
Die Elektroden im erfindungsgeraäßen Anodensatz sind ausserdem
mit einem geeigneten elektrischen Anschluß ausgestattet.
Dieser Anschluß befindet sich wünschenswert in der Nachbarschaft der Hontageglieder, am bevorzugtesten auf der Seite
der Montageglieder, die sich ausserhalb der Zelle befindet.
Jeder geeignete und deia Fachmann bekannte elektrische Anschluß zur Herbeiführung des Betriebsstromes für die Zelle
kann verwendet werden. Darüberhinaus ist der Anodensatz mit
Vorrichtungen zur Montage des Satzes in der elektrischen
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Zelle, in der er verwendet v/erden soll, ausgestattet. Die
spezielle Gestaltung solcher Hontagevorrichtungen hängt natürlich von dem speziellen elektrolytischen Zellentyp ab,
in dem der Anodensatz verwendet werden soll.
Nun zu den Zeichnungen: Figur 5 stellt eine Aufsicht auf
den Anodensatz der vorliegenden Erfindung dar, während 'Figur 6 eine perspektivische Ansicht dieses Satzes ist.
Wie diese Figuren zeigen, ist der Anodensatz aus einer Reihe von Elektroden 21 zusammengesetzt, von denen jede ein Paar
im wesentlichen paralleler plattenartiger Aussenseiten 29
aufweist. Eine Vielzahl von Montagegliedern 23 ist an den
Aussenseiten 29 der Elektroden 21 so befestigt, daß sie die Elektroden halten, sie in einer im wesentlichen parallelen
Beziehung zueinander halten und mit Ihnen einen einheitlichen Anodensatz bilden. Die Montageglieder 23 sind angrenzend
an eine Seite der Elektrode an den Elektrodenaussenseiten be-, festigt und verlaufen im wesentlichen zwischen den einander
gegenüberliegenden Seiten der Elektrode, die im wesentlichen senkrecht zu der Seite verlaufen, an der die Montageglieder
befestigt sind.
Die Montageglieder 23 erheben sich von den Elektrodenaussenseiten
29 und sind, im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnet.
Die Montageglieder können verschiedenartig gestaltet sein. V/ie die Figuren in den Zeichnungen zeigen, sind die Montageglieder
im wesentlichen L-formig gestaltet, wobei einander
gegenüberliegende Montageglieder vorzugsweise durch Schweissen aneinander befestigt sind, so daß sie ein im wesentlichen
U-förmiges Glied bilden, das den gewünschten Abstand zwischen den Elektroden 21 aufrechterhält. In dieser Konfiguration
erheben sich daher die Montageglieder 23 auf jeder Elektrodenaussenseite bis zu einem Abstand von der Aussenseite,
der ungefähr die Hälfte des gewünschten Abstandes zwischen den beiden benachbarten Elektroden beträgt.
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BAD
'- 21 -
Obgleich diese I-förmige Gestaltung für die montierten
Glieder besonders bevorzugt ist, da sie relativ leicht herzustellen ist, können auch andere Gestaltungen verwendet
werden. Beispielsweise können die Montageglieder 23 ein einzelnes U-förmiges Glied sein, das an den einander gegenüberliegenden
Aussenseiten von zwei benachbarten Elektroden befestigt ist, anstatt aus zwei I-förmigen Gliedern
zu bestehen. Ebenso kann das Montageglied T-förmig gestaltet sein, wobei die Oberseite des "T" an der Aussenseite der
Elektrode befestigt ist und die Basen, von zwei aneinanderstoßenden
"T" aneinander befestigt sind; sie können H-förmig gestaltet sein, wobei die Beine des "II" an den Aussenseiten
benachbarter Elektroden befestigt sind; ebenso können verschiedene andere Formen verwendet werden, wie sie dem Fachmann
geläufig sind, einschließlich doppelwandige Gestaltungen, bei denen der Querschnitt des Gliedes quadratisch,
rechteckig, kreisrund, oval oder dergleichen sein kann. Die im jeweiligen Falle verwendete spezielle Gestalt des Montagegliedes
23 richtet sich nach der gewünschten Gestaltung der Wand der elektrolytischen Zelle, die durch diese Glieder im
kompletten Satz gebildet wird und sie richtet sich nach der angewendeten Fabrikationsraethode.
lieben den Montagegliedern 23 sind auch End-Montageglieder 27
vorgesehen, die an der Aussenseite der beiden Endelektroden in dem Satz befestigt sind. Dieses End-Montageglied 27 dient
zur Befestigung des fertigen Anodensatzes in der elektrolytischen Zelle·, in der der Satz verwendet werden soll. In
der in den Figuren 5 und 6 veranschaulichten Ausführungsform ist dieses End-Montageglied so dargestellt, als habe es die
gleiche Gestaltung wie die anderen Montageglieder 23. Es
können jedoch auch andere Gestaltungen verwendet werden, was sich nach der speziellen elektrolytischen Zelle und der Art
und V/eise, in der der Anodensatz in der Zelle montiert werden soll, richtet. Die End-Montageglieder 27, v/ie sie dargestellt
209 882/107 2 ' BAD ORIGINAL
Bind, sind speziell angepaßt, um den Anodensatz so zu montieren,
daß ein elektrolytischer Zellentyp mit seitlichen] Eingang oder seitlich montierter Ausführung entsteht, wobei
die Montageglieder 23 eine Seitenwand der Zelle bilden und
das End-Montageflied 27 an den beiden Schlußwänden der
Kammer-Zellenkonstruktion befestigt ist.
Der erfindungsgemäße Anodensatz ist ausserdem mit elektrischen
Anschlußvorrichtungen ausgestattet, diese elektrischen
Anschlußvorrichtungen sind als eine Reihe von Löchern 25
in der Elektrode dargestellt und grenzen an die Montageglieder an. Die Form dieser elektrischen Anschlüsse kann
ebenfalls nach Gutdünken des Fachmannes variiert werden, um Vorrichtungen zu schaffen, mit denen der Strom von aiissen
in den Anodensatz geleitet werden kann. Die elektrischen Anschlüsse sind so an dem Anodensatz angeordnet, daß sie an
die Montageglieder grenzen, jedoch auf der Seite der Montageglieder, die sich ausserhalb der elektrolytischen Zelle
befindet. Auf diese Weise können die üblichen Strorazuführungsschienen
mit Hilfe von Schrauben, die in- die Löcher eingesetzt werden, an die Elektrode anschlossen werden, ohne
daß verschiedenartige flüssige Abschlußmittel nötig sind, wie es bisher bei Zellen erforderlich war, in denen elektrische
Anschlüsse in das Innere der Zelle gehen mußten. Es ist daher klar, daß weil die Montageglieder 23 eine Wand
der elektrolytischen Zelle bilden, es wichtig ist, daß die für diene Montageglieder gewählte Gestaltung so ist, daß
sie in Kombination mit dem verwendeten speziellen !Pyp von
elektrischen Anschlüssen die Anordnung dieser Anschlüsse ausserhalb der Zelle ermöglicht.
Wenn auch der erfindungsgemäße Anodensatz in der Zeichnung so dargestellt ist, als sei er nur aus vier Elektroden zusammengesetzt,
ist es klar, daß dies lediglich eine beispielhafte Elektrodenzahl darstellt, die verwendet werden
209882/1072 bad original
kann. Natürlich können v/eitere Elektroden und Montageglieder
verwendet v>erden, was sich nach der speziellen Größe und Kapazität der gewünschten elektrolytischen Zelle
richtet. In dieser Beziehung fand man, daß wegen der dem Anodensatz verliehenen Starrheit und Festigkeit, Zellen,
die eine Kapazität von 150 000 amp oder mehr haben, glatt
möglich sind, insbesondere vrenn die bevorzugte Elektrodenkonstruktion,
wie sie oben beschrieben wurde, verwendet wird und solche Zellen können so konstruiert sein, daß
sie nicht merklich mehr Bodenraum einnehmen als viele
gegenwärtig bemitzte Zellen mit nur der Hälfte bis ein
Drittel dieser Kapazität. Es werden daher nicht nur Einsparungen wegen der Einfachheit der Fabrikation dieser
Anodensätze verwirklicht sondern darüberhinaus hat man erhebliche Einsparungen an Betriebskonten und Gesamtkapitalaufwand für die Installation einer elektrolytischen Zelle.
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Claims (2)
1. Elektrode, geeignet für den Gebrauch in einem Anodensatz einer Zelle für die Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen,
gekennzeichnet durch einen mehrschichtigen Aufbau der
(1) eine Vielzahl von im wesentlichen parallel angeordneten plattenartigen Elektroden aufweist, von denen jede
(2) eine Innenplatte aus einem elektrisch leitfähigen Metall hat, wobei die Innenplatte zwei Garnituren von im wesentlichen
einander gegenüberliegenden Seiten aufweist, eine Seite einer der Garnituren zumindest einen Schlitz hat,
der von der Seite in Richtung zur gegenüberliegenden Seite verläuft und kurz davor endet,
(3) zwei äußere Platten aus einem "Verschlußmetall" das unter
Titan, Tantal und Niob ausgewählt wird, aufweist, wobei diese Platten auf beiden Seiten der Innenplatte liegen
und die äußeren Platten eine solche Größe haben, daß sie die Innenplatte entlang ihrer ganzen Peripherie überlappen
und entlang der Peripherie der Innenplatte so miteinander verbunden sind, daß sie die Innenplatte einkapseln, wobei
die äußeren Platten ausserdem zwischen den Schlitzen der Innenplatte und zwischen den Schlitzen und den äußeren
Rändern der Innenplatte diskontinuierlich mit der Innenplatte verbunden sind und diese Verbindung durch Schmelzen
des Teils der Innenplatte an der Verbindungsstelle zu den äußeren Platten hergestellt wird, ohne daß wesentliches
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Schmelzen der äußeren Platten stattfindet und
einen elektrisch aktiven Belag auf der Aussenseite der äußeren Platten aufweist, wobei dieser Belag aus einem
Edelmetall, Edelmetallegierung, Edelmetalloxyd oder Gemischen davon gebildet wird und die Edelmetalle unter
Platin,Palladium, Rhutenium, Rhodium und Iridium ausgewählt
werden;
(5) eine Vielzahl von Montagegliedern aufweist, wobei diese Montageglieder sich zwischen den Elektroden befinden und
an den einander gegenüberliegenden Aussenseiten benachbarter Elektroden an einer Stelle befestigt sind, die
an eine Seite einer der Seitengarnituren der Elektrode angrenzt und* zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten
der anderen Seitengarnitur verläuft, wobei die Montageglieder im wesentlichen senkrecht zur Stirnseite der
Elektroden, an denen sie befestigt sind, verlaufen, so daß sie die Elektrode in einer im wesentlichen parallelen
Anordnung halten und mit den Elektroden einen einheitlichen Anodensatz bilden und
(6) elektrische Anschlüsse an den plattenartigen Elektroden aufweist , die an die Montageglieder angrenzen.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenplatte und die äusseren Platten im wesentlichen
rechteckige Form haben.
3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenplatte eine Vielzahl von Schlitzen, die im wesentlichen parallel zueinander und zu. einer Seitengarnitur
der Platte verlaufen, aufweist.
4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die diskontinuierliche Verbindung zwischen der Innenplatte
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und den äusseren Platten eine durch Widerstandsschweißung erzeugte
Naht ist.
5. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Verbindung zwischen der Innenplatfce
und den äußeren Platten aus einer Reihe von Punktschweissungen besteht.
6. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenplatte aus Aluminium, Kupfer, Eisen und
Legierungen derselben besteht.
Legierungen derselben besteht.
7. Elektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenplatte aus Aluminium, die äußeren Platten
aus Titan und der elektrisch aktive Belag aus einem Edelmetalloxyd-Überzug,
der Rutheniumoxyd enthält, besteht.
8. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, die
für den Gebrauch in einem Anodensatz einer Zelle für die
Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
für den Gebrauch in einem Anodensatz einer Zelle für die
Elektrolyse von Alkalimetallhalogenidlösungen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
(1) wenigstens ein Schlitz in einer Platte aus einem elektrisch leitfähigen Metall hergestellt wird, die Platte
zwei Garnituren von gegenüberliegenden Seiten aufweist, die Schlitze so ausgebildet sind, daß sie von einer Seite einer der Garnituren in Richtung zur gegenüberliegenden Seite verlaufen und kurz davor enden,
zwei Garnituren von gegenüberliegenden Seiten aufweist, die Schlitze so ausgebildet sind, daß sie von einer Seite einer der Garnituren in Richtung zur gegenüberliegenden Seite verlaufen und kurz davor enden,
(2) die so geschlitzte Platte aus elektrisch leitfähigem Metall zwischen zwei Platten aus einem Verschlußmetall, das
unter Titan, Tantal und Niob ausgewählt wird, gelegt
wird, die Platten aus dem Verschlußmetall eine solche
Größe haben, daß sie die erste Platte entlang ihrer gan-
wird, die Platten aus dem Verschlußmetall eine solche
Größe haben, daß sie die erste Platte entlang ihrer gan-
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zen Peripherie überlappen,
(3) die erste Platte zwischen den Schlitzen in der ersten Platte und zwischen den Schlitzen und den äußeren Rändern
der ersten Platte mit beiden Verschlußmetallplatten diskontinuierlich verbunden wird, diese Verbindung durch
Schmelzen des Teils der ersten Platte an der Verbindungsstelle zu den Verschlußmetallplatten hergestellt wird,
ohne daß wesentliches Schmelzen der Verschlußmetallplatten stattfindet,
(k) die Verschlußmetallplatten entlang der Peripherie der
ersten Platte so miteinander verbunden werden, daß sie die erste Platte einkapseln und
(5) ein elektrisch aktiver Belag auf der Aussenseite der Verschlußmetallplatten abgeschieden wird, wobei der
Belag aus einem Edelmetall, Edelmetallegierungs Edelmetalloxyd
oder Gemischen davon gebildet wird und die Edelmetalle unter Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium
und Iridium gewählt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch leitfähige Metallplatten und Verschluimetallplatten
von im wesentlichen rechteckiger Form verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schlitzen, die im wesentlichen parallel
zueinander und zu einer Seitengarnitur der Platte verlaufen, in der elektrisch leitfähigen Metallplatte ausgebildet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Verbindung der Platten durch Wlder-
0 9 8 8 2/1072
standsschweißung der Platten erreicht wird, so daß eine
durch Widerstandsschweißung erzeugte Naht gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Verbindung der Platten durch
Punktschweißung bewirkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfähige Metallplatte eine Aluminium-,
Kupfer- oder Eisenplatte oder eine Platte aus einer Legierung dieser Metalle verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß als elektrisch leitfähige Metallplatte eine Aluminiumplatte, als Verschlußmetallplatte Titanplatten
und als elektrisch aktiver Belag ein Edelmetalloxyd-Belag, der Rutheniumoxyd enthält, verwendet wird.
15t Anodensatz, bestehend aus einer Vielzahl von
Montagegliedern, von denen eines jeweils an der Aussenseite von jeder Elektrode an einer Stelle befestigt ist,
die einer Seite von einer Seitengarnitur benachbart ist und zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten der anderen
Seitengarnitur verläuft, wobei die Montageglieder jeweils im wesentlichen senkrecht zur Aussenselte der Elektrode,
an der sie befestigt sind, verlaufen und sich von ihr aus bis zu einem Abstand ausdehnen, der etwa die Hälfte des gewünschten
Abstandes zwischen zwei benachbarten Elektroden im fertigen Elektrodensatz beträgt, die Montageglieder auf
der Aussenseite einer Elektrode an dem entsprechenden Montageglied"auf der Aussenseite einer benachbarten Elektrode
so befestigt sind, daß sie einen einheitlichen Anodensatz bilden.
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16. Anodensatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden einen inneren Kern aus einem Material, der elektrisch leitfähiger ist als das Verschlußmetall, aus
dem die äußere Fläche der Elektrode besteht, aufweist,*
17» Anodensatz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Kern der Elektrode Aluminium ist, die äußere Fläche der Elektrode aus Titan besteht und der
elektrisch aktive Materialbelag auf dem Titan Rutheniumoxyd enthält.
18. ^ Anodensatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Montageglieder aus dem gleichen Metall bestehen, wie die Elektrode»
19# Anodensatz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Montageglieder einen im wesentlichen L-förmigen
Querschnitt haben.
20. Anodensatz nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet,
daß die Montageglieder durch Sehweissen an den Elektrodenaussenseiten und aneinander befestigt werden.
2 Q 9 8 8
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15823871A | 1971-06-30 | 1971-06-30 | |
US15841471A | 1971-06-30 | 1971-06-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2231196A1 true DE2231196A1 (de) | 1973-01-11 |
Family
ID=26854859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2231196A Pending DE2231196A1 (de) | 1971-06-30 | 1972-06-26 | Anodensatz fuer elektrolytische zellen |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US3761384A (de) |
JP (1) | JPS5210424B1 (de) |
BE (1) | BE785407A (de) |
CA (1) | CA974933A (de) |
DE (1) | DE2231196A1 (de) |
FR (1) | FR2143784B1 (de) |
GB (1) | GB1366429A (de) |
IT (1) | IT956912B (de) |
NL (1) | NL7208707A (de) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3898054A (en) * | 1971-03-24 | 1975-08-05 | Arco Nuclear Co | Brazed assemblies |
US4049532A (en) * | 1971-06-02 | 1977-09-20 | Solvay & Cie. | Electrodes for electrochemical processes |
GB1415793A (en) * | 1973-01-26 | 1975-11-26 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Cathodes |
FR2223083B1 (de) * | 1973-03-28 | 1976-05-21 | Solvay | |
US3875042A (en) * | 1973-05-24 | 1975-04-01 | Anaconda Co | Electrode and method |
US3981790A (en) * | 1973-06-11 | 1976-09-21 | Diamond Shamrock Corporation | Dimensionally stable anode and method and apparatus for forming the same |
BE802182A (fr) * | 1973-07-11 | 1973-11-05 | Solvay | Electrolyseur a electrodes verticales |
US3898149A (en) * | 1973-10-31 | 1975-08-05 | Olin Corp | Electrolytic diaphragm cell |
US3907659A (en) * | 1974-04-04 | 1975-09-23 | Holmers & Narver Inc | Composite electrode and method of making same |
US3984304A (en) * | 1974-11-11 | 1976-10-05 | Ppg Industries, Inc. | Electrode unit |
US4036727A (en) * | 1974-11-11 | 1977-07-19 | Ppg Industries, Inc. | Electrode unit |
FR2308700A1 (fr) * | 1975-04-25 | 1976-11-19 | Solvay | Assemblage anodique pour cellule d'electrolyse |
JPS5546680U (de) * | 1978-09-22 | 1980-03-27 | ||
US4287027A (en) * | 1980-05-20 | 1981-09-01 | Tosk Jeffrey M | Method of determining the concentration of reducing agents |
EP0108788A4 (de) * | 1982-04-28 | 1987-03-05 | Gould Inc | Verfahren und mittel zum erzeugen elektrischer und magnetischer felder in salzwasserumgebungen. |
JPS5933723U (ja) * | 1982-08-25 | 1984-03-02 | 星浦 正吉 | ライト付釣用帽子 |
US4627891A (en) * | 1983-04-22 | 1986-12-09 | Gould Inc. | Method of generating electrical and magnetic fields in salt water marine environments |
US4582582A (en) * | 1983-04-22 | 1986-04-15 | Gould Inc. | Method and means for generating electrical and magnetic fields in salt water environment |
DE3421480A1 (de) * | 1984-06-08 | 1985-12-12 | Conradty GmbH & Co Metallelektroden KG, 8505 Röthenbach | Beschichtete ventilmetall-elektrode zur elektrolytischen galvanisierung |
DE3537575A1 (de) * | 1985-10-22 | 1987-04-23 | Conradty Nuernberg | Inerte verbundelektrode, insbesondere anode fuer die schmelzflusselektrolyse |
EP0286093B1 (de) * | 1987-04-10 | 1993-06-23 | Mitsubishi Materials Corporation | Verfahren zur Elektrogewinnung von Metall mit einer Elektrodeneinheit aus Anoden- und Kathoden-Platten und Rahmengestell zum Bauen einer solchen Elektrodeneinheit |
US4866999A (en) * | 1988-08-18 | 1989-09-19 | Conoco Inc. | Corrosion cracking test specimen and assembly |
US5464519A (en) * | 1993-12-02 | 1995-11-07 | Eltech Systems Corporation | Refurbished electrode having an inner plate and outer envelope electrode |
US6488826B2 (en) * | 1996-12-09 | 2002-12-03 | Patrick Altmeier | Fluid electrode system for resistive slope sensors |
US9541331B2 (en) | 2009-07-16 | 2017-01-10 | Lockheed Martin Corporation | Helical tube bundle arrangements for heat exchangers |
CN102812320B (zh) * | 2009-07-17 | 2016-09-07 | 洛克希德马丁公司 | 热交换器及其制作方法 |
US9777971B2 (en) | 2009-10-06 | 2017-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Modular heat exchanger |
US9670911B2 (en) | 2010-10-01 | 2017-06-06 | Lockheed Martin Corporation | Manifolding arrangement for a modular heat-exchange apparatus |
CN109763146B (zh) * | 2019-03-27 | 2021-03-26 | 贵州省过程工业技术研究中心 | 一种铝电解用钛基复合材料阳极制备方法 |
-
1971
- 1971-06-30 US US00158238A patent/US3761384A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-06-30 US US00158414A patent/US3761385A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-06-06 CA CA144,058A patent/CA974933A/en not_active Expired
- 1972-06-13 GB GB2764272A patent/GB1366429A/en not_active Expired
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