DE2607043C3

DE2607043C3 - Elektrolysezelle

Info

Publication number: DE2607043C3
Application number: DE2607043A
Authority: DE
Inventors: Haruo Minami-Ashigara Kanagawa Shibaoka
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1981-04-02
Also published as: US4022677A; DE2607043B2; JPS51105048U; JPS5513416Y2; DE2607043A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle mit einer Kathode, mindestens einer Anode und einem jeweils zwischen Kathode und Anode vorgesehenen Diaphragma sowie einer Halterung für jedes Diaphragma mit mehreren Tragstützen, an denen das Diaphragma angebracht ist; sie betrifft insbesondere eine Elektrolysezelle mit einer zylindrischen Kathode, mit einer inneren, in der Kathode und konzentrisch zu ihr angeordneten Anode, mit einer äußeren, zylindrischen, außerhalb der Kathode und konzentrisch zu ihr angeordneten Anode, mit einem inneren, zylinderförmigen Diaphragma, das zwischen der Kathode und der inneren Anode vorgesehen ist, und mit einem äußeren, zylinderförmigen Diaphragma, das zwischen der Kathode und der äußeren Anode vorgesehen ist, die für die Rückgewinnung eines Metalls aus einer Metallionen enthaltenden Lösung, insbesondere für die Rückgewinnung von Silber aus einer Fixierlösung für ein photographisches Verfahren (nachfolgend der Einfachheit halber stets als »Fixiermittel« bezeichnet), verwendet werden kann.

Zur Rückgewinnung des Silbers aus einem in der Photographic verwendeten Fixiermittel wird das Fixiermittel in der Regel in einer Elektrolysezelle regeneriert, die eine Kathode und eine Anode mit einer dazwischen angeordneten Membran als Diaphragma aufweist Bei einer solchen Elektrolysezelle wird das zu elektrolysierende Fixiermittel in den Raum zwischen dem Diaphragma und der Kathode eingeführt, während das elektrolysierte Fixiermittel aus diesem Raum abgezogen wird. Dabei sollte der Strömungsverlauf des der Elektrolysezelle zugeführten Fixiermittels so gestaltet werden, daß das Fixiermittel mit einem hohen Wirkungsgrad elektrolysiert wird.

Aus der deutschen Patentschrift 6 12 415 ist eine Elektrolysezelle mit einer Kathode, mindestens einer Anode und einem jeweils zwischen Kathode und Anode vorgesehenen Diaphragma sowie einer Halterung für jedes Diaphragma mit mehreren Tragstützen, an denen das Diaphragma angebracht ist, bekannt Die bei dieser bekannten Elektrolysezelle verwendete Halterung für das Asbestdiaphragma hat die Form eines Rahmens aus Gummi oder einem ähnlichen Material, wobei die Tragstützen keinerlei Öffnungen aufweisen und massiv, d. h. nicht hohl, sind.

Aus der deutschen Patentschrift 6 68 872 ist eine Elektrolysezelle mit rundem Querschnitt und senkrecht und konzentrisch angeordneten Elektroden und Diaphragmen bekannt, die zwei konzentrisch angeordnete Anodenkreise aufweist, von denen jeder beiderseits von konzentrisch angeordneten Diaphragmen- und Kathodenmänteln umgeben ist. Halterungen für die Diaphragmen werden in dieser bekannten Elektrolysezelle nicht erwähnt Dies gilt auch für die aus der britischen Patentschrift 4 21 252 bekannte Elektrolysezelle, die aus Anoden- und Kathodenabteilen besteht, die durch Diaphragmen voneinander getrennt sind. Auch in diesem Falle ist von der Verwendung von Halterungen für die Diaphragmen nicht die Rede.

Den bekannten Elektrolysezellen ist gemeinsam, daß der damit erzielbare Hydrolyse-Wirkungsgrad der damit behandelten Lösung begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Elektrolysezelle der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, mit deren Hilfe es möglich ist, die zugeführte Lösung mit einem hohen Wirkungsgrad zu elektrolysieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Elektrolysezelle des eingangs genannten Aufbaus gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens zwei Tragstützen hohl sind und eine der hohlen Tragstützen mit einer Zuführöffnung für die Lösung versehen ist, während die andere hohle Tragstütze mit einer Auslaßöffnung für die Lösung versehen ist.

Durch diesen Aufbau der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle sind eine besonders gute Verteilung des darin behandelten Elektrolyten sowie eine lange Verweilzeit derselben innerhalb der Elektrolysezelle gewährleistet, wodurch ein hoher Hydrolysewirkungs-

grad erzielt wird In ihr ist auch die kontinuierliche Durchführung der Elektrolyse möglich, wobei der Elektrolyt gleichmäßig und störungsfrei in den Raum zwischen dem Diaphragma und der Kathode eingeführt und aus diesem Raum wieder abgezogen werden kann. Die erfindungsgemäße Elektrolysezelle hat ferner den Vorteil, daß sie eine geringe Größe aufweist und leicht betrieben werden kann. Sie eignet sich daher besonders gut für die Rückgewinnung von Silber aus einem in der Photographic verwendeten Fixiermittel, sie kann aber auch im Rahmen anderer Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus einer Metallionen enthaltenden Lösung eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Halterung für das Diaphragma einen scheibenförmigen Boden und einen oberen ringförmigen Teil, der im wesentlichen die gleiche Größe wie der Boden hat, auf und die Tragstützen verlaufen zwischen dem Boden und dem oberen ringförmigen Teil parallel zueinander.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind in der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle mehr als 5 Tragstützen vorgesehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Zuführöffnung und die Auslaßöffnung der Kathode zugewandt und gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung haben die Zuführöffnung und die Auslaßöffnung einen möglichst weiten Abstand voneinander, wobei gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine der Öffnungen an dem unteren Teil der Tragstütze und die andere Öffnung an dem oberen Teil der Tragstütze vorgesehen sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens eine der Tragstützen, an denen das innere Diaphragma angebracht ist, und wenigstens eine der Tragstützen, an denen das äußere Diaphragma angebracht ist, hohl und mit einer Zuführöffnung bzw. einer Auslaßöffnung für die Lösung versehen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Diaphragma-Halterung, wie sie in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle verwendet wird;

F i g. 2 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle, in welche die in F i g. 1 gezeigte Diaphragma-Halterung eingesetzt wird;

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer Diaphragma-Halterung, wie sie bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle verwendet wird; und

F i g. 4 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle, in welche die Diaphragma-Halterung gemäß F i g. 3 eingesetzt wird.

In den F i g. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle dargestellt; dabei ist in einer Elektrolysezelle 1 ein zylindrischer Halterungsrahmen 2 für das Diaphragma bzw. die Membran vorgesehen. Der Haiterungsrahmen 2 für das Diaphragma besteht aus einem oberen, ringförmigen Rahmen 3, eine;?! '-.nteren, kreisförmigen Boden 5 und parallelen Tragstutzen bzw. -säulen 4a bis 4h, die an dem oberen Rahmen 3 und dem Boden 5 angebracht sind. Die acht Stützen 4a bis 4Λ erstrecken sich mit Ausnahme der beiden Stützen 4a und 4e senkrecht von dem Boden 5 zu dem oberen, ringförmigen Rahmen 3; die unteren Enden der Stützen 4a und 4e erstrecken sich von dem Boden 5 weiter nach unten, wie in F i g. 1 dargestellt ist Die beiden Stützen 4a und 4e haben einen hohlen Aufbau, wobei die Stütze 4a auf der Innenseite ihres unteren Teils mit einer Zuführöffnung 6 für das Fixiermittel versehen ist Die andere Stütze 4e ist an der Innenseite ihres unteren Teils mit einer Auslaßöffnung 7 für das Fixiermittel versehen. Die beiden hohlen Stützen 4a und 46 dienen zur Zuführung und Entnahme des Fixiermittels und stehen mit einem Speichertank 8 in Verbindung Zwischen dem Speichertank 8 und der Zuführstütze 4a für das Fixiermittel ist eine Pumpe 9 vorgesehen, um das Fixiermittel von dem Speichertank 8 in die Zuführstütze 4a zu pumpen. Ein zylinderförmiges Diaphragma 10 ist an dem Halterungsrahmen 2 so angebracht, daß die Tragstützen 4a bis 4h bedeckt werden, wie es in F i g. 1 dargestellt ist

Der zylindrische, das Diaphragma 10 tragende Halterungsrahmen 2 wird zwischen einer äußeren, zylindrischen Anode 12 und einer inneren, drehbaren zylindrischen Kathode 11 so in die Elektrolysezelle 1 eingesetzt daß zwischen dem Diaphragma 10 und der Kathode 11 ein zylindrischer Raum und zwischen dem Diaphragma 10 und der Anode 12 ein weiterer zylindrischer Raum entsteht. Das Fixiermittel wird durch die Auslaßstütze 4e, den Speichertank 8, die Pumpe 9 und die Zuführstütze 4a, den Raum zwischen dem Diaphragma 10 und der Kathode 11 und dann zurück zu der Auslaßstütze 4e im Umlauf geführt Durch wiederholtes Durchlaufen dieser Umlaufstrecke werden die Silberionen in dem Fixiermittel wiedergewonnen, so daß sich die Qualität des Fixiermittels ständig verbessert. Der Umlauf des Fixiermittels wird solange wiederholt, bis die Konzentration der Silberionen in dem Fixiermittel einen vorher bestimmten, angestreb ten Wert erreicht.

Die Lagen der Zuführöffnung 6 und der Auslaßöffnung 7 für das Fixiermittel sind nicht auf die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Stellen beschränkt Da jedoch nach einer bevorzugten Ausführungsforrn das Fixiermittel solange wie möglich in der Elektrolysezelle 1 bleiben sollte, um eine effektive Elektrolyse durchführen zu können, sollten die Zuführöffnung 6 und die Auslaßöffnung 7 soweit wie möglich voneinander getrennt sein. Dabei kann die Zahl der Tragstützen 4a bis 4b nach Belieben ausgewählt werden. Da jedoch die Lösung außerhalb des Diaphragmas 10 nicht wiederverwendet und auch nicht für die Wiedergewinnung des Silbers eingesetzt werden kann, sollte der Raum zwischen dem Diaphragma 10 und der Anode 12 nach einer bevorzugten Ausführungsform so klein wie möglich sein. Deshalb sollte der horizontale Querschnitt des Diaphragmas 10 so nahe wie möglich einer Kreisform ähneln. Außerdem sollte unter dem Gesichtspunkt der Verstärkung bzw. Versteifung des Diaphrag- mas 10 die Zahn der Stützen so groß wie möglich sein. Es wird deshalb vorgeschlagen, daß die Zahl der Tragstützen 4a bis 4Λ einschließlich der Zuführ- und Auslaßstützen 4a und 4e für das Fixiermittel größer als fünf sein sollte.

In den F i g. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt bei der innerhalb und außerhalb der Kathode zwei Diaphragmen sowie zwei Anoden verwendet werden, von denen sich eine 'inerhalb des inneren Diaphragmas und die andere außerhalb des äußeren Diaphragmas befindet Für diese Ausführungsform wird ein Aufbau 22 aus zwei Diaphragmen verwendet, wie er in F i g. 3 dargestellt ist Der Aufbau 22 aus zwei Diaphragmen weist ein inneres

5 6

Diaphragma 106, das an einem Halterungsrahmen 226 Halterungsrahmens 226 für das innere Diaphragma für das innere Diaphragma angebracht ist, sowie ein ausgebildet ist, in den Raum zwischen den beiden äußeres Diaphragma 10a auf, das an einem Halterungs- Diaphragmen 10a und 106 eingeführt Nach der rahmen 22a für das äußere Diaphragma befestigt ist. Elektrolyse wird die Lösung diesem Raum über die Der Halterungsrahmen 22a für das äußere Diaphragma 5 Auslaßöffnung 27 entnommen, die an der Innenseite mit acht Tragstützen 24a bis 24Λ und das an seiner einer Stütze 24e des Halterungsrahmens 22a für das Außenseite angebrachte äußere Diaphragma 10a äußere Diaphragma ausgebildet ist Die durch die entsprechen dem bei der ersten Ausführungsform Auslaßöffnung 27 entnommene Lösung wird einem gemäß Fig. 1 gezeigten Aufbau; der einzige Unter- Speichertank 28 zugeführt wobei das Silber wiedergeschied liegt darin, daß der Halterungsrahmen 22a für das ι ο wonnen wird. Die dann nochmals verwendete Lösung äußere Diaphragma nur eine hohle Tragstütze 24e wird durch eine Pumpe 29 in den Raum zwischen den aufweist die sich von einem Boden 25 nach unten Diaphragmen 10a und 106 zugeführt
erstreckt Eine Auslaßöffnung 27 für die Lösung ist an Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsder Innenseite des oberen Teils der hohlen Stütze 24e form der vorliegenden Erfindung kann der Wirkungsvorgesehen. Der Halterungsrahmen 226 für das innere !5'grad der Elektrolyse durch die Verwendung eines Diaphragma trägt an seiner Innenseite das Diaphragma Aufbaus mit zwei Diaphragmen gesteigert werden.
106. Der Halterungsrahmen 226 für das innere Die Lösung muß nicht immer im Umlauf durch eine Diaphragma weist acht Tragstützen 24/bis 24p auf, von einzige Elektrolysezelle geführt werden, sondern es ist denen die Tragstütze 24/ hohl ist und sich unter den beispielsweise auch möglich, mehrere Elektrolysezellen Boden 25 nach unten erstreckt Die hohle Tragstütze 24/ 20 in Reihe zu schalten, so daß die Lösung nacheinander ist auf der Außenseite ihres oberen Teils mit einer jeweils in den verschiedenen Zellen elektrolysiert wird. Zuführöffnung 26 für die Lösung versehen. Es ist weiterhin auch möglich, die Lösung nur einmal Eine Elektrolysezelle 21 nach dieser Ausführungs- durch ein Chargen- bzw. Beschickungssystem zu form weist zwei konzentrisch angeordneten Anoden elektrolysieren, wenn der Wirkungsgrad der Elektrolyse 12a und 126 auf, so daß zwischen ihnen ein ringförmiger 25 ausreichend hoch oder der vorher bestimmte, ange-Raum entsteht, wie in F ig. 4 dargestellt ist In diesen strebte Wert für die Silberkonzentration nicht so niedrig ringförmigen Raum wird der Aufbau 22 mit den zwei ist Schließlich ist die Form der Kathode oder die Art Diaphragmen konzentrisch zu den Anoden 12a und 126 der verwendeten Elektrolysezelle nicht auf die oben eingesetzt Eine zylindrische, drehbare Kathode 11 wird erläuterten Angaben beschränkt sondern es kann zwischen das äußere und innere Diaphragma 10a bzw. 30 beispielsweise eine aus mehreren Schichten bestehende 106 so eingesetzt daß die Kathode 11 sich zwischen den Scheibe verwendet werden, wobei mehrere scheiben-Diaphragmen 10a und 106 drehen kann. Die Lösung, wie förmige Kathoden so zusammengestellt werden, daß beispielsweise ein Fixiermittel, wird von der Zuführöff- zwischen ihnen freie Zwischenräume entstehen,
nung 26, die an der äußeren Seite einer Stütze 24/ des

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrolysezelle mit einer Kathode, mindestens einer Anode und einem jeweils zwischen Kathode und Anode vorgesehenen Diaphragma sowie einer s Halterung für jedes Diaphragma mit mehreren Tragstützen, an denen das Diaphragma angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 2 Tragstützen (4a, Ae; 2Ae, 2Ai) hohl sind und eine der hohlen Tragstützen mit einer Zufuhröffnung (6; 26) für die Lösung versehen ist, während die andere hohle Tragstütze mit einer Auslaßöffnung (7; 27) für die Lösung versehen ist

2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) für das Diaphragma (10) einen scheibenförmigen Boden (5)

u. einen oberen ringförmigen Teil (3), der im wesentlichen die gleiche Größe wie der Boden (5) hat, aufweist, und die Tragstützen (4a bis Ah) parallel zueinander zwischen dem Boden-(5) und dem oberen ringförmigen Teil (3) verlaufen.

3. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als fünf Tragstützen (4a bis Ah) vorgesehen sind.

4. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführöffnung (6) und die Auslaßöffnung (7) der Kathode (11) zugewandt sind.

5. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführöffnung (6) und die Auslaßöffnung (7) einen möglichst weiten Abstand voneinander haben.

6. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Öffnungen an dem unteren Teil der Tragstütze und die andere Öffnung an dem oberen Teil der Tragstütze vorgesehen sind.

7. Elektrolysezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer zylindrischen Kathode, mit einer inneren, in der Kathode und konzentrisch zu ihr angeordneten Anode, mit einer äußeren, zylindrischen, außerhalb der Kathode und konzentrisch zu ihr angeordneten Anode, mit einem inneren, zylinderförmigen Diaphragma, das zwischen der Kathode und der inneren Anode vorgesehen ist, und mit einem äußeren, zylinderfürmigen Diaphragma, das zwischen der Kathode und der äußeren Anode vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Tragstützen (2Ai), an denen das innere Diaphragma {\0b) angebracht ist, und wenigstens eine der Tragstützen (24eJ an denen das äußere Diaphragma (iOa) angebracht ist, hohl sind und mit einer Zuführöffnung (26) bzw. mit einer Auslaßöffnung (27) für die Lösung versehen sind.

55