NO139128B - IODENZENE DERIVATIVES FOR USE IN X-RAY CONTRAST MEASURES - Google Patents

Description

Anordning ved elektrolyseceller for smelteelektrolytisk fremstilling av titan. Device at electrolysis cells for the melt electrolytic production of titanium.

Denne oppfinnelse angår fremstilling This invention relates to manufacturing

av titanmetall, og vedrører spesielt driften of titanium metal, and particularly concerns the operation

av en elektrolysecelle i hvilken metallisk of an electrolytic cell in which metallic

titan ved elektrolyse utfelles fra et bad av titanium by electrolysis is precipitated from a bath of

smeltet salt. molten salt.

I enkelte typer av operasjoner, hvor titan utfelles fra et smeltet saltbad ved In certain types of operations, where titanium is precipitated from a molten salt bath at

elektrolyse, er det fordelaktig eller endog electrolysis, is it beneficial or even

av avgjørende betydning at det opprett-holdes forskjellige arbeidsbetingelser i badet, på innbyrdes motstående sider av katoden på hvilken utfeiningen skjer. Slike of crucial importance is that different working conditions are maintained in the bath, on opposite sides of the cathode on which the cleaning takes place. Such

betingelser behøves ved drift av en celle i conditions are needed when operating a cell i

hvilken titanet avsettes på den katodeflate in which the titanium is deposited on the cathode surface

som befinner seg lengst fra anoden. En i which is farthest from the anode. One in

praksis brukbar katode for en slik arbeids-måte omfatter et sylinderlegeme som er A practical cathode for such a working method comprises a cylindrical body which is

utstyrt med en bunn men er åpent ved fitted with a bottom but is open wood

toppen. Det kan da anbringes en anode the top. An anode can then be placed

sentralt innenfor det av katodeveggene av-grensede rom. Det titanmetall som avsettes centrally within the space delimited by the cathode walls. The titanium metal that is deposited

på katoden kan da tas ut enten i selve on the cathode can then be taken out either in itself

badet eller katoden og anoden kan tas ut the bath or cathode and anode can be taken out

fra det smeltede saltbad, for utvinning av from the molten salt bath, for extraction of

det på katoden utfelte metall. En særlig the metal deposited on the cathode. One in particular

fordelaktig utførelsesform av katoden be-står av en sylinder med åpent bunnparti advantageous embodiment of the cathode consists of a cylinder with an open bottom part

som, under cellens drift, hviler på eller befinner seg nær ved cellens bunn i sådant which, during the operation of the cell, rests on or is located near the bottom of the cell in such

forhold til cellebunnen at det hindres fysisk kontakt mellom de to deler av det relative to the cell base that physical contact between the two parts of it is prevented

smeltede bad, som befinner seg på hver sin molten baths, which are located on each

side av overgangen mellom katoden og cellens bunn. En slik katode behøver ikke føre side of the junction between the cathode and the bottom of the cell. Such a cathode does not need to conduct

til at anoden fjernes for utvinning av ut-fellingen på katoden. until the anode is removed for recovery of the precipitate on the cathode.

Hvor det i en elektrolyseoperasjon be-nyttes en katode med åpent bunnparti, vil Where a cathode with an open bottom part is used in an electrolysis operation,

en forholdsvis iliten mengde metallisk titan ha tilbøyelighet til å avsette seg nær ved overgangen mellom den nedre ende av ka-todesideveggene og cellens bunn. Denne avsetning er riktignok forholdsvis ubetyde-lig til å begynne med, men blir snart til-strekkelig til å forene katoden med cellebunnen med en slik styrke eller seighet, at katoden må brekkes løs før den tas ut, og når katoden føres tilbake igjen til arbeids-stilling vil rester av utfelt titanmetall, som befinner seg på bunnen av cellen, hindre at det oppnås den ønskede grad av kontakt mellom den nederste ende av katoden og cellebunnen. Videre avsetning av titan ved overgangen mellom katoden og cellebunnen blir derfor akselerert, og etter noen få arbeidssykluser må operasjonen avslut-tes, for at cellen kan bli tømt for salt, og det utfelte titan bli fjernet. a relatively small amount of metallic titanium tends to deposit near the junction between the lower end of the cathode side walls and the bottom of the cell. This deposit is admittedly relatively insignificant at first, but soon becomes sufficient to unite the cathode with the cell bottom with such strength or toughness that the cathode must be broken loose before it is taken out, and when the cathode is returned to work again position, residues of precipitated titanium metal, which are located at the bottom of the cell, will prevent the desired degree of contact between the lower end of the cathode and the cell bottom from being achieved. Further deposition of titanium at the transition between the cathode and the cell bottom is therefore accelerated, and after a few work cycles the operation must be terminated, so that the cell can be emptied of salt, and the precipitated titanium can be removed.

En delvis løsning av dette problem oppnås ved å størkne den smeltede elektrolytt ved overgangen fra katoden til cellebunnen. Men den vannkjøling som er nødven-dig for å fryse saltet bevirker så sterke på-kjenninger i cellebunnen at selv en av metall bestående celle sprekker, og det frosne salt nær ved katodens nedre ende krever en viss tid for å tines opp, før katoden er fri så den kan trekkes bort. A partial solution to this problem is achieved by solidifying the molten electrolyte at the transition from the cathode to the cell base. But the water cooling which is necessary to freeze the salt causes such strong stresses in the cell base that even a cell consisting of metal cracks, and the frozen salt near the lower end of the cathode requires a certain time to thaw before the cathode is free so it can be pulled away.

Oppfinnerne har funnet, at det er mulig å konstruere en katode med åpent bunnparti på en slik måte at avsetningen av titanmetall i overgangen mellom katoden og cellebunnen hindres så effektivt, at ut-vinningen av metall fra katoden kan ut-føres gjentatte ganger, uten at det inn tirer noen særlig ødeleggelse av den ønskede kontaktstyrke melilom det nedre av katodens sidevegger og cellens bunn. Den nye konstruksjon i henhold til oppfinnelsen er derfor særlig anvendbar i en elektrolysecelle i hvilken en titanholdig forbindelse, som er oppløst i et smeltet saltbad, elektro-lyseres under anvendelse av en sentralt plasert anode og en omgivende katode med åpent bunnparti, hvor metallisk titan avsettes på katodens fjernestliggende flate. Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å hinidre fysisk kontakt mellom anolytt- og katolyttdeler på hver sin side av den nevnte overgang og derved å hindre avsetning av metallisk titan, elek-trolytisk eller kjemisk, nær ved kontakt-sonen eller nesten-kontakt-sonen mellom katodens åpne bunnparti og cellens bunn. Dessuten kan katoden på et øyeblikk tas ut fra cellen og atter anbringes i sin arbeids-stilling i denne. Den nye katodekonstruk-son omfatter et omvendt trauformet ringformet kammer som er forbundet med katoden nær ved dennes åpne bunnparti og en på cellens bunn stående flens, som rager oppover inn i det indre av det nevnte kammer. Det parti av kammeret, som flensen rager inn i, er innrettet til å inneholde en gassatmosfære som er inert i forhold til det smeltede saltbad, slik at den i kammeret innesluttede gass hindrer at anolytt-og katolyttpartier av badet på de to sider av flensen kommer i fysisk berøring med hveranldre. Det forekommer følgelig ikke noen ionisk kontakt mellom anolytten og katolytten nær ved flensen. The inventors have found that it is possible to construct a cathode with an open bottom in such a way that the deposition of titanium metal in the transition between the cathode and the cell bottom is prevented so effectively that the extraction of metal from the cathode can be carried out repeatedly, without it involves some particular destruction of the desired contact strength between the lower side walls of the cathode and the bottom of the cell. The new construction according to the invention is therefore particularly applicable in an electrolysis cell in which a titanium-containing compound, which is dissolved in a molten salt bath, is electrolysed using a centrally placed anode and a surrounding cathode with an open bottom part, where metallic titanium is deposited on the farthest surface of the cathode. The construction according to the invention makes it possible to prevent physical contact between anolyte and catholyte parts on either side of the aforementioned transition and thereby prevent the deposition of metallic titanium, electrolytically or chemically, close to the contact zone or near-contact the zone between the open bottom of the cathode and the bottom of the cell. Moreover, the cathode can be taken out of the cell in an instant and placed back in its working position in it. The new cathode construction comprises an inverted trough-shaped annular chamber which is connected to the cathode near its open bottom part and a flange standing on the bottom of the cell, which projects upwards into the interior of said chamber. The part of the chamber, into which the flange projects, is arranged to contain a gas atmosphere which is inert in relation to the molten salt bath, so that the gas enclosed in the chamber prevents the anolyte and catholyte parts of the bath on the two sides of the flange from coming in physical contact with each age group. Consequently, no ionic contact occurs between the anolyte and the catholyte near the flange.

Disse og andre nye trekk ved oppfinnelsen fremgår lett av den følgende be-skrivelse i forbindelse med tegningen, hvor These and other new features of the invention are readily apparent from the following description in connection with the drawing, where

fig. 1 er et partielt vertikalsnitt som viser katoden like før denne har nådd sin endelige stilling i cellen, fig. 1 is a partial vertical section showing the cathode just before it has reached its final position in the cell,

fig. 2 i vertikalsnitt viser katoden i dennes endelige stilling i cellen, og fig. 2 in vertical section shows the cathode in its final position in the cell, and

fig. 3 viser et vertikalsnitt gjennom en elektrolysecelle i henhold til oppfinnelsen. fig. 3 shows a vertical section through an electrolysis cell according to the invention.

Tallet 6 betegner en i cellen sentralt anbrakt anode. Denne anode kan være opphengt ovenfor cellebunnen 7 eller den kan, i en annen utførelsesform, strekke seg oppover gjennom cellenes bunn. Den konsen-trisk omkring anoden anbrakte katode 8 deler det smeltede saltbad i cellen i en anolytttdel A og en katolyttdel C. Katodens 8 nedre, åpne endeparti er forsynt med en innad (eller utad) og nedad ragende flens 10, som sammen med katodens nederste parti danner et omvendt trauformet, ringformet kammer omkring katodens åpne bunnparti. The number 6 denotes an anode placed centrally in the cell. This anode can be suspended above the cell bottom 7 or it can, in another embodiment, extend upwards through the bottom of the cells. The cathode 8 arranged concentrically around the anode divides the molten salt bath in the cell into an anolyte part A and a catholyte part C. The lower, open end part of the cathode 8 is provided with an inwards (or outwards) and downwards projecting flange 10, which together with the cathode's lower part forms an inverted trough-shaped, ring-shaped chamber around the open bottom part of the cathode.

Som antydet i fig. 1 senkes katoden As indicated in fig. 1, the cathode is lowered

ned til sin endelige stilling først etter at en gass, f. eks. argon, helium eller liknende, som er inert i forhold til det smeltede saltbad, er blitt boblet inn i traukammeret gjennom et fjernbart rør 11 eller liknende. Gassen bobles inn i kammeret tilstrekke-lig lenge til at det ikke bare dannes en gasslomme i kammerets øvre parti men og-så at all den luft er blitt drevet ut, som fra først av ble innesluttet i kammeret da katoden ble senket ned fra toppen av cellen. Etter at dette er oppnådd blir katoden senket ned til sin endelige stilling, fig. 2, slik at en fra cellebunnen 7 oppstående flens 12 rager inn i kammeret. Den inerte gass som således er innesluttet i kammeret hindrer saltbadet i å fylle kammeret, slik at toppen av flens 12 rager over over-flaten av smeltet salt i kammeret. Ved dette arrangement hindres fysisk kommunikasjon mellom anolytt- og katolyttpartier på hver sin iside av flens 12, dvs. hindrer også kommunikasjon mellom hovedpartiet av anolytten A og av katolytten B. down to its final position only after a gas, e.g. argon, helium or the like, which is inert in relation to the molten salt bath, has been bubbled into the trough chamber through a removable tube 11 or the like. The gas is bubbled into the chamber long enough so that not only is a gas pocket formed in the upper part of the chamber, but also so that all the air that was trapped in the chamber from the beginning when the cathode was lowered from the top of the cell. After this is achieved the cathode is lowered to its final position, fig. 2, so that a flange 12 rising from the cell base 7 projects into the chamber. The inert gas thus enclosed in the chamber prevents the salt bath from filling the chamber, so that the top of flange 12 projects above the surface of molten salt in the chamber. This arrangement prevents physical communication between the anolyte and catholyte parts on each side of flange 12, i.e. also prevents communication between the main part of the anolyte A and of the catholyte B.

Som vist i fig. 2 kan iden nedre ende av katoden 8 være opphengt ovenfor og ute av berøring med cellebunnen 7, slik at disse er elektrisk isolert fra hverandre, hvis dette ønskes. Men katoden kan like godt hvile på cellens bunnparti, dvs. enten på selve cellebunnen eller på den oppstående flens, hvis den nevnte elektriske isolering mellom katoden og cellen ikke behøves, og selv i dette tilfelle har det vist seg, at mangelen på fysisk kommunikasjon mellom anolytt- og katolyttpartier av det smeltede saltbad hindrer at det dannes non vesentlige mengder av metallisk titan i kontaktsonen mellom katoden og cellebunnen. As shown in fig. 2, the lower end of the cathode 8 can be suspended above and out of contact with the cell base 7, so that these are electrically isolated from each other, if desired. But the cathode can just as well rest on the bottom part of the cell, i.e. either on the cell bottom itself or on the raised flange, if the aforementioned electrical insulation between the cathode and the cell is not needed, and even in this case it has been shown that the lack of physical communication between anolyte and catholyte parts of the molten salt bath prevent non-significant amounts of metallic titanium from forming in the contact zone between the cathode and the cell base.

Det følgende spesifikke eksempel be-lyser anvendelsen av den nye katodekon-struksjon i henhold til oppfinnelsen. The following specific example illustrates the use of the new cathode construction according to the invention.

Gassforseglingsanordnirigen ble an-vendt i en celle av 180 cm diameter, med en anode av 100 cm diameter, som gikk gjennom cellebunnen, og en katode med 110 cm diameter. Katoden 8 var opphengt fra celletaket 13 (fig. 3) ved hjelp av strømførende stenger 14, og celleatmosfæ-ren ovenfor badet var delt i anode- og ka-toderom ved hjelp av en sylindrisk skille-del 15, i hvilken det på anoden 6 utviklede klor ble oppsamlet og ledet bort gjennom ledningen 16. Det anvendte trauformede kammer hadde en høyde av 10,2 cm og en utvendig diameter av 144 cm. Flensen 12 hadde en høyde av 9,5 cm. Før starten av driften ble katoden senket nesten helt til cellebunnen, og argon ble ledet inn i cellen gjennom et uttakbart rør, hvis nedre endeparti var bøyet oppover. Argon ble innledet The gas sealing device array was used in a cell of 180 cm diameter, with an anode of 100 cm diameter passing through the bottom of the cell, and a cathode of 110 cm diameter. The cathode 8 was suspended from the cell roof 13 (fig. 3) by means of current-carrying rods 14, and the cell atmosphere above the bath was divided into anode and cathode compartments by means of a cylindrical separator 15, in which on the anode 6 evolved chlorine was collected and led away through conduit 16. The trough-shaped chamber used had a height of 10.2 cm and an outside diameter of 144 cm. The flange 12 had a height of 9.5 cm. Before the start of operation, the cathode was lowered almost all the way to the bottom of the cell, and argon was led into the cell through a removable tube, the lower end of which was bent upwards. Argon was introduced

i 20 minutter, i en mengde av 2 liter pr. for 20 minutes, in an amount of 2 liters per

minutt, for å fjerne all luft fra kammeret. minute, to remove all air from the chamber.

Deretter ble røret fjernet og katoden ble Then the tube was removed and the cathode remained

plasert over den ringformede flens, ute av placed above the annular flange, outside of

berøring med cellebunnen. Deretter ble det contact with the cell base. Then it was

i 66 timer elektrolysert med en midlere for 66 hours electrolyzed with a medium

strømstyrke av 16 000 ampere, i løpet av amperage of 16,000 amperes, during

hvilken tid 847 liter TiCl, ble redusert til which time 847 liters of TiCl, was reduced to

titanmetall. Ved avslutningen av denne titanium metal. At the conclusion of this

operasjon kunne elektroden fjernes fra cellebunnen uten vanskelighet og det fantes operation, the electrode could be removed from the base of the cell without difficulty and it was found

ingen avsetning av titan i nærheten av no deposit of titanium in the vicinity of

overgangen mellom katoden og cellebunnen. the transition between the cathode and the cell base.

Claims (3)

1. Anordning ved elektrolyseceller for smelteelektrolytisk fremstilling av titan, hvor cellen er forsynt med en gjennom-trengelig katode med åpent bunnparti, som deler cellen i et katolyttrom og et anolytt-rom, hvilke rom bare kommuniserer med hverandre gjennom den gjennomtrengelige katode, karakterisert ved at ka toden (8) står i forbindelse med cellens bunn (7) ved hjelp av en forseglingsanord-ning som omfatter et omvendt ringformet kammer (10) som er tilknyttet katoden (8) nær ved dennes åpne bunnparti, og at det på cellens bunn er anordnet en oppstående flens (12) som rager oppover inn i kammeret (10), hvor det indre av kammeret, som flensen rager inn i, inneholder en gassatmosfære som er inert overfor det smeltede saltbad, slik at badets anolytt- (A) og katolyttpartier (C) på hver sin side av flensen (12) hindres i å komme i fysisk berøring med hverandre, på grunn av den i kammeret innesluttede gass.1. Device for electrolysis cells for the melt electrolytic production of titanium, where the cell is provided with a permeable cathode with an open bottom part, which divides the cell into a catholyte compartment and an anolyte compartment, which compartments only communicate with each other through the permeable cathode, characterized by that ka the cathode (8) is connected to the bottom of the cell (7) by means of a sealing device comprising an inverted annular chamber (10) which is connected to the cathode (8) close to its open bottom part, and that on the bottom of the cell there is arranged an upright flange (12) projecting upwards into the chamber (10), where the interior of the chamber, into which the flange projects, contains a gas atmosphere which is inert to the molten salt bath, so that the bath's anolyte (A) and catholyte parts ( C) on either side of the flange (12) are prevented from coming into physical contact with each other, due to the gas enclosed in the chamber. 2. Anordning ifølge påstand ^karakterisert ved, at bunnen av katoden (8) er opphengt ute av fysisk kontakt med bunnen (7) i cellen.2. Device according to claim ^characterized in that the bottom of the cathode (8) is suspended out of physical contact with the bottom (7) in the cell. 3. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved, at bunnen av katoden (8) er understøttet på bunnen (7) i cellen.3. Device according to claim 1, characterized in that the bottom of the cathode (8) is supported on the bottom (7) of the cell.