DE1038012B

DE1038012B - Verfahren zur Herstellung von mit einem durch Quecksilber gut benetzbaren Metall ueberzogenen eisernen Traegern fuer fliessende Quecksilberkathoden in senkrechten elektrolytischen Zellen

Info

Publication number: DE1038012B
Application number: DES53228A
Authority: DE
Inventors: Jean Clement
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1956-05-23
Filing date: 1957-04-20
Publication date: 1958-09-04
Also published as: FR1175278A; CH360977A; US3002914A; BE548025A

Description

In waagerechten Quecksilberzellen sind die Träger der fließenden Quecksilberkathoden meist Bleche aus Stahl oder Eisen. In senkrechten Quecksilberzellen wird als Träger der Kathode ausschließlich Eisen verwendet. Es ist überdies bekannt, daß der metallische Träger völlig amalgamiert sein muß, um ein Überrieseln oder Ausbreiten des Quecksilbers in der vollkommensten Weise sicherzustellen und um Korrosion des Trägermetalls durch Elektrolysenprodukte zu vermeiden. Die Benetzbarkeit der metallischen Oberflächen durch Quecksilber ist daher von großer Wichtigkeit, insbesondere bei Inbetriebnahme der Zelle.

Aus der deutschen Patentschrift 692 954 ist es bekannt, den kathodischen Träger, insbesondere wenn er aus Eisen ist, mit einer sehr dünnen Schicht eines anderen Metalls, z. B. Zinn, Kupfer, Blei od. dgl., zu überziehen. Dieser Metallüberzug soll das Benetzen durch das Quecksilber begünstigen, da diese Überzugsmetalle bekanntlich leicht amalgamierbar sind.

Dieses Verfahren ist jedoch nicht frei von Nachteilen. Die so aufgebrachten Metalle lösen sich in dem Quecksilber mit der Folge, daß die eisernen Träger sehr bald wieder bloßliegen und es notwendig wird, die Elektrolyse zu unterbrechen und den amalgamierbaren Überzug zu erneuern. Überdies gelangt das in das Quecksilber in Lösung gegangene Metall mit in die Zersetzungspile für das Alkaliamalgam, wo es sich auf dem Graphit der Kathoden der Pilen niederschlägt und deren Aktivität rasch verringert. Außerdem kann das Eisen infolge der durch das Überzugsnietall und das überzogene Eisen¹ gebildeten Lokalelemente leicht korrodiert werden.

Die Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile zu beseitigen. Sie beruht auf der Feststellung, daß die Art des als Trägermetall der Quecksilberkathode einer Elektrolysenzelle benutzten Eisens einen wesentlichen Einfluß auf die Amalgamierbarkeit dieses Trägers besitzt. So ist elektrolytisches Eisen viel leichter amalgamierbar und bewahrt seine gute Amalgamierbarkeit während einer viel längeren Zeit als gewöhnliches Eisen oder Stahl.

Die Erfindung besteht daher in einem Verfahren zur Herstellung von Trägern für fließende Quecksilberkathoden in senkrechten Elektrolysezellen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf eine Aletallplatte, vorzugsweise aus weichem Eisen, eine bis einige Zehntelmillimeter dicke Schicht aus reinem Eisen elektrolytisch niederschlägt.

Dieses elektrolytische Eisen, dessen Reinheit sehr hoch sein kann, löst sich nicht in dem Quecksilber, wie es die bisher für diesen Zweck benutzten leicht anialgamierbaren Metalle tun. Dieser Überzug auf dem Grundmetall wird ein für alle Mal aufgebracht, Verfahren zur Herstellung

von mit einem durch Quecksilber

gut benetzbaren Metall überzogenen

eisernen Trägern für fließende

Quecksilberkathoden in senkrechten

elektrolytischen Zellen

Anmelder:
Solvay & Cie., Brüssel

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 23. Mai 1956

Jean Clement, Ixelles, Brüssel (Belgien),
ist als Erfinder genannt worden

denn die Dauerhaftigkeit des Überzugs ist sehr lang im Vergleich zu der der erwähnten anderen Metalle. Der in richtiger Weise aufgebrachte elektrolytische Eisenüberzug stellt eine sehr fein aufgerauhte (runzelige) Oberfläche dar, die, insbesondere in senkrechten Zellen mit beweglicher Quecksilberkathode, das Quecksilber und das Amalgam festhält und so ein leichtes Ingangbringen der Vorrichtung und ein regelmäßigeres Arbeiten bewirkt.

Um einen solchen Eisenüberzug aufzubringen, dessen Dicke beispielsweise 0,9 mm erreichen kann, verwendet man ein Bad bekannter Zusammensetzung, z. B. 300 g FeCl₂ · 2 H₂O und 150 g CaCl₂ pro Liter Lösung von einem p_H 1.5 bis 2 mit oder ohne ergänzende Zusätze. Die Stromdichte kann zwischen 4 und 5,5 Ampere pro dm² Kathodenoberfläche und die Temperatur bei etwa 90° C liegen.

Die Erfindung ist nicht auf die Bildung von Trägern¹ für Quecksilberkathoden mit gleichförmig glatter Oberfläche beschränkt. Sie umfaßt auch die Herstellung gerillter oder gaufrierter Träger, wie sie in der belgischen Patentschrift 526 054 beschrieben sind.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zeichnet man auf die Tragplatte ein Liniennetz mit Hilfe eines Isolierlacks auf und erzeugt danach einen elektrolytischen Niederschlag reinen Eisens auf den nicht mit Lack bedeckten Oberflächenteilen (wobei dieser Niederschlag einige Zehntelmillimeter

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Dicke erreichen kann), wonach man den Lack vom Grunde der so entstandenen Rillen weglöst. Der Lack muß natürlich den physikalischen und chemischen Angriffen, denen er während der Erzeugung des Eisenniederschlags ausgesetzt ist, widerstehen können.

In gleicher Weise kann man Erhöhungen beliebiger Form aus Niederschlagen elektrolytischen Eisens erzeugen.

Die so hergestellten Träger besitzen außer den bereits erwähnten Vorzügen auch noch den eines ge- ίο ringeren Einstandspreises als dem einer auf mechanischem Wege mit Rillen versehenen Kathode. Überdies kann man auf diesem Wege auch die komplizierteste Gaufrierung, die auf mechanischem Wege nur schwierig zu erzielen wäre, verwirklichen und Oberflächen jeglicher Form und beliebiger Abmessungen behandeln.

Die Überzüge aus elektrolytischem Eisen können in der elektrolytischen Zelle selbst, in der die Träger später verwendet werden sollen, erzeugt werden, nachdem man in dieser Zelle vorübergehend die Graphitanoden durch Eisenanoden' und den Elektrolyten durch eine geeignete Eisensalzlösung, die die oben angegebene Zusammensetzung haben kann, ersetzt hat. Auf diese Weise erspart man zusätzliche Anlagen und damit Raumbedarf und Kosten für die Herstellung der Ul>erzüge.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit einem durch Quecksilber gut benetzbaren Metall überzogenen eisernen Trägern für fließende Quecksilberkathoden in senkrechten elektrolytischen Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Metallplatte, vorzugsweise aus weichem Eisen, eine bis einige Zehntelmillimeter dicke Schicht aus reinem Eisen elektrolytisch niederschlägt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einer Metallplatte, vorzugsweise aus weichem Eisen, ein Netz von Linien mittels eines Isolierlacks aufzeichnet und danach eine bis einige Zehntelmillimeter dicke Schicht reinen Eisens auf den nicht mit dem Lack bedeckten Oberflächenteilen elektrolytisch niederschlägt, wonach man den Lack am Grunde der so entstandenen Rillen weglöst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den elektrolytischen Niederschlag aus reinem Eisen auf der Metallplatte in der Elektrolysenzelle selbst, in der der Träger später verwendet werden soll, erzeugt, nachdem man in dieser Zelle vorübergehend die Graphitanoden durch Eisenanoden und den Elektrolyten durch eine geeignete Eisensalzlösung ersetzt hat.