DE1038012B - Process for the production of iron supports for flowing mercury cathodes in vertical electrolytic cells, coated with a metal that is easily wettable by mercury - Google Patents
Process for the production of iron supports for flowing mercury cathodes in vertical electrolytic cells, coated with a metal that is easily wettable by mercuryInfo
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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.The carriers are in horizontal mercury cells of flowing mercury cathodes are mostly sheets of steel or iron. In vertical mercury cells only iron is used as the carrier of the cathode. It is also known that the metallic The carrier must be completely amalgamated to prevent the mercury from trickling over or spreading in the the most perfect way to ensure and avoid corrosion of the base metal by electrolysis products to avoid. The wettability of the metallic surfaces by mercury is therefore great Importance, especially when starting up the cell.
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.From the German patent specification 692 954 it is known, the cathodic carrier, especially when it is made of iron with a very thin layer of another metal, e.g. B. tin, copper, lead or the like. To overlay. This metal coating should promote wetting by the mercury, as these coating metals are known to be easily amalgamable.
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.However, this method is not free from drawbacks. The metals applied in this way dissolve in the mercury, with the result that the iron supports are very soon exposed again and it is necessary to interrupt the electrolysis and renew the amalgamable coating. In addition, the metal that has dissolved in the mercury also enters the decomposition pile for the alkali amalgam, where it is deposited on the graphite of the cathodes of the piles and rapidly reduces their activity. In addition, the iron can be easily corroded due to the local elements formed by the clad rivet and the clad iron 1.
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.The invention now aims to eliminate these disadvantages. It is based on the finding that the Type of iron used as the carrier metal of the mercury cathode of an electrolysis cell is an essential one Has an influence on the amalgamability of this carrier. So electrolytic iron is much lighter amalgamable and retains its good amalgamability for a much longer time than usual Iron or steel.
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.The invention therefore consists in a method for producing supports for flowing mercury cathodes in vertical electrolysis cells, which is characterized in that one is on an aluminum plate, preferably made of soft iron, one to a few tenths of a millimeter thick layer of pure iron Electrolytically precipitates iron.
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 HerstellungThis electrolytic iron, the purity of which can be very high, does not dissolve in the mercury, as do the easily anialgamable metals previously used for this purpose. This coating on The base metal is applied once and for all, method of manufacture
von mit einem durch Quecksilberfrom with one through mercury
gut benetzbaren Metall überzogeneneasily wettable metal-coated
eisernen Trägern für fließendeiron straps for flowing
Quecksilberkathoden in senkrechtenMercury cathodes in vertical
elektrolytischen Zellenelectrolytic cells
Anmelder:
Solvay & Cie., BrüsselApplicant:
Solvay & Cie., Brussels
Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32Representative: Dr.-Ing. A. van der Werth, patent attorney,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32
Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 23. Mai 1956Claimed priority:
Belgium 23 May 1956
Jean Clement, Ixelles, Brüssel (Belgien),
ist als Erfinder genannt wordenJean Clement, Ixelles, Brussels (Belgium),
has been named as the inventor
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.because the durability of the coating is very long compared to that of the other metals mentioned. The correctly applied electrolytic iron coating creates a very finely roughened (wrinkled) Surface, which, especially in vertical cells with movable mercury cathode, the mercury and holds the amalgam in place, making the device easy to operate and more regular Working causes.
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 pH 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.To apply such an iron coating, the thickness of which can reach 0.9 mm, for example, a bath of known composition is used, e.g. B. 300 g of FeCl 2 · 2 H 2 O and 150 g CaCl 2 per liter of solution of a p H of 1.5 to 2, with or without additional additives. The current density can be between 4 and 5.5 amperes per dm 2 of cathode surface and the temperature can be around 90.degree.
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.The invention is not restricted to the formation of supports 1 for mercury cathodes with a uniformly smooth surface. It also includes the manufacture of grooved or embossed supports as described in Belgian patent specification 526 054.
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 ZehntelmillimeterAccording to a particular embodiment of the invention, a line network is drawn on the support plate with the help of an insulating varnish and then generates an electrolytic precipitate of pure iron on the parts of the surface not covered with varnish (with this precipitation a few tenths of a millimeter
809 600/423809 600/423
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.Thickness), after which the varnish is removed from the bottom of the grooves created in this way. The paint must of course the physical and chemical attacks that he suffered during the production of the iron precipitate exposed, can withstand.
In gleicher Weise kann man Erhöhungen beliebiger Form aus Niederschlagen elektrolytischen Eisens erzeugen. In the same way, elevations of any shape can be produced from deposits of electrolytic iron.
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.In addition to the advantages already mentioned, the carriers produced in this way also have one thing lower cost price than that of a mechanically grooved cathode. Besides In this way you can also use the most complicated embossing, which can only be done mechanically would be difficult to achieve and realize surfaces of any shape and any dimensions treat.
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.The electrolytic iron coatings can be in the electrolytic cell itself, in which the carrier to be used later, are generated after temporarily placing the graphite anodes in this cell by iron anodes' and the electrolyte by a suitable iron salt solution which is the one given above Composition may have replaced has. In this way one saves additional systems and thus space requirements and costs for the manufacture of the Ul> erzüge.
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