DE99128C

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Publication number: DE99128C
Application number: DENDAT99128D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. Oktober 1897 ab.

Gegenstand des vorliegenden Patentes bildet ein Verfahren zur Gewinnung von Phosphormetallen unter Zuhülfenahme des elektrischen Stromes.

Wie bekannt, läfst sich durch Elektrolyse von Phosphaten Phosphor abscheiden (man vergleiche Comptes rend. 1861, Bd. 53, S. 728, auch das französische Patent Nr. 14173 von Joudrain & Co., Paris).

Als Ausgangsproducte werden bei der vorliegenden Erfindung Phosphorsäure enthaltende concentrirte wässerige Lösungen — sei es nun, dafs sie die Phosphorsäure in freier Form oder als saure Salze enthalten — und die den gewünschten Legirungen entsprechenden Metalle, wie Kupfer, Zinn, Blei etc., benutzt.

Diese oben erwähnten Lösungen werden mit Kohlenpulver gemischt, um Oxydationen der glühenden Metallelektroden zu verhindern, und in geeigneten Elektrolysirgefäfsen, beispielsweise Retorten, Gefäfsen aus Eisen oder anderen Metallen, Thon u. s. w., welche nicht unbedingt luftdicht abgeschlossen zu sein brauchen, der Elektrolyse unterworfen; denn gemachte Erfahrungen haben ja bewiesen, dafs concentrirte Phosphorsäuren besonders im erwärmten Zustande den elektrischen Strom relativ gut leiten, man mufs hier allerdings eine andere Jonenspaltung annehmen, wie in verdünnter, wässeriger Lösung.

Zu diesem Zwecke tauchen zwei Elektroden, welche verschieden . grofs sein können und durch entsprechende Leitungen mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, in die Lösung ein. Von diesen beiden Elektroden besteht die Anode aus Kohle, während die Kathode aus dem der gewünschten Phosphorlegirung entsprechenden Metall hergestellt ist, beispielsweise aus Kupfer, Zinn u. s. w.

Beide Elektroden können aber auch aus Metall gemacht werden, doch ist darauf zu sehen, dafs die Elektrode, welche sich mit dem Phosphor legiren soll, gegen die andere relativ sehr klein gewählt wird.

Die bei dem vor sich gehenden Procefs an den Polen sich abscheidenden Gase rufen eine locale . Erhitzung hervor, so dafs der in die Phosphorsäure etc. eintauchende Theil der Kathode, wie dies Versuche zeigten, sehr bald glühend und flüssig wird, da durch den Phosphorzusatz der Schmelzpunkt des Metalles bedeutend erniedrigt ist.

Das abschmelzende Metall, welches mit dem Phosphor eine Verbindung eingegangen ist, tropft als Phosphormetalllegirung auf den Boden des Zersetzungsgefäfses und kann von dort auf geeignete Weise entfernt werden.

Durch Dazwischenschalten eines geeigneten Diaphragmas kann der Procefs noch besser vor sich gehen, doch ist ein solches nicht absolut erforderlich.

Die auf diese Weise erhaltenen Legirungen sind stark phosphorhaltig, die Stärke und die Spannung des zur Verwendung gelangenden elektrischen Stromes ist keine bestimmt feststehende, sondern beide haben sich der Gröfse der Zersetzungsgefäfse, der Anordnung der Elektroden und der Zusammensetzung der Legirung anzupassen.

Erforderlich für die rationelle Durchführung des Verfahrens ist es natürlich, dafs sowohl die Stärke als auch die Spannung des elek-

irischen Stromes so geregelt wird, dafs das beschriebene Verfahren ohne störende Einflüsse vor sich geht.

Da aber auch event, die Zersetzungsproducte des Wassers mit auftreten können, so kann man den Procefs in der Weise modificiren, dafs man der Phosphorsäure enthaltenden Lösung organische Substanzen beimengt, die bei ihrer Zersetzung oder Verbrennung einen oxydirenden Einflufs verhindern. Durch Zusatz dieser Substanzen wird auch die Leitfähigkeit beträchtlich erhöht. In dem Mafse nun, in dem die Phosphorlegirung erzeugt wird, Iä'fst man neue Lösung hinzulaufen bezw. die Metallelektrode tiefer in die Lösung eintauchen, bis sie schliefslich durch eine neue ersetzt wird. Auf diese Weise erreicht man die continuirliche Fortführung des Processes.

Die zur Verwendung kommenden concentrirten Lösungen werden vortheilhaft erwärmt, doch ist dies nicht absolut nöthig. Der Vorgang ist der gleiche,'ob Gleichstrom oder oscillirender Strom angewendet wird, und zwar bildet sich bei letzterem das Phosphid immer an der kleineren Elektrode, die ja allein glühend wird.

An nachfolgendem, einem Versuch entnommenen Beispiel möge der Gang des Verfahrens nochmals erläutert werden.

Es wird z. B. Phosphorsäure auf ca. 6o° B. concentrirt und nach dem Vermischen mit Kohlenpulver noch warm in das Elektrolysirgefäfs gefüllt. Sodann behandelt man die Säure mit einem elektrischen Strome von circa 60 Volt und 120 Ampere und taucht dabei die an der Spitze abschmelzende Metallelektrode, die z.B. aus Kupfer bestehen kann, von circa 40 mm Stärke immer mehr in die Säure ein, bis sie zum gröfsten Theil abgeschmolzen ist; alsdann ersetzt man sie durch eine neue Elektrode aus Metall und verfährt wie vorher. Gleichzeitig mufs man darauf achten, dafs immer entsprechende Mengen Säuren etc. dem Bade zugeführt werden.

Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dafs diese beispielsweisen Angaben nur zur besseren Erklärung dienen und durchaus keine bindenden sein sollen.

Claims

Patent-Anspruch:

Ein Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Phosphormetallen, dadurch gekennzeichnet, dafs man in ein Bad mit Phosphorsäure bezw. mit concentrirten Lösungen saurer phosphorsaurer Salze eine Kohlen- und eine der Legirung entsprechende Metallelektrode oder zwei Metallelektroden, von denen die Kathode die kleinere ist, eintauchen läfst, wobei sich Phosphor bildet, der sich" mit der sich erhitzenden Metallelektrode zu einer Phosphorlegirung verbindet, welche abschmilzt.