100801. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkáli és földalkáli-fémek elektrolites előállítására
Megállapítottuk továbbá, hogy az elektrolízis alkalmával gyakran zavaróan lép fel az ú. n. anódhatás (vékony szigetelőrétegek keletkezése, melyeket az f, áram kis fényívek képezése közben tör át). Az anódhatás! tapasztalataink szerint a nagyobb anódikus feszültség elősegíti, míg aránylag kis anódikus áramsűrűségek alkalmazása e hátrányt meg-10 szünteti. Általában ajánlatos 4 amp. pro cm2 -nél nem lényegesen magasabb anódikus áramsűrűségekkel dolgozni. Ajánlatos továbbá lehetőleg jól vízmentesített, vagy gyakorlatilag vízmentes elektrolítet 15 alkalmazni. Az elektrolit víztartalma ugyanis két irányban hat zavarólag, amennyiben egyrészt az áramkihasználást a vízelektrolízis révén csökkenti, másrészt a keletkező könnyű fém a vízzel nem kí.20 vánatos és az anódhatás fellépését elősegítő vegyületekké, pl. CaO egyesül. Olyan kiindulási anyagokat, melyek, mint a kalciumklorid, a vizet mégolvadr állapotukban is makacsul visszatartják, 25 nehéz vízmentesíteni. Könnyebbé válik azonban a vízmentesítés akkor, ha a nehezen vízmentesíthető anyagoknak más alkali- vagy földalkali-halogenidekkel való elegyeit vetjük alá a vízmentesítés-30 nek. így pl. kalciumkloridnak és nátrium- vagy káliumkloridnak olyan keverékeit, melyek pl. 20—40% nátriumkloridot, vagy pl. 60—80% káliumkloridot tartalmaznak, már kb. egy félórás 800°-o-3 35 felhevítés révén vízmentesíthetünk. Az elektrolízis gyakorlati foganatosításánál célszerű az imént említett rendszabályok többjét együttesen alkalmazni. Ajánlatos pl. a fürdőt a zavaró közbenső 40 rétegek kiválását gátló, pl. 650—700°-nyi hőmérséken tartani és lehetőleg teljesen vízmentes elektrolítet használunk s emellett még alacsony áramsűrűséggel is dolgozni. 45 A fokozott katódahőmérséknek és az ezzel együtt járó fokozott olvadékhőmérséknek még az is az előnye, hogy az utánadagoláshoz esetleg közönséges, pl. 7—10% vizet tartalmazó klórkalciumot használ-50 hatunk anélkül, hogy az elektrolithoz zavaró vízmennyiségeket juttatnánk. A pl. 650—700°-nyi fíirdőhőmérsék esetén ugyanis a víztartalmú beadagolt klórkalciumnak, vagy más víztartalmú sónak, 55 vagy sóelegynek, mely eleinte' a felületen úszik, a felülete a Leidenfrost-cseppekhez hasonlóan gőzburokkal vétetik körül. Ennek folytán gyors száradás megy végbe s a teljes száradás után a friss só oldódik, Emellett egyidejűleg elkerüljük azokat a 60 kellemetlen robbanási tüneményeket, melyek akkor lépnek fel, ha ugyanilyen víztartalmú sókat alasonyabb hőmérsékű olvadt elektrolytbe adagolunk. Az a lehetőség, hogy a fürdő hőmérsékletének eme- 65 lése révén akár kereskedelmi, víztartalmú klórkalciumot használhatunk utánaadagolásra, előzetes költséges, külön megömlesztés és víztelenítés nélkül, az eljárás költségeit lényegesen csökkenti. 70 A gyakorlatban ajánlatosnak bizonyult a fürdőt nemcsak az áram révén, hanem kívülről is hűteni. Minthogy az elektrolit az elektromos fűtés esetén ellenállás gyanánt szolgál, könnyen lenne módunkban 75 a sóolvadékot 700°-ra s akár feljebb hevíteni. A gyakorlat azonban azt mutatta, hogy az alul lévő olvadt ólom, mely úgyszólván semmi ellenállást nem fejt ki, ennek folytán akár 200°-kal is hidegebb ma- 80 rad, mint a fölötte lévő olvadék. A jelen találmánynál azonban lényeges az, hogy az ólom a jelzett magas hőmérséken tartassák. E célból ajánlatos olyan elektrolizáló edényeket használni, melyeknek 85 alsó része hozzáférhető, úgyhogy az itt levő ólmot kívülről fííthetjük, míg az edény felső része, pl. tűzálló téglával van szigetelve. Fontos, hogy ez a samottréteg a sóolvadékon keresztül egészen az ólom 90 felszínéig érjen le s ilyen módon teljes elektromos szigetelést is biztosítson az anód és a katód között, mert a fémkalciumnak csak az ólmon szabad leválnia, nem pedig az ólom szintje fölött lévő szí- 95 geteletlen vasrészeken. A csatolt rajz két foganatosítási példavázlatát mutatja. Az 1. ábrán feltüntetett fémedény (b) alsó része fogadja be a (g) olvadt ólmot, (c) 100 felső része pedig az (f) elektrolítet. Az edény (c) felső részében a (d) samottgyűrű úgy van elrendezve, hogy az (í) elektrolítet teljesen szigeteli a (c) edényfaltól, mimellett a samottgyűrű az ólom 105 szintje alá ér. Az (f) elektrolítbe felülről az (e) anód merül. A 2. ábrabeli példa az 1. ábrabelitől abban tér el, hogy a (d) samottgyűrű nem a (c) fal mentén, hanem attól függetlenül 110 van elrendezve s annyira merül a fürdőbe, liogy részben az ólomba is beér. A gyűrűt úgy képezhetjük ki, hogy a fürdőben az ólomra felfeküdve ússzon. A gyűrűnek az ólomba való merülési mély- íi; sége magától szabályozódik, mert a gyűrű anyagának (samott, porcellán) fajsúlya nagyobb, mint az (f) sóolvadéké.
