[0001] Bei der Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren (Winnacker, Küchler,
ed.: Chemische Technologie Band 1, Seiten 250-260, 1969) werden in neuerer Zeit die
früher üblichen Graphit-Anoden durch mit aktiven Schichten versehene Titan-Anoden
abgelöst (DOS 1 814 567). Titan-Anoden bestehen aus einer gitter- oder netzförmigen
Titan-Anodenfläche, die der Quecksilber-Kathode gegenüber und parallel zu dieser angeordnet
ist und in den Elektrolyten, der die Quecksilber-Kathode überschichtet, eintaucht.
Titan-Anoden bestehen ferner aus mit der Titan-Anodenfläche fest verschweißten Querleitern
von größerem Querschnitt, die wiederum mit einer Brücke von noch größerem Querschnitt
aus Titan verschweißt sind. Auf diese Weise wird einerseits eine gute mechanische
Stabilität der Titan-Anodenfläche und andererseits eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung
über die gesamte Anodenfläche erreicht. Die Stromzufuhr erfolgt üblicherweise über
senkrecht zur Titanstruktur angeordnete mit der Brücke leitend verbundene Kupferbolzen.
[0002] Ein Problem stellt die Befestigung der Kupferbolzen an der Brücke der Titanstruktur
dar. Die Verbindung zwischen Titanstruktur und Kupferbolzen soll einerseits eine gute
mechanische Verbindung darstellen, da die Titanstruktur durch Kupferbolzen gehalten
wird und eine einmal erfolgte Justierung über längere Zeiträume gewährleistet sein
soll und andererseits einen guten elektrischen Kontakt darstellen soll. Darüber hinaus
soll die Titanstruktur vom Kupferbolzen ohne großen Aufwand und ohne Beschädigung
der Kontaktflächen lösbar sein, so daß bei den in regelmäßigen Zeitabständen notwendig
werdenden Erneuerungen der aktiven Schicht der Titan-Anodenfläche eine leicht Handhabbarkeit
der Titanstruktur ermöglicht ist.
[0003] Es hat nicht an Vorschlägen gefehlt, wie diese Verbindung herzustellen ist.
[0004] Gemäß DOS 2 031 525 wird z.B. vorgeschlagen, den elektrischen Kontakt zwischen dem
Kupferbolzen und der Brücke der Titanstruktur über eine niedrig schmelzende Metall-Legierung,
die bei Betriebsbedingungen der Elektrolysezelle flüssig ist, herzustellen. Die meachnische
Verbindung wird dabei zusätzlich durch Verschraubung gewährleistet. Die bei diesem
Vorschlag auftretenden Schwierigkeiten liegen einmal darin, daß solche niedrig schmelzenden
Legierungen zu Lasten des guten elektrischen Kontaktes Titan im allgemeinen nicht
benetzen und darüber hinaus die Entfernung des Kupferbolzens erschwert wird.
[0005] Gemäß DOS 27 17 931 wird vorgeschlagen, am unteren Ende des Kupferbolzens einen Konus
vorzusetzen, der in einen Hohlkonus der Brücke paßt, und Brücke und Kupferbolzen mittels
einer in eine Gewindebohrung im Kupferbolzen greifende Schraube zu verschrauben. Auch
mit dieser Lösung wird kein hinreichend zeitstandfester Kontakt erreicht.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse
zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nachteile vermeidet. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist eine Anode für die Alkalichlorid Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren,
bestehend aus einer gitter- oder netzförmigen ebenen Titan-Anodenfläche, gegebenenfalls
Stromverteilungsschienen, einer als Primärleiterschiene dienenden Brücke und mindestens
einem Kupferbolzen als Stromzuführung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kupferbolzen
in seinem unteren Bereich ein Gewinde aufweist und unterhalb des Gewindes konisch
ausgebildet ist, die Brücke eine Gewindemutter und eine konische Bohrung zur Aufnahme
des konischen Bereichs des Kupferbolzens aufweist und Kupferbolzen und Brücke kraft-
und formschlüssig verschraubt sind.
[0007] Es wurde gefunden, daß die durch Verschraubung aufeinandergepressten Konusflächen
von Kupferbolzen und Brücke der Anodenstruktur eine ausgezeichnete elektrische Verbindung
gewährleisten. Dies wird insbesondere durch die Anpressung der Konusflächen unter
gleichzeitiger Drehung gegeneinander bei der Verschraubung erreicht.
[0008] In einer Variante der Erfindung können die Konusflächen am Kupferbolzen und/oder
der Brücke durch Oberflächenmetallisierung gegen Korrosion geschützt werden. Geeignet
sind zum Beispiel Nickel- oder Platinschichten.
[0009] Das Kegelverhältnis des Konus beträgt zweckmäßigerweise zwischen 1:5 und 1:15, bevorzugt
ist ein Kegelverhältnis von etwa 1:10.
[0010] Die Erfindung wird anhand der Figur 1 beispielhaft näher erläutert. Den in der Figur
angegebenen Ziffern kommt im einzelnen folgende Bedeutung zu: 1 gitter- oder netzförmige
Titan-Anodenfläche, 2 Stromverteilungsschienen, 3 Brücke, 4 Kupferbolzen, 5 Konusfläche,
6 Gewinde.
[0011] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von
Chlor durch Elektrolyse von Alkalichlorid unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anode.
1. Anode für die Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgam-Verfahren, bestehend aus einer gitter-oder netzförmigen ebenen Titan-Anodenfläche
(1), gegebenenfalls Stromverteilungsschienen (2), einer als Primärleiterschiene dienende
Brücke (3) und mindestens einem Kupferbolzen (4) als Stromzuführung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kupferbolzen in seinem unteren Bereich ein Gewinde (6) aufweist und unterhalb
des Gewindes konisch ausge-bildet ist (5), die Brücke eine Gewindemutter und eine konische Bohrung zur Aufnahme
des konischen Bereichs des Kupferbolzens aufweist und Kupferbolzen und Brücke kraft-
und formschlüssig verschraubt sind.
2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelverhältnis des Konus
zwischen 1:5 und 1:15, bevorzugt etwa 1:10 beträgt.
3. Anode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Konusflächen
mit einem korrosionsbeständigen Metall beschichtet ist.
4. Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse von Alkalichlorid, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Anode nach einem der Ansprüche 1 bis 3 eingesetzt wird.
