HUT58831A

Melted electrode and process for producing polyvalent metal

Abstract

This record has no abstract on file.

HUT58831A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 6

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today

14 claims: 4 independent, 10 dependent

  1. 1
    SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. ) Összetett elektróda többvegyértékű fém elektrolitikus úton történő előállítására, amelynek legalább egy anódja, és az anódtól elektromosan szigetelt vezető kerete van, az anód/ok/ és a vezető keret elektromos csatlakozóval van/nak/ ellátva, a vezető keret az anódo/ka/t kosárszerűen körülveszi, és az anódok felé néző, katódosan kiválasztott fémrészecskéket felvevő és elektrolitáteresztő falfelületekkel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a vezető keret (3) falaihoz (4, 5) kapcsolódó tartóeleme/i/ (19, 20) van/nak/, amely/ek/ben az elektrolitáteresztő falfelületekkel szomszédos helyzetű elválasztóelemek (18) vannak rögzítve, amelyek a vezető kereten (3) belül az előállítandó fémet nem tartalmazó elektrolitfürdőt befogadó térrészt határolnak, és az elektrolitfürdőt a vezető keret (3) belsejétől az elektrolitáteresztő falfelületek mentén elektrolitzáróan elválasztják, ahol az elválasztóelemek (18) az összetett elektróda adott üzemi körülményei között anódos oldódásra képes fémből vannak kialakítva.
  2. 2
    ) Az 1. igénypont szerinti összetett elektróda, azzal jellemezve, hogy az elektrolitáteresztő falfelületeket rácstagok (13) alkotják, amelyek cserépformájú alkotóidomokból (14) épülnek fel, amelyek vízszintes sorokban vannak elrendezve, és az elektrolit számára áteresztőcsatornákat képeznek.
  3. 3
    ) A 2. igénypont szerinti öszetett elektróda, azzal jellemezve, hogy a cserépformájú alkotóidomok (14) V-keresztmetszetűek.
  4. 4
    ) Az 1-3. igénypontok szerinti összetett elektróda, azzal jellemezve, hogy az anód rúdalakú elemekből (2) és a rúdalakú elemekre (2) merőleges helyzetű kereszttagból (1) épül fel, és a kereszttag (1) végeit a kereszttaggal (1) elektromos összeköttetésben lévő első konkáv tartó (12) és a kereszttagtól elektromosan szigetelt, a vezető kerethez (3) elektromosan kapcsolódó második konkáv tartó (11) veszi fel.
  5. 5
    ) Az 1-4. igénypontok szerinti összetett elektróda, azzal jellemezve, hogy a vezető keret (3) falainak (4, 5, 6, 7) befelé néző falfelületeire terelőidomok (21) vannak szerelve.
  6. 6
    ) Eljárás többvegyértékű fém elektrolitikus úton történő előállítására, amelynek során - az előállítandó fém halogenidjeit alkálifém- vagy alkáli-földfém-halogenid elektrolit olvadékban katódosan oldjuk, és - a fémet elektrokémiai extrakcióval kiválasztjuk, olyan extrakciős cellában, amely legalább egy anódot, legalább egy katódot és közbenső elektródaként működő vezető keretet foglal magában, amely az anódot körülvéve anódos térrészt és katódos -29térrészt határoz meg, ahol a vezető keret az elektrolittal szemben permeábilis és a katódosan kiválasztott fémréteget felvevő elektrolitáteresztő falfelületekkel rendelkezik, amelyek az anódos és katódos térrészek közötti ionvándorlást engedik, de az előállítandó fém ionjainak áthatolását korlátozzák, azzal jellemezve, hogy az eljárás során az alábbi a) - f) lépéseket hajtjuk végre:a) az extrakciós cellába (24) az előállítandó fém ionjait oldatban tartalmazó elektrolitot töltünk, b) a vezető keretbe (3) az előállítandó fém ionjait számottevő mennyiségben nem tartalmazó alkálifém- vagy alkáli-földfém-halogenid fürdőt hozunk létre, amelyet az elektrolitáteresztő falfelületek anódos oldódására képes fémrészecskék által történő elektrolitzáró szigetelésével zárunk le, c) az anód és a vezető keret (3) közé táplált elektromos árammal az alkálifémet vagy alkáli-földfémet a vezető keret (3) elektrolitáteresztő falfelületein kiválasztjuk, és az áramot egy előre meghatározott fémmennyiség felhalmozódásáig fenntartjuk, d) az anód és a katód (26) közé táplált elektromos árammal az előállítandó fémet a katódon (26) kiválasztjuk és egyidejűleg a fémrészecskéket anódosan oldjuk, ezáltal az előállítandó fém ionjait a katódos térrészből az anódos térrészbe diffundáljuk, miközben az előállítandó fémet ionjainak az alkálifémmel vagy az alkáli-földfémmel való redukálása révén a vezető keret (3) elektrolitáteresztő falfelületein kiválasztjuk, e) az anód és a katód (26) közé kapcsolt áramot az előállítandó fém katódon (26) való kiválásáig fenntartjuk, f) az anód, a katód (26) és a vezető keret (3) között folyó áramot úgy szabályozzuk, hogy a kiválasztott réteg permeabilitás-karakterisztikája közel konstans.
  7. 7
    ) A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy titán, cirkónium vagy háfnium előállítására használjuk.
  8. 8
    ) A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az f) lépés keretében az anód és a vezető keret (3) közötti áramerősséget úgy szabályozzuk, hogy a katódos redukció által a vezető keret (3) anódos térrész felé néző határolófelületén kiválasztott alkálifém vagy alkáli-földfém kiválási sebessége az előállítandó fém katódos térrészből diffundáló ionjainak fématomokká redukálásához elegendő legyen, és az előállítandó fém ionjainak kiválasztási árama a vezető keret (3) katódos térrésze felé néző határolófelületén kiválasztandó fém anódos kiválasztási árama között egyensúlyi állapot jöjjön létre.
  9. 9
    ) A 6-8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b)-f) lépéseket az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti összetett elektródával hajtjuk végre. • · I · · · · • · · · · · · • · · · · · ·*·· · · ·· ··
  10. 10
    ) A 6-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előállítandó fém halogenidjének katódos oldását az extrakciós cellától (24) elválasztott külön cellában (23) végezzük, amely az extrakciós cellával (24) összekötőszelepen (25) keresztül van kapcsolatban, és amelyben az előállítandó fém halogenidjének katódos oldása révén az extrakciós cellába (24) töltött elektrolitot az előállítandó fém ionjaival dúsítjuk, ahol az eljárás során a következő g)-l) lépéseket hajtjuk végre:g) a külön cellában (23) kiválasztó katódot (30) és az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti összetett elektródát rendezünk el, h) az össztett elektróda anódja és vezető kerete (3) között potenciálkülönbséget hozunk létre és tartunk fenn addig, amíg a vezető keret (3) elektrolitáteresztő falfelületein az alkálifém vagy alkáli-földfém felhalmozódik, i) az összetett eletróda anódja és a kiválasztó katód (28) között megfelelő potenciálkülönbség létrehozásával a részecskéket anódosan oldjuk, és az előállítandó fém a vezető keret (3) elektrolitáteresztő falfelületein lerakódik, és 1) a kiválasztó katódhoz (30) az előállítandó fém tetrakloridját vezetjük a kiválasztó kátédon (30) folyó elektromos árammal sztöchiometrikusan arányos mennyiségben, és ily módon az elektrolitot előre meghatározott értékre dúsítjuk. • « • «·« a
  11. 11
    ) A 6-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előállítandó fém halogenidjének katódos oldását az extrakciós cellától (24) elválasztott külön cellában (23) végezzük, amely az extrakciós cellával (24) összekötőszelepen (25) keresztül van kapcsolatban, és amelyben az előállítandó fém halogenidjének katódos oldása révén az extrakciós cellába (24) töltött elektrolitot az előállítandó fém ionjaival dúsítjuk, ahol az előállítandó fém halogenidjének katódos oldását az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti összetett elektróda segítségével úgy végezzük, hogy az előállítandó fémet az összetett elektróda vezető keretének (3) falain kiválasztjuk, az előállítandó fém tetrakloridját katódáram nélkül az elektrolitfürdőbe visszük, és az összetett elektróda anódja és vezető kerete (3) közé áramot kapcsolunk, amelynek áramerőssége közelítőleg az elektrolitfürdőbe bevitt fém-tetraklorid áramlással a (2 Ti 3+ +2e“ - 2 Ti 2+ } reakció szerint sztöchiometrikusan arányos áram és az alkálifémnek vagy alkáli-földfémnek kétvegyértékű fémion összetett elektróda vezető keretén (3) való kiválasztásához kellő mértékű előállításához szükséges áram összegével egyezik meg.
  12. 12
    ) A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolitnak az előállítandó fém ionjaival való dúsítását követően az elektrolitban oldott fém ionjainak átlagos vegyértékét oly módon redukáljuk, hogy tetrakloridnak a külön cellába (23) vitele nélkül az összetett elektródára az alkálifémnek vagy alkáli-földfémnek * · · ·♦· a vezető keret (3) anódos térrész felé néző határolófelületén való kiválasztásához és a háromvegyértékű titánnak a vezető keret (3) katódos térrész felé néző határolófelületén történő kétvegyértékű titánná redukálásához elegendő áramerősségű áramot adunk.
  13. 13
    ) A 6-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldási és kiválasztási műveleteket az atmoszférikus nyomás alatt hajtjuk végre.
  14. 14
    ) A 6-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal j ellemezve hogy elektrolitként nátriumklorid-fürdőt használunk.
Independent claims14