Die Schmelzgleichgewichte und elektrochemischen Vorgänge in Sulfidelektrolysesystemen

Zusammenfassung

Im Vergleich zu den elektrochemischen Vorgängen in wäßrigen Lösungen erschwert bei der Elektrolyse im Schmelzfluß neben dem bis heute noch nicht befriedigend geklärten strukturellen Aufbau eines geschmolzenen Elektrolyten insbesondere die mit den hohen Arbeitstemperaturen verbundene Reaktionsfähigkeit der beteiligten Stoffe eine genaue Erfassung und Beherrschung des Prozeßablaufes. Darüber hinaus liegen über die grundlegenden Schmelzgleichgewichte der Elektrolytkomponenten von Sulfidelektrolysen nur sehr wenige und teilweise unklare Angaben vor. Von den im Schrifttum vorgeschlagenen verschiedenartigen Chlorid-, Sulfid-, Hydroxyd-, Silikat-, Borat- und Phosphat-Elektrolyten und Elektrolytgemischen eignen sich, wie die Versuchsergebnisse früherer Untersuchungen, sowie eigener Vorversuche erkennen lassen, in erster Linie Schmelzbadzusammensetzungen auf der Basis von Alkalichloriden. Ferner kommen als Elektrolytschmelzen auch Schwermetallchloride in Betracht, soweit diese nicht mit den Sulfiden bzw. abgeschiedenen Metallen zu unerwünschten Umsetzungen neigen. So können, wie nach qualitativen Versuchsergebnissen von Delarue [10] in den nachfolgenden Gln. (1)–(5) beispielsweise wiedergegeben wurde, abgeschiedene Metalle mit dem Schwermetallchloridanteil des Elektrolyten reagieren [Gl. (1)], Salze von Metallen wechselnder Valenz (Cu⁺⁺, Fe⁺⁺⁺, Hg⁺⁺ u. a. m.) Ursache komplexer Redox-Reaktionen sein [Gl. (2)–(4)] oder infolge von RedoxVorgängen (z. B. Fe⁺⁺⁺⁾ an den Elektroden [Gl. (5)] zu erheblichen Stromausbeuteverlusten führen.