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"Dispositif de redressement des pattes d'anodes".
La présente invention est relative à un outil destiné à régler la suspension d'une anode dans une cellule d'extraction électrolytique. Elle se rapporte plus particulièrement à un outil pour redresser des pattes d'anode courbées et tordues.
Les opérations normales d'extraction électrolytique sont conçues pour comporter plusieurs cellules électrolytiques. Chaque cellule électrolytique contient plusieurs anodes et plusieurs cathodes en suspension dans une solution aqueuse d'électrolyte. Durant l'extraction électrolytique, un métal venant de l'électrolyte, par exemple du cuivre, du nickel ou du cobalt, est déposé sur la cathode sous forme métallique. Après extraction électrolytique pendant une certaine période de temps, les cathodes sont retirées par un pont roulant hors de la cellule électrolytique en vue de séparer le métal déposé par voie électrolytique. Les ponts roulants, suivant une organisation typique, transportent plusieurs cathodes ou flans en même temps. Le métal est alors séparé des flans et les flans propres sont renvoyés à la cellule par le pont roulant.
Si on utilise une cathode du type en bande ou en feuille, la feuille ou bande et le métal déposé sont enlevés par une grue et des feuilles ou bandes supplémentaires sont placées dans la cellule électrolytique. Durant ces opérations, l'opérateur de la grue peut à l'occasion mal juger l'emplacement des cathodes en amenant celles-ci à heurter les anodes. Ce contact dû à la grue supérieure courbe et tord les pattes ou traverses d'anodes. La courbure et la torsions des traverses d'anodes a tendance à provoquer une inclinaison de la suspension des anodes par rapport à la verticale.
Les traverses d'anodes sont également couramment courbées et tordues lorsque des nodules de métal croissent depuis les cathodes et s'attachent aux anodes lourdes adjacentes, telles que des anodes en plomb. Lorsque l'opérateur soulève les cathodes
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hors de la cellules, les anodes attachées par les nodules sont également soulevées. Lorsque ceci se produit, l'opérateur arrête le levage et maintient les cathodes et les anodes au-dessus de la cellule pour séparer les anodes par rapport aux cathodes. Les anodes sont libérées des cathodes et les anodes lourdes peuvent alors retomber dans la cellule. Les traverses d'anodes heurtent la paroi de la cellule, en courbant et tordant les traverses, ce qui amène la suspension des anodes à être mal alignée ou hors de la verticale dans la cellule.
Lorsque l'anode est suspendue avec un angle suffisamment grand par rapport à l'alignement vertical, cette anode entre en contact avec une cathode adjacente en court-circuitant le procédé d'extraction électrolytique. Des outils traditionnels, tels que des pinces et des clés, sont extrêmement difficiles à utiliser pour redresser les pattes tandis que l'anode est suspendue dans l'électrolyte. Pour redresser la traverse d'anode, celle-ci est retirée de la cellule, et la traverse est alors redressée. L'anode lourde doit alors être renvoyée à la cellule où l'alignement est vérifié. Si l'anode continue à s'incliner dans la cellule, elle doit être retirée et à nouveau réglée. Ce procédé est répété jusqu'à ce que l'anode présente un alignement satisfaisant dans la cellule.
L'enlèvement des anodes lourdes hors des cellules pour les réparer est compliqué ; en outre, le procédé d'extraction électrolytique est interrompu suivant les deux côtés de cathode, adjacents à l'anode, tandis que la cathode est retirée de la cellule.
L'invention prévoit un outil pour redresser une patte d'anode en vue de corriger la suspension de l'anode, tandis que celle-ci se trouve dans une cellule électrolytique. L'outil comprend une tige allongée comportant une partie inférieure et une partie supérieure. Une fente transversale s'étend longitudinalement vers le haut dans la partie inférieure de la tige. La fente a une largeur suffisante pour recevoir une partie supérieure de la patte d'anode. Une poignée attachée à la partie supérieure de la tige s'étend latéralement vers l'extérieur à partir de cette tige. La poignée est destinée à faire tourner la tige pour amener la fente à redresser les traverses tordues, à l'intérieur de cette fente.
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La poignée s'étend de préférence perpendiculairement à partir d'un axe de symétrie central de la tige, et ce dans des sens opposés. La tige est de préférence d'une longueur d'environ 1 m et la poignée a de préférence une longueur supérieure à celle de la tige. Idéalement, la fente coupe en deux la partie inférieure de la tige. L'outil est de préférence utilisé pour redresser des traverses de cuivre coulées dans des anodes en plomb ou en alliage de plomb.
La Figure 1 est une vue frontale schématique du dispositif de redressement pour les pattes d'anodes.
La Figure 2 est une vue schématique agrandie de la partie inférieure de la tige de la Figure 1, cette vue illustrant la fente prévue.
La Figure 3 est une vue en perspective schématique d'une anode suspendue dans une cellule électrolytique représentée avec brisures, et du dispositif de redressement de patte de la Figure 1, une patte d'anode se trouvant dans la fente du dispositif de redressement.
Si on se réfère aux Figures 1 et 2, le dispositif 10 de redressement pour pattes d'anodes est construit en présentant trois parties constitutives principales, à savoir une tige 12, une poignée 14 et une fente 16. La tige 12 est de type allongé en comportant une partie inférieure 18 et une partie supérieure 20. La poignée 14 est attachée à la partie supérieure 20 de la tige 12. Une rotation de la poignée 14 fait tourner la tige 12, la fente 16 et la patte d'anode se trouvant dans la fente 16 pour la redresser.
La fente 16 s'étend transversalement à la tige 12 et s'étend longitudinalement vers le haut dans la partie inférieure 18 de cette tige 12. La fente 16 a une largeur suffisante pour recevoir la largeur d'une patte ou traverse d'anode. La poignée 14 est de préférence montée en forant un trou à travers la partie supérieure de la tige 12. La poignée 14 est alors introduite jusqu'à mi-chemin à travers la tige 12 et soudée en place. La poignée 14 peut être attachée par d'autres moyens, tels qu'une connexion filetée, des vis, un écrou et un boulon, ou tout autre système connu de connexion d'une poignée à une tige 12. En outre, la poignée 14 peut être attachée de façon
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amovible à cette tige 12.
La tige 12 et la poignée 14 sont de préférence construites en utilisant un tuyau pour réduire le poids du dispositif redresseur 10. Un dispositif de redressement de patte, construit avec une poignée et une tige en acier plein, serait utilisable mais cet outil serait incommode et trop lourd pour être transporté aisément d'une anode à l'autre. La fente 16 est formée en applatissant d'abord l'extrémité de la partie inférieure 18. Des barres opposées 19 et 20 sont alors soudées à la partie aplatie de la tige 12.
Les tiges et les fentes peuvent aussi être conçues en utilisant deux barres allongées attachées ensemble et espacées à la partie inférieure pour former une fente transversale, une barre de section carrée, présentant la fente transversale, s'étendant longitudinalement vers le haut sous forme de deux côtés opposés de la barre carrée, ou bien on peut utiliser n'importe quelle autre méthode connue de production d'une fente dans une tige.
La fente 16 est de préférence découpée transversalement en travers de la tige 12 pour subdiviser l'extrémité inférieure de cette tige 12 en deux sections divisées de façon égale. La poignée 14 s'étend de préférence dans des sens opposés, qui sont perpendiculaires à la direction transversale de la fente 16. La direction transversale de la fente 16 est la direction de cette fente 16 telle que découpée à travers la tige 12. Si on se reporte à la Figure 3, cette caractéristique facilite le réglage de la traverse 26 de l'anode 22 dans la cellule électrolytique 24. L'alignement de la traverse 26 et de l'anode 22 est réalisé par une inspection visuelle.
L'orientation orthogonale de la poignée 14 permet à l'opérateur de se trouver perpendiculairement à la direction longitudinale de la traverse 26 pour observer l'alignement de cette traverse 26 et de l'anode 22, tandis qu'il saisit la poignée 14. Lorsque la traverse 26 a été redressée, la poignée 14 se trouve dans une orientation horizontale perpendiculaire à la direction longitudinale de la traverse 26. Si la fente 16 avait une orientation différente, le dispositif de redressement 10 fonctionnerait encore mais l'opérateur aurait à se déplacer pour arriver à une ligne de vision appropriée pour vérifier l'alignement de l'anode 22 et de la traverse 26, après courbure et torsion de cette traverse 26.
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Pour la mise en oeuvre de l'invention, la poignée 14 ou la tige 12 est d'abord utilisée pour amener le dispositif à l'anode exigeant un entretient. Les opérateurs peuvent normalement circuler librement sur les traverses des anodes et les flans au-dessus de la cellule jusqu'à l'anode désirée. Un opérateur prend simplement le dispositif de redressement 10 par la poignée 14 ou la tige 12 et transporte l'outil vers l'anode mal alignée 22 dans la cellule électrolytique 24. L'opérateur abaisse la fente (non illustrée sur la Figure 3) sur la patte ou traverse 26. L'opérateur pousse ensuite la tige 12 vers la gauche ou vers la droite suivant le sens de déplacement nécessaire pour redresser la traverse 26. La tige peut être poussée vers la gauche ou la droite grâce à la poignée 14.
A titre d'exemple, une force appliquée contre la tige 12 peut faire basculer ou pivoter l'anode 22 autour des contacts en lame de couteau 28 et 30 de la traverse 26, en soulevant partiellement l'anode 22 se trouvant dans la cellule vers la cathode 36. Les contacts en lame de couteau 28 et les coiffes isolantes 30 pivotent sur les barres omnibus 32 et 34 qui alimentent l'énergie électrique aux anodes et aux cathodes de la cellule électrolytique 24. L'électrolyte 38 adjacent à l'anode 22 pousse contre la cathode adjacente 36 pour incliner cette cathode. Cette cathode 36 pousse à son tour contre l'électrolyte adjacent 38 qui pousse de nouveau l'anode suivante 40.
Un mouvement rapide du dispositif de redressement de patte 10 empêche qu'une quantité suffisante d'électrolyte 38 circule autour de l'anode pour réduire sensiblement la résistance du fluide au déplacement de l'anode 22. Lorsque la force d'inclinaison de l'anode 22 et la résistance du fluide au déplacement égalent la limite élastique de la traverse 26, celle-ci se courbe. Pour les besoins de la présente spécification, la courbure d'une traverse est définie par la déformation de la traverse dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse autour d'un axe de symétrie qui s'étend longitudinalement à travers la traverse. Ce processus de courbure est réalisé jusqu'à ce que la tige 12 s'étende verticalement.
Lorsque la tige 12 s'étend verticalement, la traverse 26 est redressée jusqu'à une position dans laquelle la suspension de l'anode 22 dans la cellule 24 est sensiblement en alignement ou en position verticale.
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Pour corriger des torsions dans les traverses 26, on utilise la poignée 14 de l'invention. Une torsion de la traverse, pour les besoins de la présente spécification, est définie comme étant une déformation de la traverse dans le plan horizontal d'un axe qui s'étend longitudinalement à travers cette traverse. La fente (non illustrée sur la Figure 3) est d'abord mise en place sur la traverse 26, la poignée 14 est ensuite amenée à tourner pour redresser la traverse à l'intérieur de la fente. La poignée 14 est amenée à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse d'après le sens suivant lequel la traverse 26 est tordue. Le fait d'avoir la poignée 14 plus longue que la tige 12 crée un bras de levier pour faciliter la torsion de la fente en vue du redressement des pattes ou traverses 26 à l'intérieur de cette fente.
Le poids de l'anode 22 se trouvant dans la cellule est suffisant pour empêcher l'anode 22 elle-même de tourner.
Tel qu'il est construit, le dispositif suivant l'invention comporte une tige allongée d'environ 1 m et une poignée d'environ 1,2 m. La hauteur du dispositif de redressement permet à l'opérateur de redresser des anodes tout en se trouvant sur les traverses des anodes ou les traverses des cathodes en suspension dans une cellule électrolytique. La tige a été construite en un tuyau en acier inoxydable présentant un diamètre externe d'environ 6,0 cm, un diamètre interne de 4,9 cm et une épaisseur de 0,6 cm. La poignée a été construite de façon similaire en utilisant un tuyau en acier inoxydable ayant un diamètre externe d'environ 3,3 cm, un diamètre interne d'environ 2,4 cm et une épaisseur de 0, 45 cm. Un trou a été foré à travers la tige et la poignée a été introduite à travers ce trou, centrée et soudée en place.
La fente a une largeur de 1, 35 cm et une profondeur de 6,35 cm en vue de recevoir une traverse en cuivre ayant une section transversale de 1,3 cm sur 6,4 cm. Les traverses d'anodes ont été coulées d'une pièce dans des anodes en plomb-6 % d'antimoine. Le plomb entoure la partie médiane de la traverse pour empêcher celle-ci de se dissoudre dans l'électrolyte aqueux d'acide sulfurique. Cette couche enveloppante de plomb renforce la traverse, en forçant les parties extrêmes non recouvertes des traverses à s'incliner et à se
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tordre avant les parties recouvertes centrales des traverses.
Les anodes avaient une longueur de 109 cm (91 cm dans l'électrolyte) et une largeur de 86 cm. Les anodes sont de dimensions décroissantes, en ayant une épaisseur supérieure de 2, 5 cm et une épaisseur inférieure de 0,8 cm. Le poids normal de l'anode est d'environ 109 kg. Un atelier comportant 49 cellules électrolytiques a été utilisé pour extraire du cuivre par voie électrolytique. Chaque cellule contenait 67 anodes et 66 cathodes en suspension dans une solution aqueuse d'acide sulfurique à partir de traverses présentant des contacts en lame de couteau. Les cellules d'extraction électrolytique avaient une longueur de 750 cm, une largeur de 114 cm et une profondeur comprise entre 124 cm sur le côté et 127 cm au centre.
Des cathodes ont été construites en utilisant un mandrin ou flan en titane présentant une longueur de 114,6 cm (102 cm dans l'électrolyte), une largeur de 100 cm et une épaisseur de 0,3 cm. Les flans pesaient 17 kg et étaient suspendus par des traverses en cuivre.
L'invention n'agit pas de façon efficace pour redresser des flans relativement légers. Les flans légers pivoteraient et se soulèveraient plus facilement dans l'électrolyte. En outre, les flans ont une tendance à se déformer, le milieu de la traverse se déformant vers le bas. Le dispositif de redressement de patte suivant la présente invention n'est pas conçu pour redresser des flans déformés vers le bas au milieu de la traverse, parce que les traverses adjacentes des anodes et les flans voisins du flan déformé gêneraient l'utilisation de la poignée et de la tige. Les flans, à l'encontre des anodes, doivent d'abord être retirés de la cellule et ensuite redressés.
Toutefois, le poids relativement lourd des anodes en plomb, combiné avec le niveau élevé de résistance du fluide à un déplacement d'anode permet de redresser de façon efficace les traverses d'anode avec le dispositif de redressement de patte, tandis que l'anode est suspendue dans la cellule électrolytique. Le dispositif présente également la caractéristique remarquable de permettre à une personne de redresser des traverses tordues et courbées, tout en se trouvant sur les traverses d'anodes ou de cathodes. Le dispositif de redressement de patte peut être simplement poussé ou tiré pour redresser les traverses courbées en vue de corriger l'alignement des
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anodes suspendues dans la cellule électrolytique. L'invention peut également être utilisée pour redresser des traverses tordues se trouvant à l'intérieur de la fente.
La poignée est simplement amenée à tourner pour redresser les traverses tordues à l'intérieur de cette fente.
Il sera entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite car de nombreuses variantes pourraient être envisagées sans sortir pour autant du cadre du présent brevet.