CN102159751B - 电极清洁方法和系统 - Google Patents

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CN102159751B CN200980136128.8A CN200980136128A CN102159751B CN 102159751 B CN102159751 B CN 102159751B CN 200980136128 A CN200980136128 A CN 200980136128A CN 102159751 B CN102159751 B CN 102159751B
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Abstract

电极以边缘沿一路径被传送。电极可通过其底周边缘被支撑并可被大致竖直地保持。多个清洗喷嘴位于所述路径的邻近处并在所述路径的相反侧上。引导来自喷嘴的清洗喷流撞击所述电极的各侧。喷嘴可线性布置以形成喷嘴阵列,喷嘴阵列成角度而使得清洗喷流撞击电极的上部分先于其底部分。在清洗室内可提供分立的漂洗部分和预清洗部分。用过的水可被收集和再循环。

Description

电极清洁方法和系统
技术领域
本专利文件总体上涉及用于清洗在金属精炼或采矿中常用的电极。
背景技术
以下段落并非认可任何其中所述内容是现有技术或者本领域技术人员的部分公知常识。
美国专利4,566,951(Norberg等人)公开一种用于清洁阴极和/或阳极板的方法,所述板在金属电解精炼中实现,并成组地悬挂在条或接片(lug)上而从电解槽中被提起,此后所述板连续经历清洗操作而被清洗。
美国专利5,567,285(Sitges Menendez等人)公开一种用于从阴极去除电沉积层的设施,包括:阴极接纳区域;阴极处理区域,其中具有阴极清洗设备和取出设备;和储存区域,用于储存已被去除电沉积层的阴极。
美国专利公开文献20070151580(Salamanca)公开一种用于在工业和电冶金处理中清洗阴极的自动机械系统和方法。
发明内容
在本专利文件的方案中,一种清洗电极的方法(所述电极包括第一和第二侧以及周边缘)可包括:在一路径的邻近处在所述路径的相反侧提供多个清洗喷嘴;将所述电极以边缘沿所述路径传送;和当所述电极沿所述路径被传送时,从所述喷嘴引导清洗喷流撞击所述电极的第一和第二侧。
可通过支撑一底周边缘而传送所述电极。所述方法可进一步包括:当所述电极沿所述路径被传送时,导引所述电极以大致竖直地保持所述电极。所述清洗喷流可被引导而大致垂直于所述路径。所述多个清洗喷嘴中的两个或更多个可引导所述清洗喷流大致竖直地喷过所述电极的整个第一侧,当所述电极沿所述路径被传送时,所述清洗喷流可撞击所述第一侧的上部分先于所述第一侧的底部分。
所述的方法可进一步包括:大致封闭清洗部分;和提供用于密封入口和出口的机构,在所述入口和出口处分别允许所述电极以边缘移入和移出所述清洗部分。所述的方法可进一步包括:使所述清洗部分相对于周围压力保持处于负压。
所述的方法可进一步包括:在所述清洗喷嘴的下游且在所述路径的邻近处提供至少一个漂洗喷嘴;和当所述电极沿所述路径被传送时,引导来自所述至少一个漂洗喷嘴的漂洗喷流漂洗所述电极。
所述的方法可进一步包括:大致分离地封闭与所述清洗喷流相关的清洗部分和与所述漂洗喷流相关的漂洗部分。所述的方法可进一步包括:使所述清洗部分和漂洗部分相对于周围压力保持处于负压。
所述的方法可进一步包括:从所述至少一个漂洗喷嘴下方收集漂洗废水;和将至少一部分所述漂洗废水提供到所述清洗喷嘴用于所述清洗喷流。
所述的方法可进一步包括:在所述清洗喷嘴的上游在所述路径的邻近处提供至少一个预清洗喷嘴,所述预清洗喷嘴连接到热水源;和在清洗之前引导来自所述至少一个预清洗喷嘴的预清洗喷流至所述电极上,以润湿所述电极并使所述电极的温度升高而高于周围温度。
所述的方法可进一步包括:从所述清洗喷嘴下方收集废水;和将至少一部分所述废水提供到所述至少一个预清洗喷嘴用于所述预清洗喷流。
所述的方法可进一步包括:使所述电极经受用于干燥所述电极的空气流。
在本专利文件的方案中,一种清洗电极的方法可包括:将所述电极以边缘沿一路径传送;在所述路径的邻近处提供至少一个清洗喷嘴;当所述电极沿所述路径被传送时,引导来自所述清洗喷嘴的清洗喷流至所述电极上以清洗所述电极;在所述路径的邻近处提供至少一个漂洗喷嘴;和当所述电极沿所述路径被传送时,引导来自所述漂洗喷嘴的漂洗喷流至所述电极上以漂洗所述电极。
所述的方法可进一步包括:收集至少一部分所述漂洗喷流水用于所述清洗喷流中。所述的方法可进一步包括:在传送步骤之前:在所述路径的邻近处提供至少一个预清洗喷嘴,所述预清洗喷嘴连接到热水源;和在清洗之前引导来自所述预清洗喷嘴的预清洗喷流至所述电极上,以润湿所述电极并使所述电极的温度升高。所述的方法可进一步包括:收集至少一部分所述清洗喷流水用于所述预清洗喷流中。所述的方法可进一步包括:在引导漂洗喷流的步骤之后,使所述电极经受用于干燥所述电极的空气流。
在本专利文件的方案中,一种用于清洗电极的系统(每个所述电极包括第一和第二侧以及周边缘)可包括:传送器,用于将所述电极以边缘沿一路径传送;和多个清洗喷嘴,其位于所述路径的邻近处并在所述路径的相反侧上,所述清洗喷嘴被朝向所述路径引导,用于当所述电极沿所述路径被传送时撞击所述电极。
所述传送器可包括:传送带,用于支撑每个电极的底周边缘。所述传送带可包括:至少一个支撑夹具,用于支撑每个电极的底周边缘和将所述电极大致保持在所述传送带上。所述传送带可包括:至少一个安全止动部,用于接合所述电极的后周边缘以沿所述路径促动所述电极。
所述的系统可进一步包括:沿侧向布置在所述路径的两侧上的多个导栏。所述导栏可当所述电极沿所述路径被传送时大致竖直地保持所述电极。
所述清洗喷嘴可均被引导而大致垂直于所述路径。所述多个清洗喷嘴中的两个或更多个可线性布置以形成喷嘴阵列。所述喷嘴阵列可适于引导所述清洗喷流大致竖直地喷过所述电极的整个第一侧。所述喷嘴阵列可成角度而使得:当所述电极沿所述路径被传送时,所述清洗喷流撞击所述第一侧的上部分先于所述第一侧的底部分。
所述的系统可进一步包括:封闭体,用于封闭与所述清洗喷嘴相关的清洗部分。所述封闭体可包括具有密封机构的入口和出口。
所述的系统可进一步包括:位于所述路径的邻近处的至少一个漂洗喷嘴。当所述电极在所述清洗喷嘴下游沿所述路径被传送时,所述至少一个漂洗喷嘴被引导朝向所述路径用以漂洗所述电极。
所述的系统可进一步包括:封闭体,所述封闭体大致分离地封闭与所述至少一个清洗喷嘴相关的清洗部分和与所述至少一个漂洗喷嘴相关的漂洗部分。所述清洗部分和所述漂洗部分可通过分隔壁分离。
所述的系统可进一步包括:位于所述至少一个漂洗喷嘴之下的漂洗储器。所述漂洗储器连接到所述清洗喷嘴以将漂洗废水提供到所述清洗喷嘴。
所述的系统可进一步包括:位于所述路径的邻近处的至少一个预清洗喷嘴。所述至少一个预清洗喷嘴可被引导朝向所述路径,用于当所述电极在所述清洗喷嘴下游沿所述路径被传送时润湿所述电极。所述至少一个预清洗喷嘴可连接到热水源,使得预清洗喷流在清洗之前将电极温度升高至高于周围温度。
所述的系统可进一步包括:位于所述清洗喷嘴之下的清洗储器。所述清洗储器可连接到所述预清洗喷嘴以将至少一部分清洗废水提供到所述预清洗喷嘴用于所述预清洗喷流。
所述的系统可进一步包括:排放系统,适于使所述封闭体内的空间相对于周围压力保持处于负压。
所述的系统可进一步包括:干燥系统,其位于所述封闭体的出口处,用于干燥所述电极。所述干燥系统可包括:在所述电极的路径的相反侧上大致竖直延伸的成对的通风器。每个所述通风器可包括竖直延伸的纵向缝用以沿所述电极的侧表面抽吸空气。所述通风器可连接到所述排放系统用于空气通风。所述干燥系统还可包括:细长的通路,所述通路在尺寸上允许在其中将所述电极以边缘传送。所述干燥系统可进一步包括密封机构,用于使所述电极周围的空气流最少,由此使所述封闭体相对于所述干燥系统保持基本密封。
在一种组合方案中,两个如前所述的系统可并排对准,用于清洗分立线路的电极。
在此提供申请人教示的这些和其它特征。
附图说明
为了更好地理解本发明并且更清楚地显示其如何有效实施,现在将通过示例参照附图进行描述,其中:
图1是电极清洗系统的透视图;
图2至4是电极清洗系统的放大透视图;
图5是电极清洗系统的局部透视图;
图6是电极清洗系统的局部放大透视图;
图7是电极清洗系统的局部侧视图;
图8是电极清洗系统的局部端视图;
图9是电极清洗系统的局部俯视图;
图10是流程图;
图11是电极清洗系统的局部放大透视图;
图12是电极清洗系统的局部放大端视图;
图13是电极清洗系统的局部放大透视图;
图14是电极清洗系统的局部放大透视图;和
图15是电极清洗系统的反向放大透视图。
具体实施方式
以下将描述各种设备和过程以提供本发明每个权利要求所述实施例的示例。以下描述的实施例并不限制任何权利要求的发明方案,且任何权利要求的发明方案可涵盖以下未描述的过程或设备。权利要求的发明方案不限于具有下述任何一个设备或过程中的所有特征的设备或过程,也不限于对下述多个或所有设备共同的特征。下述的设备或过程可以不是任何权利要求的发明方案的实施例。申请人、发明人或拥有人保留所有以下权利:其可具有下述的在本文献中未要求权利要求的设备或过程中公开的任何发明方案(例如,保留在连续申请中要求这种发明方案的权利要求的权利),而表示意味着通过在本文献中的公开而对任何这样的发明方案进行放弃、撤消或贡献于公众。
金属电精炼典型地涉及:将粗金属制成的待精炼阳极与阴极一起置于适合的电解槽中。在阳极和阴极之间施加电压,使粗金属氧化,而纯金属离子进入溶液中并通过电解槽朝向阴极电解迁移。纯金属离子沉积到阴极上作为精炼金属,通常具有高纯度。大多数杂质留在电解槽中。
金属电采矿典型地涉及:将由不同于待精炼金属的金属制成的阳极与阴极一起置于适合的电解槽中。待精炼金属以可溶形式被添加到电解槽中(例如,通过沥滤和溶剂萃取过程制备)。在阳极和阴极之间施加电压,使得金属从溶液中迁移而沉积到阴极上作为高纯度精炼金属。
大致类似的电解池结构用于电采矿和电精炼。对于电采矿,提供的溶液中包含所希望的金属,例如铜。然后利用电解使铜或所希望的金属沉积到阴极上。在电精炼中,提供已被再生的金属(例如仍然为铜)作为阳极,利用电解使所述金属进入溶液中并之后沉积在阴极上;电精炼操作的条件设定为:促使所希望的铜沉积在阴极上而同时将其它不需要的金属和其它材料留在溶液中,或者以其它方式沉积在阴极上。在任一情况下,在适合厚度的精炼金属已经沉积到阴极表面上之后,将阴极从电解槽中移出。对于永久阴极而言,沉积层可然后在随后的剥离步骤中进行分离。
一旦阴极从电解槽中移出,电解槽中的残余致污材料可保留在阴极表面上。这些表面杂质可例如包括但不限于:有机材料或无机盐和金属与杂质的复合物。表面杂质可在阴极上变干,并使铜沉积产品的纯度和对应价值显著降低。例如,存在表面杂质,例如“胆矾”(硫酸铜),可导致铜沉积产品的硫水平大于“A”级要求水平。因此,希望阴极在从电解池中移出之后进行清洗以去除或至少减少存在的表面杂质。
申请人的教示涉及用于清洗电极的方法和系统。电极可例如为但不限于阴极。阴极能够以边缘沿一路径被传送。清洗喷嘴可设置在该路径的邻近处,并可引导清洗喷流撞击阴极表面。可提供一个或多个清洗部分,并可选地可包括漂洗或预清洗。所述方法和系统可实现优越的清洗质量。
参见图1,电极清洗系统整体上以100显示。
如图中所示,系统100显示用于多个阴极102。阴极102可采取典型的永久阴极组件的形式,包括大致平坦的沉积板,所述板具有第一和第二侧并限定各周边缘。沉积板可通过具有相对较高拉伸强度和相对较好耐腐蚀性的导电材料制成。例如,沉积板可由316L不锈钢形成或者由具有合意抗腐蚀性能且具有“2B”抛光度的其它合金形成。每个阴极102还可包括电联接到沉积板的导电悬架条(hanger bar)。例如,悬架条可由铜形成。悬架条将沉积板支撑在电解槽内,并在动力源与沉积板之间提供电流路径。其它电极构造也是可行的并且与清洗系统100相容,申请人意在使本教示不限于所示具体阴极102。
阴极102可利用馈进自动机械104被引入系统100。阴极102可通过传送器或固定支架(未示出)被供应到馈进自动机械104。阴极102可利用馈出自动机械106从系统100移出。自动机械104、106可被构造为根据需要旋转和定位每个阴极102。自动机械104、106可为现成型号,例如但不限于:FANUCTM M-410iB系列自动机械(FANUC Robotics CanadaLtd.,米西索加,安大略,加拿大)。
虽然例示出自动机械104、106,不过也可采用任意其它适合装置将阴极102相对于系统100加载或卸载。自动机械104、106对阴极102的操控而言是有吸引力的,这是因为其能够对可能相当重的阴极102实现准确的拾取和放置。
系统100包括至少一个传送器108,用于沿方向A按照单一队列路径将每个阴极102以边缘传送。至少一个传送器108将每个阴极102以边缘传送穿过清洗室110。当每个阴极102沿路径被传送时,每个阴极102的侧面可保持与方向A大致平行。当每个阴极102沿路径被传送时,每个阴极102也可保持大致竖直。
如图所示,在一些示例中,馈进自动机械104将阴极102置于两条传送器线路108a、108b之间。使用多条传送器线路108提供多条清洗线路,以增加系统100的输出能力。传送器线路108a、108b在自动机械104、106之间大致平行地延伸。馈进自动机械104可将阴极102以交错方式安置,使得可仅有一个馈进自动机械104有必要以交替方式将阴极102供应到传送器线路108a、108b,而且类似地,可仅有一个馈出自动机械106有必要以交替方式将阴极102从传送器线路108a、108b中卸载。传送器线路108a、108b可独立地和间歇地操作,使得自动机械104、106可在停止位置安置和拾取阴极102。
各传送器线路108a、108b的间隔可通过传送器、喷流喷嘴、和相关硬件所需空间确定。可在清洗室110的中心下方提供过道,这样可允许对传送器线路108a、108b、喷流喷嘴、和相关硬件等等进行人工维护和检查。
在一些示例中,清洗系统100可封闭。不过,对清洗系统100的封闭是可选的,这是因为,在一些环境中可能会在无封闭情况下清洗电极。
如图所示,在一些示例中,清洗室110可包括两个或更多个部分或者分立的室,例如清洗部分110a和漂洗部分100b。可选地,清洗部分和漂洗部分110a、110b可被大致分离地封闭,以限制喷流溅出并使清洗部分和漂洗部分110a、110b之间的污染最小化。在所示的示例中,分隔壁112可将清洗部分和漂洗部分110a、110b大致分离。虽然例示出一个清洗部分110a和一个漂洗部分110b,不过多个清洗部分和漂洗部分也是可行的,而且可选地,每个部分可设置有其本身的封闭体。另外,清洗部分110a可包括预清洗步骤(如下所述)。
系统100可包括排放系统114,用于将空气从清洗室110排放。排放系统114可被构造为:使清洗室110相对于外部周围气压保持处于负压。负压有助于在系统100内保持水汽和热量。
在一些示例中,可通过支撑一底周边缘而传送阴极102。可使用其它装置将阴极102传送穿过系统100。例如,阴极102可通过高架传送器钩系统(未示出)被传送,由此使每个阴极102通过其悬架条被固定并当其移动穿过系统100时可自由悬挂。不过,由于支撑每个阴极102的底周边缘,因而可基本避免阴极沉积物意外分离于阴极基体的问题及其可能在清洗室110内与传送器装置的冲突。在一些示例中,传送器108可采取循环传送带的形式,其可在一端由驱动系统116驱动以将每个阴极102传送穿过清洗室110。
参见图2,传送器线路108可包括传送带118。传送带118可通过多个带联件118a形成。带联件118a可通过相对耐用的耐高温耐腐蚀材料(例如硬塑料)形成。带联件118a可使用在联接部之间的不锈钢销衔接,从而形成传送带118。带联件118a可包围滑床120,并可在分开的各驱动链轮122之间由驱动系统116驱动。传送带118可在各驱动链轮122之间被驱动以将阴极102传送穿过清洗室110。滑床120可由耐腐蚀材料(例如但不限于不锈钢)形成。滑床120可包括切口外排部分124,以允许将处理水外排而远离传送带118。
阴极102通过馈进自动机械104被置于一个或多个支撑夹具126上。支撑夹具126沿传送带118以分开的间隔紧固或固定。支撑夹具126可由耐腐蚀材料(例如但不限于不锈钢)形成。支撑夹具126可适于将阴极102保持在传送带118上以使阴极102与传送带118和支撑夹具126之间的接触部位最小,从而为阴极102的底边缘提供良好清洗。
可在传送带118上的每个阴极102之后邻近地布置安全止动部128。安全止动部128可沿传送带118以分开的间隔紧固或固定。安全止动部128可由耐腐蚀材料(例如但不限于不锈钢)形成。每个阴极102可位于传送带118上,使得安全止动部128处于阴极102之后紧邻处,但不必接触阴极102。安全止动部128可用于接合阴极102的后周边缘和用于当阴极在传送中卡住时(例如卡在导栏上,如下所述)沿所述路径促动阴极102。
参见图3和4,清洗室110的入口可为细长通路130。通路130可在尺寸上允许在其中将阴极102以边缘传送。通路130可包括密封机构132,用于使阴极周围的空气流最少,由此使清洗室110相对于外部周围空气保持基本密封。如果在高于周围温度的温度下执行清洗,则使清洗室110相对于外部周围空气保持基本密封有助于在系统100内保持热能。在一些示例中,密封机构132可采取接合刚毛(engaging bristles)或相对的橡胶盖(flap)的形式。
类似地,在清洗和漂洗部分110a、110b通过分隔壁112大致分离地封闭的示例中,细长通路(未示出)可设置在分隔壁112中,以允许阴极102以边缘从清洗部分100a穿过至漂洗部分110b。细长通路还可包括密封机构,用于使阴极102周围的空气流最少,由此减少清洗和漂洗喷流水的混合。
参见图5至9,限定清洗室110的封闭体已被移除以更详细地显示系统100。多个导栏134可沿侧向布置在所述路径的两侧上,用于当阴极102沿所述路径被传送时大致竖直地保持阴极102。诸如导栏134之类的内部部件可由耐腐蚀材料(例如塑料或不锈钢)形成,以在清洗室110内耐受腐蚀性相对较高的环境。
可选地,一旦阴极102通过通路130进入清洗室110中,则阴极102可立刻通过压力相对较低的水进行预清洗。在预清洗步骤中,阴极102可被喷以来自至少一个预清洗喷嘴136的水,预清洗喷嘴136邻近于清洗室110的入口。在一些示例中,每个预清洗喷嘴136可大致为扇形,例如具有135度的喷流角度。当阴极102沿所述路径被传送时,每个预清洗喷嘴136可引导水以水平地喷过每个阴极102。
在一个方案中,预清洗喷流在清洗之前润湿阴极102的表面以开始溶解表面杂质。阴极102当进入清洗室110时,由于其来自外部环境而可能相对较冷。例如,通过馈进自动机械106引入系统100中的阴极102可能约为0至20摄氏度。在另一方案中,预清洗喷流可用于使阴极102升温至较高温度。这可有益于随后将在升高的温度(例如约60至80摄氏度)下进行的阴极清洗,使得表面杂质可被充分溶解并在清洗过程中被剥离。
多个清洗喷嘴138设置为邻近于所述路径并处于所述路径的相反侧。清洗喷嘴138被构造为:当阴极102沿所述路径被传送时引导清洗喷流撞击每个阴极102的各侧。将每个阴极102以边缘传送,使得每个清洗喷嘴138能够被大致垂直地引导到每个阴极102的表面,并且处于足够近的距离,以允许阴极102的相应侧的大致整个表面承受对于从阴极102的表面清除杂质或污染物而言有效的直接撞击。各清洗喷嘴138可与阴极102保持基本等距以确保均匀清洗,并因而可在阴极102的两侧上大致形成清洗喷嘴138的镜像。
在一些示例中,清洗喷嘴138可相对于阴极102定位而使得:当每个阴极102经过清洗喷嘴138时,每个清洗喷嘴138的清洗喷流与相邻清洗喷嘴138的喷流重叠,从而使清洗喷流范围覆盖阴极102一侧上的整个竖直带。这样,当一个阴极102水平移动经过清洗喷嘴138时,将清洗阴极102的整个侧表面。可替代地,可提供移动式清洗喷嘴,以引导清洗喷流大致竖直地喷过阴极102的整个一个侧面。
多个清洗喷嘴138中的两个或更多个可线性布置以形成喷嘴阵列140。喷嘴138可按照喷嘴阵列140布置而使得每个清洗喷嘴138的清洗喷流与相邻清洗喷嘴138的喷流重叠,由此,当阴极102沿所述路径被传送时,可引导清洗喷流大致竖直地喷过阴极102的整个侧面。
如图所示,喷嘴阵列140可沿与方向A相反的方向成角度,使得当阴极沿所述路径被传送时清洗喷流撞击第一侧的上部分先于第一侧的底部分。使喷嘴阵列140沿与方向A相反的方向成角度提供“橡皮擦”效应,其中,当阴极102以边缘经过时,来自喷嘴阵列140的喷流用于向下擦拭阴极102的表面。另外,为提供复合角度,每个清洗喷嘴138也可沿与方向A相反的方向略微向后倾斜,以确保当阴极102运动时阴极102的表面受到最大撞击。具体角度可针对阴极102被传送穿过清洗室的速度而被调节和优化。复合角度确保阴极102的表面受到最大撞击。
如图所示,多个喷嘴阵列140可在清洗部分110a内串联设置。可通过大致位于阴极102的路径上方的集管142为喷嘴阵列140提供水分配。集管142可包括支管,以通过相应喷嘴阵列140将水供应到每个清洗喷嘴138。每个清洗喷嘴138的喷流的水压可例如但不限于60磅/平方英寸。在示例中,到清洗喷嘴138的水流速可保持为对于每个阴极大约200升/分钟,其中保持时间约为2分钟,不过,各种不同的流速、保持时间和压力也是可行的。
在可选的漂洗部分110b内,可提供一个或多个漂洗喷嘴阵列140a。可通过在漂洗部分110b中大致位于阴极102的路径上方的集管142a为喷嘴阵列140a提供水分配。
在一些示例中,提供到漂洗喷嘴阵列140a的水可为净化水,例如为去离子水。提供到漂洗喷嘴阵列140a的水也可被加热。漂洗废水可从漂洗喷嘴阵列140a附近的阴极102的下方收集,且至少一部分漂洗废水可被提供用于连续稀释被供应到清洗喷嘴阵列140的清洗水和影响清洗水的部分补充。
可存在预清洗、清洗和漂洗水的连续循环和至少部分再利用,同时可存在预清洗、清洗和漂洗水的部分水源补充,使得在系统100的不同部分中可实现水守恒并可保持希望水平的水纯度。图10是显示系统100内可能的水分配路径的流程图。保持单一的水流动分配网络有助于在系统100内实现热能守恒,从而使得室110内部保持在所希望高温所需能量的量最小。
在一些示例中,漂洗废水可被收集,且至少一部分漂洗废水可被引导供应到清洗喷嘴阵列140。可选地,另一部分漂洗废水可被引导供应漂洗喷嘴阵列140a并与新鲜漂洗水混合。不过,为了保持相对较纯的漂洗水流,可能不希望使漂洗水循环用于漂洗目的。
类似地,在一些实施例中,从清洗喷嘴阵列140附近的阴极102的下方收集的清洗废水的一部分可被收集并引导而进给于清洗喷嘴140,且可选地与漂洗废水混合。另一部分的清洗废水可根据已知的废水处理方法被连续去除并弃置。又一部分收集的清洗废水可被引导而进给于预清洗喷嘴136。
在一些示例中,可从预清洗喷嘴136附近的阴极102的下方收集预清洗废水。一部分预清洗废水可被引导返回而进给于预清洗喷嘴136。另一部分预清洗废水可根据已知的废水处理方法被连续去除并弃置。
参见图9,栅栏144或其它适合开放表面可设置在传送器108a、108b之间以利于维护和清洁。一个或多个储器146可设置在栅栏144之下以收集来自预清洗、清洗和漂洗步骤的用过的废水。废料储器146收集已撞击阴极102并已下降通过栅栏144的清洗废水。清洗废水可根据已知废水处理技术被弃置或者通过使其回到清洗喷嘴138而再循环。
在所示的示例中,特别是参见图7,储器146可包括:位于预清洗喷嘴136正下方的预清洗部分146a,位于清洗喷嘴阵列140下方的清洗部分146b,和位于漂洗喷嘴阵列140a正下方的漂洗部分146c。储器146可包括将各部分146a、146b、146c分离的一系列隔板或挡板(未示出)。在每个部分146a、146b、146c中,处理水可由箱收取,挡板可在各个部分146a、146b、146c之间提供下水以在各个部分146a、146b、146c之间分配水。在一些示例中,提供到漂洗喷嘴阵列140a的净化水可为加热后的水。因此,在储器146上可存在温度梯度,而在漂洗部分146a中的水通常比在预清洗部分146a中的水具有更高温度。为了使水的用量守恒和提供流动平衡,提供到漂洗喷嘴阵列140a的水流可基本匹配于预清洗喷嘴136的流量,使得在阴极102的漂洗过程中所有用水可随后在下游(相对于阴极102的移动是在上游)在预清洗步骤中使用。可监控每个部分146a、146b、146c的水流以确保基本保持流动平衡。另外,被提供用于漂洗喷嘴阵列140a的输入净化水的流速可基本匹配于对离开预清洗储器146a的水进行处理的废水处理流速。
一个或多个预清洗喷嘴136可连接到热水源,使得阴极102可在进入清洗室110时被升至所希望的温度。可替代地,在一些示例中,不需要分立的加热源,这是因为,提供到漂洗喷嘴阵列140a的净化水可为热水,而且如前所述,可将已经从下游的清洗步骤和可选的漂洗步骤收集和再循环的水进给于一个或多个预清洗喷嘴136。因而预清洗水对于升高阴极102的温度而言可能已经足够暖。
参见图11至14,干燥系统148可设置在清洗室110的出口处。干燥系统148的入口可为细长通路150。通路150可类似于通路130,其在尺寸上允许在其中将阴极102以边缘传送。通路15还可包括密封机构152,用于使阴极周围的空气流最少,由此使清洗室110相对于干燥系统148保持基本密封。例如,密封机构152可采取接合刚毛或相对的橡胶盖的形式。干燥系统148的出口可为细长通路154。
干燥系统148适于当阴极102离开清洗室110时在阴极102的两侧周围提供空气急流,以基本干燥阴极102的表面。干燥系统148利用阴极102在漂洗步骤之后的相对较高温度。例如,在漂洗步骤之后,阴极表面可在60至80摄氏度之间。
干燥系统148可包括:成对的通风器156,其在阴极102的路径的相反侧上大致竖直延伸。清洗室110相对于外部周围压力的负压使得外部空气进入通路154并沿设置在阴极102两侧上的间隙158流动。空气沿间隙158流动并被抽吸到在路径150邻近处设置的竖直延伸纵向缝160中。缝160将空气进给到相应的一个通风器156中。通风器156连接到排放管道160。排放管道160可对用于干燥阴极102的空气独立地通风,或者排放管道160可连接到排放系统114而使得利用来自清洗室110内部的其它空气而对用于干燥阴极102的空气通风。
参见图15,当阴极102从通路154移出时,可触发称重/对准机构164以拾取每个阴极并使阴极可由外进给自动机械106(未在图15中示出)传送。在一些示例中,机构164可包括控制两个水平分开臂的活塞。针对一个阴极,所述臂适于接合每个阴极102的悬架条,并使将由外进给自动机械106拾取的阴极102准确定位。可选地,机构164可包括用于对阴极102称重的测压元件。在阴极102是永久阴极的示例中,由机构164产生的重量可用于计算大致收获铜重量。而且,机构164可与计算机相联以能够实现“智能剥离”能力。智能剥离是指,使用重量信息确定在随后剥离操作过程中将铜沉积物从永久阴极主体剥离所需的挠曲度。随后的阴极处理步骤,例如剥离、堆叠、捆扎、称重、和标记,可设置在分立的下游操作中。
虽然在此公开的电极清洗方法和系统特别是用于清洗在永久阴极上产生的阴极产品,不过,在此公开的方法和系统也可用于清洗在起动器片上生产的阴极。在此公开的方法和系统还可用于清洗失效阳极。而且,在此公开的方法和系统可用于清洗非电镀永久阴极片主体(即,在剥离操作之后但在另一电镀操作之前),以去除任何残余沉积材料。在这样的示例中,所述方法和系统可包括喷嘴,喷嘴被构造为产生高压清洗喷流,例如为40,000psi(2,760巴)。
虽然在此已参照附图详细描述了一个或多个发明方案的具体实施例,不过应理解,每个要求保护的发明方案不限于这些具体实施例,在不背离由所附权利要求书限定的任何发明方案的范围或精神的情况下,本领域技术人员可由此实现各种变化和修改。

Claims (33)

1.一种清洗永久阴极组件的方法,所述永久阴极组件包括第一和第二侧以及底周边缘,所述方法包括:
将清洗部分大致封闭于一封闭体内;
在所述清洗部分内一路径的邻近处在所述路径的相反侧放置多个清洗喷嘴;
通过支撑所述底周边缘,将所述永久阴极组件以边缘在所述清洗部分中沿所述路径传送;
引导来自所述喷嘴的清洗喷流撞击所述第一和第二侧;
在阴极移出所述封闭体后,使所述永久阴极组件经受用于干燥所述永久阴极组件的空气流;
从所述第一和第二侧周围抽吸用于干燥永久阴极组件的空气,所述空气用于干燥永久阴极组件以进行流动;以及
使所述清洗部分相对于周围压力保持处于负压,由此,该负压有助于在清洗部分内保持水汽和热量。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:当所述永久阴极组件沿所述路径被传送时,导引所述永久阴极组件以大致竖直地保持所述永久阴极组件。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述清洗喷流被引导而大致垂直于所述路径。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述多个清洗喷嘴中的两个或更多个引导所述清洗喷流大致竖直地喷过所述第一侧,当所述永久阴极组件沿所述路径被传送时,所述清洗喷流撞击所述第一侧的上部分先于所述第一侧的底部分。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,进一步包括:
提供用于大致密封入口的机构,在所述入口处允许所述永久阴极组件以边缘移入所述封闭体。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,提供用于大致密封封闭体的出口的机构,以使在阴极周围流入所述封闭体的空气流最小化。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括:
在所述封闭体中在所述清洗喷嘴的下游且在所述路径的邻近处提供至少一个漂洗喷嘴;和
当所述永久阴极组件沿所述路径被传送时,引导来自所述至少一个漂洗喷嘴的漂洗喷流漂洗所述永久阴极组件。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,进一步包括:将与所述漂洗喷流相关的漂洗部分相对于所述封闭体中的清洗部分大致分离地封闭。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,进一步包括:使所述漂洗部分相对于周围压力保持处于负压。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,进一步包括:
从所述至少一个漂洗喷嘴下方收集漂洗废水;和
将至少一部分所述漂洗废水提供到所述清洗喷嘴用于所述清洗喷流。
11.如权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括:
在所述清洗喷嘴的上游在所述路径的邻近处提供至少一个预清洗喷嘴,所述预清洗喷嘴连接到热水源;和
在清洗之前引导来自所述至少一个预清洗喷嘴的预清洗喷流至所述永久阴极组件上,以润湿所述永久阴极组件并使所述永久阴极组件的温度升高而高于周围温度。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,进一步包括:
从所述清洗喷嘴下方收集废水;和
将至少一部分所述废水提供到所述至少一个预清洗喷嘴用于所述预清洗喷流。
13.如之前任一项权利要求所述的方法,其特征在于,所述经受步骤包括:在所述封闭体外在永久阴极组件离开所述封闭体时大致在所述第一和第二侧周围提供空气急流,以基本干燥所述永久阴极组件的表面。
14.一种用于清洗永久阴极组件的系统,每个所述电极包括第一和第二侧以及周边缘,所述系统包括:
a)封闭体,该封闭体封闭一清洗部分并具有用于所述永久阴极组件的入口和出口;
b)排放系统,该排放系统连接到所述封闭体,用于使所述封闭体内的空间相对于周围压力保持处于负压;
c)传送器,用于将所述电极以边缘沿一路径传送;和
d)多个清洗喷嘴,其位于所述封闭体内以及所述路径的邻近处并在所述路径的相反侧上,所述清洗喷嘴被朝向所述路径引导,用于当所述电极沿所述路径被传送时撞击所述电极;
其中,在所述封闭体的出口处,当永久阴极组件移出所述封闭体时,通过在所述封闭体中的负压,空气被抽吸入所述封闭体,并穿过所述永久阴极组件以保持热量和水汽。
15.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述传送器包括:传送带,用于支撑每个电极的底周边缘。
16.如权利要求15所述的系统,其特征在于,所述传送带包括:至少一个支撑夹具,用于支撑每个电极的底周边缘和将所述电极大致保持在所述传送带上。
17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述传送带包括:至少一个安全止动部,用于接合所述电极的后周边缘以沿所述路径促动所述电极。
18.如权利要求14所述的系统,其特征在于,进一步包括:沿侧向布置在所述路径的两侧上的多个导栏,所述导栏用于当所述电极沿所述路径被传送时大致竖直地保持所述电极。
19.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述清洗喷嘴均被引导而大致垂直于所述路径。
20.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述多个清洗喷嘴中的两个或更多个线性布置以形成喷嘴阵列,其中所述喷嘴阵列适于引导所述清洗喷流大致竖直地喷过所述电极的整个第一侧,其中,所述喷嘴阵列成角度而使得:当所述电极沿所述路径被传送时,所述清洗喷流撞击所述第一侧的上部分先于所述第一侧的底部分。
21.如权利要求19所述的系统,其特征在于,所述封闭体的入口包括在入口处的密封机构。
22.如权利要求21所述的系统,其特征在于,所述封闭体包括在出口处的密封机构。
23.如权利要求22所述的系统,其特征在于,进一步包括漂洗部分,在所述封闭体内,漂洗部分具有位于所述路径的邻近处的至少一个漂洗喷嘴,当所述电极在所述清洗喷嘴下游沿所述路径被传送时,所述至少一个漂洗喷嘴被引导朝向所述路径用以漂洗所述电极。
24.如权利要求23所述的系统,其特征在于,所述封闭体包括将所述清洗部分与所述漂洗部分分离的分隔壁。
25.如权利要求24所述的系统,其特征在于,进一步包括:位于所述至少一个漂洗部分之下的漂洗储器,所述漂洗储器连接到所述清洗喷嘴以将漂洗废水提供到所述清洗喷嘴。
26.如权利要求25所述的系统,其特征在于,进一步包括:在所述封闭体中,位于所述路径的邻近处的至少一个预清洗喷嘴,所述至少一个预清洗喷嘴被引导朝向所述路径,用于当所述电极在所述清洗喷嘴下游沿所述路径被传送时润湿所述电极。
27.如权利要求26所述的系统,其特征在于,所述至少一个预清洗喷嘴连接到热水源,使得预清洗喷流在清洗之前将电极温度升高至高于周围温度。
28.如权利要求27所述的系统,其特征在于,进一步包括:位于所述清洗部分之下的清洗储器,所述清洗储器连接到所述预清洗喷嘴以将至少一部分清洗废水提供到所述预清洗喷嘴用于所述预清洗喷流。
29.如权利要求14所述的系统,其特征在于,进一步包括:干燥系统,其位于所述封闭体的出口处,用于干燥所述电极。
30.如权利要求29所述的系统,其特征在于,所述干燥系统包括:在所述电极的路径的相反侧上大致竖直延伸的成对的通风器,每个所述通风器包括竖直延伸的纵向缝用以沿所述电极的侧表面抽吸空气,所述通风器连接到所述排放系统用于空气通风。
31.如权利要求30所述的系统,其特征在于,所述干燥系统包括:细长的通路,所述通路在尺寸上允许在其中将所述电极以边缘传送,所述干燥系统进一步包括密封机构,用于使所述电极周围的空气流最少,由此使所述封闭体相对于所述干燥系统保持基本密封。
32.一种如权利要求14至28中任一项所述的两个系统的组合,其中,所述两个系统并排对准,用于清洗分立线路的电极。
33.一种如权利要求29所述的两个系统的组合,其中,所述两个系统并排对准,用于清洗分立线路的电极。
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