CN113039310A - 从阴极剥离金属 - Google Patents

Abstract

一种用于剥离沉积在阴极板(16)上的金属(12、14)的设备，包括承载第一剥离设备(40)的第一机械臂(46)，该第一剥离设备具有夹持阴极板的第一夹持设备(62、63)使得在从阴极板剥离金属片之后，第一机械臂操作成将阴极板提升出剥离站。承载第二剥离设备(42)的第二机械臂(48)位于阴极板的第二侧，第二剥离设备具有用于夹持第一金属片(12)或第二金属片(14)中的一者或两者的第二夹持设备(76、77)。在从阴极板(16)剥离之后，第二机械臂可以操作成在从阴极板(16)剥离之后，将第一金属片和第二金属片移动到金属存储区域。从阴极板剥离金属，而不破坏互连第一金属片和第二金属片的金属桥接件。

Description

从阴极剥离金属

技术领域

本发明涉及一种从阴极板剥离金属的方法。本发明还涉及一种用于从阴极板剥离金属的设备。

背景技术

使用电化学工艺生产金属涉及将金属沉积在阴极板上。例如，在铜的电解萃取或电解精炼中，铜金属沉积到不锈钢阴极板上。当沉积的铜金属生长到期望的厚度时，将阴极板从电解池中移出，并将沉积金属从阴极板剥离。该领域中的一些工人将阴极板称为阴极叶片。这些术语可以互换使用。

期望使用高度自动化工艺从阴极板剥离沉积金属，以便在剥离工厂中实现高产量。例如，在美国专利号4840710中，描述了一种用于从阴极剥离电沉积的铜的方法，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。在该方法中，使阴极弯曲的量超过沉积金属和阴极之间的粘合强度，但不超过阴极的弹性极限。这导致至少部分沉积金属与阴极分离，从而在该部分沉积金属与阴极之间留下间隙。然后通过使用在阴极表面和沉积金属之间滑动的楔形件将沉积金属从阴极剥离。使用楔形件从阴极剥离金属涉及楔形件上下运动。楔形件强行使金属离开阴极板，使得金属与阴极板之间的角度通常在15至25度之间。然后，当处于此位置时，使用夹具将金属夹住，并使金属绕阴极板的底部枢转到水平位置。楔形件的高度和宽度通常比阴极小得多，当与夹具结合使用时，有时会在剥离的金属的底部产生弓度。美国专利4840710也描述了使用气体喷射以从阴极剥离沉积金属。

美国专利号4840710的方法已经在世界各地的许多铜工厂中商业实施，并且该方法构成了可从本申请人处商业获得的ISA PROCESS^TM技术的一部分。

当金属沉积在阴极板上时，通常将边缘条放置在阴极板的竖直边缘上，以防止金属沿着阴极板的竖直边缘或侧边缘沉积。结果，金属片沉积在阴极板的任一侧上。阴极板两侧的这些金属片不沿其竖直边缘彼此连结。

在一些工厂中，在将金属沉积在阴极板上之前，将阴极板的底部边缘用蜡覆盖或装配有底部条。这防止了金属沿着阴极板的底部边缘沉积，因此，沉积在阴极板的任一侧的金属片保持彼此分离。

在其他工厂中，在沉积金属之前未对阴极板的底部边缘打蜡或未装配底部条，这导致金属也沿着阴极板的底部边缘沉积。阴极可以设置有基本平坦的底部边缘(例如，如果不希望使沉积金属沿着底边缘破坏)，或者另选地，底部边缘可以设置凹口、凹槽等。如澳大利亚专利号768314所述，这种最后提到的阴极类型被设计成帮助从阴极剥离金属。在这种情况下，阴极被设计用于在其上电沉积金属。阴极被设计成在其底部具有凹槽，金属沉积在其上以形成易碎部分。凹槽的形状使得在沉积在凹槽内的金属中形成弱化线，从而在弱化线上开始两片沉积金属的分离。在这些工厂中，阴极板两侧的沉积金属片通过沿底部边缘沉积金属相互连接。在剥离其中沿其底部边缘以及任一侧沉积有金属的阴极期间，楔形件将金属片从阴极板的侧面推到夹具，与夹具的角度约为15至20度。然后，夹具将铜带到水平位置，并将其拉出以进行分离。

然而，如果沉积在阴极板底部边缘上的金属在初始剥离操作期间没有破坏，则需要先向上弯曲然后向下弯曲金属片直至该金属破坏。然后使用夹具将金属片向上和向下弯曲，直到金属片之间的互连金属破坏。

在申请人的澳大利亚专利号2010210310中，描述了一种用于从阴极板剥离金属的设备，通过引用将该专利的全部内容并入本文。该设备包括当将金属与阴极板分离时适于位于金属和阴极板之间的剥离装置，并且其中剥离装置的移动是通过机械臂的移动来实现的。

澳大利亚专利号2010210310描述了几种方法，其中连接沉积在阴极板两侧的金属片的金属桥接件可以破坏，从而使阴极板任一侧的金属片彼此分离。以这种方式，从每个阴极板回收了两个分离的金属片，其中分离的金属片通常形成为包括多个金属片的堆叠。

澳大利亚专利号2010210310中描述的设备的变体已经安装在世界各地的许多地方。

在一些阴极剥离操作中，在剥离过程期间，阴极沉积物不彼此分离。换句话说，将在阴极板的一侧上的沉积金属片与沉积在阴极板的另一侧上的金属片的沉积物连接的金属桥接件在剥离期间不会破坏。通常，在剥离之后，仍然在下边缘处通过桥接件连接的相对的金属片在剥离之后被折回在一起。已经发现，这样的剥离系统更复杂并且为了实现高的机器产量(例如每小时约500个阴极)，剥离机中需要两个剥离站。

将清楚地理解，如果本文中引用现有技术出版物，则该参考文献并不意味着承认该出版物构成了澳大利亚或任何其他国家的本领域公知常识的一部分。

发明内容

本发明涉及一种用于从阴极板剥离金属的方法以及一种用于从阴极板剥离金属的设备，其旨在在剥离操作期间保持金属桥接件连接阴极板的任一侧上的沉积金属片，同时提供良好的生产量。

鉴于前述内容，本发明以一种形式广泛地存在于剥离沉积在阴极板上的金属的方法中，其中，所述阴极板具有沉积在第一侧上的第一金属片和沉积在第二侧上的第二金属片，形成在所述阴极板的下边缘处的金属桥接件将所述第一金属片与所述第二金属片互连，所述方法包括：

·利用第一机械臂移动第一剥离设备，以将所述第一金属片与所述阴极板的所述第一侧分离，

·利用第二机械臂移动第二剥离设备，以将所述第二金属片与所述阴极板的所述第二侧分离，其中，所述第一金属片和所述第二金属片利用所述下边缘处的所述金属桥接件保持互连，

·利用第一夹持设备夹持所述阴极板，该第一夹持设备与所述第一机械臂相关联，并且操作所述第一机械臂以将所述阴极板从所述剥离站移除并将所述阴极板放置到存储区域或运输区域中，以及

·将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域。

在一个实施例中，将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域的步骤包：使用所述第二机械臂将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域。在一个实施例中，这可以包括：使用与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持所述第一金属片和所述第二金属片中的一者或两者，以及操作所述第二机械臂以将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。

在一个实施例中，所述第二金属片借助侧引导件被保持在一位置，并且推动器将所述第一金属片推向所述剥离设备(可以是楔形件)，并且与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持所述第一金属片和/或所述第二金属片，并且所述第二机械臂操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。

在一个实施例中，所述第二金属片被与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持，并且推动器将所述第一金属片推向所述剥离设备(可以是楔形件)以闭合所述第一金属片和第二金属片之间的间隙，并且所述第二机械臂操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。在一个实施例中，一旦已经将所述第二夹持设备推向所述第二金属片，所述第二夹持设备就夹持所述第一金属片。

在一个实施例中，所述第二机械臂将所述第一金属片和所述第二金属片移动至可移动支撑件，并且所述第二夹持设备被致动以释放所述第一金属片和所述第二金属片，并且所述可移动支撑件被移动，以使所述第一金属片和所述第二金属片移动到输送机上。

所述可移动支撑件可以包括具有支撑表面的翻转机，所述支撑表面可在下部位置和上部位置之间移动，在所述下部位置处所述支撑表面至少部分地位于输送机下方，在所述上部位置处所述支撑表面在所述输送机上方向上延伸，其中，所述第一金属片和所述第二金属片借助所述第二机械臂移动到一个位置，在该位置，所述第一金属片和所述第二金属片由位于所述上部位置中的所述支撑表面支撑，所述第二夹持设备释放所述金属片，并且所述第二机械臂操作成使所述第二夹持设备远离所述金属片，所述翻转机操作成使所述支撑表面移动至所述下部位置，并且所述金属片与所述输送机接触并被所述输送机运走。

本发明的方法在从阴极板剥离金属之后，使用机械臂中的一个机械臂从剥离站移除阴极板。另一个机械臂用于将剥离的金属片移动到金属运输区域或金属存储区域。以这种方式，可以非常有效地利用机械臂。此外，可以避免与具有用于在剥离之后将阴极板从剥离站移除的单独的承载装置相关的投资成本。

在一个实施例中，将所述第一金属片和所述第二金属片与所述阴极板的相应侧分离的步骤包括：将第一剥离设备定位在所述阴极板和所述第一金属片之间，将第二剥离设备定位在所述阴极板和所述第二金属片之间，所述第一剥离设备由第一机械臂移动，所述第二剥离设备由第二机械臂移动，在所述第一金属片和所述阴极板之间移动所述第一剥离设备，从而将所述第一金属片与所述阴极板分离，并在所述第二金属片和所述阴极板之间移动所述第二剥离设备，从而将所述第二金属片与所述阴极板分离，其中，所述第一金属片和所述第二金属片借助所述下边缘处的所述金属桥接件保持互连。

在本发明的优选实施例中，所述阴极板在定位在所述剥离站中之前已经弯曲。以这种方式，可以在所述沉积金属片和所述阴极板之间的顶部打开小间隙，所述剥离设备可以随后插入所述剥离站中的所述小间隙中，以完成所述剥离过程。在将剥离设备插入到阴极板和沉积金属片之间之前，弯曲阴极板以使沉积金属与阴极板部分分离的步骤是本领域众所周知的。

本发明还涉及一种用于从阴极板剥离金属的设备。

根据第二方面，本发明提供一种用于剥离沉积在阴极板上的金属的设备，该设备包括剥离站，该剥离站具有用于支撑阴极板的支撑件，该阴极板具有沉积在所述阴极板的第一侧上的第一金属片和沉积在所述阴极板的第二侧上的第二金属片，所述第一金属片和所述第二金属片通过沉积在所述阴极板的下边缘的金属桥接件互连，所述设备包括：

·位于所述阴极板的第一侧上的第一剥离机，所述第一剥离机包括承载第一剥离设备的第一机械臂，所述第一剥离机具有与所述第一机械臂相关联的第一夹持设备，所述第一夹持设备适于夹持所述阴极板，使得在从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片之后，所述第一机械臂可以操作成将所述阴极板提升出所述剥离站；

·位于所述阴极板的第二侧上的第二剥离机，所述第二剥离机包括承载第二剥离设备的第二机械臂，所述第二剥离机具有与所述第二机械臂相关的第二夹持设备，所述第二夹持设备适于夹持所述第一金属片和所述第二金属片中的一者或两者，其中，在从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片之后，所述第二机械臂可以操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域，

·所述第一剥离设备和所述第二剥离设备可操作成从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片，而不破坏将所述第一金属片和所述第二金属片互连的所述金属桥接件。

第一剥离设备和第二剥离设备通常被插入到沉积金属片和阴极板之间的间隙中。然后，操作机械臂以沿阴极板移动第一剥离设备和第二剥离设备，这有效地将第一沉积金属片和第二沉积金属片从阴极板推开，从而使得金属片从阴极板上剥离。

第一剥离设备可以连接到第一机械臂。第二剥离设备可以连接到第二机械臂。剥离设备可以直接安装至机械臂，或者可以利用机械臂和剥离设备之间的一个或多个中间部分间接安装。

在一个实施例中，剥离设备可以包括一个或多个插入装置。插入装置可以适于插入在金属和阴极板之间，以便将金属的至少一部分与阴极板分离。可以提供任何合适的插入装置，例如但不限于一个或多个钳子、刀、凿子、楔形件等，或其任何组合。在一些实施例中，可以提供互补装置，该互补装置适于定位成邻近金属的外表面，使得插入装置和互补装置形成例如适于夹持金属的至少一部分的一对钳子。

在本发明的一些实施例中，存在一个或多个插入装置。在本发明的该实施例中，插入装置优选地彼此间隔开，使得插入装置可以在沿着阴极板的宽度的至少一部分的点处插入金属和阴极板之间的间隙中，以便确保金属的整个宽度与阴极板分离。

在本发明的一些实施例中，剥离设备包括剥离装置，并且剥离装置的形状可以使得在金属和阴极板之间驱动剥离装置足以导致金属从阴极板剥离。例如，剥离装置可以包括楔形部分，其中，在金属和阴极板之间是驱动点优先。当沿着金属驱动楔形部分时，楔形部分的发散侧导致金属从阴极板剥离。在使用楔形部分的本发明的实施例中，优选的是朝阴极板的底部驱动楔形部分的尖端。

在本发明的优选实施例中，楔形部分的尺寸使得即使当楔形部分被驱动到阴极板的底部时，在阴极和金属片之间也仅形成相对较小的角度。在本发明的一个优选实施例中，当楔形部分被驱动到阴极板的底部时，金属片和阴极板之间的角度不大于20°、更优选地不大于15°、并且最优选地在约10°和12°之间。在本发明的一个优选实施例中，金属片和阴极板之间的相对较小的角度是通过在楔形部分的在楔形件的尖端会聚的侧面之间提供相对较小的角度来实现的。优选地，楔形部分的侧面之间的角度不大于20°、更优选地不大于15°、并且最优选地在大约10°和12°之间。

通过在剥离期间维持阴极板和金属之间的相对较小的角度(优选地，通过提供在楔形件的尖端处会聚的侧面之间具有相对较小的角度的楔形部分)，可以减少或防止金属(特别是在金属片之间的互连金属上方)向外弯曲或弯曲。

此外，优选的是，楔形部分的尺寸使得楔形部分的高度近似等于金属片的高度，并且楔形部分的宽度近似等于到阴极板的宽度。这样，可以使金属与楔形部分之间的接触最大化，并且可以高效地进行剥离过程。

在本发明的一些实施例中，可以提供多个楔形部分。例如，在本发明的一个优选实施例中，可以提供四个楔形部分。优选地，当存在多个楔形部分时，楔形部分在阴极板的宽度上彼此大致等距地间隔开。

优选地，剥离装置被基本竖直向下驱动到金属和阴极板之间的间隙中。尽管在本发明的一些实施例中，将楔形部分驱动到金属与阴极板之间的间隙中可能足以引起金属与阴极板的分离，但是在本发明的其他实施例中，剥离装置可以设置有一个或多个辊，以减少剥离装置被驱动到金属与阴极板之间的间隙中时的摩擦。在本发明的一个实施例中，剥离装置包括一对辊。在本发明的该实施例中，优选的是，所述一对辊中的一个辊适于接触金属的内表面，而所述一对辊中的第二个辊适于接触阴极板的表面。在本发明的一些实施例中，当使用该设备时，一个或多个辊可适于位于金属的竖直边缘处或附近。在本发明的优选实施例中，一个或多个辊适于位于金属的每个竖直边缘处。在本发明的这一实施例中，楔形部分位于适于位于金属的每个竖直边缘处的一个或多个辊的中间。

在另一实施例中，剥离装置包括与阴极板接触的至少一个辊和与金属接触的至少一个突起。突起可以包括楔形突起。该突起可以在至少一个辊的下方突出。在该实施例中，至少一个辊接触阴极板，从而使对阴极板的损坏最小化。这是理想的，因为阴极板可重复使用多次。

其他剥离装置(例如在澳大利亚专利号2010210310中描述的那些剥离装置)也可以用在本发明中。

本发明中可以使用任何合适的机械臂。然而，优选的是，机械臂具有合适的构造，以便能够进行将金属从阴极剥离并移动阴极板或剥离后的金属片所需的移动(例如弯曲和/或枢转)。金属片。因此，优选地，机械臂设置有一个或多个铰接部分，该铰接部分允许机械臂进行必要的移动。

可以使用任何适当的能量源来为机械臂提供动力，例如但不限于电池、干线电源、发电机、太阳能等或其任何组合。

在一个实施例中，每个机械臂均可以包括第一臂，该第一臂使第二臂可枢转地连接到其上。剥离装置可以可枢转地连接到机械臂的第二臂。机械臂的第一臂可以可枢转地连接到基座。基座可以绕竖直轴线旋转。第一机械臂可以例如绕水平轴线枢转地连接到基座。第二机械臂可以例如绕水平轴线枢转地连接到第一臂。剥离设备可以例如绕水平轴线枢转地连接到第二臂。机械臂可以布置成使得第二臂的远端可以相对于基座向上和向下以及向内和向外移动。机械臂可以由可编程控制器控制。机械臂的移动可以被编程到可编程控制器中。第一机械臂可以被编程为完成一组第一移动。第二机械臂可以被编程为完成第二组移动。可以控制机械臂，使得在从阴极板剥离金属片的过程中，第一剥离设备和第二剥离设备彼此同时移动。

剥离装置可以与机械臂一体形成，或者机械臂可以适于允许剥离装置附接到其上。剥离装置可以使用任何适当的技术附接到机械臂。通常，剥离装置很可能借助螺栓、螺母等连接至机械臂。

第一夹持设备可以包括能够夹持和保持阴极板的任何合适的夹持设备。夹持设备可包括一个或多个夹紧器、抽吸装置、夹子等或其任何组合。在本发明的一些实施例中，夹持设备包括一个或多个夹紧器，并且一个或多个夹紧器可以被电动、液压气动或其任意组合地致动。

第一夹持设备可以安装至形成第一剥离设备的一部分的框架或支撑件。

第一夹持设备可以包括位于第一剥离设备的一侧的至少一个夹紧器和位于第一剥离设备的相对侧的至少一个夹紧器。适当地，第一夹持设备在阴极板的两个侧边缘处夹持阴极板，从而在阴极板移出剥离站的过程中牢固地保持阴极板。

第二夹持设备可以包括能够夹持和保持金属片的任何合适的夹持设备。第二夹持设备可以包括一个或多个夹紧器、抽吸装置夹子等或其任何组合。在本发明的一些实施例中，第二夹持设备包括一个或多个夹紧器，并且一个或多个夹紧器可以被电动、液压气动或其任意组合地致动。

第二夹持设备可以包括位于第二剥离设备的一侧处的至少一个夹紧器和位于第二剥离设备的相对侧处的至少一个夹紧器。适当地，第二夹持设备在金属片的两个侧边缘处夹持金属片中的一者或两者，从而在金属片移出剥离站期间牢固地保持金属片。在一个实施例中，提供了第一组夹紧器以保持第一金属片，并且提供了第二组夹紧器以保持第二金属片。

第二夹持设备可以安装到形成第二剥离设备的一部分的框架或支撑件。

在一个实施例中，与第一机械臂相关联的夹具用于夹持阴极板的边缘并将其从铜封装(沉积的铜)中提出。这些夹具可以具有光滑的夹持表面，以避免刮擦或对阴极板造成其他损坏。与第二个机械臂相关联的夹具夹持封装的铜(沉积的铜)。在一些实施例中，剥离楔形件的每一侧上(彼此相对)有两个夹具，因此两个铜片都被固定以进行提升。向下剥离动作完成后，主夹具会夹持铜。相对侧上的辅助夹具等待1号机械臂将阴极板从封装内部移除。推动装置将第二铜片推向楔形件，以便次辅助夹具能够进行夹持。铜夹具的设计类似于我们的澳大利亚专利号2010210310中所述的原始机械手剥离机。

在本发明的所有方面中，将提供一种弯曲台，该弯曲台在从阴极上剥离金属片之前使阴极弯曲。弯曲台使阴极弯曲并破坏阴极与金属的至少一部分之间的粘合。这可以例如根据美国专利号4840710中描述的方法或通过使用如PCT/FI2004/000719(WO 2005/054546 A1)中描述的可在阴极的竖直方向上可旋动地移动的剥离元件来实现。本领域技术人员已知或文献中描述的任何其他弯曲操作也可以用于形成间隙。

为了维持阴极板和金属之间的间隙，可以在金属和阴极板之间插入一个或多个楔形件。这方面的一个实施例在澳大利亚专利号625243的图12和13中给出。另选地，可以在金属和阴极板之间插入一个或多个臂，并且将臂稍微拉离阴极板以维持金属和阴极板之间的间隙。另选地，可以在金属和阴极板之间插入一个或多个臂，并将金属推向条，以在铜片中创建小的向外的弯曲。这防止了铜片向阴极片回落。

本发明可用于电解萃取厂和电解精炼厂中。

在本发明的范围内，本文描述的任何特征可以与本文描述的任何一个或多个其他特征以任何组合方式进行组合。

本说明书中对任何现有技术的提法不被也不应被视为对现有技术形成公知常识的一部分的承认或任何形式的暗示。

附图说明

将参考以下附图描述本发明的各种实施方式，在附图中：

图1至图14示出了根据本发明的一个实施例的从阴极板剥离沉积金属所涉及的各个步骤的侧视图和立体图。为了清楚起见，在图1至图14中，已经移除了与剥离设备附接的机械臂；

图15示出了根据本发明的设备的立体图，该设备操作从阴极板剥离沉积金属的步骤。在图15中，示出了机械臂；

图16至图18示出了可用于从阴极板剥离沉积金属并将阴极板移出剥离站的剥离设备；和

图19至图21示出了可用于从阴极板剥离沉积金属并将剥离的金属沉积物移出剥离站的剥离设备。

具体实施方式

应当理解，提供附图是为了说明本发明的优选实施例。因此，本领域技术人员将理解，不应将本发明视为仅限于附图中所示的特征。

首先转向图15，该图示出了适用于本发明的方法的设备，可以看出，沉积金属片12、14从阴极板16被移除金属片在电萃取或电沉积过程中已经沉积在该阴极板上。阴极板16通常包括与吊杆18连接的不锈钢板。阴极板具有常规构造，无需对其进一步描述。

在剥离站20中将沉积金属12、14从阴极板移除。剥离站20包括支撑框架，该支撑框架包括：4个立柱，其中3个立柱在22、23、24处示出；以及上水平构件25、26。支撑框架承载阴极板支撑件(在图15中被遮盖)，该阴极板支撑件通常引导阴极板的吊杆，以使阴极板16沿大致竖直的方向延伸。引导件沿着横向输送机安装安装至框架并保持阴极在输送机上行进时竖立。该剥离站还具有阴极提升装置，在这种情况下是由液压缸操作的，该阴极提升装置在剥离操作期间提升阴极板。再次，剥离站通常具有常规构造，并且本领域技术人员将很好地理解该剥离站。

链式输送机28位于剥离站下方。推动器30位于阴极板的一侧。推动器30包括两个立柱31、32和水平接触构件33。立柱31、32的下端绕轴34枢转地安装，并且致动器35用于使推动器从图15中所示的位置向右枢转，从而推动器就与沉积金属片之一接触，并使那片沉积金属向第二剥离设备移动(以及另一片沉积在阴极板上的沉积金属片)。致动器也可以将推动器移回到图15所示的位置。

剥离站还包括位于阴极板16的与推动器30相对的一侧的翻转机(在图15中被遮盖)。下文中将进一步详细地描述翻转机的构造和操作。

第一机械手36定位在剥离站的一侧。第二机械手38定位在剥离站的另一侧。第一机械手36在图15中被部分遮盖。第一机械手36承载第一剥离设备40，第二机械手38承载第二剥离设备42。下面对这些方面进一步详细描述。

第一机械手36包括基座43。基座43固定在地板上。基座43承载机械手基座单元44。机械手基座单元44可以绕竖直轴线旋转。机械手基座单元44承载第一机械臂46。第一机械臂46绕轴或枢轴销47安装至机械手基座单元44。轴或枢轴销47允许第一机械臂绕水平轴线旋转。第二机械臂48在轴或枢轴销49处安装至第一机械臂46的远端。再次，轴枢轴销49允许第二机械臂绕水平轴线旋转。第二机械臂48的远端装配有万向接头50，并且第一剥离设备40安装至万向接头50。万向接头50包括水平轴线51和竖直轴线52以及另一条轴线52A，该另一条轴线大体上与臂48的纵轴线重合。借助于第二机械臂38的构造，第二剥离设备42具有大范围的移动。它可以水平、竖直移动并且可绕水平和竖直轴线旋转地移动。应当理解，不同设计的其他机械手也可以用在本发明中。

第一机械手46和第二机械手48适当地具有常规设计。机械手的移动由内置在机械手中的适当控制器和致动器控制。再次，这些可能是常规的，无需进一步描述。

图16、17和18分别示出了第一剥离设备40的前视图、立体图和侧视图。第一剥离设备40包括具有竖直构件53、54、55以及顶部构件56和底部构件57的框架。底部构件57具有与其一体形成或附接至其的楔形件58。多个横梁(其中一些以59和60示出)用螺栓连接或以其他方式连接在相邻的竖直构件之间，以为框架提供额外的强度。

顶部构件56具有与之附接的支架61。支架61使第一剥离设备能够安装至第一机械臂。支架61包括：短圆柱体，其焊接到顶部构件56，短圆柱体具有与短圆柱体附接的凸缘；以及多个角撑板，其焊接到凸缘和顶部构件以提供额外的强度。也可以使用支架的其他设计。

第一剥离设备40还具有安装至框架的相对侧的两个夹持装置，其形式为夹紧器62、63。夹紧器62、63基本上彼此相同。夹紧器62包括焊接或以其他方式连结至侧板53的两个耳状件64、65。这些耳状件支撑销66。可旋转的夹紧板67经由短臂68、69安装至销66。安装偏心臂70以用于绕轴线71旋转。诸如液压缸或气压缸72之类的驱动器可以延伸和缩回以使偏心臂70绕轴线71移动，这继而引起销66旋转，销66旋转也引起可旋转的夹紧板67旋转。以这种方式，可以选择性地打开和关闭夹紧板。

夹紧器63具有基本相同的构造。其他驱动装置可以代替液压缸或气压缸72。如图18最佳所示，夹紧器62延伸超过侧构件53的内周。这样，当致动夹紧器时，夹紧板67可以绕阴极板16的边缘移动，从而夹紧板67能够将阴极板16夹紧至第一剥离设备40。夹紧器63以类似的方式操作，以将阴极板16夹紧至第一剥离设备40。

第一剥离设备40还包括多个辊，其中一些辊的附图标记为73、74。如从图17可以看到的，辊73从辊74偏移。在使用中，辊73或74中的一个辊可以接触阴极板或沉积金属的表面或在其上滚动，而另一个辊73、74可以接触沉积金属片的表面并沿其滚动。以这种方式，可以使由第一剥离设备沿着阴极板和第一金属片的移动引起的对阴极板和沉积金属片的损坏最小化。在向下剥离操作期间，辊还支撑楔形件，并在行进期间减小楔形件、铜沉积物和阴极板之间的摩擦。

图19、20和21分别示出了第二剥离设备42的前视图、立体图和侧视图。第二剥离设备42具有与第一剥离设备相同的多个特征。为了方便起见，在第二剥离设备42具有与第一剥离设备40相同的特征的情况下，将使用用于表示关于第一剥离设备40的那些特征的相同附图标记表示图19至图21中的相同特征，但添加了符号'。例如，第一剥离设备40的楔形件58对应于第二剥离设备42中的楔形件58'。这些特征不需要进一步描述。

第二剥离设备42与第一剥离设备40的不同之处在于：第二剥离设备42包括第二组夹紧器76、77。第二组夹紧器76、77可以具有与第二夹紧器62、63基本相同的构造以及基本上相同的驱动装置。但是，如从图21可以看到的，夹紧器62'和63'具有可延伸超过第二剥离设备42的外周的夹紧板，而夹紧器76、77具有可延伸超过第二剥离设备42的内周的夹紧板。以这种方式，夹紧器76、77可以夹紧至已经从阴极板剥离并且位于第二夹紧设备42的内周侧的沉积金属片上(这对应于在阴极板的被第一剥离设备沿着移动的一侧从阴极板剥离的沉积金属片)，而夹紧器62'、63'可以夹紧至已经被第二剥离设备从阴极板剥离的沉积金属片(这对应于阴极板的被第二剥离设备沿着移动的一侧从阴极板剥离的沉积金属片)。

第二剥离设备42还包括安装至第二剥离设备42的相应侧构件53'、54'的侧引导件78、79。引导件78包括具有第一部分80和向外成角度的第二部分81的成角度的引导板。引导件78安装至侧板82或由其形成，该侧板82焊接至侧构件53'。引导件79具有基本相似的结构。引导件通过侧引导件帮助将第二金属片14保持在适当的位置，并且推动器将第一金属片推向剥离设备。引导件可防止阴极在剥离操作过程中的倾斜，否则会导致阴极沉积物移动到夹紧器/夹具无法触及的地方。

如上所提及的，第一剥离设备40安装至第一机械手36的机械臂，并且第二剥离设备42安装至第二机械手38的机械臂。

现在参照图1至图14提供第一剥离设备和第二剥离设备以及第一机械手和第二机械手的如下操作：从阴极板剥离沉积金属，从剥离站移除被剥离过的阴极板并将剥离的金属移动至运输区域或存储区域。为了清楚起见，在图1至图14中，省略了机械臂。然而，本领域技术人员将理解，机械臂用于实现第一和第二剥离设备的所需移动。可以使用适当的命令序列对机械臂进行编程，以确保发生所需的移动。类似地，控制机械臂的移动的控制系统也可以控制第一剥离设备和第二剥离设备上的夹紧器的操作。

在将其上具有沉积金属片的阴极板放置在剥离站中之前，使阴极板弯曲以在沉积金属片和阴极板之间的顶部打开小间隙。可以在剥离站中将剥离设备插入小间隙中，以完成剥离过程。在将剥离设备放置在阴极板和沉积金属片之间之前，弯曲阴极板以使沉积金属与阴极板部分分离的步骤在本领域中是众所周知的，因此无需进一步描述。

使用常规的阴极处理设备将因而弯曲的阴极板放置在剥离站20中。这在图1和2中示出。图1示出了其上具有弯曲的沉积金属片12、14的阴极板16。图1还示出了第一剥离设备40定位成使得第一剥离设备40的楔形件58定位到沉积金属片12和阴极板16之间的间隙中。类似地，第二剥离设备42定位成使得其楔形件58'定位到沉积金属片14和阴极板16之间的间隙中。

图1和图2还示出了翻转机84。翻转机84包括两个隔开的框架构件85、86，它们在其下端绕着轴88可枢转地安装。在另一备选中，框架构件85、86的下端可以独立地支承在单独的轴承中，而不是使用轴。轴承合适地彼此对准。致动器90可以是具有关联的齿轮系统的电动马达，该致动器90可以用于将翻转机84从图1所示的竖直位置移动到翻转机84的上端的位置(如图1所示)，降低到翻转机位于链式输送机28的上表面下方的位置。下面将进一步详细描述翻转机的操作。

图1和图2还示出了推动器30。如图1最佳所示，推动器30定位成使得水平接触构件33与沉积金属片12在剥离循环的这一阶段隔开。

在将楔形件58、58'插入到沉积金属片12、14和阴极板16之间的间隙中(如图1所示)之后，第一机械臂和第二机械臂同时沿着阴极板16和相应的沉积金属片14、12向下移动第一剥离设备40和第二剥离设备42。如从图1和3可以看到的，第一剥离设备40位于阴极板16的一侧，并且第二剥离设备42位于阴极板16的另一侧。

图3和图4示出了第一剥离设备40和第二剥离设备42定位成使得各个剥离设备的下端位于与阴极板16的下边缘相邻的位置。在此阶段，沉积金属片14、16仍沿其下边缘彼此连接，但是它们已经与阴极板16有效地分离。可以形成剥离站20的一部分的提升装置(在附图中被遮盖)也可以向上短距离(例如70毫米左右)地提升阴极，以确保在剥离操作过程中阴极板从沉积金属释放出来。

在此阶段，致动第一剥离设备上的夹紧器62、63以夹紧阴极板16。类似地，致动第二剥离设备上的夹紧器62'、63'以夹紧到沉积金属片上14。然后，操作第一机械臂以开始向上提升第一剥离设备40。这也开始将阴极板16提升出剥离站20。图5中示出了该移动的第一步骤。如图5所示，第一剥离设备40已经向上移动了一小段距离，使得现在金属片12和第一剥离设备40之间的间隙很小。当第二沉积金属片14被第二剥离设备42上的夹紧器62'、63'夹持时，第二金属片14以及附接的金属片12保持在原位。

图7和8示出了第一剥离设备40继续被第一机械臂向上抬起，这有效地将阴极板16从剥离站20移出。推动器30被致动，使得水平接触构件33与金属片12接触并将金属片12推向第二剥离设备42。然后致动夹紧器76、77以夹持另一金属片12。以此方式，两个金属片12、14被安装在第二剥离设备42上的夹紧器或夹具夹持。

在图9和图10中，第一剥离设备40已被第一机械手移动到阴极板运输或存储区域。在该阶段，可以操作第一剥离设备40上的夹紧器62、63，使得它们释放阴极板16。然后，根据需要存储或移动阴极板16。通常，阴极板16将被存放起来，直到需要在电沉积工厂或电萃取工厂中重新使用为止。

图11和图12示出了第二剥离设备42由第二机械臂移动，从而使沉积金属片14与翻转机84接触或邻接。然后，操作夹紧器76、77和62'、63'以释放各自的阴极片/沉积金属片14和12。然后，操作第二机械臂以将第二剥离设备42向上提起并远离沉积金属片12、14，从而使沉积金属片12、14的一部分仍停留在翻转机84上。应当理解，一旦将第一剥离设备40的底部抬高并离开沉积金属片12的上端，就可以开始图11和12所示的步骤。换句话说，一旦第一剥离设备40到达如图7和8所示的位置，就可以进行图11和12所示的步骤。

一旦已经从沉积金属片12和14之间移除第二剥离设备42，翻转机84就下降到图13和14所示的位置。随后，从沉积的片12和14之间撤回第二剥离设备42，但是当翻转机84仍处于图11中所示的位置时，可以进一步操作推动器30以将沉积金属片12推动成更靠近沉积金属片14，从而将沉积金属片12、14的上端处的间隙闭合。这可以是一个可选步骤。在一些实施例中，翻转机旋转足够远，使得翻转机84的后端92(见图14)接触并推动由第一机械手剥离的金属抵靠由第二机械手剥离的金属，从而使位于输送机上的水平位置中的沉积金属片靠近在一起。

当翻转机84到达如图13所示的位置时，翻转机84位于链式输送机28的上表面的下方。但是，由于金属片12、14的宽度大于链式输送机28的相邻链条，沉积金属片14与链式输送机28的链条接触。理想的是，在翻转机84到达图13和14所示位置后，当接收到一对沉积金属片12、14时，这些链条开始操作，并且金属片与链式输送机一起移动。这将沉积金属片材12、14从剥离站20中移除并使它们离开翻转机。在一个实施例中，输送机每当接收到一对阴极沉积物时，就使驱动夹头和链条开始行进固定的距离。输送机可以具有常规的设计和操作。

为了使用于从另一阴极板剥离沉积金属的剥离站20做好准备，将推动器30返回至更直立的取向(如图13所示)，并且将翻转机84升高回到如图1所示的位置。然后，可以将其上沉积有金属的下一个阴极板放置在剥离站20中，并且可以重复操作顺序。

本发明的优选实施例允许有效地处理阴极板和已经从阴极板上被移除的剥离金属。这可以提高生产率，并增加剥离站的金属产量。此外，由于借助机械手之一将阴极板从剥离站移除，因此不需要用于从剥离站移除剥离的阴极板的单独的阴极板处理设备。

在本说明书和权利要求书中(如果有的话)，单词“包括”及其派生词包括每个所述整数，但是不排除包括一个或多个其他整数。

在整个说明书中对“一个实施例”的提法是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，可以以任何合适的方式以一种或多种组合来组合特定特征、结构或特性。

根据法规，已经以或多或少地针对结构或方法特征的语言描述了本发明。应当理解，本发明不限于所示出或描述的特定特征，因为本文所述的手段包括使本发明生效的优选形式。因此，在本领域技术人员适当解释的所附权利要求(如果有的话)的适当范围内，以其任何形式或修改要求保护本发明。

Claims (38)

1.一种用于剥离沉积在阴极板上的金属的方法，其中，所述阴极板具有沉积在第一侧上的第一金属片和沉积在第二侧上的第二金属片，形成在所述阴极板的下边缘处的金属桥接件将所述第一金属片与所述第二金属片互连，所述方法包括：

利用第一机械臂移动第一剥离设备，以将所述第一金属片与所述阴极板的所述第一侧分离，

利用第二机械臂移动第二剥离设备，以将所述第二金属片与所述阴极板的所述第二侧分离，其中，所述第一金属片和所述第二金属片利用所述下边缘处的所述金属桥接件保持互连，

利用第一夹持设备夹持所述阴极板，该第一夹持设备与所述第一机械臂相关联，并且操作所述第一机械臂以将所述阴极板从剥离站移除并将所述阴极板放置到存储区域或运输区域中，以及

将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域的步骤包括：使用所述第二机械臂将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：使用与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持所述第一金属片和所述第二金属片中的一者或两者，以及操作所述第二机械臂以将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第二金属片借助侧引导件被保持在一位置，并且推动器将所述第一金属片推向所述剥离设备，并且与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持所述第一金属片和/或所述第二金属片，并且所述第二机械臂操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二金属片被与所述第二机械臂相关联的第二夹持设备夹持，并且推动器将所述第一金属片推向所述剥离设备以闭合所述第一金属片和第二金属片之间的间隙，并且所述第二机械臂操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到所述金属存储区域或所述金属运输区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，一旦已经将所述第二夹持设备推向所述第二金属片，所述第二夹持设备就夹持所述第一金属片。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二机械臂将所述第一金属片和所述第二金属片移动至可移动支撑件，并且所述第二夹持设备被致动以释放所述第一金属片和所述第二金属片，并且所述可移动支撑件被移动以使所述第一金属片和所述第二金属片移动到输送机上。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述可移动支撑件包括具有支撑表面的翻转机，所述支撑表面能在下部位置和上部位置之间移动，在所述下部位置处所述支撑表面至少部分地位于输送机下方，在所述上部位置处所述支撑表面在所述输送机上方向上延伸，其中，所述第一金属片和所述第二金属片借助所述第二机械臂移动到一个位置，在该位置，所述第一金属片和所述第二金属片由位于所述上部位置中的所述支撑表面支撑，所述第二夹持设备释放所述金属片，并且所述第二机械臂操作成使所述第二夹持设备远离所述金属片，所述翻转机操作成使所述支撑表面移动至所述下部位置，并且所述金属片与所述输送机接触并被所述输送机运走。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所述第一金属片和所述第二金属片与所述阴极板的相应侧分离的步骤包括：将第一剥离设备定位在所述阴极板和所述第一金属片之间，将第二剥离设备定位在所述阴极板和所述第二金属片之间，所述第一剥离设备由所述第一机械臂移动，所述第二剥离设备由所述第二机械臂移动，在所述第一金属片和所述阴极板之间移动所述第一剥离设备，从而将所述第一金属片与所述阴极板分离，并在所述第二金属片和所述阴极板之间移动所述第二剥离设备，从而将所述第二金属片与所述阴极板分离，其中，所述第一金属片和所述第二金属片借助所述下边缘处的所述金属桥接件保持互连。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述阴极板在定位在所述剥离站中之前已经弯曲，以在所述沉积金属片和所述阴极板之间的顶部打开小间隙，并且所述剥离设备随后插入所述剥离站中的所述小间隙中，以完成所述剥离过程。

11.一种用于剥离沉积在阴极板上的金属的设备，该设备包括剥离站，该剥离站具有用于支撑阴极板的支撑件，该阴极板具有沉积在所述阴极板的第一侧上的第一金属片和沉积在所述阴极板的第二侧上的第二金属片，所述第一金属片和所述第二金属片通过沉积在所述阴极板的下边缘的金属桥接件互连，所述设备包括：

位于所述阴极板的第一侧上的第一剥离机，所述第一剥离机包括承载第一剥离设备的第一机械臂，所述第一剥离机具有与所述第一机械臂相关联的第一夹持设备，所述第一夹持设备适于夹持所述阴极板，使得在从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片之后，所述第一机械臂能够操作成从而将所述阴极板提升出所述剥离站；

位于所述阴极板的第二侧上的第二剥离机，所述第二剥离机包括承载第二剥离设备的第二机械臂，所述第二剥离机具有与所述第二机械臂相关的第二夹持设备，所述第二夹持设备适于夹持所述第一金属片和所述第二金属片中的一者或两者，其中，在从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片之后，所述第二机械臂能够操作成将所述第一金属片和所述第二金属片移动到金属存储区域或金属运输区域，

所述第一剥离设备和所述第二剥离设备能操作成从所述阴极板剥离所述第一金属片和所述第二金属片，而不破坏将所述第一金属片和所述第二金属片互连的所述金属桥接件。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一剥离设备连接至所述第一机械臂，并且所述第二剥离设备连接至所述第二机械臂。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第一剥离设备直接安装至所述第一机械臂，并且所述第二剥离设备直接安装至所述第二机械臂，或者所述第一剥离设备利用所述第一机械臂和所述第一剥离设备之间的一个或多个中间部分间接安装，并且所述第二剥离设备利用所述第二机械臂和所述第二剥离设备之间的一个或多个中间部分间接安装。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述剥离设备包括一个或多个插入装置，所述插入装置适于插入在金属和所述阴极板之间，以便将所述金属的至少一部分与所述阴极板分离。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述插入装置包括一个或多个钳子、刀、凿子、楔形件等或其任何组合。

16.根据权利要求14或15所述的设备，还包括互补装置，所述互补装置适于邻近所述金属的外表面定位，使得所述插入装置和所述互补装置形成适于夹持所述金属的至少一部分的一对钳子。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的设备，包括多个插入装置，所述插入装置彼此间隔开，使得所述插入装置在沿着所述阴极板的宽度的至少一部分的点处插入到所述金属和所述阴极板之间的间隙中，以确保所述金属的整个宽度与所述阴极板分离。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的设备，其中，所述剥离设备包括剥离装置，并且所述剥离装置的形状使得在所述金属和所述阴极板之间驱动所述剥离装置足以导致从阴极板剥离所述金属。

19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述剥离装置包括楔形部分，其中，所述楔形部分在所述金属和所述阴极板之间是驱动点优先。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，在剥离期间，所述楔形部分的尖端被驱动到所述阴极板的底部。

21.根据权利要求19或20所述的设备，其中，所述楔形部分的尺寸使得当所述楔形部分被驱动到所述阴极板的所述底部时，所述金属片与所述阴极板之间的角度不大于20°、或者不大于15°、或者在大约10°与12°之间。

22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述楔形部分的侧面之间的角度不大于20°、或者不大于15°、或者在大约10°和12°之间。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的设备，其中，所述楔形部分的尺寸使得所述楔形部分的高度大约等于所述金属片的高度，并且所述楔形部分的宽度大约等于所述阴极板的宽度。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的设备，其中，提供有多个楔形部分。

25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述楔形部分在所述阴极板的所述宽度上彼此大致等距地间隔开。

26.根据权利要求11至25中任一项所述的设备，其中，所述剥离装置设置有一个或多个辊，以在所述剥离装置被驱动到所述金属与所述阴极板之间的所述间隙中时减小摩擦。

27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述剥离装置包括一对辊，所述一对辊中的一个辊适于接触所述金属的内表面，而所述一对辊中的第二个辊适于接触所述阴极板的表面。

28.根据权利要求26或27所述的设备，其中，当使用所述设备时，所述一个或多个辊适于位于所述金属的竖直边缘处或附近。

29.根据权利要求28所述的设备，其中，一个或多个辊适于位于所述金属的每个竖直边缘处，并且所述楔形部分位于适于位于所述金属的每个所述竖直边缘处的所述一个或多个辊的中间。

30.根据权利要求11至29中任一项所述的设备，其中，所述剥离装置包括接触所述阴极板的至少一个辊和接触所述金属的至少一个突起。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，所述至少一个辊接触所述阴极板，从而使对所述阴极板的损坏最小化。

32.根据权利要求11至31中任一项所述的设备，其中，每个机械臂均包括具有第二臂的第一臂，该第二臂能枢转地连接至所述第一臂，所述剥离设备能枢转地连接至所述机械臂的所述第二臂，所述机械臂的所述第一臂能枢转地连接至基座，所述基座能绕竖直轴线旋转，所述第一机械臂能绕水平轴线枢转地连接到所述基座，所述第二臂能枢转地连接至所述第一臂。

33.根据权利要求11至33中任一项所述的设备，其中，控制所述第一机械臂和所述第二机械臂，使得在从所述阴极板剥离所述金属片期间，所述第一剥离设备和所述第二剥离设备彼此同时移动。

34.根据权利要求11至34中任一项所述的设备，其中，所述剥离装置与所述机械臂一体地形成，或者所述机械臂适于允许将所述剥离装置附接到所述机械臂。

35.根据权利要求11至34中任一项所述的设备，其中，所述第一夹持设备包括一个或多个夹紧器、抽吸装置、夹子或其任意组合，所述第二夹持设备包括一个或多个夹紧器、抽吸装置、夹子或其任意组合。

36.根据权利要求35所述的设备，其中，所述第一夹持设备包括一个或多个夹紧器，并且所述一个或多个夹紧器被电动、液压、气动或其任意组合地致动，并且所述第二夹持设备包括一个或多个夹紧器，并且所述一个或多个夹紧器持被电动、液压、气动或其任意组合地致动。

37.根据权利要求11至36中任一项所述的设备，其中，所述第一夹持设备包括位于所述第一剥离设备的一侧处的至少一个夹紧器和位于所述第一剥离设备的相对侧处的至少一个夹紧器，并且所述第二夹持设备包括位于所述第二剥离设备的一侧处的至少一个夹紧器和位于所述第二剥离设备的相对侧处的至少一个夹紧器。

38.根据权利要求11至37中的任一项所述的设备，其中，所述第一夹持设备安装到形成所述第一剥离设备的一部分的框架或支撑件，并且所述第二夹持设备安装到形成所述第二剥离设备的一部分的框架或支撑件。

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