DD259004A1 - Auslaufvorrichtung zur veraenderung des elektrolytniveaus - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auslaufvorrichtung zur Veraenderung des Elektrolytniveaus und zur vollstaendigen Entleerung kastenfoermiger Elektrolysezellen fuer die Kupferraffinatinoselektrolyse. Mit ihr soll der Aufwand beim Betreiben einer Kupferraffinationselektrolyse gesenkt und Moeglichkeiten einer Automatisierung geschaffen werden. Dazu sitzt in der Stirnwand 1 zwischen dem Boden 9 und der Hoehe des unteren Randes der Elektroden 2 ein Stopfbuchsgehaeuse 33, das einen Auslaufzapfen 4 aufnimmt, der im Raum zwischen der Stirnwand 1 und den Elektroden 2 ein bis zum Elektrolytspiegel 7 reichendes, nach beiden Seiten schwenkbares Ueberlaufrohr 3 aufnimmt, dessen Hohlraum mit einem Stroemungskanal 47 im Auslaufzapfen 4 verbunden ist. Am Auslaufzapfen 4, innerhalb der Elektrolysezelle, ist ein senkrechter Betaetigungszapfen 15 mit einer Kurvenscheibe 16 befestigt, die mit einem von unten federbelasteten, kalottenfoermigen Ventilkoerper 11 eines bodeneben im Boden 9 eingelassenen Sperrventils 8 im Eingriff steht und dieses in der Position x des Ueberlaufrohres 3 oeffnet. Der Auslaufzapfen 4 ist durch ein am Stopfbuchsgehaeuse 33 angebrachtes Gehaeuse 18 und ein dieses nach aussen abschliessendes Aussengehaeuse gefuehrt und weist dort einen Betaetigungsanschluss 28 auf. Der Stroemungskanal 47 ist durch Auslaufbohrungen 27 mit dem Innenraum des Gehaeuses 18 verbunden. Fig. 3

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Auslaufvorrichtung zur Veränderung des Elektrolytniveaus und zur vollständigen Entleerung kastenförmiger Elektrolysezellen für die Kupferraffinationselektrolyse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im Verlauf der Raffinationselektrolyse von Kupfer ist es notwendig, das Elektrolytniveau inden Eiektrolysezellen wiederholt um einige Zentimeter zu erhöhen und nach einer gewissen Zeit wieder abzusenken, um der Korrosion der Aufhängelaschen der Katoden im Bereich der Grenzfläche Elektrolyt/Luft entgegenzuwirken.

Weiterhin müssen die Elektrolysezellen in bestimmten Zeitabständen zwecks Säuberung und darüber hinaus bei Schäden am Baukörper oder an der Auskleidung zwecks Reparatur vollständig entleert werden.

Die Veränderung des Elektrolytniveaus während des Elektrolyseprozesses wird in herkömmlicher Weise dadurch bewirkt, daß auf die Öffnung der am Auslauforgan der Zelle senkrecht angeordneten Abflußleitung Bleiringe unterschiedlicher Höhe aufgelegt werden. Statt dessen kann auch ein kurzes Rohrstück aus elektrolytresistentem Material in den Abflußstutzen eingeschoben werden.

Bekannt ist auch einein J. of Metals (1956) 2, S. 242 und S. 244, beschriebene Lösung, bei der vor einem Auslaufkasten ein verstellbares Wehr angeordnet ist. Nach dem gleichen Prinzip arbeitet eine von K. Rinne in Heft 37 der Schriftenreihe der GDMB, S.79, wiedergegebene Auslaufarmatur.

Die bekannten Vorrichtungen erfüllen ihren Zweck nur unvollkommen. Es gelingt vielfach nicht, eine hinreichende Abdichtung dei*die Niveauänderung bewirkenden Elemente gegenüber dem Zellenkörper bzw. Auslauforgan zu erzielen, so daß ein Teil des aus der Zelle auslaufenden Elektrolyten unkontrolliert abfließt. Insbesondere auf die Abflußöffnung aufgelegte Ringe verändern leicht ihre Lage, womit ihre Wirkung völlig aufgehoben wird. Darüber hinaus müssen diese Vorrichtungen durch eine Bedienungsperson vor Ort manuell in den gewünschten Zustand gebracht werden. Sie sind daher für den Einsatz in einer weitgehend automatisierten Elektrolyseanlage nicht geeignet.

Zur vollständigen Entleerung von Kupferelektrolysezellen werden zwei prinzipiell verschiedene Methoden angewandt. Eine Methode besteht darin, daß der Zelleninhalt durch Öffnungen im Zellenboden abgelassen wird und unter Ausnutzung des Höhenunterschiedes zwischen Elektrolysezellen und Sammelbehältern letzteren durch Rohrleitungen und/oder Rinnen zugeleitet wird. Gewöhnlich ist eine Auslauföffnung vorhanden, wie von K.Rinne a.a.O. dargestellt. Während des Elektrolysebetriebes ist die Öffnung entweder durch einen Stopfen aus Blei, Gummi oder anderem elektrolytresistentem Material oder durch ein in die Abflußleitung eingebautes Ventil (R. J. Lapee, Transactions of the Metallurgical Soc. of AIME, Vol. 224, April 1962, S.228 bis 235) verschlossen.

In vielen Fällen wird nicht der gesamte Zelleninhalt auf einmal abgelassen, sondern zunächst die Hauptmenge des überstehenden klären Elektrolyten, die unmittelbar inden Elektrolytkreislauf zurückgeführt wird, danach die auf dem Zellenboden befindliche Anodenschlammtrübe, die zur Gewinnung der im Anodenschlamm enthaltenen Wertkomponenten gesondert aufgearbeitet wird. Bei dieser Verfahrensweise wird meist ein sogenannter Doppelverschluß angewandt. Hierbei befindet sich der Verschlußstopfen in einem kegelförmigen Hohlkörper, der in die Öffnung im Zellenboden eingesetzt wird. Zur Entleerung der Zelle wird zunächst der Stopfen, danach der kegelförmige Hohlkörper entfernt, nachdem durch diesen hindurch der überstehende klare Elektrolyt abgelaufen ist. Eine getrennte Abführung von klarem Elektrolyt und Anodenschlammtrübe wird bei einem anderen Lösungsweg dadurch erreicht, daß der Zellenboden zwei Auslaßöffnungen aufweist, deren Oberkanten in verschiedenen Höhen angeordnet sind (vgl. z.B. J. of Metals 30 [1978] Nr.7, S.22).

Die zweite Methode zur Zellenentleerung besteht darin, daß der Zelleninhalt von oben abgesaugt wird. Zu diesem Zweck ist entweder ein über die gesamte Anlage verteiltes stationäres System von Vakuämleitungen installiert, die mit einem zentralen Vakuumbehälter verbunden sind (vgl. z.B. E.Ljach u.a. Bjulleten' n.t.s. po Met. tjaz. cvet. met Gliwice [1979] 9, S. 18 bis 22), oder es werden ortsveränderliche Saugvorrichtungen verwendet, die zu den jeweils zu entleerenden Zeilen transportiert werden (Extractive Metallurgy of Copper, 1976, Chapter 30, S.604, Am. Inst, of Min., Met. and Petr. Eng. Inc.).

Stopfenverschlüsse im Zellenboden einschließlich der genannten Doppelverschlüsse werden geöffnet, indem die Stopfen mit langen Haken oder gabelförmigen Geräten, die in den überstehenden Elektrolyten eingetaucht werden, erfaßt und nach oben aus der Bodenöffnung herausgezogen werden. Da die Stopfen oft sehr fest in den Öffnungen sitzen und daher mit großem Kraftaufwand entfernt werden müssen, ist diese Verfahrensweise eine Ursache häufiger Beschädigungen der Zellenauskleidung in der unmittelbaren Umgebung der Bodenöffnung. Eine Automatisierung der Zellenentleerung mit Hilfe der bekannten Stopfenverschlüsse ist nicht möglich. Bei Verwendung von Ventilen als Verschlußorgane für die Bodenöffnungen besteht die Gefahr des Verstopfens der Abflüsse durch festgesetzten Anodenschlamm.

Vorrichtungen, durch die der in den Zellen befindliche Elektrolyt und die Anodenschlammtrübe nach oben abgesaugt werden, bedingen einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch. Ein mehrfach verzweigtes stationäres System von Vakuumleitungen erfordert einen erheblichen Überwachungs- und Wartungsaufwand zur Verhinderung des Ansaugens von Falschluft.

Ortsveränderliche Saugvorrichtungen können nur in Verbindung mit entsprechenden Transporteinrichtungen eingesetzt

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, den Aufwand beim Betreiben einer Kupferraffinationselektrolyse zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslaufvorrichtung zur Veränderung des Elektrolytniveaus und der vollständigen Entleerung kastenförmiger Elektrolysezellen für die Kupferraffinationselektrolyse zu schaffen, die für den Einsatz in automatisierten Anlagen geeignet ist, ein problemloses Heben und Senken des Elektrolytspiegels, eine befriedigende Trennung von Klarelektrolyt und Anodenschlammtrübe und eine hinreichende und einfache Abdichtung gegenüber dem Körper der Elektrolysezelle gestattet sowie Beschädigungen der Auskleidung der Elektrolysezelle und schwere manuelle Arbeit vermeidet.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Boden einer Elektrolysezelle und der Höhe des unteren Randes der Elektroden, horizontal und in Projektion der Symmetrieebene der Elektroden in der Stirnwand der Elektrolysezelle ein Stopfbuchsgehäuse sitzt, das mit einer Anlageplatte an der Innenfläche der Stirnwand anliegt und nach außen mit einer Schulter und einem im Durchmesser abgesetzten Gewindestück über die Stirnwand hinausragt. Das Stopfbuchsgehäuse dient der Aufnahme eines in ihm schwenkbaren Auslaufzapfens, der in der Elektrolysezelle im Raum zwischen der Stirnwand und der Fläche der ersten Elektrode ein oben offenes, bis zum Elektrolytspiegel reichendes, parallel zur Stirnwand um 5 bis 20° aus seiner senkrechten Stellung in die Positionen χ und y schwenkbares Überlaufrohr trägt. Dabei steht der Hohlraum des Überlaufrohres über eine Bohrung mit einem Strömungskanal im Auslaufzapfen in Verbindung. Der Auslaufzapfen weist innerhalb des Stopfbuchsgehäuses eine Schulter auf, bildet zusammen mit einer Schulter im Stopfbuchsgehäuse einen Ringraum und mit der innerhalb dieses Ringraumes befindlichen Stopfbuchspackung die innere Stopfbuchse, welche den Auslaufzapfen gegen den Innenraum der Elektrolysezelle abdichtet.

An der außerhalb der Elektrolysezelle befindlichen Schulter des Stopfbuchsgehäuses sitzt eine Flanschplatte, die mittels auf dem Gewindestück verschraubbarer, vorzugsweise als Nut- oder Lochmuttern ausgebildeter Verschraubungselemente dichtungssicher gegen die erwähnte Schulter gepreßt wird. Die Flanschplatte dient der gleichfalls dichtungssicheren Befestigung eines Gehäuses, das den Auslaufzapfen und das Gewindestück im Abstand umgibt und an dessen äußerer Stirnfläche ein nach außen offenes, die Stirnseite des Gehäuses dicht abschließendes Außengehäuse angebracht ist. In ihm wird unteranderem der Auslaufzapfen gelagert, der durch das Gehäuse und das Außengehäuse hindurch reicht. Er trägt innerhalb des Außengehäuses eine Reibscheibe. An der Außenfläche des Außengehäuses sind mehrere Reibzapfengehäuse angebracht, die der Aufnahme federbelasteter Reibzapfen dienen, welche durch Öffnungen im Außengehäuse auf die Umfangfläche der Reibscheibe wirken. Dabei ist die Breite der Reibzapfen derart angelegt, daß sie horizontale Verschiebungen des Auslaufzapfens und damit der Reibscheibe zu kompensieren vermögen. ^s>

Die Reibscheibe bildet also zusammen mit den in den Reibzapfengehäusen untergebrachten federbelasteten Reibzapfen ein mehrgliedriges Reibgesperre.

Das Ende des Auslaufzapfens ist als Betätigungsanschluß ausgebildet, an den Betätigungselemente gekoppelt werden. Eine Abdichtung des Auslaufzapfens gegen das Gehäuse erfolgt durch eine im Außengehäuse angebrachte äußere Stopfbuchse. Innerhalb des Gehäuses weist der Auslaufzapfen einen Gewindeteil auf. Verschraubungselemente sind auf ihm gegen die Stirnfläche des Stopfbuchsgehäuses verschraubbar, wodurch die innere Stopfbuchse beliebig preßbar gestaltet ist. Der axiale Strömungskanal im Auslaufzapfen besitzt innerhalb des Gehäuses Auslaufbohrungen, die den Strömungskanal mit dem Innenraum des Gehäuses verbinden. Hinter diesen Auslaufbohrungen endet der Strömungskanal.

Innerhalb der Elektrolysezelle ist am Auslaufzapfen ein senkrechter Betätigungszapfen derart angebracht, daß eine am unteren Ende des Betätigungszapfens befestigte Kurvenscheibe unmittelbar mit der freien Oberfläche des Ventilkörpers eines bodeneben im Boden der Elektrolysezelle eingelassenen Sperrventils in Eingriff steht. Der kalottenförmige Ventilkörper des dichtungssicher mit dem Boden der Elektrolysezelle verbundenen Sperrventils ist von unten federbelastet ausgebildet und sitzt in einem, in horizontaler Ebene zweigeteilten Ventilgehäuse. Beide Teile des Ventilgehäuses sind an ihren Außenenden mit Flanschen ausgestattet und mittels durch die Flansche und den Boden der Elektrolysezelle geführter Schrauben gegeneinander und gegen den Boden verschraubt. Der Sitz des Ventilkörpers im oberen Teil des Ventilgehäuses ist so gestaltet, daß der nach oben hin kalottenförmige Ventilkörper in die Ventilöffnung hineinreicht, mit deren Oberfläche abschneidet oder sie nur geringfügig überragt. Mit dem in der Ventilöffnung freiliegenden Teil des Ventilkörpers steht die Kurvenscheibe in Eingriff. Innerhalb des Ventilgehäuses wird der Ventilkörper durch einen zylindrischen Unterteil geführt. Er ist am Rande mit Durchflußschlitzen ausgestattet, die auch in den kalottenförmigen Teil hineinreichen können. Am Unterteil des Ventilgehäuses ist ein horizontaler Federteller befestigt, wobei die Befestigung Durchflüsse freiläßt. Der Federteller trägt ein mit ihm verbundenes senkrechtes Federgehäuse,*welches beweglich in eine zylindrische Ausnehmung an der Unterseite des Ventilkörpers eingreift. Im Federgehäuse sitzt zwischen Federteller und Ventilkörper eine Druckfeder. Wird nun das Sperrventil durch die Kurvenscheibe geöffnet, gleitet die Ausnehmung des Ventilkörpers auf der Außenfläche des Federgehäuses um den Betrag nach unten, der dem Öffnungsweg des Ventilkörpers entspricht. Auf der Oberfläche des kalottenförmigen Ventilkörpers eingelassen, sitzen ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente, denen die Aufgabe zukommt, bei geschlossenem Sperrventil den Ventilkörper gegen das Ventilgehäuse abzudichten.

Die Ventilöffnung wird an ihrer, nicht durch den Ventilkörper ausgefüllten Ringfläche durch eine Siebplatte abgedeckt, die das Eindringen größerer Kupferteile in das Sperrventil verhindert.

Im höhenmäßigen Abstand zum Auslaufzapfen, über dem Niveau der Anodenschlammtrübe, ist in der Stirnwand der Elektrolysezelle ein Klarelektrolytabfluß angeordnet, der über eine Ablaufleitung, die ein Absperrorgan aufweist, mit dem Gehäuse verbunden ist.

An der Unterseite des Gehäuses angebracht, befindet sich eine Abflußleitung und am Unterteil des Ventilgehäuses ein Auslauf. Sowohl Abflußleitung als auch Auslauf sind mit je einem Absperrorgan versehen.

Abflußleitung und Auslauf werden durch eine Verbindungsleitung verbunden, die unterhalb des Absperrorgans in den Auslauf und oberhalb des Absperrorgans in die Abflußleitung eingebunden ist. Die erwähnten Absperrorgane sind automatisch betätigbar, beispielsweise als Magnetventile ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, eine manuelle Bedienung der Absperrorgane vorzusehen.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgendermaßen:

Wird der Auslaufzapfen und mit ihm das Überlauf rohr durch am Betätigungsanschluß angreifende Betätigungselementeso geschwenkt, daß das Überlaufrohr die Position χ einnimmt, drückt die Kurvenscheibe beim Schwenkvorgang den Ventilkörper entgegen der Federkraft nach unten und öffnet das Sperrventil für die am Boden der Elektrolysezelle befindliche

Anodenschlammtrübe, die dann über den Ablauf abfließt. Bei senkrechter Stellung des Überlaufrohres oder in der Position y bleibt die Kurvenscheibe zwar im Eingriff mit dem Ventilkörper, betätigt diesen jedoch nicht, und das Sperrventil bleibt geschlossen.

Ist es erforderlich, den Elektrolytspiegel etwas abzusenken, erfolgt eine Schwenkung von Auslaufzapfen mit Überlaufrohr in die Stellung y, wodurch der Elektrolyt durch das Überlaufrohr und den Strömungskanal im Auslaufzapfen in das Gehäuse strömt und dieses durch die Abflußleitung verläßt.

Durch das Reibgesperre gelingt es, ungewollte Schwenkungen des Auslaufzapfens auszuschließen. Soll der gesamte überstehende Klarelektrolyt abgelassen werden, erfolgt eine Öffnung des Absperrorgans in der Ablaufleitung, die das Gehäuse mit dem Klarelektrolytabfluß in der Stirnwand der Elektrolysezelle verbindet. Darauf fließt der Klarelektrolyt über das Gehäuse und die Ablaufleitung ab. Dabei ist der Klarelektrolytabfluß höhenmäßig so in der Stirnwand angeordnet, daß er stets über der Grenzfläche zur Anodenschlammtrübe liegt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelingt es, das Elektrolytniveau in den Elektrolysezellen im erforderlichen Umfang anzuheben und abzusenken und eine unproblematische Trennung von Klarelektrolyt und Anodenschlammtrübe herbeizuführen.

Auch die vollständige Entleerung der Elektrolysezellen ist ohne großen Aufwand möglich. Die Vorrichtung bietet eine hinreichende und zudem einfache Abdichtung gegenüber dem Körper der Elektrolysezelle. Beschädigungen der Auskleidung und schwere manuelle Arbeit werden vermieden.

Darüber hinaus bietet die Vorrichtung den Vorteil einer weitgehenden Automatisierung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehenden einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt durch eine Elektrolysezelle;

Fig. 2: die Ansicht der Stirnseite einer Elektrolysezelle;

Fig.3: einen Schnitt A-A gemäß Fig.2 mit geschlossenem Auslaufventil;

Fig.4: einen Schnitt B-B gemäß Fig.3 mit geöffnetem Auslaufventil.

An der Innenseite der Stirnwand 1 einer Elektrolysezelle ist im Raum zwischen der Stirnwand 1 und der Fläche der ersten Elektrode 2 in der Projektion der Symmetrieebene der Elektroden 2 ein oben offenes und bis zum Elektrolytspiegel 7 reichendes Überlauf rohr 3 angebracht, das parallel zur Stirnwand 1 um jeweils 20° aus seiner senkrechten Stellung in die Positionen χ und y (siehe Fig. 2) schwenkbar ist. Zwischen dem Boden 9 der Elektrolysezelle und der Höhe des unteren Randes der Elektroden 2 sitzt, horizontal und gleichfalls in Projektion der Symmetrieebene der Elektroden 2 angeordnet, in der Stirnwand 1 ein mit seiner Anlageplatte 42 an der Innenfläche der Stirnwand 1 anliegendes Stopfbuchsgehäuse 33, welches einen Auslaufzapfen 4 aufnimmt. Dieser Auslaufzapfen 4 reicht innerhalb der Elektrolysezelle in den Raum zwischen der Stirnwand 1 und der ersten Elektrode 2 hinein. Das Überlaufrohr 3 ist mittels einer Schraube 45 dergestalt fest am Auslaufzapfen 4 angebracht, daß über eine Bohrung 46 der Hohlraum des Überlaufrohres 3 mit dem Strömungskanal 47 des Auslaufzapfens 4 verbunden ist. Überlaufrohr 3 und der im Stopfbuchsgehäuse 33 gleitende Auslaufzapfen 4 sind also gemeinsam schwenkbar. Das Stopfbuchsgehäuse 33 ragt mit einem im Durchmesser abgesetzten Gewindestück 44 über die Außenfläche der Stirnwand 1 der Elektrolysezelle hinaus und bildet eine gleichfalls außerhalb der Elektrolysezelle befindliche Schulter 43, gegen die mittels auf dem Gewindestück 44 verschraubbarer Nutmuttern 37 eine Flanschplatte 34 gepreßt wird, an der ein den Auslaufzapfen 4 im Abstand umgebendes Gehäuse 18 befestigt ist. An der äußeren Stirnfläche des Gehäuses 18 montiert, befindet sich ein nach außen offenes Außengehäuse 41. Es schließt die Stirnseite des Gehäuses 18 ab und dient unter anderem der Lagerung des Auslaufzapfens 4, der durch das Außengehäuse 41 hindurchreicht, wobei die Abdichtung zwischen Gehäuse 18 und dem Auslaufzapfen 4 durch eine innerhalb des Außengehäuses 41 angebrachte äußere Stopfbuchse 36 erfolgt. Innerhalb des Gehäuses 18 weist der Auslaufzapfen 4 einen Gewindeteil 48 auf, auf dem Nutmuttern 38 gegen die Stirnfläche des Stopfbuchsgehäuses 33 verschraubbar sind. Damit ist es möglich, die innere Stopfbuchse 35 zu pressen. Der Strömungskanal 47 innerhalb des Auslaufzapfens 4 reicht bis in das Gehäuse 18.

Er ist hiermit Auslaufbohrungen 27 versehen, die den Strömungskanal 47 mit dem Innenraum des Gehäuses 18 verbinden. Innerhalb des Außengehäuses 41 trägt der Auslaufzapfen eine Reibscheibe 49. Auf der Außenfläche des Außengehäuses 41 sitzen in gleichmäßigen Abständen drei Reibzapfengehäuse 6, die jeweils einen federbelasteten Reibzapfen aufnehmen. Diese Reibzapfen wirken durch Öffnungen im Außengehäuse 41 auf die Umfangsf lache der Reibscheibe 49. Die Reibzapfen weisen am Reibrad 49 eine derartige Breite auf, daß sie horizontale Verschiebungen des Auslaufzapfens 4 und damit der Reibscheibe 49 kompensieren. Damit werden ungewollt Drehbewegungen des Auslaufzapfens 4 ausgeschlossen. Das Ende des Auslaufzapfens 4 ist als Betätigungsanschluß 28 ausgebildet, andern nicht dargestellte regel- oder steuerbare Antriebselemente angeschlossen werden. Gleichfalls am Betätigungsanschluß 28 sitzt ein Griffelement 5, mit dem eine manuelle Betätigung ermöglicht wird.

An der Unterseite des Auslaufzapfens 4 ist innerhalb der Elektrolysezelle ein horizontaler Träger 26 befestigt, an welchem ein senkrechter Betätigungszapfen 15 mit einer Kurvenscheibe 16 am unteren Ende angebracht ist. Der Betätigungszapfen 15 mit der Kurvenscheibe 16 liegt unmittelbar über einem bodeneben im Boden 9 der Elektrolysezelle eingelassenen Sperrventil 8 mit einem von unten federbelasteten, kalottenförmigen Ventilkörper 11, wobei die Kurvenscheibe 16 bei Schwenken des Überlaufrohres 3 in die Stellung χ den kalottenförmigen Ventilkörper 11, in direktem Eingriff entgegen der Federkraft nach unten drückend, betätigt. Dadurch erfolgt eine Öffnung des Sperrventils 8, wodurch die Anodenschlammtrübe in den unterhalb des Sperrventils 8 angeflanschten Ablauf 13 abfließen kann.

Das bodeneben im Boden 9 der Elektrolysezelle eingelassene und dichtungssicher mit ihm verbundene Sperrventil 8 besteht aus einem in horizontaler Ebene zweigeteilten Ventilgehäuse 10. Beide Teile des Ventilgehäuses 10 sind mit Flanschen 29 ausgestattet und mittels durch die Flansche 29 und den Boden 9 geführter Schrauben 50 gegeneinander und den Boden 9 verschraubbar. Im oberen Teil des Ventilgehäuses 10 ist der Sitz des Ventilkörpers 9 derart ausgearbeitet, daß der nach oben hin kalottenförmige Ventilkörper 11 in die Ventilöffnung 51 des Ventilgehäuses 10 hineinragt, jedoch die Innenfläche des Bodens 9 nicht oder nur gering überragt. An dem in der Ventilöffnung 51 freiliegenden Teil des Ventilkörpers 11 greift die Kurvenscheibe 16 an.

Die Ventilöffnung 51 wird an ihrem, nicht durch den Ventilkörper 11 ausgefüllten Ringabschnitt mittels einer Siebplatte 14 abgedeckt, welche manuell entfernbar ist und das Eindringen größerer Kupferteile in das Sperrventil 8 verhindert. Geführt wird der Ventilkörper 11 innerhalb des Ventilgehäuses 10 durch einen zylinderförmigen Unterteil, der mit gegen das Ventilgehäuse 10 offenen Durchflußschlitzen 52 versehen ist. Im Ventilkörper 11 sitzen ein oder mehrere Dichtungselemente 12, die den Ventilkörper 11 gegen das Ventilgehäuse 10 abdichten, wenn das Sperrventil 8 geschlossen ist. Am Unterteil des Ventilgehäuses 10 befestigt, befindet sich ein Federteller 31, der der Halterung und Abstützung eines senkrechten Federgehäuses 32 dient, das in einer zylindrischen Ausnehmung 53 an der Unterseite des Ventilkörpers 11 eingreift, wobei innerhalb des Federgehäuses 32 zwischen dem Federteller 31 und dem Ventilkörper 11 eine Druckfeder 30 sitzt. Wird mittels der Kurvenscheibe 16 am Betätigungszapfen 15 der Ventilkörper 11 gegen die Kraft der Druckfeder 30 nach unten gedrückt, gleitet die Ausnehmung 53 auf der Außenfläche des Federgehäuses 32. Oberhalb des Auslaufzapfens 4 nimmt die Stirnwand 1 der Elektrolysezelle einen Klarelektrolytabfluß 40 auf, der über eine Ablaufleitung 19 mit dem Gehäuse 18 verbunden ist, wobei die Ablauf leitung 19 zwischen Klarelektrolytabfluß 40 und Gehäuse 18 ein Absperrorgan 20 aufweist. An der Unterseite des Gehäuses 18 befindet sich eine Abflußleitung 21. Aus ihr kann sowohl der aus dem Klarelektrolytabfluß 40 bei geöffnetem Absperrorgan 20 durch die Ablauf leitung 19 sowie der durch das Überlauf rohr 3 in der Stellung y, den Strömungskanal 47 und die Auslaufbohrungen 27 in das Gehäuse 18 strömende Elektrolyt ablaufen. Der am Sperrventil 8 befestigte Auslauf 13 für die Anodenschlammtrübe ist mit einem Absperrorgan 22 ausgestattet. Unterhalb dieses Absperrorgans 22 wird der Ablauf 13 mit der Abflußleitung 21 durch eine Verbindungsleitung 23, in der sich ein Absperrorgan 24 befindet, so verbunden, daß die Verbindungsleitung 23 oberhalb eines Absperrorgans 25 in die Abflußleitung 21 mündet.

Die Absperrorgane 20; 22; 24; 25 sind in der Regel automatisch betätigbar, sie können jedoch auch für eine manuelle Bedienung eingerichtet sein.

Claims (11)

1. Auslaufvorrichtung zur Veränderung des Elektrolytniveaus und zur vollständigen Entleerung kastenförmiger Elektrolysezellen für die Kupferraffinationselektrolyse unter Verwendung eines Bodenablasses sowie eines Klarelektrolytabflusses in der Stirnwand, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnwand (1) einer Elektrolysezelle, zwischen dem Boden (9) und der Höhe des unteren Randes der Elektroden (2), in Projektion der senkrechten Mittelebene der Elektroden (2) ein , Stopfbuchsgehäuse (33) sitzt, das einen schwenkbaren Auslaufzapfen (4) aufnimmt, an dem im Raum zwischen der Stirnwand (1) und den Elektroden (2) ein bis zum Elektrolytspiegel (7) reichendes, nach beiden Seiten um 5 bis 20° aus der Senkrechten parallel zur Stirnwand (1) schwenkbares Oberlaufrohr (3) angebracht ist, dessen Hohlraum über eine Bohrung (46) mit einem axialen Strömungskanal (47) im Auslaufzapfen (4) in Verbindung steht; am Auslaufzapfen (4) innerhalb der Elektrolysezelle ein senkrecht nach unten reichender Betätigungszapfen (15) mit einer Kurvenscheibe (16) befestigt ist, die mit einem von unten federbelasteten, kalottenförmigen Ventilkörper (11) eines bodeneben im Boden (9) eingelassenen und in ihm dichtungssicher befestigten Sperrventils (8) im Eingriff steht, dieses in der Position χ des Überlaufrohres (3) betätigt, das Stopfbuchsgehäuse (33), an einer unmittelbar an der Außenfläche der Stirnwand (1) liegenden Schulter (43) befestigt, eine Flanschplatte (34) trägt, an der dichtungssicher ein das Gewindestück (44) und den Auslaufzapfen (4) im Abstand umgebendes Gehäuse (18) montiert ist, welches an seiher Stirnfläche und diese abschließend ein Außengehäuse (41) trägt, der Auslaufzapfen (4) durch das Gehäuse (18) hindurchführt, bis in das Außengehäuse (41) reicht und, in diesem gelagert, einen Betätigungsanschluß (28) aufweist, wobei im Gehäuse (18) der Strömungskanal (47) durch Auslaufbohrungen (27) mit dem Innenraum des Gehäuses (18) verbunden ist, eine Ablaufleitung (19) mit einem Absperrorgan (20) einen oberhalb des Stopfbuchsgehäuses (33) in der Stirnwand (1) angebrachten Klarelektrolytabfluß (40) mit der Oberseite des Gehäuses (18) verbindet und an der Unterseite des Gehäuses (18) eine Abflußleitung (21) sowie am Sperrventil (8) ein Ablauf (13) befestigt sind.

2. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (13) für die Anodenschlammtrübe unterhalb eines Absperrorgans (22) mit der Abflußleitung (21) durch eine Verbindungsleitung (23), in der sich ein Absperrorgan (24) befindet, verbunden ist und die Verbindungsleitung (23) oberhalb eines Absperrorgans (25) in die Abflußleitung (21) mündet.

3. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (3) gegenüber seiner lotrechten Lage nach beiden Seiten in einem Winkel von 5 bis 20° schwenkbar ist.

4. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Anlageplatte (42) an der Innenseite der Stirnwand (1) der Elektrolysezelle anliegende Stopfbuchsgehäuse (33) mit einer Schulter (43) und einem Gewindestück (44) durch die Stirnwand (1) in das Gehäuse (18) ragt und Verschraubungselemente (38) auf einem Gewindeteil (48) des Auslaufzapfens (4) gegen die äußere Stirnfläche des Stopfbuchsgehäuses (33) verschraubt sind.

5. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Außengehäuses (41) der Auslaufzapfen (4) eine Reibscheibe (49) trägt, an der Außenfläche des Außengehäuses (41) in gleichmäßigem Abstand sitzende Reibzapfengehäuse (6) jeweils einen federbelasteten Reibzapfen aufnehmen und die Reibzapfen durch Öffnungen im Außengehäuse (41) auf die Umfangsfläche des Reibrades (49) wirken.

6. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Stopfbuchse (35) durch einen eine ringförmige Ausnehmung im Stopfbuchsgehäuse (33) bildenden Ansatz (39) mit einer in dieser Ausnehmung geführten Schulter (54) des Auslaufzapfens (4) ausgebildet ist.

7. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Stopfbuchse (36) für den Auslaufzapfen (4) an der inneren Stirnwand des Außengehäuses (41) angebracht ist.

8. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (10) des Sperrventils (8) in horizontaler Ebene zweigeteilt ist, beide Teile an ihren Außenenden mit Flanschen (29) versehen sind und die Teile mittels durch die Flansche (29) und den Boden (9) geführter Schrauben (50) gegeneinander und gegen den Boden (9) verschraubt werden.

9. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Unterteil des Ventilgehäuses (10) ein horizontaler Federteller (31) befestigt ist, der Federteller (31) ein senkrechtes Federgehäuse (32) trägt, das in eine zylindrische Ausnehmung (53) an der Unterseite des Ventilkörpers (11) eingreift, im Federgehäuse (32) zwischen Federteller (31) und Ventilkörper (11) eine Druckfeder (30) sitzt und die Ausnehmung (53) beim Öffnen des Sperrventils (8) auf der Außenfläche des Federgehäuses (32) gleitet.

10. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (11) innerhalb des Ventilgehäuses (10) durch einen zylindrischen Unterteil geführt wird, der am Rande mit Durchflußschlitzen (52) ausgestattet ist.

11. Auslaufvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben kalottenförmige Ventilkörper (11) in die Ventilöffnung (51) hineinreicht, mit ihr abschneidet oder sie nur gering überragt.