DE10153544A1

DE10153544A1 - Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses in einem Galvanisierungsprozeß

Info

Publication number: DE10153544A1
Application number: DE10153544A
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Huens; Peter Peckham
Original assignee: Phelps Dodge Corp
Current assignee: Freeport Minerals Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: US20030051996A1; ITTO20011033A1; CA2358667C; FR2821861A1; US20060137975A1; US6398939B1; US6872288B2; US7431810B2; MXPA01011306A; GB2372998B; GB0312922D0; GB2387607A; GB2387607B; GB0124508D0; CA2358667A1; DE10153544B4; FR2821861B1; GB2372998A

Abstract

Eine elektrolytische Metallgewinnungszelle, welche einen Tank mit einem offenen oberen Ende umfaßt, der durch eine Tankkante begrenzt ist, wobei sich ein Elektrolyt innerhalb des Tanks befindet sowie eine Vielzahl an flachen, metallischen Elektrodenplatten, die parallel Seite an Seite beabstandet voneinander im Tank angeordnet sind. Benachbarte Elektrodenplatten definieren einen Elektrodenspalt zwischen sich. Ein Einlaßverteiler befindet sich am Boden des Tanks, um den Elektrolyt an Stellen unterhalb der Elektrodenplatten in den Tank zu leiten. Ein Sammelgitter, bestehend aus einer Vielzahl an Kollektoren mit Öffnungen, begrenzt einen oberen Elektrolytpegel durch Sammeln des Elektrolyts vom Tank. Die Öffnungen befinden sich in einer beabstandeten Beziehung innerhalb des offenen oberen Endes, das durch die Tankkante begrenzt wird. Das Sammelgitter und die Einspritzvorrichtung erzeugen einen Elektrolytstrom zwischen den Platten, während der Elektrolyt von den Verteilerstellen unterhalb der Platten zu den Öffnungen fließt.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Galvanisieren von Metall, und insbesondere eine Zelle für eine elektrolytische Extraktion und ein Elektrolyt durchflußsystem dafür. Wenngleich die vorliegende Erfindung besonders für einen elektrolytischen Metall gewinnungsprozeß zur Herstellung von Kupfer geeignet ist und im Hinblick auf eine derartige Verwendung beschrieben wird, kann die Erfindung auch bevorzugt Anwendung bei der elektrochemischen Abscheidung anderer Arten von Metallen und Metallverbindungen finden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist allgemein bekannt, daß Metall durch einen elek trolytischen Metallgewinnungsprozeß von Metallionen in einer Elektrolytlösung extrahiert werden kann. Ein elektrolytischer Metallgewinnungsprozeß verwendet die bekannte Technik der Galvanisierung von Metall oder Metallverbindungen aus einer Elektrolytlösung heraus auf eine Elektrodenplatte. Die moderne elektrolytische Metallgewinnung wird typischerweise in einem relativ großen, nicht leitenden Tank durchgeführt, der Metall ionen enthält, welche in einer Elektrolytlösung aufge löst wurden. Eine Vielzahl an seitlich nebeneinander angeordneten, parallelen Kathoden- und Anodenplatten werden in die Elektrolytlösung gehängt. In einer elek trolytischen Kupfer-Metallgewinnungszelle werden die Kathoden und Anoden schließlich so angeordnet, daß sich jede Kathode zwischen zwei Anoden befindet. Die Katho den und Anoden werden mit einer elektrischen Strom quelle verbunden, um die Beschichtung der Kathodenplat ten mit dem Kupfer zu ermöglichen.

Elektrolytische Metallgewinnungszellen umfassen typi scherweise ein Zirkulationssystem, welches die Elektro lytlösung von einem Behälter zur elektrolytischen Metallgewinnungszelle und zurück zum Behälter führt. Metallionen, welche während des galvanischen Abschei dungsprozesses der Elektrolytlösung entzogen werden, werden im Behälter wieder aufgefüllt. Die aufgefüllte (d. h. "frische") Elektrolytlösung wird typischerweise am Boden in den elektrolytischen Metallgewinnungstank gepumpt. Die überschüssige Lösung im Tank fließt über die obere Kante des Tanks und wird in einer Wanne gesammelt. Der gesammelte (d. h. "metallentleerte") Elektrolyt wird in den Behälter zurückgeführt.

Diese Art der Anordnung erzeugt einen ganz und gar nicht wünschenswerten Durchfluß der Elektrolytlösung im Tank. Die Elektrolytlösung fließt typischerweise von ihrem Eintrittspunkt am Boden des Tanks zur Kante des Tanks, wo die Lösung aus dem Tank austritt, das heißt über dessen Rand überfließt. Dies erzeugt Bereiche mit geringerem Durchfluß zwischen den Platten, die in der Mitte des oberen Tankbereichs ausgeprägter sind. Der Durchfluß der Elektrolytlösung wird auch durch Gasbla sen beeinflußt, die sich während des Galvanisierungs prozesses zwischen den Elektrodenplatten bilden, da Gas an der Oberfläche der Anodenplatten freigesetzt wird. Diese Gasblasen neigen auch dazu, die Elektrolytlösung von den Zwischenräumen oder Spalten zwischen den paral lelen Anoden- und Kathodenplatten weg und zu den Seiten und Kanten des Tanks hin zu leiten. Dadurch fließt die aufgefüllte, frische Elektrolytlösung, welche in den Tank geleitet wird, typischerweise zu den Kanten des Tanks hin, wo sie über den Tank fließt, anstatt in die Spalten zwischen den Kathoden und Anoden, wo die ei gentliche Galvanisierung stattfindet, und wo die aufge füllte Elektrolytlösung benötigt würde.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese und andere Probleme und schafft eine elektrolytische Metallgewin nungszelle und ein Zirkulationssystem dafür, wobei frische Elektrolytlösung, die in den Tank eintritt, gleichförmiger zwischen die Kathoden- und Anodenplatten geleitet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrolyti sche Metallgewinnungszelle geschaffen, die aus einem Tank zur Aufnahme des Elektrolyts besteht. Der Tank besitzt ein offenes oberes Ende. Zahlreiche flache, metallische Elektrodenplatten sind innerhalb des Tanks parallel Seite an Seite beabstandet voneinander ange ordnet, wobei die Elektrodenplatten einen Spalt zwi schen benachbarten Elektrodenplatten definieren. Ein Elektrolytzirkulationssystem umfaßt einen Einlaßvertei ler, der unterhalb der Elektrodenplatten angeordnet ist, und eine Vielzahl an beabstandeten Kollektoren, die sich quer über das offene obere Ende des Tanks erstrecken. Die Kollektoren erstrecken sich parallel zu den Elektrodenplatten. Der Elektrolyt wird kontinuier lich durch den Einlaßverteiler in den Tank gepumpt. Der in den Tank gepumpte Elektrolyt fließt durch die Spal ten aufwärts zu den Kollektoren, wobei die Kollektoren einen Pegel für den Elektrolyt im Tank festlegen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrolytische Metallgewinnungszelle ge schaffen, welche einen Tank umfaßt, wobei sich der Elektrolyt innerhalb des Tanks befindet sowie eine Vielzahl an flachen, metallischen Elektrodenplatten, die parallel Seite an Seite beabstandet voneinander im Tank angeordnet sind. Benachbarte Elektrodenplatten definieren einen Elektrodenspalt zwischen sich. Eine Elektrolytzufuhrleitung ist zum Einführen des Elektrolyts in den Tank unterhalb der unteren Abschnitte der Elektrodenplatten vorgesehen. Ein Elektrolytsammelgitter, bestehend aus einer Vielzahl von im allgemeinen parallelen Kollektoren, die sich über den Tank erstrecken, ist zwischen den Elektrodenplatten angeordnet und legt durch das Sammeln des Elektrolyts einen Elektrolytpegel im Tank fest, wenn der Elektrolyt den Pegel erreicht. Die Kollektoren sind relativ zur Einlaßzufuhrleitung angeordnet, um die Elektrolytlösung an beabstandeten Stellen innerhalb des Tanks zu sammeln und einen im allgemeinen vertikalen Elektrolytstrom durch die Spalten zwischen den Elektrodenplatten zu erzeugen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrolytische Metallgewinnungszelle ge schaffen, welche einen Tank mit einem offenen oberen Ende umfaßt, der definiert ist durch eine Tankkante, einen Elektrolyt innerhalb des Tanks sowie eine Vielzahl an flachen, metallischen Elektrodenplatten, die parallel Seite an Seite beabstandet voneinander im Tank angeordnet sind. Benachbarte Elektrodenplatten definieren einen Elektrodenspalt zwischen sich. Ein Einlaßverteiler befindet sich am Boden des Tanks, um den Elektrolyt an Stellen unterhalb der Elektrodenplatten in den Tank zu leiten. Ein Elektro lytsammelgitter, bestehend aus einer Vielzahl von Kollektordurchlässen, begrenzt einen oberen Elektrolyt pegel durch Sammeln des Elektrolyts vom Tank. Die Durchlässe befinden sich in einer beabstandeten Bezie hung quer durch das offene obere Ende des Tanks. Das Sammelgitter und die Einlaßvorrichtung erzeugen einen aufwärts gerichteten Elektrolytstrom zwischen den Platten, während die Lösung von den Verteilerstellen unterhalb der Platten zu den Kollektordurchlässen fließt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer geschaffen, umfassend die folgenden Schritte:

a) vertikales Ausrichten einer Kathodenplatte zwi schen zwei beabstandeten, vertikalen Anodenplatten innerhalb eines Tanks, wobei die Kathodenplatte und die Anodenplatten im wesentlichen parallel zu einander sind und ein gleichförmiger Spalt zwi schen der Kathodenplatte und jeder Anodenplatte vorhanden ist;
b) negatives elektrisches Erregen der Kathodenplatte und positives elektrisches Erregen der Anodenplatten; und
c) Erzeugen eines vertikalen, nach oben gerichteten Elektrolytstroms durch die Spalten zwischen der Kathodenplatte und den Anodenplatten 1) durch Ein leiten von Elektrolyt in den Tank unterhalb der Kathoden- und Anodenplatten, und 2) Sammeln des Elektrolyts mit in einer Vielzahl von Kollektordurchlässen, die quer durch den Tank zwischen den Anodenplatten angeordnet sind.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer geschaffen, wie es oben beschrieben wurde, wobei dieses des weiteren den Schritt umfaßt:

a) Erzeugen eines Elektrolytstroms durch die Spalten zwischen der Kathodenplatte und den Anodenplatten mit einer gleichförmigen Durchschnittsgeschwindig keit von 0,0127 Meter/Minute (= 0,50 Inch/Minute) bis 0,254 Meter/Minute (= 10,0 Inch/Minute).

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrolytische Metallgewinnungszelle mit verbesserten Betriebseigenschaften zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wie oben beschriebene elektrolytische Metallgewin nungszelle zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wie oben beschriebene elektrolytische Metallgewinnungszelle mit verbessertem Elektrolytfluß zwischen den Elektrodenplatten zu schaffen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektrolytzirkulationssystem für eine Galvanisie rungszelle zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wie oben beschriebenes Elektrolytzirkulationssystem zu schaffen, das einen gleichförmigen Elektrolytstrom hinter die Elektrodenplatten in einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle erzeugt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wie oben beschriebene elektrolytische Metallgewinnungszelle und ein wie oben beschriebenes Elektrolytzirkulationssystem zu schaffen, welche die Produktqualität und die Produktivität der elektrolyti schen Metallgewinnungszelle verbessern.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen und die angehängten Ansprüche offenbar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung kann physisch durch bestimmte Teile und Anordnungen von Teilen ausgeführt werden, wobei bevor zugte Ausführungsformen im Detail in der Beschreibung beschrieben werden und in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, welche Bestandteil dieser Beschrei bung sind, und in denen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle mit darin befindlichen parallelen Elektrodenplatten ist, welche ein Elektrolytdurchfluß system gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Draufsicht der in Fig. 1 abgebildeten elektrolytischen Metallgewinnungszelle ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Elektro lytsammelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 5 ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Bruchansicht entlang der Linie 7-7 von Fig. 3 ist;

Fig. 8 eine Perspektivansicht einer Anodenelektroden platte ist, welche einen Elektrolytkollektor entlang ihrer oberen Kante zeigt;

Fig. 9 eine vergrößerte Perspektivansicht der Enden mehrerer Anodenplatten an einer Stelle ist, an der sie durch eine Tankwand hindurchtreten, wobei das Durch flußmuster des Elektrolyts von der elektrolytischen Metallgewinnungszelle in eine Elektrolytsammelwanne gezeigt wird;

Fig. 10 eine schematische Ansicht ist, welche die Elektrolyteinlaßdurchlässen und ein Gitter von Elektro lytauslaßdurchlässen zeigt, die von einem Elektrolyt zirkulationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet werden;

Fig. 11 eine Seitenansicht einer oberen Ecke einer Anodenplatte ist, welche einen Elektrolytkollektor gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt; und

Fig. 12 eine Draufsicht eines Endes einer Anodenplatte ist, welche eine Dichtungsanordnung zum Abdichten des Endes der Anode und des Elektrolytkollektors an einer Tankwand zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS FORMEN

Nun wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen nur dem Zwecke der Veranschaulichung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dienen, und nicht dem Zweck der Beschränkung derselben, wobei Fig. 1 eine Perspektivansicht einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle 10 zum Abscheiden von Metall aus einer Elektrolytlösung ist, welche Metallionen enthält. (In der gesamten Beschreibung werden die Begriffe "Elektrolytlösung" und "Elektrolyt" als Synonyme ver wendet.) Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug nahme auf eine elektrolytische Metallgewinnungszelle für die Erzeugung von Kupfer beschrieben, wenngleich anzuerkennen ist, daß die Zelle 10 auch für die Her stellung anderer Metalle, wie zum Beispiel - jedoch insoweit nicht beschränkt - unter anderem Zink oder Mangan, verwendet werden kann.

Allgemein gesagt umfaßt die Zelle 10 einen Tank 20, der eine Elektrolytlösung 12 enthält. In der dargestellten Ausführungsform besitzt der Tank 20 eine im wesent lichen rechteckige Form und umfaßt vertikale Seiten wände 22, 24, Endwände 26, 28 und eine Bodenwand 32. Wannen 34, 36 sind an den äußeren, oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22 beziehungsweise 24 gebildet, wie dies am besten in den Fig. 1, 5 und 9 ersichtlich ist. Die Wannen 34, 36 sind Teil eines Elektrolytzirkulationssystems, das weiter unten genauer beschrieben wird. Die Tanks der elektrolytischen Me tallgewinnungszellen sind typischerweise aus einem korrosionsbeständigen und säurebeständigen Material, wie zum Beispiel Plastik oder einer Inertlegierung, hergestellt. Der Tank 20 und die Wannen 34, 36 sind vorzugsweise aus einem Plastikmaterial hergestellt. Die Abmessungen des Tanks 20 erlauben die Aufnahme einer Vielzahl von seitlich zueinander angeordneten, paralle len Elektroden, die mit den Zahlen 40, 50 bezeichnet sind, und in einer beabstandeten Seite-an-Seite-Bezie hung zueinander stehen. Die Elektrode 40 ist eine Kathodenplatte, und die Elektrode 50 ist eine Anoden platte.

Die Kathodenplatte 40 ist im allgemeinen eine flache, rechteckige Platte mit einer geraden Hängestange 42, die sich entlang der oberen Kante derselben erstreckt. Die Hängestange 42 ist vorzugsweise wie im Stand der Technik bekannt an die Kathodenplatte 40 angeschweißt. Die Hängestange 42 besitzt eine Länge, die größer ist als die Breite des Tanks 20, wobei sich die Enden der Hängestange 42 über den Umfang des Tanks 20 hinaus erstrecken, wie dies in Fig. 1 zu sehen ist.

Bei der Anodenplatte 50, die am besten in Fig. 8 zu sehen ist, handelt es sich um eine flache, rechteckige Platte mit einer Hängestange 52, die sich entlang der oberen Kante derselben erstreckt. Die Hängestange 52 erstreckt sich auf Grund ihrer Abmessungen über die Wannen 34, 36 des Tanks 20 hinaus, wie dies am besten in Fig. 1 ersichtlich ist. Die Hängestangen 42, 52 sind aus einem leitenden Metall hergestellt, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.

Die Abmessungen der Kathodenplatten 40 und der Anoden platten 50 sind so ausgelegt, daß sie innerhalb des Tanks 20 in einer abwechselnden Beziehung zueinander Seite an Seite gehalten werden. Zu diesem Zweck sind Struktir-Halteelemente 62, 64 außerhalb des Tanks 20 angeordnet, um die Kathodenplatten 40 und die An odenplatten 50 auf ihren jeweiligen Hängestangen 42, 52 zu halten.

Die Halteelemente 62, 64 sind in den Zeichnungen nur teilweise dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den Halteelementen 62, 64 um elek trisch leitende Schienen, das heißt um Sammelschienen aus Kupfer, die nicht nur die Kathodenplatten 40 und die Anodenplatten 50 tragen, sondern auch elektrisch leitende Pfade bilden, um die Kathodenplatten 40 und die Anodenplatten 50 elektrisch zu erregen, wie dies schematisch in Fig. 1-5 dargestellt ist.

Wie am besten in Fig. 1 und 3 ersichtlich, sind die Halteelemente 62 relativ zum Tank 20 verteilt, so daß die Kathodenplatten 40 innerhalb des Tanks 20 gehalten werden, wobei ein unterer Abschnitt einer jeden Katho denplatte 40 innerhalb des Tanks 20 angeordnet ist, und wobei die Hängestange 42 und ein oberer Abschnitt der Kathodenplatte 40 über den oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 des Tanks 20 angeordnet sind. Die Halteelemente 64 für die Anodenplatten 50 sind relativ zum Tank 20 angeordnet, so daß jede Anodenplatte 50 und deren jeweilige Hängestange 52 unterhalb der oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 des Tanks 20 angeordnet sind.

Damit die Anodenplatten 50 unterhalb der oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 angeordnet werden können, sind beabstandete, vertikale Schlitze 72 in den oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 ausgebil det, wie dies am besten in Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Die Abmessungen der Schlitze 72 ermöglichen die Aufnahme der Anoden-Hängestangen 52. Die distalen Enden der Hängestangen 52 erstrecken sich über die Wannen 34, 36, wenn sich die Anodenplatten 50 innerhalb des Tanks 20 in Position befinden, wie dies am besten in Fig. 3 ersichtlich ist. Die Abmessungen der Schlitze 72 ermög lichen die Anordnung der oberen Kante der Hängestange 52 in einem vorherbestimmten Abstand unterhalb der oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24. In der in Fig. 1-9 gezeigten Ausführungsform besitzen die Schlitze 72 eine derartige Breite, daß sie eng mit der Breite der Hängestange 52 übereinstimmen, so daß die Hängestange 52 satt in die Schlitze hineinpaßt. In einer alternativen Ausführungsform kann eine Dichtung 76, die aus einem elastischen, elastomeren Material hergestellt ist, das keine chemischen Einflüsse auf den Elektrolyt 12 ausübt, zwischen der Hängestange 52 und den Seitenwänden 22, 24 angeordnet werden, um eine Flüssigkeitsdichtung dazwischen zu bilden, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist.

In der dargestellten Ausführungsform sind Kathodenplat ten 40 und Anodenplatten 50 abwechselnd Seite an Seite angeordnet, wobei eine Kathodenplatte 40 zwischen zwei Anodenplatten 50 angeordnet ist. Führungsschienen (nicht dargestellt) sind innerhalb des Tanks 20 ange ordnet und erstrecken sich zwischen den Endwänden 26, 28, um die unteren Kanten der Kathodenplatten 40 bezie hungsweise der Anodenplatten 50 aufzunehmen. Die Füh rungsschienen sind so angeordnet, daß sie die Katho denplatten 40 und die Anodenplatten 50 vertikal inner halb des Tanks 20 ausrichten. Auch geschlitzte, verti kale Führungen (nicht dargestellt) können entlang der inneren Oberfläche der Seitenwände 22, 24 angeordnet werden, um die vertikale Ausrichtung der Kathodenplat ten 40 und der Anodenplatten 50 relativ zueinander zu unterstützen. Ein im allgemeinen gleichförmiger Zwi schenelektrodenspalt 88 wird zwischen benachbarten Kathodenplatten 40 und Anodenplatten 50 begrenzt.

Es wird ein Elektrolytzirkulationssystem 90 geschaffen, um den Elektrolyt 12 durch den Tank 20 zu zirkulieren. Das Zirkulationssystem 90 besteht aus einem Reservoir 92 und einer Pumpe 94, die beide schematisch in Fig. 3 dargestellt sind. Das Reservoir 92 ermöglicht die Zufuhr von Elektrolyt 12 mit darin enthaltenen Metall ionen zur Verwendung in der elektrolytischen Metallge winnungszelle 10. Bei dem Reservoir 92 handelt es sich im wesentlichen um einen Auffülltank, wobei ein gebrauchter oder von Metallionen entleerter Elektrolyt 12 mit Metallionen aufgefüllt wird. Ein solcher "Metallionenauffülltank" ist im Stand der Technik bekannt und wird daher hier nicht im Detail beschrie ben. Das Reservoir 92 stellt eine Elektrolytquelle 12 zur Pumpe 94 über die Leitung 93 dar. In der darge stellten Ausführungsform ist eine Zufuhrleitung 95 von der Pumpe in zwei Zufuhrleitungen 95a, 95b unterteilt. Die Zufuhrleitungen 95a, 95b erstrecken sich durch die Seitenwände 22, 24 in den Tank 20. Jede der Zufuhrlei tungen 95a, 95b endet in einem Verteilerrohr 96, wie dies am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Die Verteiler rohre 96 sind oberhalb der Bodenwand 32 des Tanks 20 und unterhalb der unteren Enden der Kathodenplatten 40 und der Anodenplatten 50 angeordnet. Die Verteilerrohre 96 besitzen darin ausgebildete, nach unten gerichtete Öffnungen 98, wie dies am besten in Fig. 2 und 7 zu sehen ist.

Zahlreiche Elektrolytkollektoren 100 erstrecken sich quer über das obere Ende des Tanks 20. In der darge stellten Ausführungsform handelt es sich bei den Kol lektoren 100 um U-förmige Kanäle, die entlang der oberen Kante der Hängestange 52 montiert sind. Die U- förmigen Kollektoren 100 besitzen vorzugsweise eine flache Bodenwand 102 und parallele, sich nach oben hin erstreckende Seitenwände 104. Die Kollektoren 100 sind vorzugsweise aus einem nicht leitenden Plastikmaterial hergestellt. Die Kollektoren 100 können durch eine Vielzahl unterschiedlicher Befestigungsmittel an den Hängestangen 52 befestigt werden, doch in der bevorzug ten Ausführungsform sind die Kollektoren 100 mit nicht metallischen Befestigungselementen 112 mit Gewinde an den Hängestangen 52 befestigt, welche in die Öffnungen in der oberen Oberfläche der Hängestangen 52 geschraubt werden, wie dies am besten in Fig. 6 ersichtlich ist.

Wie am besten in Fig. 5 ersichtlich, sind die Kollekto ren 100 so dimensioniert, daß sich ein Abschnitt der distalen Enden eines jeden Kollektors 100 über die Seitenwände 22, 24 des Tanks 20 hinaus erstreckt. Die Kollektoren 100 sind so dimensioniert, daß ihre Breite stark der Breite der zugehörigen Anoden-Hängestange 52 entspricht, so daß die Seiten 104 der Kollektoren 100 satt in den Schlitz 72 in den Seitenwänden 22, 24 des Tanks 20 passen, wie dies am besten in Fig. 6 zu sehen ist, und eine relativ flüssigkeitsdichte Verbindung damit bilden.

Eine Vielzahl an beabstandeten, ausgerichteten Öffnun gen 106 ist in jeder Seitenwand 104 eines jeden U- förmigen Kollektors 100 ausgebildet. In der dargestell ten Ausführungsform weisen die Öffnungen 106 eine zylindrische Form auf und sind etwa auf halbem Wege nach oben einer jeden Seitenwand 104 der Kollektoren 100 angeordnet. Die Öffnungen 106 sind in Reihen ausgerichtet, und jede Reihe der Öffnungen 106 ist vorzugsweise parallel zu den Öffnungen 106 in anderen Kollektoren 100, um in einer gemeinsamen Ebene zu liegen.

Die Kollektoren 100 sind dazu geeignet, Elektrolyt 12 aus dem Behälter 20 zu sammeln und den Elektrolyt 12 zu den Wannen 34, 36 zu führen. Jede Wanne 34, 36 enthält ein oder mehrere Abflußrohre 132, die mit einer Elek trolytrücklaufleitung 134 verbunden sind, um den Elek trolyt 12 zum Reservoir 92 zurückzuführen.

Bezugnehmend auf den Betrieb der elektrolytischen Metallgewinnungszelle 10 wird nun die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die elektrolytische Extrak tion von Kupfer beschrieben. Der Tank 20 wird mit dem Elektrolyt 12 gefüllt, der Schwefelsäure (H₂SO₄) umfaßt, welche Kupferionen enthält. Die Kathodenplatten 40 werden negativ geladen, und die Anodenplatten 50 werden positiv geladen, um ein elektrisches Feld quer über die Zwischenelektrodenspalten 88 aufzubauen, welche zwischen den benachbarten Kathodenplatten 40 und Anodenplatten 50 begrenzt werden. Die Pumpe 94 bewirkt, dass Elektrolyt 12 durch die Verteilerrohre 96 in den Tank 20 eingeleitet wird. Die Öffnungen 98 in den Verteilerrohren 96 richten den Elektrolyt 12 zum Boden des Tanks 20, wie dies durch die Pfeile in Fig. 2 dargestellt ist. Vom Boden des Tanks 20 fließt der Elektrolyt 12 im allgemeinen vertikal durch die Spalten 88 zwischen den Kathodenplatten 40 und den Anodenplatten 50.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Pumpe 94 vorzugsweise betrieben, um einen Strom des Elektrolyts 12 durch die Elektrodenspalten 88 zwischen den Kathodenplatten 40 und den Anodenplatten 50 mit einer Geschwindigkeit von 0,0127 Meter/Minute (= 0,50 Inch/Minute) bis 0,254 Meter/Minute (= 10,0 Inch/Minute) zu erzeugen. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Geschwindigkeit des Elektrolyts 12 durch die Spalten 88 zwischen 0,0508 Meter/Minute (= 2 Inch/Minute) und 0,1778 Meter/Minute (= 7 Inch/Minute). Vorzugsweise beträgt die Geschwindigkeit des Elektrolyts 12 durch die Spalten 88 zwischen 0,1016 Meter/Minute (= 4 Inch/Minute) und 0,1524 Meter/Minute (= 6 Inch/Minute).

Der Pegel des Elektrolyts 12 im Tank 20 wird durch die Öffnungen 106 in den Kollektoren 100 festgelegt. Da sich die oberen Kanten 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 und die oberen Kanten 26a, 28a der Endwände 26, 28 des Tanks 20 oberhalb der Öffnungen 106 befinden, fließt der Elektrolyt 12 in die U-förmigen Kollektoren 100, sobald der Elektrolyt 12 den Pegel der Öffnungen 106 erreicht, und wird durch die Kollektoren 100 zu den Wannen 34, 36 geführt, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Der in den Wannen 34, 36 befindliche Elektrolyt 12 wird über die Leitungen 134 zum Reservoir 92 zurückgeführt.

Wie oben gezeigt, bilden die Anoden-Hängestange 52 und der Kollektor 100 vorzugsweise eine dichte Passung mit den Schlitzen 72 in den Seitenwänden 22, 24, um einen Austritt des Elektrolyts 12 aus dem Tank 20 durch diese Verbindungen hindurch weitgehend zu vermeiden. Ein geringfügiger Austritt des Elektrolyts beeinträchtigt jedoch den Durchfluß des Elektrolyts 12 durch die Öffnungen 106 der Kollektoren 100 nicht wesentlich, und jeder durch die Seitenwände 22, 24 austretender Elek trolyt wird natürlich von den Wannen 34, 36 aufgenommen und über die Abflußrohre 132 und die Rückleitungen 134 zum Reservoir 92 zurückgeführt. Wenn eine flüssigkeits dichte Verbindung erwünscht ist, kann eine Dichtung 76, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist, verwendet werden.

Die Vielzahl an Kollektoren 100, die sich quer über die obere Kante des Tanks 20 erstrecken, bilden grundsätz lich eine gitterähnliche Anordnung von Öffnungen 106, die im wesentlichen eine Vielzahl an Auslaßdurchlässen oder Ablaufdurchlässen für den Elektrolyt 12 darstellen, welche sich über die obere Oberfläche des Tanks 20 erstrecken. Fig. 10 zeigt schematisch die Vielzahl an Öffnungen 106 in den Kollektoren 100 und wie solche Öffnungen 106 grundsätzlich ein gitterähnliches Muster an Elektrolytauslaßdurchlässen quer über das obere Ende des Tanks 20 bilden. Da sich die Elektrolytauslaßdurchlässen, das heißt die Öffnungen 106, direkt über den Elektrolyteinlaßöffnungen, das heißt den Öffnungen 98 in den Verteilerrohren 96, befinden, wird der Elektro lyt 12 zum Boden des Tanks 20 geführt und folgt einem im allgemeinen vertikalen Flußpfad nach oben durch den Spalt 88 zwischen den Kathodenplatten 40 und den An odenplatten 50, wie dies durch die Pfeile in Fig. 7 dargestellt ist. Daraus ergibt sich ein kontinuierli cher Strom aus neuem, wiederaufgefülltem Elektrolyt 12 aus dem Reservoir 92, der zwischen den Kathodenplatten 40 und den Anodenplatten 50 fließt, wo die galvanische Metallabscheidung erfolgt. Diese Art des Stroms sorgt nicht nur für einen metallionenreichen Elektrolyt 12 zwischen den Kathodenplatten 40 und den Anodenplatten 50, sondern unterstützt auch die Verdrängung der Gas blasen B, die sich typischerweise während der galvani schen Metallabscheidung an der Oberfläche der Anoden platten 50 bilden.

Fig. 7 zeigt schematisch den Betrieb der Zelle 10. Die Pfeile zeigen die Fließrichtung des Elektrolyts 12. Kupfer, das in der Figur mit "C" bezeichnet ist, wird in der Figur auf die Kathodenplatten 40 aufgetragen. In der Zeichnung sind Gasblasen, die mit "B" bezeichnet sind, dargestellt, welche sich auf der Oberfläche der Anodenplatten 50 bilden. Die Gasblasen B besitzen die Wirkung von Isolatoren und reduzieren das elektrische Feldpotential zwischen den Kathodenplatten 40 und den Anodenplatten 50. Indem der Strom des Elektrolyts 12 dazu verwendet wird, derartige Blasen B wegzudrängen, wird der Galvanisierungsprozeß weiter verbessert. Durch die Schaffung der Elektrolytauslaßdurchlässen, d. h. der Öffnungen 106 in den Kollektoren 100 zwischen benachbarten Kathodenplatten 40, wird verbrauchter Elektrolyt 12, d. h. Elektrolyt mit einer verringerten Metallionenkonzentration als Folge des Galvanisierungs prozesses, aus dem Tank 20 in die Kollektoren 100 geleitet, wobei frischer Elektrolyt 12 von unten nach oben geführt wird.

Die vorliegende Erfindung schafft somit eine elektroly tische Metallgewinnungszelle 10 und ein Elektrolytzir kulationssystem für eine solche Zelle, die einen gleichförmigeren, konsistenten Fluß des Elektrolyts 12 durch Spalten 88 zwischen benachbarten Kathodenplatten 40 und Anodenplatten 50 ermöglicht. Der gleichförmigere, konsistente Fluß des Elektrolyts ermöglicht eine gleichförmigere, konsistente Metallabscheidung.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Flußrate des Elektrolyts 12 durch die Spalten 88 geregelt werden kann. Da der Fluß durch den Spalt 88 vom Durchfluß des Elektrolyts 12 in den Tank 20 durch Regelung des Ausstoßes der Pumpe 94 abhängt, können veränderliche Flußraten des Elektrolyts 12 im Spalt 88 erzielt werden, um eine gewünschte Abscheidungsrate zu optimieren. Typischerweise arbeiten die meisten herkömmlichen elektrolytischen Kupfergewinnungszellen, die für einen Überlauf an der Seite oder Kante konfiguriert sind, mit einer Elektro lytdurchflußrate von etwa 5,6787 Liter/Minute (= 1,5 Gallonen/Minute) durch einen Bereich von 1 Quadratfuß. Dies entspricht einer durchschnittlichen Fließgeschwindigkeit durch die Flächeneinheit von etwa 0,0497 Meter/Minute (= 0,163 Fuß/Minute, ≈0,033 Inch/Sekunde).

Bei herkömmlichen elektrolytischen Kupfergewinnungszel len mit einem Überlauf an der Seite oder der Kante wird die Abscheidungsrate des Kupfers durch Erhöhung der Durchflußrate des Elektrolyts nicht wesentlich verbes sert. Man geht davon aus, daß eine solche Konfiguration ungleichförmige Flußraten zwischen den Elektroden verursacht und daher die betriebliche Flußrate des Elektrolyts begrenzt wird, weil die Flußraten des Elektrolyts in solchen Bereichen des Tanks, und zwar besonders an den Seiten, höher sind als in Bereichen der oberen Mitte des Tanks. Derartige ungleichförmige Flußraten des Elektrolyts zwischen den Elektroden erzeugen auch eine ungleichförmige Abscheidung des galvanisch abgeschiedenen Metalls.

Die vorliegende Erfindung sieht einen gleichförmigeren und gleichmäßig verteilten vertikalen Fluß des Elektrolyts 12 hinter die Kathoden- und Anodenplatten 40, 50 vor. Ein derartiger Durchfluß ermöglicht bessere Kupferabscheidungsraten bei herkömmlichen Durchflußra ten von etwa 0,002038 Meter/Minute (= 0,05 Gallonen/Minute/Quadratfuß). Selbst bei höheren Raten von bis zu etwa 0,02038 Meter/Minute (= 0,5 Gallo nen/Minute/Quadratfuß) ermöglicht eine Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Kupferabscheidung. Bei Durchflußraten von mehr als 0,00611 Meter/Minute (= 0,15 Gallonen/Minute/Quadratfuß scheinen durch Erhöhung der Durchflußrate nur geringfügige Verbesserungen bei der Kupferabscheidung einzutreten.

Die vorhergehende Beschreibung betrifft eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte anerkannt werden, daß diese Ausführungsform nur für veranschaulichende Zwecke beschrieben wurde, und daß Fachleute dieses Bereiches zahlreiche Veränderungen und Modifizierungen daran vornehmen können, ohne dadurch von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Fach leute dieses Bereiches werden zum Beispiel anerkennen, daß andere Arten von Kollektoren 100 für die Bildung der beabstandeten Elektrolytauslaßdurchlässen quer über das obere Ende des Tanks 20 verwendet werden können. In dieser Hinsicht zeigt Fig. 11 einen Kollektor 100' mit V-förmigen Kerben 106', die in den Seitenwänden 104' ausgebildet sind. Die V-förmigen Kerben 106' definieren die Elektrolytauslaßdurchlässen zum Sammeln des Elektrolyts 12.

Des weiteren wurde die Erfindung daher im Hinblick auf eine elektrolytische Kupfergewinnungszelle beschrieben, wobei Kupfer auf die Kathodenplatten 40 abgelegt wird und Kollektoren 100 entlang der oberen Kante der An odenplatten 50 angeordnet sind. Bei anderen Arten elektrolytischer Metallgewinnungszellen, wie zum Bei spiel bei Zellen zur Herstellung von Mangan, wird das Metall auf eine Anodenplatte galvanisch abgeschieden. In solchen Zellen würden die Kollektoren vorzugsweise entlang der oberen Kanten der Kathodenplatten ange bracht.

Es ist des weiteren anzuerkennen, daß die Kollektoren 100 nicht an einer oberen Kante einer Elektrodenplatte befestigt sein müssen, um die gitterähnliche Anordnung der Elektrolytauslaßdurchlässen quer über das obere Ende des Tanks zu schaffen.

Alle derartigen Modifizierungen und Veränderungen sollten insofern eingeschlossen sein, als sie innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung ode deren Äquivalenten liegen.

Claims

1. Elektrolytische Metallgewinnungszelle, umfassend:
einen Tank zum Halten des Elektrolyts mit einem offenen oberen Ende;
eine Vielzahl an flachen, metallischen Elektroden platten, die innerhalb des Tanks parallel Seite an Seite beabstandet voneinander angeordnet sind, wo bei die Elektrodenplatten einen Spalt zwischen be nachbarten Elektrodenplatten definieren;
ein Elektrolytzirkulationssystem, beinhaltend:
einen Einlaßverteiler, der unterhalb der Elektro denplatten angeordnet ist;
eine Vielzahl an beabstandeten Kollektoren, die sich quer über das offene obere Ende des Tanks er strecken, wobei sich der Kollektor parallel zu den Elektrodenplatten erstreckt; und
eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Pumpen des Elektrolyts in den Tank durch den Einlaßverteiler hindurch, wobei der in den Tank gepumpte Elektro lyt durch die Spalten hindurch zu den Kollektoren nach oben fließt, wobei die Kollektoren einen Pe gel für die Elektrolytlösung im Tank festlegen.

2. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 1, wobei die elektrolytische Metallgewin nungszelle zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer dient, und die Elektrodenplatten abwech selnd Kathodenplatten und Anodenplatten beinhalten, wobei eine Kathodenplatte zwischen zwei Anodenplatten angeordnet ist.

3. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 1, wobei sich der Kollektor über die obere Kante der Anodenplatten erstreckt.

4. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 3, wobei es sich bei den Kollektoren um U- förmige Kanäle handelt, deren Enden sich über die Seiten des Tanks hinaus erstrecken.

5. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 4, wobei die U-förmigen Kanäle Seitenwände mit darin vorhandenen Öffnungen besitzen, wobei die Öffnungen Elektrolytauslaßöffnungen bilden, welche den Pegel des Elektrolyts im Tank festle gen.

6. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 1, wobei es sich bei der Vorrichtung zum Pumpen um eine Pumpe handelt, die regelbar ist, um den Fluß des Elektrolyts in den Tank zu verändern.

7. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 6, wobei der Elektrolyt durch den Spalt mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen 0,00127 Meter/Minute und 0,01270 Meter/Minute fließt.

8. In einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle, mit:
einem Tank;
Elektrolyt in dem Tank; und
einer Vielzahl an flachen, metallischen Elektrodenplatten, die innerhalb des Tanks parallel Seite an Seite beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei benachbarte Elektrodenplatten einen Spalt dazwischen definieren, wobei die Verbesserung umfaßt:
eine Elektrolytzufuhrleitung zum Einführen des Elektrolyts in den Tank unterhalb der unteren Ab schnitte der Elektrodenplatten; und
ein Elektrolytsammelgitter, umfassend eine Vielzahl von im allgemeinen parallelen Kollekto ren, die sich über den Tank erstrecken, wobei die Kollektoren zwischen den Elektrodenplatten ange ordnet sind und einen Pegel für den Elektrolyt im Tank festlegen, indem der Elektrolyt gesammelt wird, wenn der Elektrolyt den Pegel erreicht, wo bei die Kollektoren relativ zur Einlaßzufuhrlei tung angeordnet sind, um den Elektrolyt an beab standeten Stellen innerhalb des Tanks zu sammeln und einen im allgemeinen vertikalen Fluß des Elektrolyts durch die Spalten zwischen den Elek trodenplatten zu erzeugen.

9. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 8, wobei sich die beabstandeten Stellen zwischen benachbarten Elektrodenplatten befinden.

10. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 9, wobei sich die Kollektoren über die obe ren Enden der Elektrodenplatten erstrecken.

11. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 10, wobei es sich bei den Kollektoren um Rohre handelt, die sich durch eine Wand des Tanks hindurch erstrecken, wobei die Rohre den Elektro lyt von beabstandeten Stellen zu einer Sammelwanne entlang der Seite des Tanks führen.

12. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 11, wobei es sich bei den Rohren um U-för mige Kanäle mit Seitenwänden handelt, in denen Öffnungen ausgebildet sind, wobei die Öffnungen den Pegel des Elektrolyts im Tank festlegen, indem der Elektrolyt durch die Öffnungen gesammelt und vom Tank in die Wanne geführt wird.

13. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 9, des weiteren umfassend ein Elektrolyt zirkulationssystem, umfassend:
ein Reservoir zum Wiederauffüllen des Elektrolyts mit Metallatomen;
eine Pumpe zum Fördern des Elektrolyts vom Reser voir zum Tank; und
mindestens eine Wanne, die mit dem Reservoir verbunden ist, um Elektrolyt von den Kollektoren aufzunehmen und den Elektrolyt zum Reservoir zu rückzuführen.

14. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 13, wobei die Pumpe einen variablen Ausgang besitzt, um den Strom des Elektrolyts durch die Spalten zwischen den Elektrodenplatten zu verän dern.

15. In einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle, mit:
einem Tank mit einem offenen oberen Ende, begrenzt durch eine Tankkante;
Elektrolyt in dem Tank;
einer Vielzahl an flachen, metallischen Elektrodenplatten, die innerhalb des Tanks parallel Seite an Seite beabstandet Voneinander angeordnet sind, wobei benachbarte Elektrodenplatten einen Spalt dazwischen definieren, wobei die Verbesserung umfaßt:
einen Einlaßverteiler am Boden des Tanks, um den Elektrolyt an Stellen unterhalb der Elektroden platten in den Tank zu leiten;
ein Sammelgitter, umfassend eine Vielzahl an Kollektoren mit Auslaßöffnungen, welche einen obe ren Pegel des Elektrolyts festlegen, indem sie den Elektrolyt vom Tank sammeln, wobei die Öffnungen in einer beabstandeten Beziehung innerhalb des of fenen oberen Endes angeordnet sind, welches durch die Tankkante begrenzt wird, wobei das Sammelgit ter und die Einlaßvorrichtung einen Durchfluß des Elektrolyts nach oben zwischen den Platten er zeugen, während die Lösung von den Verteilerstel len unterhalb der Platten zu den Öffnungen fließt.

16. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 15, wobei das Sammelgitter aus einer Viel zahl an länglichen Flüssigkeitsrohren besteht, die sich quer über das offene obere Ende des Tanks er strecken.

17. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 16, wobei die Rohre im allgemeinen parallel zueinander sind und zwischen den Elektrodenplatten angeordnet sind.

18. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 17, wobei es sich bei den Rohren um U-för mige Kanäle handelt und die Durchlässe Öffnungen in den Seiten der Kanäle sind.

19. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 18, wobei die Öffnungen kreisförmig sind.

20. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 18, wobei es sich bei den Öffnungen um U- förmige Einkerbungen handelt.

21. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 18, wobei der Elektrolyt durch den Elektro denspalt zwischen den Elektrodenplatten mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,0127 Meter/ Minute bis 0,254 Meter/Minute fließt.

22. In einer elektrolytischen Metallgewinnungszelle mit:
einen Tank mit einem offenen oberen Ende;
Elektrolyt in dem Tank; und
einer Vielzahl an beabstandeten Elektrodenplatten innerhalb des Tanks, wobei die Verbesserung um faßt:
eine Vielzahl an Elektrolyteinlaßdurchlässen, die innerhalb des Tanks unterhalb der Elektrodenplat ten angeordnet sind, wobei die Einlaßdurchlässe mit einer Quelle für druckbeaufschlagten Elektrolyt verbindbar sind, um den Elektrolyt in den Tank zu leiten; und
eine Vielzahl an Elektrolytauslaßdurchlässen an einem vorherbestimmten Pegel im Tank, welche quer über das offene obere Ende des Tanks zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Auslaßdurchlässe oberhalb der Einlaßdurchlässe angeordnet sind, um den Elektrolyt im Tank zu sammeln, wenn der Elektrolyt den vorherbestimmten Pegel erreicht.

23. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 22, wobei es sich bei den Elektrolytauslaß durchlässe um Öffnungen in Kollektoren handelt, die sich quer über die Öffnungen im Tank erstrecken.

24. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 23, wobei die Kollektoren an den Elektro denplatten befestigt sind.

25. Elektrolytische Metallgewinnungszelle nach An spruch 22, wobei die Auslaßdurchlässe zwischen den Elektrodenplatten angeordnet sind.

26. Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer, umfassend die folgenden Schritte:

a) vertikales Ausrichten einer Kathodenplatte zwischen zwei beabstandeten, vertikalen Anodenplatten innerhalb eines Tanks, wobei die Kathodenplatte und die Anodenplatten im wesentlichen parallel zueinander sind und ein gleichförmiger Spalt zwischen der Kathodenplatte und jeder Anodenplatte vorhanden ist;
b) negatives elektrisches Erregen der Kathodenplatte und positives elektrisches Erregen der Anodenplatten; und
c) Erzeugen eines vertikalen, nach oben gerichteten Elektrolytstroms durch die Spalten zwischen der Kathodenplatte und den Anodenplatten 1) durch Einströmen des Elektrolyts in den Tank unterhalb der Kathoden- und Anodenplatten, und 2) Sammeln des Elektrolyts in einer Vielzahl an Kollektordurchlässen, die quer über den Tank zwischen den Anodenplatten angeordnet sind.

27. Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer nach Anspruch 26, des weiteren umfassend den folgenden Schritt:

a) Erzeugen eines Elektrolytstroms durch die Spalten zwischen der Kathodenplatte und den Anodenplatten mit einer gleichförmigen Durch schnittsgeschwindigkeit zwischen 0,0127 Meter/Minute und 0,254 Meter/Minute.

28. Verfahren zur elektrolytischen Extraktion von Kupfer nach Anspruch 27, wobei die Geschwindigkeit des Elektrolyts zwischen 0,0127 Meter/Minute und 0,254 Meter/Minute beträgt.