DE102014003424B4 - Cathode for the electrolytic zinc extraction - Google Patents
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Abstract
Kathode für die elektrolytische Zinkgewinnung, beinhaltend ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehendes elektrisch leitfähiges Kathodenblech (2), das in seinem oberen Bereich mit einer Kontaktbereiche beinhaltenden Tragstange (3) verbunden ist, wobei auf Teilbereichen (a, b) des Kathodenblechs (2) eine durch Kaltgasspritzen erzeugte Beschichtung (5, 6, 7, 8) aufgebracht ist, dergestalt, dass die eine Schutzschicht bildende Beschichtung (5 bis 8) im Bereich einzelner oder sämtlicher Randbereiche (Bereiche a/b) des Kathodenblechs (2) vorgesehen ist, wobei die Beschichtung (5 bis 8) auf Basis von Nickel, Titan oder deren Legierungen in Verbindung mit Keramikpartikeln, gebildet ist und dass darüber hinaus auch an vorgebbaren Abschnitten (Bereiche c) der Tragstange (3) Kontaktbereiche (4) bildende Schichten auf Basis von Kupfer oder Silber durch Kaltgasspritzen aufgebracht sind.Cathode for electrolytic zinc production, comprising an aluminum or aluminum alloy existing electrically conductive cathode plate (2) which is connected in its upper part with a contact areas containing support rod (3), wherein on portions (a, b) of the cathode plate (2) a coating (5, 6, 7, 8) produced by cold gas spraying is applied, such that the coating (5 to 8) forming a protective layer is provided in the region of individual or all edge regions (regions a / b) of the cathode sheet (2), wherein the coating (5 to 8) is formed on the basis of nickel, titanium or their alloys in conjunction with ceramic particles, and in that also on predeterminable sections (areas c) of the support bar (3) contact areas (4) forming layers based on Copper or silver are applied by cold gas spraying.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kathode für die elektrolytische Zinkgewinnung, beinhaltend ein elektrisch leitfähiges Kathodenblech, das in seinem oberen Bereich mit einer Kontaktbereiche beinhaltenden Tragstange verbunden ist.The invention relates to a cathode for the zinc electrowinning, comprising an electrically conductive cathode plate, which is connected in its upper region with a contact areas containing support rod.
In der primären Zinkherstellung wird das Zink mittels Elektrolyse insbesondere auf Aluminiumkathoden abgeschieden. Dabei stehen die Kathoden zu etwa 80 Prozent ihrer Höhe im Elektrolytbad. Der Teil des Kathodenblechs, welcher nicht im Kontakt mit dem Elektrolyten steht (Liquidzone) korrodiert hierbei sehr stark durch Spritzer des Elektrolyten und den bei der Elektrolyse entstehenden Dämpfen. Durch den Abschälvorgang des gewonnenen Zinks entsteht zusätzlich die Gefahr von mechanischen Beschädigungen in diesem Bereich.In primary zinc production, the zinc is deposited by electrolysis, in particular on aluminum cathodes. The cathodes are about 80 percent of their height in the electrolyte bath. The part of the cathode sheet which is not in contact with the electrolyte (liquid zone) corrodes very strongly by splashes of the electrolyte and the vapors produced during the electrolysis. The peeling process of the zinc obtained additionally creates the risk of mechanical damage in this area.
Korrosion und mechanische Beschädigung in der Liquidzone sind die Hauptgründe für vorzeitiges Versagen der Kathode. Es gibt zwar bereits Ansätze zur Lösung des Problems, indem Anstriche vorgesehen werden oder aber Kunststoffstreifen in der Liquidzone aufgebracht werden. Diese Lösungen bieten aber nur einen zeitlich begrenzten Vorteil und sind nicht in jeder Elektrolyse anwendbar.Corrosion and mechanical damage in the liquid zone are the main reasons for premature failure of the cathode. Although there are already approaches to solving the problem by providing paintings or plastic strips are applied in the liquid zone. However, these solutions offer only a temporary advantage and are not applicable in every electrolysis.
Die
Neben der Liquidzone sind auch die verwendeten Randleisten (elektrisch isolierender Kantenschutz) und die Kontakte (Verbindungsstelle Kathode zu Stromschiene) einem Angriff durch Korrosion und mechanischer Beschädigung ausgesetzt und können so vorzeitig zum Ausfall der Kathode führen. Als Kontakte kommen Teile aus Vollkupfer, Silber und plattierten Werkstoffen (Kupfer/Aluminium) zum Einsatz. Diese werden am Tragesystem der Kathode verschweißt, versprengt oder verlötet.In addition to the liquid zone, the edge strips used (electrically insulating edge protection) and the contacts (cathode-to-conductor connection point) are exposed to corrosion and mechanical damage and can prematurely cause the cathode to fail. Parts made of solid copper, silver and plated materials (copper / aluminum) are used as contacts. These are welded to the support system of the cathode, sprinkled or soldered.
Der
In der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kathode für die elektrolytische Zinkgewinnung dahingehend weiterzubilden, dass zur Erzielung einer optimalen Standzeit die gefährdeten Bereiche durch gegenüber dem Stand der Technik alternative Maßnahmen geschützt werden können.The invention has the object of developing a cathode for the electrolytic zinc extraction to the effect that the endangered areas can be protected by over the prior art alternative measures to achieve optimum life.
Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Erzeugung eines Schutzes auf einem Kathodenblech vorgestellt werden, durch welches besonders gefährdete Bereiche des Kathodenblechs wirksam geschützt werden können, wobei dieser Vorgang von Zeit zu Zeit wiederholt werden kann.In addition, a method for producing a protection on a cathode sheet is to be presented by which particularly vulnerable areas of the cathode plate can be effectively protected, and this process can be repeated from time to time.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kathode für die elektrolytische Zinkgewinnung, beinhaltend ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehendes elektrisch leitfähiges Kathodenblech, das in seinem oberen Bereich mit einer Kontaktbereiche beinhaltenden Tragstange verbunden ist, wobei auf Teilbereichen des Kathodenblechs eine durch Kaltgasspritzen erzeugte Beschichtung aufgebracht ist, dergestalt, dass die eine Schutzschicht bildende Beschichtung im Bereich einzelner oder sämtlicher Randbereiche des Kathodenblechs vorgesehen ist, wobei die Beschichtung auf Basis von Nickel, Titan oder deren Legierungen in Verbindung mit Keramikpartikeln, gebildet ist und dass darüber hinaus auch an vorgebbaren Abschnitten der Tragstange Kontaktbereiche bildende Schichten auf Basis von Kupfer oder Silber durch Kaltgasspritzen aufgebracht sind.This object is achieved by a cathode for the electrolytic zinc extraction, comprising an aluminum or an aluminum alloy existing electrically conductive cathode plate which is connected in its upper part with a contact areas containing support rod, wherein on portions of the cathode plate a coating produced by cold gas spraying is applied, in such a way that the coating forming a protective layer is provided in the region of individual or all edge regions of the cathode sheet, the coating being based on nickel, titanium or their alloys in combination with ceramic particles, and in addition also forming contact regions on predefinable sections of the support rod Layers based on copper or silver are applied by cold gas spraying.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den zugehörigen gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen. Advantageous developments of the subject invention can be found in the associated subject subclaims.
Diese Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Schutzschicht auf einem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Kathodenblech für die elektrolytische Zinkgewinnung, das in seinem oberen Bereich mit einer Kontaktbereiche beinhaltenden Tragstange verbunden ist, indem die Schutzschicht an einzelnen oder sämtlichen Randbereichen des Kathodenblechs durch Kaltgasspritzen erzeugt wird, wobei die Beschichtung auf Basis von Nickel, Titan oder deren Legierungen in Verbindung mit Keramikpartikeln, gebildet ist und dass darüber hinaus auch an vorgebbaren Abschnitten der Tragstange Kontaktbereiche bildende Schichten auf Basis von Kupfer oder Silber durch Kaltgasspritzen aufgebracht sind.This object is also achieved by a method for producing a protective layer on an existing aluminum or aluminum alloy cathode sheet for the zinc electrowinning, which is connected in its upper part with a contact areas-containing support rod by the protective layer on or all edge portions of the cathode plate by Cold gas spraying is generated, wherein the coating is based on nickel, titanium or their alloys in conjunction with ceramic particles, formed and that in addition to predetermined portions of the support rod contact areas forming layers based on copper or silver are applied by cold gas spraying.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the method according to the invention can be found in the associated subclaims.
Die Beschichtung wird vorteilhafterweise auf Basis von Metallen, bedarfsweise versetzt mit Füllstoffen, gebildet.The coating is advantageously formed on the basis of metals, if necessary mixed with fillers.
Als Metalle bieten sich hierbei Nickel oder Titan, respektive Legierungsgemische aus diesen Elementen, an, wobei bedarfsweise Keramikpartikel als Füllstoffe zugesetzt werden können.In this case, nickel or titanium, or alloy mixtures of these elements, offer themselves as metals, it being possible, if necessary, to add ceramic particles as fillers.
In erster Linie wird eine, eine Schutzschicht bildende Beschichtung im Bereich einzelner oder sämtlicher Randbereiche des Kathodenblechs durch Kaltgasspritzen aufgebracht.In the first place, a coating which forms a protective layer is applied in the region of individual or all edge regions of the cathode sheet by cold gas spraying.
Die Beschichtung dient vorzugsweise der Vermeidung von Korrosion und mechanischen Beschädigungen des Kathodenblechs.The coating is preferably used to prevent corrosion and mechanical damage to the cathode plate.
Soweit notwendig und sinnvoll kann neben der Beschichtung der Randbereiche des Kathodenblechs auch auf der Tragstange mindesten eine Schicht auf Basis von Kupfer- oder Silberpartikel aufgebracht werden, die als Kontaktbereich die bisherigen angeschweißten, gelöteten oder gesprengten Kontakte ersetzen kann. Auch dieser Vorgang kann durch Kaltgasspritzen herbeigeführt werden.Insofar as necessary and appropriate, in addition to the coating of the edge regions of the cathode sheet, at least one layer based on copper or silver particles can also be applied to the support rod, which can replace the previous welded, soldered or blown contacts as the contact region. This process can also be brought about by cold gas spraying.
Als isolierende Schichten, insbesondere an den Kanten der Kathodenbleche, lassen sich Metalle mit niedrigerem elektrischen Leitwert aufbringen, ggf. unterstützt durch Füllstoffe, um an diesen Stellen das Wachsen einer Zinkschicht zu verhindern.As insulating layers, in particular at the edges of the cathode sheets, it is possible to apply metals with a lower electrical conductivity, if necessary assisted by fillers, in order to prevent the growth of a zinc layer at these points.
Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem Stand der Technik beruht darin, dass nunmehr eine unmittelbare Aufbringung der Schutzschicht ohne vorgefertigte Bauteile bei extrem guter Anhaftung, insbesondere metallurgischer Verbindung zwischen Schutzschicht und Kathodenblech, vorgenommen werden kann. Diese Schicht lässt sich auch erneuern und ist an fast jede Form anpassbar.The advantage of the subject invention over the prior art is that now an immediate application of the protective layer can be made without prefabricated components with extremely good adhesion, in particular metallurgical connection between the protective layer and the cathode plate. This layer can also be renewed and is adaptable to almost any shape.
Bei einer Schicht von z. B. Nickel oder Titan (bedarfsweise in Kombination mit Füllstoffen) wird bei dem Kathodenblech neben dem Schutz vor Korrosion auch noch ein Schutz vor mechanischer Beschädigung erreicht, da diese Metalle eine größere Oberflächenhärte als Aluminium bieten. Im Bereich der Kanten bietet das neue Verfahren den Vorteil, dass der zu behandelnde Bereich weitaus schmaler ausfallen kann als bei der bisherigen Ausstattung mit Leisten. Dies im Hinblick darauf, dass Randleisten eine gewisse Überdeckung auf der Oberfläche des Kathodenblechs benötigen, um dort entsprechend befestigt werden zu können.In a layer of z. As nickel or titanium (as needed in combination with fillers) in addition to the protection against corrosion and protection against mechanical damage is achieved in the cathode plate, as these metals offer greater surface hardness than aluminum. In the area of the edges, the new method offers the advantage that the area to be treated can be much narrower than with the previous equipment with strips. This in view of the fact that edge strips need a certain overlap on the surface of the cathode plate in order to be able to be fastened accordingly.
Aufgrund der besseren Anhaftung der metallurgischen Anbindung der Schutzschicht durch das Kaltgasspritzen kann diese Überdeckung deutlich reduziert werden. Bedingt durch den schmaleren Bereich lässt sich auch die Zinkausbeute der Kathodenbleche erhöhen, da mehr Fläche für den Aufwuchs von Zink zur Verfügung steht. Auch hier bietet die metallische Schicht, ggf. ergänzt durch Füllstoffe, einen Schutz vor Zinkaufwuchs und ist durch gesteigerte Oberflächenhärte ein Schutz gegen Korrosion und mechanische Beschädigung.Due to the better adhesion of the metallurgical bonding of the protective layer by the cold gas spraying this overlap can be significantly reduced. Due to the narrower range, the zinc yield of the cathode sheets can also be increased, since more area is available for the growth of zinc. Again, the metallic layer, optionally supplemented by fillers, provides protection against zinc growth and is due to increased surface hardness protection against corrosion and mechanical damage.
Die aufgebrachte metallische Schicht ist bei Verschleiß und/oder Beschädigung jederzeit durch erneutes Kaltgasspitzen erzeugbar.The applied metallic layer can be generated by wear and / or damage at any time by renewed cold gas peaks.
Beim bisherigen Stand der Technik lässt sich nur in bestimmten Fällen eine neue Randleiste aufbringen, da der Bereich unterhalb der Leiste zumeist stark korrodiert ist und ein erneutes Aufbringen der Randleiste somit verhindert wird.In the prior art, a new edge strip can be applied only in certain cases, since the area below the strip is usually heavily corroded and re-applying the edge strip is thus prevented.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.The subject invention is illustrated by means of an embodiment in the drawing and will be described as follows.
Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze eine Kathode
Im vorliegenden Fall soll eine Schutzschicht aus Metallen, bedarfsweise mit eingelagerten Keramikpartikeln, in den Randbereichen (Bereiche a und b) des Kathodenblechs
Der Bereich b bildet die eingangs bereits angesprochene Liquidzone, während der Bereich a die verbleibenden Randbereiche des Kathodenblechs
Falls notwendig, können auch im Bereich der mit dem Kathodenblech
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
WO2007045716A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Outotec Oyj. | Method for forming an electrocatalytic surface on an electrode and the electrode |
WO2009103268A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method for coating components |
WO2010023101A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | EMS Elektro Metall Schwanenmühle GmbH | Cathode for the electrolytic deposition of zinc or the like from an electrolyte bath |
US20110147205A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Daniel Guay | Method and system for producing electrocatalytic coatings and electrodes |
-
2014
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007045716A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Outotec Oyj. | Method for forming an electrocatalytic surface on an electrode and the electrode |
WO2009103268A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method for coating components |
WO2010023101A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | EMS Elektro Metall Schwanenmühle GmbH | Cathode for the electrolytic deposition of zinc or the like from an electrolyte bath |
US20110147205A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Daniel Guay | Method and system for producing electrocatalytic coatings and electrodes |
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