DE3003927A1

DE3003927A1 - CATHODE FOR ELECTROLYTIC REFINING OF COPPER

Info

Publication number: DE3003927A1
Application number: DE19803003927
Authority: DE
Inventors: Ian James Perry
Original assignee: Copper Refineries Pty Ltd
Current assignee: Mount Isa Mines Ltd
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-02-04
Publication date: 1980-08-07
Also published as: PL221801A1; GB2040311B; PL123151B1; ZM1480A1; ES488250A0; MX155943A; MY8400147A; YU24180A; FI68430B; JPS5943996B2; DE3003927C2; ZA80341B; GB2040311A; PH17223A; FI800337A; SE8000607L; FI68430C; BR8000692A; JPS55110788A; AU506521B1

Description

Anmelderin: COPPER REFINERIES PTY. LIMITED Townsville, Queensland 4810Applicant: COPPER REFINERIES PTY. LIMITED Townsville, Queensland 4810

Bezeichnung: Kathode für elektrolyt!sehe KupferraffinationDesignation: cathode for electrolyte! See Copper refining

Die Erfindung bezieht sich auf Kathoden für elektrolytische Kupferraffination.The invention relates to cathodes for electrolytic copper refining.

Seit über 50 Jahren und bis zur Gegenwart werden für die elektrolytische Kupferraffination am häufigsten Kathoden des Typs verwendet, wie sie in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind.For over 50 years and up to the present, the most common cathodes in electrolytic copper refining have been cathodes of the type shown in Figure 1 of the accompanying drawings.

Diese, aus dem Stand der Technik bekannte Kathode, besteht aus einer Hängeschiene, einer Kupfer-Ausgangsplatte und einem Paar von Kupferschlaufen oder Gurten, durch die die Platte an der Hängeschiene aufgehängt ist. Die Endbereiche der Hängeschiene stehen über die Breite der Platte vor, so daß sie auf Seitenbereichen der elektrolytischen Zelle stützend aufliegen können und einer von ihnen den elektrischen Kontakt bilden kann. Zusammen mit einem Paar von Anodenplatten aus nichtraffiniertem Kupfer ist die Ausgangsplatte in einen Elektrolyten der elektrolytischen Zelle eingetaucht, oder die Ausgangsplatte befindet sich zwischen einem Paar nichtlöslicher Anoden und ist mit diesen in den Elektrolyten einer Zelle für elektrolytische Metallgewinnung eingetaucht.This cathode, known from the prior art, consists of a hanging rail, a copper starting plate and a pair of copper loops or straps that suspend the panel from the hanging rail. The end areas the hanging rails protrude across the width of the plate so that they are on the side areas of the electrolytic Cell can rest in a supportive manner and one of them can make electrical contact. Together with a couple of unrefined copper anode plates is the starting plate immersed in an electrolyte of the electrolytic cell, or the starting plate is between a pair of insoluble anodes and is with them in the electrolyte of an electrolytic metallurgy cell immersed.

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Trotz ihrer lang andauernden Verwendung in der KupferIndustrie ist anerkannt, daß die Kathoden nach dem Stand der Technik verschiedene Nachteile haben. Drei Nachteile werden im Folgenden beispielhaft aufgezählt: Despite their longstanding use in the copper industry, it is recognized that the cathodes are after have several disadvantages in the prior art. Three disadvantages are listed below as examples:

(a) Die Kupfer-Ausgangsplatten können nicht wiederverwendet werden. Das heißt, daß das auf ihnen niedergeschlagene Kupfer nicht abgezogen und die Ausgangsplatte in die Zelle zurückgebracht werden kann, um dort einen frischen Kupferüberzug zu erhalten. Das derzeit übliche und wirtschaftlichste Verfahren ist das Einschmelzen der Kupfer-Ausgangsplatte mit dem auf ihr niedergeschlagenen Kupfer. Aus der Schmelze werden dann Drahtbarren, Stäbe, Walzplatten, Rundbolzen oder andere Kupfer-Lagerware in handelsüblichen Ausführungen hergestellt. Ein Teil des Schmelzproduktes kann benutzt werden, um frische Ausgangsplatten herzustellen. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß es wirtschaftlicher ist,frische Ausgangsplatten elektrolytisch herzustellen. Aber auch dann ist der Bedarf an Mannstunden außergewöhnlich hoch, da die Ausgangsplatten von Mutterblechen abgenommen und geebnet werden, ferner Schlaufen angefertigt und an die Platten angebracht werden, und schließlich die mit Schlaufen versehenen Ausgangsplatten mit den Halteschienen zusammengefügt werden müssen.(a) The original copper plates cannot be reused. That is to say, that which is deposited on them Copper is not stripped and the starting plate can be returned to the cell to be there to get a fresh copper plating. The currently common and most economical process is melting the copper starting plate with the copper deposited on it. The melt then becomes Wire bars, rods, rolled plates, round bolts or other copper storage goods are manufactured in commercially available designs. Part of the melt product can be used to make fresh starting plates. The experience shows, however, that it is more economical to electrolytically manufacture fresh starting plates. But also then the need for man-hours is exceptionally high, since the output plates are removed from mother plates and are leveled, loops are made and attached to the panels, and finally those with loops provided starting plates must be joined with the retaining rails.

(b) Die Kupfer-Ausgangsplatten können nicht auf einfachem Wege wirklich eben gemacht werden. Selbst wenn sie anfangs im wesentlichen eben sind, kommt es häufig vor, daß sie sich während des Gebrauchs werfen und krümmen, so daß Kurzschlüsse zwischen Kathode und Anode auftreten können. Selbst wenn die Krümmung nicht zu Kurzschlüssen führt, bewirkt doch jede Abweichung der Parallelstellung von Kathode und Anode einen ungleichmäßigen Kupferniederschlag, wobei ein Überschuß an Vorsprüngen oder Kurzschlußpfaden angelagert wird, so daß ein Kurzschluß in derartigen(b) The copper base plates cannot be on simple Paths are really made even. Even if they are essentially flat at first, it often happens that they throw and bend during use, so that short circuits occur between the cathode and anode can. Even if the curvature does not lead to short circuits, any deviation in the parallel position does an uneven copper deposition of the cathode and anode, with an excess of protrusions or short-circuit paths is deposited, so that a short circuit in such

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Punkten beschleunigt wird. Kurzschlüsse sind ein ernsthaftes Problem, da sie den Einsatz einer Arbeitsgruppe notwendig machen, deren Aufgabe im wesentlichen darin besteht, die Räume für die elektrolytische Metallgewinnung zu patrouillieren und Kurzschlüsse zu beseitigen.Points is accelerated. Short circuits are a serious problem as they involve the use of a working group make necessary, the task of which is essentially the spaces for the electrolytic metal extraction to patrol and eliminate short circuits.

(c) Manchmal geben die Schlaufen kaum mehr als einen Linien- oder gar nur einen Punktkontakt mit den Hängeschienen. Hierdurch wird zwar der eigentliche Vorgang des Kupferabscheidens nicht gestört, es wird jedoch der Widerstand erhöht und demzufolge steigen die Energiekosten.(c) Sometimes the loops give little more than a line or even point contact with the Hanging rails. This does not interfere with the actual copper deposition process, but it does the resistance increases and consequently the energy costs increase.

Die Industrie für Kupferraffination hat ausgedehnte Forschungen und Experimente ausgeführt, um die Mutterplatten zu verbessern, an denen die Ausgangsplatten hergestellt werden. Dabei wurden auch Versuche mit rostfreiem Stahl durchgeführt, diese lieferten jedoch unbeständige Ergebnisse und waren daher allgemein ohne Erfolg, da Probleme hinsichtlich der Passivität, lokaler Korrosion und unterschiedlicher Adhäsion der Kupferniederschläge auftraten.The copper refining industry has carried out extensive research and experimentation to improve the mother plates to which the source plates are attached getting produced. Tests with stainless steel were also carried out, but these gave inconsistent results Results and were therefore generally unsuccessful because problems with passivity were more local Corrosion and different adhesion of the copper precipitates occurred.

Dagegen wurden Ausgangsplatten aus Titan in beträchtlichem Umfang verwendet, da dieses Metall einen Oxyd-Film bildet, der sehr geeignet scheint, die Schwierigkeiten einer zu geringen oder zu großen Adhäsion des Kupferniederschlages auszuräumen. Weiterhin ist die Beständigkeit von Titan gegen Korrosion außergewöhnlich gut. Die fortschrittlichste Ausführung einer derartigen, wiederverwendbaren Ausgangsplatte aus Titan hat einen komplizierten Aufbau. Sie besteht aus einer zusammengesetzten Hängeschiene, die im wesentlichen Kupfer enthält und in der sich ein Anteil Titan befindet. An dieser Schiene ist die Ausgangsplatte aus Titan angeschweißt. In einer Ausführung ist die Hängeschiene ein Kupferstab, der von einer Titan-Hülle umgeben ist. Der obere Randbereich der Ausgangsplatte ist S-förmig gekrümmt, so daßOn the other hand, starting plates made of titanium have been used to a considerable extent because this metal is one Oxide film forms, which seems very suitable to overcome the difficulties of too little or too much adhesion of the To eliminate copper precipitate. Furthermore, the resistance of titanium to corrosion is exceptional Well. The most advanced version of such a reusable titanium base plate has one complicated structure. It consists of a composite hanging rail that essentially contains copper and in which there is a portion of titanium. The titanium output plate is welded to this rail. In one embodiment, the hanging rail is a copper rod that is surrounded by a titanium cover. The upper margin the starting plate is curved in an S-shape so that

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•j dieser Bereich direkt auf eine Seite der Hülle der Hängeschiene geschweißt werden kann. In einer anderen Ausführung ist die Hängeschiene ein Kupferstab mit einem Innenkern aus Titan, der in Längsrichtung der c Schiene verläuft. In dieser Ausführungsform ist die Ausgangsplatte ebenfalls S-förmig gekrümmt wie zuvor und mit dem Kern über kurze Stege aus Titan verschweißt. Diese Stege erstrecken sich durch Löcher im Kupfer. Jeder Steg ist an seinem einen Ende mit dem Kern und an• j this area directly onto one side of the envelope of the Hanging rail can be welded. In another version, the hanging rail is a copper rod with an inner core made of titanium, which runs in the longitudinal direction of the c rail. In this embodiment, the Starting plate also curved in an S-shape as before and welded to the core via short titanium bars. These webs extend through holes in the copper. Each web is at its one end with the core and on

^q seinem anderen Ende mit der Ausgangsplatte verschweißt. Ein Beispiel für eine Anordnung mit den beschriebenen Titan-Ausgangsplatten ist aus dem GB-PS 141 5 bekannt. Titan ist jedoch nicht ohne Nachteile. Es ist teuer und kompliziert in die für die Verwendung geeignete Form zu bringen.^ q its other end is welded to the starting plate. An example of an arrangement with the titanium starting plates described is from GB-PS 141 5 known. However, titanium is not without its drawbacks. It is expensive and complicated to find suitable for use To bring shape.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Kathoden für die elektrolytische Kupferraffination zu vermeiden und eine Kathode zu schaffen, die insbesondere einfach und kostengünstig zu fertigen istThe object of the invention is to overcome the disadvantages of the known cathodes for electrolytic copper refining to avoid and to create a cathode that is particularly easy and inexpensive to manufacture

2Q und unbegrenzt wiederverwendet werden kann, die eben bleibt, die einen unbehinderten Stromverlauf zwischen der Stromanschlußschiene und der Hängeschiene sowie zwischen der Hängeschiene und der Ausgangsplatte gewährleistet, die eine dauerhafte Oxydschicht aufweist, welche als wirkungsvolle Trennschicht das Entfernen des auf der Ausgangsplatte niedergeschlagenen Kupfers vereinfacht und dennoch genügend Adhäsion aufweist, um das niedergeschlagene Kupfer während seines Aufbaus zu halten, und die in ihrer Herstellung und ihrem Gebrauch sich insbesondere2Q and can be reused indefinitely, just that remains that an unimpeded current flow between the power connection rail and the hanging rail as well guaranteed between the hanging rail and the output plate, which has a permanent oxide layer, which As an effective separating layer, the removal of the copper deposited on the original plate is simplified and still has enough adhesion to hold the deposited copper during its build-up, and the in their manufacture and use in particular

3Q für maschinelle Handhabung eignet.3Q suitable for machine handling.

Diese Aufgabe wird durch eine Kathode für elektrolytische Kupferraffination gelöst, die gekennzeichnet ist durch - eine Hängeschiene aus nichtrostendem Stahl mit einer flachen Unterseite, deren Endbereiche auf Auflager und elektrische Kontakte auflegbar sind,This object is achieved by a cathode for electrolytic copper refining, which is characterized by - a hanging rail made of stainless steel with a flat underside, the end areas of which on supports and electrical Contacts can be placed,

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- eine flache Ausgangsplatte aus nichtrostendem Stahl, die an ihrer oberen Kante - zwischen den Endbereichen der Hängeschiene mit der Unterseite der Hängeschiene verschweißt ist und rechtswinklig zu dieser Unterseite verläuft,- a flat starting plate made of stainless steel, which at its upper edge - between the end areas the hanging rail is welded to the underside of the hanging rail and at right angles to this underside runs,

- eine Kupferauflage, welche die Hängeschiene und zumindest einen oberen Randbereich der Ausgangsplatte, in dem diese Ausgangsplatte an die Hängeschiene angeschweißt ist, überzieht und- A copper pad, which the hanging rail and at least an upper edge area of the output plate, in the this starting plate is welded to the hanging rail, covers and

- Mittel zum Abdecken zumindest der rechtwinklig zur Hängeschiene verlaufenden Kanten der Ausgangsplatte.- Means for covering at least the edges of the starting plate running at right angles to the hanging rail.

Im Versuch hat sich gezeigt, daß diese Kathode so vorteilhaft ist, daß es als wirtschaftlich angesehen wird, den Einsatz derartiger Kathoden auf alle elektrolytischen Gewinnungsanlagen im Betrieb des Anmelders auszudehnen. Das bekannte Raffinierverfahren macht Gebrauch von Mutterblechen in einer begrenzten Anzahl von elektrolytischen Zellen, um zwei dünne Platten aus raffiniertem Kupfer pro Mutterblech und Tag zu erzeugen.Diese Platten werden dann zu einer Kathode verarbeitet, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.Tests have shown that this cathode is so advantageous that it is considered economical to extend the use of such cathodes to all electrolytic extraction systems in the applicant's company. The known refining process makes use of mother plates in a limited number of electrolytic ones Cells around two thin plates of refined copper per mother plate and day. These plates are then processed into a cathode as shown in FIG is.

Die Herstellung derartiger Ausgangsplatten erfordert zusätzliche Kontrolle, einen hohen Energiebedarf pro Tonne des erzeugten Produktes und einen beträchtlichen Bedarf an meschlicher Arbeitskraft. Dies kann dadurch vermieden werden, daß erfindungsgemäße Kathoden in allen Zellen und für langer dauernde Absetzzeiten (eine Woche oder mehr anstelle von nur 24 Stunden) benutzt werden, bevor sie entplattiert werden. Die erfindungsgemäße Elektrode eignet sich auch für die maschinelle Handhabung und das maschinelle Abstreifen. Das erzeugte Produkt ist kommerzielles, elektrolytisches Kathodenkupfer.The production of such starting plates requires additional control, a high energy consumption per ton of the product produced and a considerable human labor requirement. This can be avoided by that cathodes according to the invention in all cells and for longer lasting settling times (a week or more instead of only 24 hours) before they are de-plated. The electrode according to the invention is also suitable for machine handling and machine stripping. The product produced is commercial, electrolytic Cathode copper.

Zusätzlich ermöglichen es die präzisen Abmessungen der Ausgangsplatte, wenn diese zusammen mit präzis dimensionierten Anoden verwendet werden, einfacher bei geringerem In addition, the precise dimensions of the starting plate, when used in conjunction with precisely dimensioned anodes, make it easier for less

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Elektrodenabstand zu arbeiten. Hierdurch werden die Energiekosten beträchtlich gesenkt und, was am wichtigsten ist, es werden Kurzschlüsse weitestgehend vermieden. Hierdurch werden die Arbeitskosten verringert und es wird möglich, Kurzschlüsse mittels einer automatischen Datenverarbeitungsanlage zu überwachen. Weiterhin führt die durch einen geringeren Elektrodenabstand mögliche, intensivere Arbeitsweise und die höhere Stromdichte, mit der das Raffinationsverfahren wegen der Elimination der Kurzschlüsse ablaufen kann, dazu, daß der gesamte Raffinationsbetrieb bei vorgegebenem Ausstoß in einem wesentlich kleineren Gebäude untergebracht werden kann, so daß in beträchtlichem Maße Geld gespart wird, das sonst im Gebäude investiert werden müßte.Electrode gap to work. This will reduce energy costs considerably, and most importantly is, short circuits are largely avoided. This reduces labor costs and makes it possible to prevent short circuits by means of an automatic Monitor data processing system. Furthermore, this leads to a smaller electrode spacing possible, more intensive way of working and the higher current density with which the refining process is due the elimination of the short circuits can take place, to the fact that the entire refining operation at a given Output can be accommodated in a much smaller building, making a considerable amount of money that would otherwise have to be invested in the building.

Durch die erfindungsgemäßen Kathoden entfallen Mutterbleche und die durch sie notwendigen speziellen, großflächigen Anoden. Insbesondere entfällt die Notwendigkeit, mehrere "Abzüge" von einer Anodenfüllung zu machen. Insgesamt wird hierdurch die Menge des "Arbeits-Kupfers", das heißt des nur für den Betrieb erforderlichen Kupfers,in jedem Prozeßschritt verringert. Diese Einsparung kann in der Größe von 20 % liegen, was bei 10.000 Tonnen eine erhebliche Reduzierung des Kapitalaufwandes für im Prozeß be nötigtes Kupfer bedeutet.The cathodes according to the invention are omitted Mother plates and the special, large-area anodes they require. In particular, there is no need to to make several "prints" from an anode filling. Overall, this increases the amount of "working copper" that is, of the copper required only for operation, reduced in each process step. These Savings can be in the order of 20%, which is a considerable reduction in capital expenditure at 10,000 tons means for copper required in the process.

Die Begriffe "Unterseite", "obere Kante" und dergleichen setzen eine spezielle räumliche Orientierung der Kathode und ihrer Teile voraus. Sie werden zur Vereinfachung der Beschreibung benutzt. Diese Bezeichnungen treffen zu, wenn die Kathode in ihrer Normalstellung in einer elektrolytischen Zelle aufgehängt ist.The terms "bottom", "top edge" and the like require a special spatial orientation of the cathode and its parts. They are going to simplify used in the description. These terms apply when the cathode is in its normal position in an electrolytic cell is suspended.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 2 bis 6 dargestellt. Diese zeigen in F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Kathode nach der Erfindung, deren Abmessungen nicht maß-A preferred embodiment of the invention is shown in FIGS. These show in F i g. 2 is a perspective view of a cathode according to the invention, the dimensions of which are not dimensional

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stäblich verkleinert sind,are literally reduced in size,

F i g. 3 eine maßstäbliche Seitenansicht auf eine Kathode nach Fig. 2,F i g. 3 shows a full-scale side view of a cathode according to FIG. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht der Kathode nach Fig. 3, F i g. 5 eine Detailansicht im vergrößerten Maßstab eines in Fig. 4 durch einen Kreis 5 gekennzeichneten Teils, undFIG. 4 is an end view of the cathode according to FIG. 3, F i g. 5 shows a detailed view on an enlarged scale of one indicated by a circle 5 in FIG. 4 Partly, and

F i g. 6 eine Ansicht nach der Schnittlinie 6-6 in Fig. 3 im vergrößerten Maßstab.F i g. 6 is a view along section line 6-6 in FIG. 3 on an enlarged scale.

Die in Fig. 2 bis 6 dargestellte Kathode weist eine Hängeschiene 11 aus rostfreiem Stahl auf, die vorzugsweise von einem Walzstahlträger oder einem I-Profil gebildet wird. Das Profil der Schiene 11 kann auch eine andere Form haben. Das dargestellte Profil wird jedoch bevorzugt, weil es geringeres Gewicht hat und demzufolge den Stahl wirtschaftlich einsetzt, weil es im Gefüge fehlerfrei ist und eine relativ große Oberfläche für den Kontakt des zu übertragenen Stromes hat. Die Schiene 11 hat eine ebene Unterseite 12 und Endbereiche 13, mit denen sie in bekannter Weise auf Auflager und elektrische Kontakte aufliegt.The cathode shown in Fig. 2 to 6 has a hanging rail 11 made of stainless steel, the is preferably formed by a rolled steel beam or an I-profile. The profile of the rail 11 can also have a different shape. However, the profile shown is preferred because it is lighter and consequently uses the steel economically because its structure is flawless and a relatively large one Surface for the contact of the current to be transmitted. The rail 11 has a flat underside 12 and End regions 13 with which it rests in a known manner on supports and electrical contacts.

Eine flache Ausgangsplatte 14 aus rostfreiem Stahl ist entlang einer Schweißnaht (15) (Fig. 5) mit seiner oberen Kante an die Unterseite 12 so angeschweißt, daß es rechtwinklig von der Unterseite 12 wegsteht· Die Platte 14 hat ein Paar Öffnungen 16, die vor dem Anschweißen eingeschnitten sind. Diese Löcher vereinfachen das Handhaben einer großen Anzahl von Kathoden auf Trägerstangen oder Gabeln, die durch die Löcher 16 hindurchgesteckt werden können.A flat starting plate 14 made of stainless steel is welded along a weld seam (15) (Fig. 5) with its upper edge to the bottom 12 so that it protrudes at right angles from the bottom 12 · The plate 14 has a pair of openings 16 which are pre-welded are incised. These holes make it easy to handle large numbers of cathodes on support bars or forks which are inserted through the holes 16 can be.

Eine Anzahl von Legierungen für rostfreien Stahl kann wirksam als Ausgangsplatte verwendet werden. Damit sich aber Kupfer leicht ablösen läßt, wird ein rostfreier Stahl bevorzugt, wie er unter der Kennzeichnung "AISI 316 ELC" vertrieben wird und eine Oberflächengüte vom TypA number of stainless steel alloys can be effectively used as the starting plate. In order to but copper can be easily removed, a stainless steel is preferred, as it is under the designation "AISI 316 ELC "and a surface finish of the type

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"2B" aufweist. Dieser rostfreie Stahl hat an Gewichtsanteilen etwa folgende Analyse: Kohlenstoff 0,03 %, "2B". This stainless steel has the following analysis by weight: carbon 0.03%,

Nickel 12 %, Chrom 17 % und Molybdän 2,25 %.Nickel 12%, Chromium 17% and Molybdenum 2.25%.

Die Oberflächengüte 2 B liegt zwischen glänzend und stumpf. Sie ist eine silbergraue halbglänzende Oberfläche, die durch Kaltwalzen, Weichglühen und Entzundern und ein abschließendes leichtes Walzen mit polierten Walzen hergestellt ist.The surface quality 2 B lies between glossy and dull. It is a silver-gray, semi-glossy surface that is produced by cold rolling, soft annealing and descaling and final light rolling is made with polished rolls.

Dieser Stahl und diese Oberflächengüte werden bevorzugt, da Experimente gezeigt haben, daß sie eine ausreichende Haftung zwischen der Stahlplatte und dem auf dieser niedergeschlagenem Kupfer gewährleisten und vermeiden, daß das Kupfer sich selbständig abschält oder vom Stahl abfällt. Die Haftung ist jedoch nicht derart, daß sie ein leichtes Ablösen des Kupfers von der Stahlplatte behindern würde. Dieses Ablösen kann mit Hilfe von messerartigen Klingen oder scharfen Keilen durchgeführt werden, die zwischen die Stahlplatte und das abgelagerte Kupfer am oberen Ende des Kupfers eingeschoben werden. Benutzt man jedoch einen rostfreien Stahl der Zusammensetzung und Oberflächengüte der beschriebenen Art, dann zeigen unsere Versuche, daß ein wirkungsvolles Ablösen automatisch ausgeführt werden kann, indem die kupferüberzogenen Kathoden eine Hammerstaüon passieren, in der kräftig auf das niedergeschlagene Kupfer im Bereich der Oberkante von beiden Seiten geschlagen wird. Hierdurch löst sich die obere Kante des Kupfers. Der Ablösevorgang wird vollendet, indem mindestens ein Luftstrom in den schmalen Spalt zwischen dem Stahl und der gelösten oberen Kante des Kupfers gerichtet wird.This steel and surface quality are preferred, since experiments have shown that they have sufficient adhesion between the steel plate and the on This deposited copper ensure and avoid that the copper peel off or falling off the steel. The adhesion, however, is not such as to allow easy peeling of the copper from the steel plate would hinder. This peeling can be done with the help of knife-like blades or sharp wedges sandwiched between the steel plate and the deposited copper at the top of the copper will. However, if a stainless steel with the composition and surface quality of the type described is used, then our experiments show that effective peeling can be carried out automatically by the copper-coated cathodes pass a hammer jam, in which vigorously on the precipitated copper in the area the top edge is hit from both sides. This will loosen the top edge of the copper. The detachment process is accomplished by putting at least one stream of air in the narrow gap between the steel and the loosened top Edge of the copper is directed.

Dar rostfreie Stahl, aus dem die Hängeschiene 11 hergestellt ist, kann derselbe Stahl sein, aus dem die Ausgangsplatte 14 gefertigt ist. Die Hängeschiene 11 kann je-The stainless steel from which the hanging rail 11 is made may be the same steel that the starting plate 14 is made of. The hanging rail 11 can be

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■\ doch auch aus irgendeinem anderen rostfreien Stahl gefertigt sein, vorausgesetzt,daß dieser mit dem Stahl der Ausgangsplatte 14 verschweißt werden kann. ■ \ nevertheless also be made of any other stainless steel, provided that it can be welded to the steel plate of the output fourteenth

Wie bereits erwähnt, ist rostfreier Stahl kein guter elektrischer Leiter. Die Verwendung einer Hängeschiene 11/ die nur aus einem derartigen Stahl hergestellt ist, ist kein ausreichendes Hilfsmittel, um den erforderlichen Stromfluß zwischen der Stromverteilungsschiene und der Ausgangsplatte 14 zu erreichen. Diese Schwierigkeit kann ■] Q dadurch vermieden werden, daß die Hängeschiene 11 und der obere Bereich der mit ihr verbundenen Ausgangsplatte 14 mit Kupfer überzogen ist. Dieser Kupferüberzug kann nach einer der bekannten Techniken elektrogalvanisch aufgebracht werden. Eine Dicke von ungefähr einem Millimeter wird bevorzugt, um eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu erhalten und um widerstandsfähig gegen Korrosion und gegen mechanische Abnutzung zu sein. Es sei daran erinnert, daß ein Oxydfilm auf der Ausgangsplatte 14 als wünschenswert beschrieben wurde, da dieser Film die Eigenschaft hat als Trennschicht zu wirken, die das Ablösen des Kupfers von der Ausgangsplatte 14 erleichtert.As mentioned earlier, stainless steel is not a good electrical conductor. The use of a hanging rail 11 / which is only made of such a steel, is not a sufficient aid to the required To achieve current flow between the power distribution rail and the output plate 14. This difficulty can ■] Q can be avoided in that the hanging rail 11 and the upper region of the output plate 14 connected to it is coated with copper. This copper plating can after one of the known techniques can be electroplated. A thickness of about one millimeter is preferred, in order to obtain sufficient electrical conductivity and to be resistant to corrosion and to mechanical wear and tear. Recall that an oxide film on the base plate 14 is considered desirable has been described because this film has the property of acting as a separating layer, which removes the copper facilitated by the output plate 14.

Die Breite des kupferüberzogenen Randes am oberen Bereich der Ausgangsplatte 14 ist unkritisch, vorausgesetzt, daß dieser Rand oberhalb des Spiegels der Elektrolyt-Flüssigkeit endet. Ein elektrolytisches Ablagern von Kupfer darf natürlich im Bereich des Überzuges nicht auftreten. In gleicher Weise darf derjenige Bereich, auf dem sich raffiniertes Kupfer während des Elektrolyseprozesses niederschlägt, nicht bis hin zu den unteren Kanten 17 der Löcher 16 er-3Q strecken. Hieraus folgt, daß der Kupferüberzug kurz oberhalb der Kanten 17 endet, vorausgesetzt, daß er die (vorzugsweise Sandstrahl-behandelte) Schweißnaht 15 überzieht. Da sich Kupfer und manche rostfreie Stähle verschweißen lassen, kann die Hängeschiene 11 auch vollständig aus Kupfer gefertigt sein.The width of the copper-coated edge on the upper area of the starting plate 14 is not critical, provided that that this edge ends above the level of the electrolyte liquid. An electrolytic deposition of copper must of course not occur in the area of the coating. In the same way, the area that is refined Copper precipitates during the electrolysis process, not down to the lower edges 17 of the holes 16 er-3Q stretch. It follows that the copper coating ends just above the edges 17, provided that it (preferably Sandblasted) weld seam 15 coated. Because copper and some stainless steels weld together let, the hanging rail 11 can also be made entirely of copper.

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Um das Kupfer einfach abheben zu können, muß die Ausgangsplatte 14 im Bereich ihrer Kanten wirkungsvoll abgedeckt sein, so daß der Kupferniederschlag nicht kontinuierlich um diese Kanten herumreicht. Dies tritt insbesondere bei den senkrecht verlaufenden Kanten der Ausgangsplatte 14 auf. Bei der unteren Kante besteht dagegen weniger die Notwendigkeit einer Abdeckung, so daß dort eine Abdeckung entfallen kann. Um das Ablösen zu vereinfachen und sicherer zu machen, wird es vorgezogen, die untere Kante in einer Höhe von etwa zehn Millimetern durch Eintauchen in ein nachgiebiges Wachs mit hohem Schmelzpunkt oder ein anderes Abdeckmaterial zu überziehen. In order to be able to lift off the copper easily, the starting plate 14 must be effectively covered in the area of its edges so that the copper deposit does not continuously reach around these edges. This occurs in particular at the vertically extending edges of the starting plate 14. On the other hand, there is a lower edge less the need for a cover, so that there is no need for a cover. To the peeling too To simplify and make it safer, it is preferred to have the lower edge at a height of about ten millimeters coated by dipping in a pliable high melting point wax or other covering material.

Hinsichtlich des Abdeckens der Seitenkanten der Ausgangsplatte 14 hat die Erfindung einen weiteren wichtigen Vorteil gegenüber den vorher erwähnten, bekannten Titan-Ausgangsplatten.With regard to covering the side edges of the starting plate 14, the invention has another important aspect Advantage over the previously mentioned, known titanium starting plates.

Bei Titan-Ausgangsplatten besteht aufgrund der relativ hohen Leitfähigkeit dieses Metalls eine Anfälligkeit dafür, daß Teile des niedergeschlagenen Kupfers unter die Abdeckstreifen gelangen. Ist dies jedoch erst einmal eingetreten, so wachsen Kupferknötchen unter dem Abdeckstreifen (der gewöhnlich aus einem Kunststoff hergestellt ist). Hierdurch wird der Streifen angehoben und demzufolge nutzlos. Bei Weiterverwendung muß die Ausgangsplatte 14 wieder neu abgedeckt werden.Titanium base plates are susceptible to this because of the relatively high conductivity of this metal that parts of the deposited copper get under the cover strips. However, once this has occurred, thus, copper nodules grow under the masking strip (which is usually made of a plastic). This raises the strip and makes it useless. If it is to be used again, the starting plate 14 must be restored to be covered again.

Bei Ausgangsplatten aus rostfreiem Stahl dämpft die relativ geringe Leitfähigkeit ein Wachsen von Kupfer unter den Abdeckmitteln. Ein derartiges Niederschlagen und Wachsen wird hierdurch so stark reduziert, daß es vernachlässigt werden kann.In the case of starting plates made of stainless steel, the relatively low conductivity suppresses the growth of copper the covering means. Precipitation and growth of this kind is so greatly reduced that it is neglected can be.

Dennoch bleibt wünschenswert, zumindest die Seitenkanten der Ausgangsplatte wirkungsvoll abzudecken. Eine derartige wirkungsvolle Abdeckung, wie sie von der Anmelderin benutzt wird, ist in Fig. 6 gezeigt.Nevertheless, it remains desirable to cover at least the side edges of the starting plate effectively. One such an effective cover as proposed by the applicant is used is shown in FIG.

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Wie aus Fig. 6 hervorgeht, weisen die Abdeckmittel eine längsgeschlitzte Leiste 18 aus Kunststoff auf, die mittels Kunststoffstiften 19 an der Ausgangsplatte 14 festgehalten ist. Diese Stifte 19 erstrecken sich durch Löcher 20, die in der Platte 14 angebracht sind.As can be seen from Fig. 6, the covering means have a longitudinally slotted strip 18 made of plastic, which means Plastic pins 19 held on the output plate 14 is. These pins 19 extend through holes 20 made in plate 14.

Die Leiste 18 und die Stifte 19 sind vorzugsweise aus demselben Kunststoff gefertigt. Ein geeignetes Material ist ein Kunststoff hoher Qualität, der wärmebeständig und schlagfest ist, wie er zum Beispiel unter der Bezeichnung CYCOLOY 800 bekannt ist. Dies ist ein polymerisiertes Gemisch von Acrylonitril - Butadien - Styren (ABS) und PoIycarbonat, wie im US-PS 3 130 177 beschrieben.The bar 18 and the pins 19 are preferably made of the same plastic. A suitable material is a high-quality plastic that is heat-resistant and impact-resistant, as it is called, for example CYCOLOY 800 is known. This is a polymerized mixture of acrylonitrile - butadiene - styrene (ABS) and polycarbonate, as described in U.S. Patent 3,130,177.

Die Leiste 18 und die Stifte 19 sind miteinander durch ein geeignetes Verbindungsmaterial verbunden, beispielsweise durch eine dreißigprozentige Lösung von CYCOLOY 800 in Methylen-Chlorid.The bar 18 and the pins 19 are with each other connected by a suitable connecting material, for example a thirty percent solution of CYCOLOY 800 in methylene chloride.

Ein derartiges Bindemittel ist nachgiebig und wird zusätzlich zu seiner Eigenschaft als Bindesmittel wertvoll in der im Folgenden beschriebenen Weise:Such a binder is compliant and becomes valuable in addition to being a binder in the manner described below:

Während der Versuche, die zu der Erfindung führten, wurde festgestellt, daß in einigen Fällen die an der Ausgangsplatte 14 angeordneten Streifen sich geringfügig zwischen ihren Befestigungsstiften 19 wölbten. Dies ist jedoch nachteilig und wurde auf die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und dem Material der Leiste zurückgeführt. Der Nachteil wurde dadurch ausgeräumt, daß die Durchgangslöcher 20, wie in Fig. 6 gezeigt, in Übergröße hergestellt sind. Wenn die Leisten 18jjnd die Stifte 19 montiert werden, werden die Löcher 20 mit einem Material gefüllt, das dauerelastisch abbindet, so daß die Verbindungen nachgiebig sind und eine ausreichende Längsbewegung der Leiste 18 in bezug auf die Ausgangsplatte 14 möglich ist. So werden die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen kompensiert.
Die Leisten 18 sind vorteilhafterweise im Extrusions-During the experiments which led to the invention it was found that in some cases the strips arranged on the starting plate 14 arched slightly between their fastening pins 19. However, this is disadvantageous and was attributed to the different expansion coefficients of steel and the material of the strip. The disadvantage has been overcome in that the through holes 20, as shown in Fig. 6, are made oversized. When the strips 18 and the pins 19 are mounted, the holes 20 are filled with a material which sets permanently elastic so that the connections are flexible and sufficient longitudinal movement of the strip 18 with respect to the starting plate 14 is possible. This compensates for the different thermal expansions.
The strips 18 are advantageously in the extrusion

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1 verfahren oder im Spritzgußverfahren hergestellt. In dieser Hinsicht ist es wünschenswert, daß die freien Kanten 21 am Eingang des Längsschlitzes 22 einen kleineren Abstand haben, als dies in Fig. 6 gezeigt ist, so1 process or manufactured by injection molding. In this regard, it is desirable that the free Edges 21 at the entrance of the longitudinal slot 22 have a smaller distance than is shown in Fig. 6, so

5 daß die auf der Ausgangsplatte 14 angebrachte Leiste mit ihren zu beiden Seiten des Schlitzes 22 befindlichen Teilen mit Vorspannung fest an der Ausgangsplatte 14 anliegen. 5 that the bar attached to the output plate 14 with their parts located on both sides of the slot 22 rest firmly against the output plate 14 with prestress.

Als weitere Vorsichtsmaßnahme sind die freien Kanten 10 21 der Leiste 18 zur Ausgangsplatte 14 hin dadurch abgedichtet, daß Dichtungsstreifen 23 auch Wachs oder einem anderen geeigneten Material aufgebracht sind.As a further precautionary measure, the free edges 10 21 of the strip 18 are sealed off from the starting plate 14 by that sealing strips 23 are also applied wax or another suitable material.

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Claims

PATENT CLAIMS

1. Cathode for electrolytic refining of copper, marked by

- A hanging rail (11) made of stainless steel with a flat underside (12), the end regions (13) of which can be placed on supports and electrical contacts,

- A flat starting plate (14) made of stainless steel, which at its upper edge - between the end regions (13) of the rail (11) - with the underside (12) the hanging rail (11) is welded and runs at right angles to this underside (12),

- A copper pad, which the hanging rail (11) and at least one upper edge area of the output plate (14), with which the output plate (14) is attached to the hanging rail (11) is welded on, coated and

Means (18, 19) for covering at least the perpendicular to ^ Hanging rail (11) running edges of the starting plate (14).

2. Cathode according to claim 1, characterized by a hanging rail (11) with double-T cross-section.

3. Cathode according to claim 1 or 2, characterized in that in the output plate (14) on the one with the hanging rail (11) connected edge (17) recesses forming support openings (16) are arranged.

304. Cathode according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the stainless steel of the starting plate (14) is composed in parts by weight of 0.0 3% carbon, 12% nickel, 17% chromium and 2.25% molybdenum.

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5. Cathode according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the copper plating is applied by electroplating.

6. Cathode according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the covering means are strips (18) made of plastic and provided with a longitudinal slot, which encompass the starting plate (14) at the side edges and which by means of a large number of plastic pins (19) are attached to the output plate (14), which pass through holes (20) located in the output plate (14) and which are located on both sides of the longitudinal slot the bar (18) located areas of the bar (18) connect with each other.

7. Cathode according to claim 6, characterized in that the strips (18) produced in this way in the extrusion process and the pins (19) are attached to them such that the areas (21) of the strips (18) located on both sides of the longitudinal slot under strong tension rest firmly against the output plate (14).

8. Cathode according to claim 6 or 7, characterized in that the through holes (20) in the output plate (14) -essentially have larger diameters than the pins (19), and that the space thus formed with a plastic or elastic material is filled so that any connection formed by the pins (19) is resilient.

9. Cathode according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the covering means have sealing strips (23) made of wax or the like, which the gaps between the starting plate (14) and the overlapping Seal parts (21) of the strips (18).

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1 10. Cathode according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the lower edge area of the output plate (14) with an insulating, about 10 mm wide dip cover is provided, which has a high

5 has a melting point.

11. Cathode according to claim 10, characterized in that wax is applied to the coating on the lower edge of the starting plate (14). 10

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