FI104095B - Katodi ei-rautametallien elektrolyyttistä saostamista varten - Google Patents

Description

5 104095

Katodi ei-rautametallien elektrolyyttistä saostamista varten Katod för elektrolytisk utfällning av icke-järnmetaller

- KUVAUS

Kyseisen keksinnön kohteena on katodi ei-rautametallien kuten esimerkiksi sinkin, kuparin jne. elektrolyyttistä saostamista varten, ja 10 tarkemmin sanottuna alumiinilevystä koostuva litteä katodi, joka on suunniteltu erityisesti sinkin tuotantoon.

KEKSINNÖN TAUSTA

15 Edellä selitetyn tyyppisissä katodeissa alumiinilevyn yläreuna päättyy yleensä tankoon, joka on paksumpi ja pidempi kuin mainittu reuna. Tällä järjestelyllä katodit sijoitetaan elektrolyyttitankkeihin alumiinilevy pystyasennossa tangon toimiessa katodin tukipäänä säiliössä ja sitä käsittelevän nostolaitteen liittämistä varten.

20

Elektrolyysiprosessin aikana sinkkiä saostuu progressiivisesti alumiinilevyn koko pinnalle alueessa, joka on upotettu elektrolyyttisäi-liöön.

25 Yleensä alumiinikatodilevyn pystyreunat on päällystetty suojaavalla ' ’· dielektrisellä aineella, joka estää sinkin saosturaisen pystyreunoihin.

Tällä tavoin alumiinilevyn kumpaankin pintaan saostuneita sinkkikerrok-sia estetään liittymästä pitkin mainitun levyn pystyreunoja.

30 Katodeihin saostunut sinkkikerros tarttuu alumiinilevyn pintaan. Tämän kerroksen irrottamiseen käytettäviin laitteisiin sisältyy kaksi pysty-·* suoraan liikkuvaa veistä, jotka päättyvät suppeneviin vaakasuoriin alareunoihin, kulmikkaita leikkaukseltaan ja suunnilleen saman pituisia « kuin katodien leveys. Näiden laitteiden käyttämiseksi sinkkilevyjen 35 irrottamiseen katodista yksi veitsi sijoitetaan sen kummallekin sivulle tukeutuen ja puristaen molempien veitsien reunoja mainittuja pintoja vasten sen korkeuden yläpuolella, jonka sinkkisaostumat saavuttavat . katodilla. Sitten veitsiä siirretään alaspäin siten, että kun niiden 2 104095 reunat kohtaavat katodin kummallekin sivulle saostuneen sinkkikerrok-sen, ne suorittavat sen erottamisen.

Tällä järjestelmällä on se haittapuoli, että veitset kuluttavat katodin 5 pintoja tämän koko korkeudelta tehden tästä käyttökelvottoman tietyn käyttömäärän jälkeen. Katodien suuresta hinnasta johtuen tämä sinkin irrotusjärjestelmä on epätarkoituksenmukainen.

Eräs yritys edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi on tehty erään 10 järjestelmän avulla, joka sisältää kaksi peräkkäistä katodeihin vaikuttavaa vaihetta. Ensimmäisen vaiheen aikana saostuneiden sinkkikerrosten yläreuna irrotetaan vaakasuoraan vaikuttavan sivuttaislävistimen avulla, ja toisen vaiheen aikana sinkkikerrokset vedetään kokonaan irti kahdella pystyveitsellä. Sivuttaislävistin koostuu kahdesta vaakasuo-15 rasta varresta, joissa on vaikutuspää, jonka reuna on pystysuoran kul-makiilan muotoinen, mainittujen varsien kyetessä liikkumaan aksiaali-sesti toisella katodin puolista saostuneen sinkkikerroksen yläreunan korkeudella. Näiden varsien liikkuessa niiden vaikutuspää puristuu katodin pintaan ja saa aikaan tämän kulumisen ja huonontumisen.

20

Sivuttaislävistimen vaikutuksen auttamiseksi englantilainen patentti no. 1.326.418 esittää katodeja, joissa dielektrisestä aineesta tehty nivelkappale on asennettu toisen pystyreunan yläosaan, joka sijaitsee lävistimen kosketus- ja vaikutuskorkeudella, joka vastaa säiliössä ij ! 25 olevan elektrolyytin saavuttamaa korkeutta levyllä. Tämä kappale on uurrettu ja tarttuu katodilevyyn, johon se on kiinnitetty akselin avulla, joka on kohtisuorassa mainittuun levyyn. Kappale kääntyy mainitun akselin ympäri ala-asennon, jossa se on kytketty levyyn ja peittää siitä tietyn alueen pystyreunojen suojaprofiilin jatkeena estäen sin-30 kin saostumisen siihen elektrolyysin aikana, ja yläasennon, jossa mainittu alue on vapaa ja peittämätön mahdollistaen sivuttaislävistimen . varsien liikkua ylös katodilevyn pinnoille tässä alueessa ja, jatkaes saan etenemistään, kohtaa sinkkisaostuman reunan tämän irrottamiseksi, välillä. Näillä katodeilla on yksi perushaittapuoli, joka johtuu tar-35 peesta kiertää nivelkappaletta ala-asennostaan yläasentoonsa joka kerta, kun sinkkisaostumat on irrotettava. Kun katodi on sijoitettu säi- « 3 104095 liöön, nivelkappaleen pitäisi ottaa ala-asentonsa. Nivelkappaleen kiertäminen ja olosuhteet, joille mainittu kappale altistuu, saavat aikaan kappaleen ja katodin, ja pohjimmiltaan kiertoakselin välisen, välisen säädön menettämisen ja huonontumisen suhteellisen lyhyessä ajassa, 5 nivelkappaletta on nostettava käsin sinkin irrotusvaiheessa, mikä vastaavasti lisää prosessikustannuksia työn muodossa ja katodilevyn korroosiota tässä alueessa.

Saksalainen patenttihakemus DE-A-3051150 kuvaa katodia, jonka levyssä 10 on eristemateriaalista tehty kiinteä pinnoite lähtien toisesta pysty-reunasta alueessa, mihin sivuttaislävistimet koskettavat ja tukeutuvat. Tämä pinnoite ulottuu alueisiin, jotka osuvat yhteen levyn pintojen kanssa ja välissä olevan pystyreunan osalle. Pinnoitteen ulkopinnat ovat tasaisia ja samassa levyn pintojen kanssa, mainitun levyn molem-15 pien pintojen ollessa varustettu loveuksilla, joiden muoto ja syvyys määräävät eristemateriaalipinnoitteen muodon ja paksuuden levyn kummallakin sivulla. Tämän pinnoitteen irtoamisen estämiseksi katodilevystä alue, johon loveukset mainitun pinnoitteen kiinnittämistä varten on tehty, voidaan varustaa läpirei'illä, joiden kautta pinnoitekerrokset 20 yhdistetään levyn kummallakin pinnalla.

Eurooppalainen patenttihakemus EP-A-470033 perehdyttää katodilla tapahtuvaan sinkin valmistukseen elektrolyysin avulla, katodin käsittäessä alumiiniseoslevyn, joka on ensisijaisesti suorakaiteen muotoinen, toi-” 25 sen sen lyhyemmistä sivuista omatessa tangon tai pään, joka on pituu deltaan suurempi kuin tämä sivu ja alumiiniseoslevy on sovitettu renkaisiin tai koukkuihin riippuvaksi siten, että yksi sen sivuista on kohtisuorassa tähän tankoon, alumiiniseoslevy on varustettu vähemmän paksulla alueella, joka on muodostettu sovittamalla yhteen syvennyksien 30 ääriviivat, ja jotka syvennykset ovat ensisijaisesti yhtä syviä, alu-

M

miiniseoslevyn pinnalla; tämä vyöhyke koostuu peittävästä materiaalista, joka on dielektristä ja haponkestävää materiaalia, litteän ulkoisen ' pinnan, joka on samassa tasossa alumiiniseoslevyn pinnan kanssa; mai nittu vyöhyke on sijoitettu siihen paikkaan ja sen korkeus määräytyy 35 siten, että sen ylempi ja alempi reuna ovat vastaavasti yläpuolella ja 4 104095 alapuolella maksimi- ja minimikorkeuksia, jotka saadaan kun alumiini-seoslevy on upotettu elektrolyyttikennoon.

Näiden kahden patenttihakemuksen yksikohtaiset ratkaisut johtuvat val-5 mistusongelmien tarpeesta tehdä alennettuja alueita katodilevyn molempiin pintoihin ja läpireikiä mainittujen alueiden väliin ja joiden kautta molempien pintojen pinnoitteet ovat liittyneet. Kaikki tämä johtaa kustannusten huomattavaan lisäykseen katodien valmistuksessa.

Edelleen, johtuen sivuttaislävistimien vaikutuksesta eristepinnoittees-10 sa, kun ne alkavat vaikuttaa katodiin, ne aiheuttavat kummankin sivun pinnoitteiden välisten liitosten ennenaikaisen rikkoutumisen, mikä erottaa pinnoitteet levystä. Edelleen, eristepinnoitteiden paksuus on suhteellisen pieni lävistinten vaikutus saa aikaan niiden ennenaikaisen huononemisen, mikä paljastaa osan levystä ja aiheuttaa siten epäsään-15 nöllisiä sinkkisaostumia, jotka estävät lävistinten vaikutuksen. Tämä tekee välttämättömäksi suorittaa aika-ajoin katodien tarkastuksia eristepinnoitteiden korjaamiseksi.

KEKSINNÖN KUVAUS

20

Kyseisen keksinnön päämääränä on katodi, jonka levy on varustettu eris-tyspinnalla alueessa, mihin sivuttaislävistimet koskettavat alkaen vastaavasta pystyreunasta, levyn ja eristyspinnan ollessa muodostettu siten, että mainitun pinnan kiinnitys- tai kokoonpanovaihe voidaan 25 suorittaa yksinkertaisesti siten, että tällaisen pinnan mahdollinen vaihtaminen voidaan suorittaa samassa sinkkiä tuottavassa laitoksessa tarvitsematta turvautua monimutkaisiin laitteisiin tai menetelmiin.

Keksinnön lisäpäämääränä on sähköisesti eristävästä materiaalista oleva , _ 30 pinta, jolla on patenttivaatimuksissa selitetyt ominaisuudet, joka on ! erittäin kestävää ja joka on muodostettu katodilevyn pinnalle käytän- nöllisesti katsoen ilman mitään vaikutusta sen kustannuksiin.

Ψ

Kyseisen keksinnön mukaan katodi ei-rautametallien elektrolyyttistä 35 saostamista varten, käsittää levyn, joka on alumiiniseosta tai vastaavaa, ensisijaisesti suorakaiteen muotoisen, toisen sen lyhyen reunan 5 104095 päättyessä tankoon tai päähän, joka on suurempi pituudeltaan, lähtien sen toisesta tai molemmista pitkistä reunoista se on varustettu levyn ’ molemmin puolin dielektristä ainetta olevilla, yhteen osuvilla alueil la, jotka sijaitsevat useiden vaakasuorien lävistimien kosketuskor-5 keudella, jotka lävistimet aiheuttavat saostuneiden sinkkikerrosten yläreunan irtoamisen, tunnettu siitä, että lähtien ainakin yhdestä niistä reunoista, jotka ovat kohtisuorassa mainittuun tankoon nähden, levy on varustettu lovella, joka sijaitsee lähellä mainittua tankoa ja osuu yhteen dielektristä ainetta olevien alueiden kanssa, mainitun 10 loven korkeuden ollessa suurempi kuin lävistimen leveys ja johon sijoitetaan litteä kappale haponkestävää dielektristä ainetta, joka on yhtä paksu kuin levy ja jonka pinnat ovat tasaisia ja samassa tasossa mainitun levyn pintojen kanssa ja jonka muoto osuu yhteen loven muodon kanssa, kappaleen ja loven ollessa varustettu välineillä mainitun kappaleen 15 liikkeen estämiseksi kaikkiin suuntiin, ja käsittää loven muodon molemmin puolin sen suussa olevasta kavennuksesta, ja sovitusliitoksesta mainitun kappaleen vastakkaisten reunojen ja loven muodon vastakkaisten reunojen välissä.

20 Sovitusliitos on kulmaosassa, joka on muodoltaan pitkin lovea kupera ja pitkin dielektrisen materiaalikappaleen vastakkaista reunaa kovera.

Tämän tuloksena on katodi, jossa eristyspinnoilla, jotka sijaitsevat alueissa, mihin sivuttaislävistimet koskettavat, on huomattava vastus, 25 koska ne muodostuvat eristys- kappaleesta, jonka paksuus on sama kuin katodin paksuus.

Edelleen, eristyspintojen muodostaminen dielektristä ainetta olevan kappaleen avulla mahdollistaa, saostusvaiheen aikana, riittävän paksun 30 reunan, joka on kohouman muotoinen, saamisen mainittujen eristyspinto-jen viereen ja joka helpottaa lävistinten alkuvaikutusta. Lisäksi dielektristä ainetta oleva kappale estää ei-toivottujen saostumien muo-* dostumisen eristemateriaalin ja katodilevyjen viisteiden väliin.

35 Katodilevyn lovi tai lovet on varustettu välineillä dielektristä ainetta olevan kappaleen liikkumisen estämiseksi sekä sen omassa tasossa 104095 e että siihen kohtisuorassa olevassa suunnassa varmistaen näin sen liikkumattomuuden ja sijoituksen levyn lovessa.

‘ LYHYT KUVAUS PIIRUSTUKSISTA

T

5 Näitä kyseisen keksinnön ominaisuuksia samoin kuin muita ominaisuuksia selitetään alla yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät ei-rajoittavan esimerkin avulla sen yhtä käytännön suoritusmuotoa.

10

Piirustuksissa:

Kuvio 1 on etukuva kyseisen keksinnön mukaan muodostetusta katodista.

15 Kuvio 2 on profiilikuva samasta katodista.

Kuvio 3 vastaa kuvion 1 yksityiskohtaa A suuremmassa mittakaavassa esitettynä.

20 Kuvio 4 on samanlainen kuva kuin kuvio 3 esittäen katodilevyä ilman j eristeainekappaletta.

i

Kuviot 5 ja 6 ovat pitkin kuvion 3 viivoja V-V ja VI-VI otettuja leikkauksia.

! - 25

EDULLISEN SUORITUSMUODON KUVAUS

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty katodi sisältää levyn 1, joka on suorakaiteen muotoinen, tehty alumiinista, alumiiniseoksesta, jne., ja jonka toiseen 30 poikittaisreunaan on kiinnitetty tanko 2, joka on suurempi pituudeltaan ja leveydeltään. Tämä tanko muodostaa katodin pään ja sitä käytetään katodin kannattamiseen elektrolyyttisäiliössä ja katodin käsittelemiseen nostolaitteen avulla, mitä varten se on varustettu ylärenkailla * tai koukuilla 3. Levyn pystyreunoja peittää profiili 4, joka on tehty 35 dielektrisestä aineesta, joka estää sinkin saostumisen pitkin näitä suojattuja reunoja, jotta levyn 1 pintoihin saostuneita sinkkikerroksia 7 104095 ei liitetä pitkin näitä pystyreunoja. Tällä tavoin sinkki saostuu katodille levyn 1 vapaisiin pintoihin muodostaen kaksi kerrosta, jotka f liitetään toisiinsa ainoastaan niiden alareunasta levyn 1 alareunan ympäri.

5

Levy 1 on varustettu myös, alkaen sen toisesta pystyreunasta, dielekt-risten pintojen alueella 5, joka kestää elektrolyyttiprosesseissa käytettäviä happoja. Alue 5 sijaitsee päätangon 2 lähellä osuen yhteen useiden poikittaislävistimien, ei esitetty piirustuksissa, kosketus- ja 10 tukialueen kanssa, saostuneiden sinkkikerrosten yläreunan irrottamiseksi. Levyyn 1 saostuneiden sinkkikerrosten yläreuna 6, jota edustaa katkoviiva kuvioissa 1, 3 ja 4, osuu yhteen tämän alueen 5 kanssa. Kuviossa 6a on myös esitetty poikittaislävistimien akseli.

15 Kyseisen keksinnön mukaan alue 5 koostuu muovimateriaalikappaleesta, joka on haponkestävää ja yhtä paksu kuin levy 1. Tämän kappaleen asentamiseksi levyyn 1 on tehty lovi 7 sen toisesta pystyreunasta mainitun loven ollessa minkä tahansa muotoinen ja sen korkeus on suurempi kuin vaakasuorien lävistinten, joiden avulla katodiin saostuneen sinkkiker-20 roksen yläosa irrotetaan, vaikutusreunan leveys. Loven 7 suussa on kavennus, jonka muodostavat osat 8 ja 9, jotka muodostavat vastakkain olevat, osittaiset sulkimet. Kappaleen 5 muoto osuu yksiin aukon 7 muodon kanssa siten, että osat 8 ja 9 estävät sitä erkanemasta tai tulemasta ulos levystä. Edelleen kappaleen 5 ja loven 7 vastakkaisten 25 reunojen muodot sopivat keskenään yhteen. Piirustuksissa esitetyssä suoritusmuodossa reuna 10, joka määrittää aukon 7, on varustettu viistetyillä reunoilla lähtien levyn 1 molemmista pinnoista muodostaen kuperan kulmaosan, kuten kuvioissa 5 ja 6 on esitetty. Kappaleen 5 vastakkainen reuna on varustettu uralla, joka on leikkauksessa kovera 30 ja kulmikas ja joka voidaan liittää kulmikkaiseen reunaan 10.

Tämä kappaleen 5 ja loven 7 kahden vastakkaisen reunan välinen sovitus-* tai liitosjärjestelmä estää mainitun kappaleen liikkumisen poikkisuun- nassa levyyn 1 nähden.

35 104095 s Tällä tavoin dielektristä muovimateriaalia olevalta kappaleelta 5 riistetään kaikki liike katodilevyn 1 suhteen.

Kuten edellä on osoitettu, kappaleen 5 paksuus on yhtä suuri kuin levyn 5 1 siten, että mainitun levyn suuret pinnat ovat samassa tasossa levyn 1 pintojen kanssa, kuten kuvioista 5 ja 6 voidaan nähdä.

Selitetyillä ominaisuuksilla dielektristä ainetta olevat alueet 5 saadaan lähtien levyn 1 pystyreunasta, johon vaakasuorat lävistimet kos-10 kettavat, mainittujen alueiden estäessä sinkin saostumisen. Lävistimet liukuvat helposti kappaleen 5 pintojen yli, kunnes ne saavuttavat ^ sinkkikerrokset, jotka ovat saostuneet levyn 1 pinnoille, saaden ne : eroamaan mainitusta levystä, mitä toimenpidettä auttaa kohoumien muo dostuminen, joiden reunat ovat kappaleen 5 lähellä.

15

Kappale 5 voidaan valaa suoraan aukon 7 muotoon tai muodostaa kahdesta puoliskosta, jotka saadaan keskitason mukaan, joka on yhdensuuntainen mainitun kappaleen suurten pintojen kanssa. Viimemainitussa tapauksessa kumpikin kahdesta puoliskosta liitetään toiselle puolelle aukon 7 muo-20 toon ja ne yhdistetään millä tahansa järjestelmällä, esimerkiksi hapon-kestävällä liimalla, lämpöhitsauksella, jne.

j Levy 1 voidaan varustaa lovella 7 lähtien sen kummastakin pystyreunasta kappaleiden 5 sijoittuessa kumpaankin näistä kahdesta lovesta.

' 25 • ψ .1.

v

Claims (2)

1. 9 104095 *