FI107812B - Laitteisto elektrolyysialtaan pohjalle laskeutuneen kiintoaineen käsittelemiseksi - Google Patents

Description

107812

LAITTEISTO ELEKTROLYYSIALTAAN POHJALLE LASKEUTUNEEN KIINTOAINEEN KÄSITTELEMISEKSI

Tämä keksintö kohdistuu laitteistoon elektrolyysiakaan pohjalle laskeutuneen 5 kiintoaineen käsittelemiseksi.

Elektrolyysiprosessissa saostetaan metalleja, kuten kuparia, nikkeliä ja sinkkiä, elektrolyysialtaassa olevien katodien pinnalle lähtien joko elektrolyysialtaassa olevaan elektrolyyttiin liukenevista metallianodeista tai jo valmiiksi elektrolyyttiin 10 liuenneista metalli-ioneista. Kaikki kiintoaineet eivät kuitenkaan saostu katodien pinnalle, kuten jalometallit tai elektrolyytissä olevat kiinteät epäpuhtaudet. Tämän vuoksi elektrolyysialtaiden pohjalle kertyy metallin jalostusprosessin myötä erilaisia kiintoaineita, jotka on aika ajoin poistettava altaasta, esimerkiksi koska kiintoaine sisältää arvokkaita ainesosia, kuten jalometalleja, tai koska 15 paksumpi kiintoainekertymä uhkaa elektrolyysiprosessista saatavan katodin puhtautta.

Elektrolyysialtaaseen kertyvä kiintoaine on tavallisesti ainakin osittain hyvin hienojakoista ja vain vähän elektrolyyttiä painavampaa, joten kiintoaineen • · · v : 20 erottuminen elektrolyytistä on vaikeaa. Elektrolyysiprosessin ollessa toimin- • · « : V nassa on kiintoaineen liikkeellelähtö elektrolyysialtaan pohjasta hyvin haitallista, ' ' koska kiintoaineella on tällöin erityisen suuri vaara joutua katodille, jolloin tuotet- • · · tavan metallin puhtaus alenee olennaisesti.

• · · • · · ... 25 Elektrolyysialtaan pohjalle kertyneen kiintoaineen poistaminen edellyttää tavaili- • · · *L.* sesti, että koko elektrolyysiprosessi on pysäytettävä, mikä alentaa aikahyöty- • · ♦ • ♦ ♦ . *. suhdetta eli elektrolyysilaitoksen tuottavuutta. Kiintoaineen poistaminen on siten *♦:.* kytkettävä osaksi elektrodien, anodien ja katodien, vaihtoprosessia, mikä tekee ·«· ♦ · - *·;·* vaihtoprosessista monimutkaisen ja hitaan sekä rajoittaa kiintoaineen poistami- • · • ’·♦ 30 sen tapahtuvaksi vaihtoprosessin määräämässä rytmissä. Edelleen merkittävä määrä elektrolyyttiä on siirrettävä pois altaasta ja siihen takaisen, millä on yleensä haitallisia vaikutuksia elektrolyytin laatuun ja mikä aiheuttaa paljon 2 107812 ylimääräistä työtä. Kiintoaineen käsittelyjärjestelmään myös joutuu merkittävä määrä elektrolyyttiä, joka on korvattava uudella ja joka saattaa aiheuttaa haittoja kiintoaineen jatkokäsittelyssä. Lisäksi elektrolyysialtaiden pesu manuaalisesti tekee prosessista selvästi työvaltaisemman ja altistaa työntekijät erilaisille 5 terveysriskeille mm. altaasta tulevien roiskeiden ja sumun sisältämien ainesten vaikutuksesta. Myös altaiden manuaalisen pesun edellyttämän miehityksen takia elektrodien käsittelyn automatisointi usein lähes mahdotonta, mikä edelleen lisää elektrolyysilaitoksen työvoiman tarvetta.

10 Kansainvälisestä patenttihakemusjulkaisusta WO 99/11841 tunnetaan erotuselin elektrolyysialtaan pohjaosan erottamiseksi muusta allastilasta elektrolyysiakaan pohjalle laskeutuneen kiintoaineen poistamisen yhteydessä. Julkaisussa elektrolyysialtaaseen on järjestetty tuki- ja ohjauselimiä, jotka muodostavat erotuselimen liikeradan niin, että erotuselin on sijoitettavissa elekt-15 rolyysialtaaseen ja poistettavissa elektrolyysialtaasta elektrolyysialtaan ainakin yhden päätyseinämän ja päätyseinämää lähinnä olevan elektrodin välisen tilan kautta. Julkaisun mukaisessa ratkaisussa erotuselimeen on kiinnitetty suuttimia, joilla elektrolyysialtaan pohjaosaan johdetaan nestettä tai kaasua kiintoaineen poistamisen helpottamiseksi. Kiintoaine ja neste poistetaan esimerkiksi elektro-: 20 lyysialtaan pohjassa olevan poistoaukon kautta. Kiintoaine saattaa sisältää • · · : V kuitenkin muuta kiintoainetta karkeampia partikkeleita, jotka eivät poistu edellä * * kuvatulla tavalla. Suuremmasta koosta johtuen ne saattavat myös aiheuttaa ·· · • · · *·] * tukoksia poistokanavissa. Tyypillisesti raekooltaan suuremmat partikkelit on • · · *·’ * jouduttu erottamaan raekooltaan hienommasta lietteestä altaan puhdistusvai- 25 heen jälkeen.

• · · • · · • ·· • · · • · ·

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada aivan uudenlainen laitteisto käytettä- ♦ väksi elektrolyysialtaan pohjalle laskeutuneen kiintoaineen käsittelyssä. Keksin- • ♦ ♦ • · *·;·* nolle on tunnusomaista, se mitä on mainittu patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, että laitteisto käsittää olennaisesti elektrolyysialtaan pohjaa pitkin tai sen läheisyydessä liikutettavissa :**·· 30 3 107812 olevan keräyselimen, joka käsittää välineet karkeiden partikkeleiden erottamiseksi muusta kiintoaineesta. Keksinnön mukaisella ratkaisulla karkeat partikkelit voidaan erottaa muusta kiintoaineesta jo elektroiyysialtaassa sopivimmin ilman, että allasta tarvitsee tyhjentää elektrolyytistä. Laitteistoa on mahdollista käyttää 5 myös jo tyhjennetyn altaan puhdistuksen yhteydessä.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että välineet karkeiden partikkeleiden erottamiseksi muodostuvat seulaelimestä. Sijoittamalla seulaelin keräyselimeen aikaansaadaan edullinen ja 10 tehokas rakenne karkeiden partikkeleiden erottamiseksi ja keräämiseksi.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että keräyselimen yhteyteen on järjestetty kansielin niin, että keräyselin ja/tai kansie-lin ovat ainakin toistensa suhteen liikutettavia. Varustamalla keräyselin liikutetta-15 valla kansijärjestelyllä voidaan varmistua, että erotetut karkeat partikkelit eivät pääse siirtymään keräyselimestä takaisin altaaseen keräyselintä altaasta poistettaessa.

Keksinnön eräälle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että laitteisto käsit- • ·· : 20 tää välineet väliainesuihkun kohdistamiseksi kiintoaineeseen keräyssuunnassa • · * : V ennen keräyselintä. Väliainesuihkujen avulla voidaan tehostaa kiintoaineen irtoamista altaan pohjasta ja siirtymistä keräyselimeen sekä kiintoaineen erottu- «·· • · · '·] ' mistä seulaelimellä ja hienompien partikkelien kulkeutumista seulaelimen läpi.

• · · • · · ... 25 Varustamalla keksinnönmukainen laitteisto sopivimmin ainakin keräyssuun- • « · *:!.* nassa keräyselimen jälkeen sijoitetulla ainakin yhdellä imuelimellä saadaan « · · • · · ainakin olennainen osa keräyselimen seulaelimen läpäisseistä hienoimmista ’·’··' kiintoainepartikkeleista poistetuksi tehokkaasti altaasta.

• φ • · „ · · · • · : *·· 30 Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 4 107812 kuvio 1 esittää erästä keksinnön sovellutusmuotoa elektrolyysialtaassa osittain leikattuna sivukuvantona, kuvio 2 esittää kuvion 1 sovellutusmuotoa suunnasta A - A katsottuna, kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaisen laitteiston sovellutusmuotoa sivulta 5 osittain leikattuna, kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista sovellutusmuotoa kuvion 3 suunnasta B - B katsottuna ja kuvio 5 esittää erästä toista keksinnön mukaista sovellutusmuotoa kuvion 3 suunnasta B - B katsottuna.

10

Kuvioissa 1 ja 2 on esitettynä yleisesti elektrolyysiallas 1, johon on sijoitettu vuorotellen elektrodeja, anodeja 2 ja katodeja 3, elektrolyysiprosessissa tuotettavan metallin saostuessa katodille elektrolyysialtaassa olevan elektrolyysiliuok-sen 4 avulla. Elektrolyysiakaan 1 pohjalle 5 on elektrolyysiprosessin yhteydessä 15 laskeutunut kiintoainetta 6, joka pitää poistaa elektrolyysialtaasta aika ajoin.

Laitteisto elektrolyysiakaan pohjalle laskeutuneen kiintoaineen käsittelemiseksi käsittää olennaisesti elektrolyysiakaan 1 pohjaa 5 pitkin tai sen läheisyydessä liikutettavissa olevan keräyselimen 11, joka käsittää välineet karkeiden partikke- ··· : 20 leiden erottamiseksi muusta kiintoaineesta. Keräyselin 11 on muodostettu • · · • · · ·’ ·[ tyypillisesti esimerkiksi kauhamaiseksi niin, että keräysasennossa keräyselimen etureuna 11a on järjestetty altaan pohjaa 5 vasten, jolloin altaan pohjalle • · · *;’/ laskeutunut kiintoaine 6 keräyselintä liikutettaessa siirtyy keräyselimeen ja • · · * * siihen järjestetyille välineille karkeiden partikkeleiden erottamiseksi muusta ... 25 kiintoaineesta. Eräässä tyypillisessä esimerkissä karkeammat partikkelit ovat • · · • · · kokoluokkaa 2-60 mm.

• · · • · · • · * *;!** Keräyselimeen 11 järjestetyt välineet karkeiden partikkeleiden erottamiseksi • · *·”* muodostuvat tyypillisesti seulaelimestä 12. Seulaelin puolestaan on tyypillisesti • · : *·· 30 muodostettu keräyselimen sisäpintaan, jolloin karkeat partikkelit jäävät keräyse- limeen hienompien partikkelien siirtyessä keräyselimen seulaelinten läpi. Keräyselin on erään edullisen sovellutusmuodon (kuvio 4) mukaisesti ainakin osittain 5 107812 muodostettu aukoilta 13 varustetusta levystä, jonka aukkojen 13 koko on sovitettu halutun erotuskyvyn mukaiseksi. Tällöin keräyselimen 11 seinämä toimii erotuselimenä. Seulaelimen 12 aukkojen 13 koko ja muoto riippuvat käsiteltävän kiintoaineen ominaisuuksista.

5

Erään toisen edullisen sovellutusmuodon mukaan (kuvio 5) keräyselimen 11 seulaelin on muodostettu välimatkan päähän toisistaan järjestetyistä tankoeli-mistä 14. Vierekkäisten tankoelinten 14 välinen etäisyys on sovitettu halutun erotuskyvyn mukaiseksi. Tällöin keräyselimen 11 ainakin yksi seinämä on 10 muodostettu haravamaiseksi, jolloin tankoelimet 14 muodostavat haravaelimen piikit. Kuvion mukaisessa tapauksessa tankoelimet 14 on taivutettu ainakin altaan pohjaan 5 kosketuksissa olevasta päästä kaksinkerroin, sopivimmin olennaisesti U-muotoon.

15 Eräässä keksinnön mukaisessa sovellutusmuodossa keräyselimen 11 yhteyteen on järjestetty kansielin 15 niin, että keräyselin 11 ja/tai kansielin 15 ovat ainakin toistensa suhteen liikutettavia. Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan keräyselin 11 on järjestetty liikutuslaitteistoon 10 kääntyvästi. Keräy-selin on järjestetty kääntymään keräysasennosta yläasentoon 11’ (esitetty ··· v : 20 katkoviivoilla kuviossa 3), jossa yläasennossa kansiosa 15 estää keräyselimeen • · · 11 jääneiden karkeiden partikkelien poistumisen keräyselimestä esimerkiksi [ ‘ keräyselintä altaasta 1 poistettaessa. Kuvion 3 sovellutusmuodossa kansiosa • · · 15 on järjestetty liikutuslaitteistona toimivaan erotusseinämään 10 sen reunaan • · · liikkuvasti. Kansiosan 15 ja keräyselimen 11 välille on järjestetty välitys, esimer- ... 25 kiksi vaijerivälitys. Kansiosa 15 on järjestetty erotusseinämään 10 sen liikesuun- • · · *!. nassa etureunaan liikkuvasti, jolloin kansiosan 15 koskettaessa altaan • t « • · · (pääty)seinämää kansiosa 15 pysähtyy keräyselimen 11 kiinnityskohdan liikku- * *·:·* essa vielä jonkin verran seinämää kohti. Tällöin vaijerivälitys kääntää keräy- • · · • * *···* selintä keräysasennosta yläasentoon 1T, johon keräyselin sopivimmin lukittuu.

• *·· 30 Tämän jälkeen keräyselin 11 voidaan siirtää altaasta 1 pois, esimerkiksi Uikutta- maila liikutuslaitteella 10 keräyssuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan.

6 107812

Keräyselin 11 on kiinnitetty kiinnitysosan 16 välityksellä liikutuslaitteeseen 10. Kiinnitysosaan on järjestetty poikittainen akselielin 17, jonka ympäri keräyselin 11 on järjestetty kääntyvästä Kansielin 15 on järjestetty ainakin yhden tukieli-men 18 välityksellä keräyssuunnassa edestakaisin liikkuvasti. Kansielimen 15 5 liike välitetään kuvion 3 mukaisessa sovellutusmuodossa välityselimillä 19, 20, erityisesti vaijerivälityselimillä, keräyselimen 11 kääntöliikkeeksi akselin 17 ympäri. Akselin 17 ympärille on järjestetty holkkielin 19, johon keräyselin 11 on kiinnitetty. Holkkielimen 19 ympäri on kierretty vaijeri 20, joka on kiinnitetty ainakin'yhdestä kohdasta holkkielimeen 19. Vaijerin 20 ensimmäinen pää on 10 kiinnitetty kansiosaan ensimmäiseen kiinnityskohtaan 21 ja vaijerin toinen pää kansiosaan toiseen kiinnityskohtaan 22. Vaijerin ensimmäinen kiinnityskohta 21 ja toinen kiinnityskohta 22 sijaitsevat kansielimen 15 liikutussuunnassa keräyselimen kääntöakselin 17 vastakkaisilla puolilla. Tämä on vain eräs tapa keräyselimen 11 kääntämiseksi kansielintä 15 vasten. Alan ammattimiehelle on selvää, 15 että myös muita kääntölaiteratkaisuja voidaan käyttää keräyselimen yhteydessä.

Keksinnön mukaisen laitteiston keräys- ja erotusvaikutusta voidaan tehostaa kun laitteisto käsittää välineet 23, 24 väliainesuihkun 25 kohdistamiseksi kiinto- « · · v : 20 aineeseen 6 keräyssuunnassa ennen keräyselintä 11. Väliainesuihkut työntävät •» ♦ ♦* kiintoainetta 6, erityisesti hienompaa kiintoainetta keräyselintä 11 kohti ja myös seulaelimen 12,14 läpi.

» · « • » · ··» • · ·

Laitteisto voi käsittää sopivimmin keräyssuunnassa keräyselimen jälkeen sijoite- ... 25 tut imuelimet 26 ainakin osan keräyselimen 11 seulaelimen läpäisseistä • · ♦ • · · hienommista kiintoainepartikkeleista poistamiseksi altaasta. Tällöin saadaan • ♦ « elektrolyysiakaan pohja 5 puhdistetuksi kiintoaineesta 6 ja samalla kiintoaine • ♦ · *·|;* erotelluksi partikkelikoon mukaan. Erotusvaikutusta voidaan edelleen tehostaa • * ‘•;·* kun välineet väliainesuihkun kohdistamiseksi kiintoaineeseen käsittävät ainakin • · : ’·· 30 yhden suuttimen 23, joka on suunnattu keräyselimen seulaelintä 12, 14 kohti.

Suuttimet 23, 24 voidaan järjestää esimerkiksi kansiosaan 15, joka ulottuu keräysasennossa keräyssuunnassa välimatkan päähän keräyselimestä 11.

7 107812

Keksinnön mukainen laitteisto on kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sovellutusmuo-dossa kiinnitetty erotusseinämään 10, joka toimii samalla keräyselimen liikutus-laitteistona. Elektrolyysiakaan yhteyteen, sopivimmin altaan sivuseinämiin 7, 8 5 on järjestetty tuki- ja ohjauselimiä 9. Tuki- ja ohjauselinten 9 avulla liikutuslait-teistona toimivaa erotuselintä tuetaan erotuselimen ollessa sijoitettuna elektro-lyysialtaaseen 1 ja ohjataan sitä elektrolyysialtaaseen sijoitettaessa, jolloin liikerata muodostuu pääasiassa tuki-ja ohjauselinten määräämänä. Tyypillisesti tuki- ja ohjauseliminä 9 toimivat altaan vastakkaisiin seinämiin 7, 8 muodostetut 10 urat, joihin erotuselimen 10 sivureunat on järjestetty sopimaan. Eräs erotussei-nämän sovellutusmuoto on esitetty WO-julkaisussa 99/11841.

Keksinnön mukainen laitteisto toimii esimerkiksi seuraavasti. Laitteisto johdetaan elektrolyysiakaan pohjalle, esimerkiksi altaan toisesta päädystä altaan 15 seinämän ja seinämää lähinnä olevan elektrodin välistä. Keräyselintä liikutetaan pohjaa pitkin, jolloin pohjalle laskeutunutta kiintoainetta käsitellään keräyseli-mellä. Kiintoaineen hienommat partikkelit läpäisevät keräyselimen seulaelimen karkeampien partikkelien jäädessä keräyselimeen. Keräyselimen 11 seulaeli- :*.·*!* men läpäisseet hienommat partikkelit johdetaan putkea 27 pitkin altaasta pois • · · ]·* ! 20 johon putkeen 27 ne on saatettu keräyssuunnassa keräyselimen 11 jälkeen * * · : ·] sijoitetulla ainakin yhdellä imuelimellä 26. Keräysvaikutusta- ja/tai erotusvaiku- tusta voidaan tehostaa suuntaamalla väliainesuihkuja 25 käsiteltävään materi-

• I I

aaliin 6 keräyssuunnassa ennen keräyselintä ja/tai keräyselimen 11 • · · seulaelimeen. Kun keräyselin 11 on saavuttanut altaan vastakkaisen päädyn ... 25 nousee keräyselin yläasentoon 1Γ, jolloin keräyselimen etureuna 11a on ♦ · · • · · olennaisesti vasten kansielintä 15. Keräyselimeen 11 kertyneet karkeammat • · · partikkelit pysyvät keräyselimessä kun keräyselin 11 liikutetaan vastakkaiseen • « · suuntaan pois altaasta. Tyypillisesti keräyselin pysäytetään ensin vähän ennen • « loppuasentoa ja sen alle järjestetään karkeampien partikkelien vastaanottokau- ·· : '·· 30 kalo. Keräyselin siirretään tyhjennysasentoon, jossa keräyselin avautuu ja * karkeammat partikkelit siirtyvät keräyselimestävastaanottokaukaloon. Käsittelyn aikana elektrolyytti voi tyypillisesti olla altaassa.

8 107812

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoitettu edellä esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

• ··· • · • · · · «·· • * · • ♦ · • · · • ♦ · • · • · • · ··· • · · • · · »M « « * • · · • · · · · • · · • · t • · · • · · • · · • « · ·· · • · · • · • · • · * ·· • · • · · » ·

Claims (10)

107812 g

1. Laitteisto elektrolyysiakaan pohjalle laskeutuneen kiintoaineen käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää olennaisesti elektrolyysialtaan (1) 5 pohjaa (5) pitkin tai sen läheisyydessä liikutettavissa olevan keräyselimen (11), joka käsittää välineet (12, 14) karkeiden partikkeleiden erottamiseksi muusta kiintoaineesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet karkei-10 den partikkeleiden erottamiseksi muodostuvat seulaelimestä (12).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keräyselimen (11) yhteyteen on järjestetty kansielin (15) niin, että keräyselin (11) ja/tai kansielin (15) ovat ainakin toistensa suhteen liikutettavia. 15

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keräyselin (11) on järjestetty liikutuslaitteistoon (10) kääntyvästi

• ;:· 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että :T: 20 laitteisto käsittää välineet (23, 24) ainakin yhden väliainesuihkun (25) kohdista- j miseksi kiintoaineeseen keräyssuunnassa ennen keräyselintä (11).

* · # : 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että • · * V ; laitteisto käsittää sopivimmin keräyssuunnassa keräyselimen (11) jälkeen sijoi- 25 tetun ainakin yhden imuelimen (26). • · # • · · • · t • · * • · · .

'·[ ‘ 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (23, 24) väliainesuihkun kohdistamiseksi kiintoaineeseen käsittävät • · · " ainakin yhden suuttimen (23), joka on suunnattu keräyselimen seulaelintä (12, 30 14) kohti. • · 107812

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keräyselin (11) on ainakin osittain muodostettu aukoilla varustetusta levystä.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 5 keräyselimen (11) seulaelin on muodostettu välimatkan päähän toisistaan järjestetyistä tankoelimistä (14).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keräyselimen (11) liikutuslaite on erotusseinämä (10). • · · · ·«·· • · · • · · • · · • · · • · · • · • · • · • · · • · · • · · ··· • · · • · · • · · • · · * · ♦ • ♦ 1 • · · • · « • · · • · · Ml • · · · • · • · • · · « • · • · · 107812