FI112383B - Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä - Google Patents
Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä Download PDFInfo
- Publication number
- FI112383B FI112383B FI20011350A FI20011350A FI112383B FI 112383 B FI112383 B FI 112383B FI 20011350 A FI20011350 A FI 20011350A FI 20011350 A FI20011350 A FI 20011350A FI 112383 B FI112383 B FI 112383B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cathode
- electrolysis
- quality
- camera
- image
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/06—Operating or servicing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
112383 MENETELMÄ KATODIN LAADUN PARANTAMISEKSI ELEKTROLYYSISSÄ
Menetelmä kohdistuu elektrolyysiprosessissa käytettävien katodien laadun 5 parantamiseen. Altaasta katodijakson aikana nostetun katodin pintaa kuvataan kameralla ja katodin fysikaalinen laatu saadaan selville reaaliaikaisesti kuva-analyysiin perustuvan laitteiston avulla. Katodin pinnan laadun perusteella pystytään seuraamaan ja ohjaamaan elektrolyysin olosuhteita katodin laadun parantamiseksi. Erityisen hyvin menetelmä 10 soveltuu kuparin elektrolyyttiseen puhdistukseen.
Metallien elektrolyyttisessä käsittelyssä haluttu metalli saostetaan elektrodin, katodin pinnalle. Käsittely suoritetaan sähkövirran avulla elektrolyysialtaassa, jossa olevaan nesteeseen, elektrolyyttiin, on upotettu vuorotellen joukko 15 sähköä johtavasta materiaalista valmistettuja levymäisiä anodeja ja levymäisiä katodeja. Haluttu metalli saadaan saostumaan katodille joko niin, että elektrolyyttisessä käsittelyssä käytetään liukenevaa, samasta saostettavasta metallista olevaa anodia tai käytetään liukenematonta anodia. : Liukenevaa anodia käytetään esimerkiksi kuparia seostettaessa ja ; 20 liukenematonta anodia esimerkiksi nikkeliä tai sinkkiä saostettaessa.
i": Kuparin elektrolyyttisessä puhdistuksessa epäpuhdas ns. anodikupari liuotetaan sähkövirran avulla ja liuotettu kupari pelkistetään katodilevylle hyvin puhtaana ns. katodikuparina. Elektrolyyttinä toimii rikkihappopohjainen 25 kuparisulfaattiliuos. Katodilevynä toimii prosessin alussa kuparinen siemenlevy tai ns. kestokatodi, joka voi olla valmistettu haponkestävästä I » ·;·’ teräksestä tai titaanista. Virtalähteenä elektrolyysissä on yksi tai useampia :.i,: tasasuuntaajia. Elektrolyysissä käytetään yleisesti virrantiheyksiä 250 - 320 A/m2 ja virta on suoraa (DC) tasavirtaa. Elektrolyysi tapahtuu erillisissä : 30 elektrolyysialtaissa, joissa anodi-katodiparien määrä vaihtelee laitoksittain tyypillisesti 30 - 60 parin välillä. Elektrolyysialtaita laitoksissa on eri määriä. Anodeja liuotetaan tyypillisesti 14 - 21 vrk katodijakson ollessa 7-10 vrk.
112383 2
Elektrolyysilaitoksen tuotantokapasiteetti on riippuvainen elektrolyysissä käytetystä virranvoimakkuudesta, elektrolyysialtaiden lukumäärästä ja laitoksen aika- ja virtahyötysuhteista. Hyötysuhteet kuvaavat, kuinka hyvin 5 ajallisesti laitoksen altaat ovat käytössä (virrallisina) ja kuinka hyvin sähkövirtaa käytetään kuparin saostamiseen. Elektrolyysilaitosten kapasiteettia lisätään nostamalla käytettyä virrantiheyttä, rakentamalla lisää elektrolyysialtaita tai parantamalla hyötysuhteita.
ίο Patenttihakemuksessa WO-0135083 on kuvattu menetelmää elektrolyysissä tuotetun valmiin katodin pinnanlaadun tarkastamiseksi, jonka mukaisesti jokainen katodi tarkastetaan ennen saostuman irrottamista emälevystä. Menetelmässä katodin pintaa valaistaan ainakin yhdellä valolähteellä katodin kuljetusradan suhteen vinosta suunnasta, jolloin pinnan epätasaisuuksista 15 muodostuu varjoja katodin pinnalle. Tarkastusasemalla on kamera, joka kuvaa valaistua katodin pintaa. Saatu kuva välitetään edelleen kuvankäsit-telylaitteeseen, jossa kuvaa käsitellään mittaamalla epätasaisuuksista aiheutuneiden varjojen fysikaalisia ominaisuuksia. Katodin laatuluokitus ·[”: suoritetaan varjojen ominaisuuksien perusteella.
20 : Katodijakson aikana on elektrolyysissä vaikeaa kerätä reaaliaikaista tietoa katodin laadusta. Tämä muodostaa prosessille yhden sen suurimmista ·’ : ongelmista prosessinohjauksen ja tuotannonohjauksen kannalta. Laatutieto saadaan tyypillisesti vasta kun tuote, katodimetalli, on valmistunut, eikä 25 tuotteen laatuun voi enää mitenkään vaikuttaa. Kuten edellä on mainittu, ' ’ katodijakso kestää useita vuorokausia ja näin ollen katodin laatuun vaikuttavista häiriötilanteista saadaan tietoa vasta loppulaadun kautta eli . .: kaikki informaatio saadaan pitkällä viiveellä.
i ; 30 Elektrolyysissä tehdyissä kokeissa on havaittu, että katodin pinnan laadun ja kiderakenteen välillä on selvä korrelaatio. Kiderakenteen ja kemiallisen laadun välillä on myös korrelaatio: mitä karkeampi kiderakenne, sitä 112383 3 enemmän epäpuhtauksia katodiin jää liuossulkeumien muodossa. Kiderakenteeseen vaikuttavat elektrolyysin ajoparametrit: virrantiheydellä, elektrolyytin lämpötilalla ja prosessissa käytetyillä lisäaineilla on suuri merkitys. Hankalimmin analysoitavia ovat lisäaineet, ja myös lisäaineiden 5 väliset suhteet elektrolyytissä vaikuttavat kiderakenteeseen.
Keksinnön mukaisen menetelmän avulla on tarkoitus saada tietoa katodin pinnanlaadusta jo katodijakson aikana ja siten poistaa edellä mainittuja puutteita. Menetelmässä kuvataan elektrolyysialtaasta kesken kasvujakson ίο nostetun katodin pinta, saatu kuva analysoidaan ja luokitellaan kuva- analyysiohjelmistolla. Vertaamalla kuvaa aiemmin luotuun referenssi-luokitukseen elektrolyysiprosessia säädetään hyvälaatuisen katodin tuottamiseksi. Keksinnön olennaiset piirteet käyvät esille oheisista patenttivaatimuksista.
15
Keksintö kohdistuu menetelmään, jonka avulla voidaan katodin pinnan laatua tutkia reaaliaikaisesti katodijakson aikana, ja tämän tiedon perusteella vaikuttaa elektrolyysin ohjaussuureisiin. Siten esimerkiksi lisäainesyöttöihin voidaan tehdä tarvittavat muutokset jopa ensimmäisen kasvupäivän aikana , · : 20 ja näin saada aikaan parempilaatuisia katodeja.
i : Menetelmän mukaisesti katodin pinnan laatu saadaan selville kuva- * ' analyysiin perustuvan laitteiston avulla, joka muodostuu ainakin yhdestä '···’ kamerasta, kuvankäsittelyohjelmistosta ja -laitteistosta sekä kameran 25 paikannukseen käytettävästä laitteistosta. Kamera on edullisesti digitaalinen > I 1 I 1 tai videokamera, jolla otetaan etukäteen tehdyn suunnitelman mukaisesti kuva elektrolyysialtaasta hetkellisesti nostetun katodin pinnasta. Kamera voi tietysti olla myös analoginen videokamera tai digitaalikamera. Kuva-analyysin perusteella saadaan reaaliaikaista tietoa katodin kasvusta.
30 . : Keksinnön mukaisen menetelmän avulla pystytään havaitsemaan esimerkiksi prosessi- ja laatuhäiriöt aikaisessa vaiheessa ja korjaavat 4 112383 toimenpiteet voidaan aloittaa nykyistä tilannetta huomattavasti aikaisemmin. Menetelmää voidaan hyödyntää muissa prosessin ohjaukseen liittyvässä toiminnassa ja sen antaman mittaustiedon perusteella voidaan tehdä katodilaatua ennustavia malleja muista prosessimittauksista.
5
Toiminnan kulku tapahtuu keksinnön mukaisessa menetelmässä seuraavasti. Elektrolyysialtaasta hetkellisesti nostettua katodia kuvataan kameran avulla. Kameran kuva välitetään kuva-analyysiohjelmistoon, joka muodostuu esimerkiksi AMT-menetelmästä (Angle Measure Technique) ja ίο edelleen monimuuttuja-analyysistä (Principal Component Analysis, Partial Least Squares) ja mahdollisesti itseorganisoituvasta neuroverkosta (SOM). Katodin pinnan kuvainformaation käsittelyyn käytetään siis kuva-analyysi- ja datan luokittelutekniikoita. Kuvauksen jälkeen katodi lasketaan takaisin elektrolyysialtaaseen. Menetelmällä saatu tulos on luokkatyppinen eli em. 15 ohjelmiston avulla luokitellaan aluksi kasvultaan eri tyyppiset katodit eri referenssiluokkiin. Tämän jälkeen luodaan katodin kasvulle ennustava malli. Mallin luomisen jälkeen ohjelmisto vertaa katodista saatua kuvaa valmiisiin luokkakuviin ja prosessia säädetään kunkin luokan kohdalla annetun ohjeen •...; perusteella oikealle alueelle joko manuaalisesti tai automaattisesti.
: 20 « I > I « 1 » * ♦ #
Claims (8)
- 5 112383
- 1. Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysiprosessissa, tunnettu siitä, että kesken kasvujakson elektrolyysialtaasta nostetun 5 katodin pinta kuvataan kameralla reaaliaikaisen tiedon saamiseksi katodin fysikaalisesta laadusta, saatu kuva analysoidaan ja luokitellaan kuva-analyysiohjelmistolla ja verrataan aiemmin luotuun refe-renssiluokitukseen hyvälaatuisen katodin tuottamiseksi. ίο 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katodin pinnan kuvainformaation käsittelyyn käytetään kuva-analyysi-ja datan luokittelutekniikoita.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 erityyppisille katodin pinnan laaduille on tehty erillinen referens- siluokitus.
- 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katodin pinnan laadun ja sen kiderakenteen välillä on korrelaatio. i 20 • 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : kuvauksessa käytetään digitaalista videokameraa. .· 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 kuvauksessa käytetään analogista videokameraa. ;·’ 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että i » > ,· : kuvauksessa käytetään digitaalista kameraa.
- 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että :"': elektrolyysi on kuparielektrolyysi. 112383
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20011350A FI112383B (fi) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä |
PCT/FI2002/000521 WO2003000959A1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | A method for improving the quality of cathodes in electrolysis |
US10/481,211 US7002171B2 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | Method for improving the quality of cathodes in electrolysis |
CA002449452A CA2449452A1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | A method for improving the quality of cathodes in electrolysis |
MXPA03011773A MXPA03011773A (es) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | Metodo para mejorar la calidad de los catodos en la electrolisis. |
KR10-2003-7016104A KR20040019303A (ko) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | 전기분해에 있어서의 음극의 질의 개선 방법 |
PL02368518A PL368518A1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | A method for improving the quality of cathodes in electrolysis |
EP02751198A EP1399603A1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | A method for improving the quality of cathodes in electrolysis |
JP2003507336A JP2004530795A (ja) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | 電気分解における陰極の品質改善方法 |
BR0210545-4A BR0210545A (pt) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | Um método para aperfeiçoar a qualidade de catodos em eletrólise |
CNA028122208A CN1516752A (zh) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | 改进电解中阴极质量的方法 |
EA200400076A EA006058B1 (ru) | 2001-06-25 | 2002-06-14 | Способ улучшения качества осаждения материала на катод |
PE2002000556A PE20030033A1 (es) | 2001-06-25 | 2002-06-25 | Un metodo para mejorar la calidad de los catodos en la electrolisis |
ZA200309239A ZA200309239B (en) | 2001-06-25 | 2003-11-27 | A Method for improving the quality of cathodes in electrolysis. |
BG108395A BG108395A (bg) | 2001-06-25 | 2003-11-28 | Метод за подобряване качеството на катодите при електролиза |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20011350 | 2001-06-25 | ||
FI20011350A FI112383B (fi) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20011350A0 FI20011350A0 (fi) | 2001-06-25 |
FI20011350A FI20011350A (fi) | 2002-12-26 |
FI112383B true FI112383B (fi) | 2003-11-28 |
Family
ID=8561490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20011350A FI112383B (fi) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7002171B2 (fi) |
EP (1) | EP1399603A1 (fi) |
JP (1) | JP2004530795A (fi) |
KR (1) | KR20040019303A (fi) |
CN (1) | CN1516752A (fi) |
BG (1) | BG108395A (fi) |
BR (1) | BR0210545A (fi) |
CA (1) | CA2449452A1 (fi) |
EA (1) | EA006058B1 (fi) |
FI (1) | FI112383B (fi) |
MX (1) | MXPA03011773A (fi) |
PE (1) | PE20030033A1 (fi) |
PL (1) | PL368518A1 (fi) |
WO (1) | WO2003000959A1 (fi) |
ZA (1) | ZA200309239B (fi) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7709100B2 (en) | 2004-07-07 | 2010-05-04 | Universal Display Corporation | Electroluminescent efficiency |
US7851072B2 (en) | 2005-05-19 | 2010-12-14 | Universal Display Corporation | Stable and efficient electroluminescent materials |
US20070125659A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Hecker Cartes Christian H D | Process for optimizing the process of copper electro-winning and electro-refining by superimposing a sinussoidal current over a continuous current |
CA2568484C (en) * | 2006-11-22 | 2013-01-29 | Stephan Frank Matusch | High capacity anode preparation apparatus |
FI20135688L (fi) * | 2013-06-24 | 2014-12-25 | Outotec Finland Oy | Menetelmä ja järjestely metallien elektrolyyttistä raffinointia varten valettujen anodien valmistamiseksi elektrolyyttistä raffinointivaihetta varten |
JP6936265B2 (ja) * | 2019-03-14 | 2021-09-15 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 金属材料を製造するためのシステム及び金属材料の製造方法 |
CN110241442B (zh) * | 2019-06-14 | 2021-03-02 | 中国环境科学研究院 | 一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法 |
CN116463676A (zh) * | 2022-01-12 | 2023-07-21 | 杭州三耐环保科技股份有限公司 | 一种电解生产中的添加剂异常监控方法和系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2092178B (en) * | 1981-01-29 | 1984-02-08 | Pennellier D & Co Ltd | Electrolytic silver recovery |
AU607229B2 (en) * | 1987-05-27 | 1991-02-28 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Controlling processes for the electrolytic recovery of metals |
FI107192B (fi) * | 1999-11-09 | 2001-06-15 | Outokumpu Oy | Menetelmä elektrodin pinnanlaadun tarkistamiseksi |
-
2001
- 2001-06-25 FI FI20011350A patent/FI112383B/fi active
-
2002
- 2002-06-14 BR BR0210545-4A patent/BR0210545A/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-06-14 PL PL02368518A patent/PL368518A1/xx not_active Application Discontinuation
- 2002-06-14 EA EA200400076A patent/EA006058B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-06-14 EP EP02751198A patent/EP1399603A1/en not_active Withdrawn
- 2002-06-14 MX MXPA03011773A patent/MXPA03011773A/es not_active Application Discontinuation
- 2002-06-14 KR KR10-2003-7016104A patent/KR20040019303A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-06-14 US US10/481,211 patent/US7002171B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-14 JP JP2003507336A patent/JP2004530795A/ja active Pending
- 2002-06-14 WO PCT/FI2002/000521 patent/WO2003000959A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-06-14 CA CA002449452A patent/CA2449452A1/en not_active Abandoned
- 2002-06-14 CN CNA028122208A patent/CN1516752A/zh active Pending
- 2002-06-25 PE PE2002000556A patent/PE20030033A1/es not_active Application Discontinuation
-
2003
- 2003-11-27 ZA ZA200309239A patent/ZA200309239B/en unknown
- 2003-11-28 BG BG108395A patent/BG108395A/bg unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20011350A0 (fi) | 2001-06-25 |
JP2004530795A (ja) | 2004-10-07 |
BR0210545A (pt) | 2004-08-03 |
CN1516752A (zh) | 2004-07-28 |
WO2003000959A1 (en) | 2003-01-03 |
EA200400076A1 (ru) | 2004-06-24 |
PE20030033A1 (es) | 2003-03-07 |
EP1399603A1 (en) | 2004-03-24 |
ZA200309239B (en) | 2004-07-21 |
CA2449452A1 (en) | 2003-01-03 |
MXPA03011773A (es) | 2004-04-02 |
EA006058B1 (ru) | 2005-08-25 |
US7002171B2 (en) | 2006-02-21 |
FI20011350A (fi) | 2002-12-26 |
KR20040019303A (ko) | 2004-03-05 |
BG108395A (bg) | 2004-12-30 |
PL368518A1 (en) | 2005-04-04 |
US20040173453A1 (en) | 2004-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101013612B1 (ko) | 전해 정련된 금속석출판 표면 검사장치 | |
FI112383B (fi) | Menetelmä katodin laadun parantamiseksi elektrolyysissä | |
CA2449455C (en) | Method for the improvement of current efficiency in electrolysis | |
AU2002350349A1 (en) | Method for the improvement of current efficiency in electrolysis | |
FI107192B (fi) | Menetelmä elektrodin pinnanlaadun tarkistamiseksi | |
CN108317966A (zh) | 一种阳极导杆钢爪变形检测方法及装置 | |
CN109457276B (zh) | 一种电极短路检测方法及系统 | |
AU2002350346A1 (en) | A Method for improving the quality of cathodes in electrolysis | |
Makipaa et al. | Ir-based method for copper electrolysis short circuit detection | |
JP2024067308A (ja) | 電着板評価装置、電着板評価システム、電着板評価プログラムおよび電着板評価方法 | |
CN113046818A (zh) | 电镀添加剂浓度监控装置 | |
CN113498443A (zh) | 用于制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法 | |
Tsuru et al. | Effect of the Partial Selective Dissolution of Zn on the Electrode Potential and Average Internal Strain in Zn-Fe Alloy Deposits | |
Filzwieser et al. | Tankhous Optimization by METTOP GmbH | |
JP2007217735A (ja) | 塩化鉄水溶液から電解鉄の製造方法 | |
WO2006105981A2 (en) | Method for electrochemical deposition of metals |