FI114924B - Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm - Google Patents

Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm Download PDF

Info

Publication number
FI114924B
FI114924B FI20021991A FI20021991A FI114924B FI 114924 B FI114924 B FI 114924B FI 20021991 A FI20021991 A FI 20021991A FI 20021991 A FI20021991 A FI 20021991A FI 114924 B FI114924 B FI 114924B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copper
support bar
contact surface
silver
electrolysis
Prior art date
Application number
FI20021991A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20021991A0 (en
FI20021991A (en
Inventor
Karri Osara
Veikko Polvi
Original Assignee
Outokumpu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Priority to FI20021991A priority Critical patent/FI114924B/en
Publication of FI20021991A0 publication Critical patent/FI20021991A0/en
Priority to PE2003001100A priority patent/PE20040438A1/en
Priority to ARP030104074A priority patent/AR041906A1/en
Priority to PCT/FI2003/000827 priority patent/WO2004042119A1/en
Priority to AU2003276297A priority patent/AU2003276297A1/en
Publication of FI20021991A publication Critical patent/FI20021991A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI114924B publication Critical patent/FI114924B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02Electrodes; Connections thereof

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)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

114924114924

MENETELMÄ HYVÄN KONTAKTIPINNAN AIKAANSAAMISEKSI ELEKTRODIN KANNATUSTANKOON JA KANNATUSTANKOMETHOD FOR GETTING A GOOD CONTACT SURFACE IN THE ELECTRODE SUPPORT BAR AND THE SUPPORT BAR

Keksintö kohdistuu menetelmään hyvän kontaktipinnan muodostamiseksi 5 elektrolyysissä käytettävän elektrodin kannatustankoon, jossa ainakin osa on kuparia. Menetelmässä kannatustangon kupariseen osaan muodostetaan ainakin sen toiseen päähän hyvin sähköä johtava kerros. Hyvin sähköä johtava kerros muodostaa metallisen sidoksen kannatustangon kuparin kanssa ja se saadaan aikaan edullisesti joko termisellä ruiskutus-lo pinnoituksella tai juotostekniikalla. Keksintö kohdistuu myös joko osittain tai kokonaan kuparia olevan elektrodin kannatustankoon, jonka ainakin toinen pää on pinnoitettu hyvin sähköä johtavalla materiaalilla.The invention relates to a method of forming a good contact surface 5 on an electrode support bar, at least part of which is copper. In the method, a conductive layer is formed at least at one end on the copper portion of the support bar. The highly electrically conductive layer forms a metallic bond with the support bar of copper and is preferably achieved either by thermal injection-lo coating or by soldering. The invention also relates to the copper rod electrode support, either partially or completely, at least one end of which is coated with a highly conductive material.

Monien metallien kuten kuparin, sinkin ja nikkelin valmistus sisältää elektro-15 lyyttisen vaiheen, jossa tuotettava puhdas metalli saostetaan katodille sähkövirran avulla ja epäpuhtaudet jäävät liuokseen. Elektrolyyttinen : talteenotto suoritetaan esimerkiksi rikkihappoa sisältävällä elektrolyytillä .·:· täytetyissä elektrolyysialtaissa ja elektrolyyttiin upotetaan vuorotellen säh- ,;·. köäjohtavasta materiaalista valmistettuja elektrodeja; anodeja ja katodeja.Production of many metals such as copper, zinc and nickel involves an electrolytic step in which the pure metal produced is deposited on the cathode by an electric current and impurities remain in solution. Electrolytic: The recovery is carried out, for example, with an electrolyte containing sulfuric acid ·: · in filled electrolysis pools and immersed alternately in electricity; electrodes made of rope conducting material; anodes and cathodes.

20 Anodit ja katodit muodostuvat yleensä levyosasta, joka upotetaan altaaseen : ja levyosan yläreunaan liitetystä kannatustangosta tai korvista. Elektrodi riippuu elektrolyysialtaassa kannatustankojen tai korvien varassa, jotka on tuettu altaan reunoille. Tangot tai korvat yhdistävät elektrodit sähköpiiriin altaan reunoille sijoitettujen virtakiskojen välityksellä. Kannatustangon toinen 25 pää sijaitsee yleensä eristekiskon päällä. Eräässä menetelmässä myös kannatustangon toinen pää on sijoitettu virtaa johtavan ja tasaavan kiskon päälle. Tuotettava metalli tuodaan prosessiin joko liukenevina anodeina, niin ··· ' sanottuina aktiivianodeina (electrorefining) tai metalli on elektrolyytissä ·:··; liuenneena, jolloin käytettävät anodit ovat liukenemattomia eli passiivisia 30 anodeja (electrowinning).20 The anodes and cathodes generally consist of a plate portion that is submerged in a basin: and a support bar or ears attached to the top of the plate portion. The electrode rests in the electrolysis pool on support bars or ears supported on the sides of the pool. Rods or ears connect the electrodes to the electrical circuit via bus rails located at the sides of the pool. The other end 25 of the support bar is generally located on the insulating rail. In one method, the other end of the support bar is also located on a conducting and leveling rail. The metal to be produced is introduced into the process either as soluble anodes, ··· 'electrorefining' or the metal is in the electrolyte ·: ··; dissolved, whereby the anodes used are insoluble or passive anodes (electrowinning).

2 1149242 114924

Elektrolyysissä käytettävien elektrodien kannatintangoissa voi tangon ydin olla esimerkiksi terästä ja vaippaosa on kuparia. Tällaista kannatustankoa on kuvattu esimerkiksi US-patentissa 4,871,436. Kannatustangon pää toimii kontaktipintana altaan virtakiskoa vasten.The electrode carrier rods for electrolysis may, for example, have a steel core and a copper sheath. Such a support bar is described, for example, in U.S. Patent No. 4,871,436. The end of the support bar acts as a contact surface against the busbar rail.

55

Kokonaan kuparisia kannatustankoja voidaan käyttää esimerkiksi kupari-elektrolyysissä (electrorefining), missä käytetään kuparisia siemenlevyjä katodeina. Näissä kannatustangon pää on automaattisesti kontaktipintana.Whole copper support bars can be used, for example, in electro-refining, where copper seed plates are used as cathodes. In these, the end of the support bar is automatically in contact.

ίο Elektrodien kannatintangoissa voidaan myös käyttää kuparista ydintä, jolloin tangon suojavaippa on muodostettu muusta metallista tai metalliyhdisteestä. Kuparisen ytimen ympärillä käytetään tilanteesta riippuen esimerkiksi teräksestä, titaanista tai lyijystä valmistettua suojavaippaa, johon itse elektrodilevy on kiinnitetty. Teräs- ja titaanivaippaa käytetään erityisesti katodeissa ja 15 lyijyvaippaa anodeissa esimerkiksi sinkkielektrolyysissä, joka toimii electro-winning-periaatteella. Suojavaipalla varustetun kannatintangon kontaktipinta _ . muodostetaan esimerkiksi koneistamalla kuparia ympäröivä suojavaippa auki ... kannatustangon päästä tai käyttämällä valuteknistä ratkaisua, jolloin kupariytimen pinta paljastuu. Kupariydintä käytetään siis kontaktipintana, 20 joka asetetaan elektrolyysiakaan virtakiskon päälle.ίο Electrode support bars can also use a copper core, whereby the bar shield is made of another metal or metal compound. Depending on the situation, a sheath made of steel, titanium, or lead, to which the electrode plate itself is attached, is used, as the case may be. Steel and titanium sheaths are used in particular in cathodes and 15 lead sheaths in anodes such as zinc electrolysis, which operates on an electro-winning principle. Contact surface of support bar with shield _. formed, for example, by machining the copper sheath open ... at the end of the support bar, or by using a casting technique to expose the surface of the copper core. The copper core is thus used as a contact surface, which is placed on top of the busbar even by electrolysis.

.· · WO-julkaisussa 00/17419 on kuvattu menetelmä kestokatodin ripustustan- gon valmistamiseksi, jolloin ripustustanko valmistetaan jäykästä metallisesta ulkovaipasta ja sen sisälle liitetystä, hyvin sähköä johtavasta ytimestä. Ulko-25 vaippa on julkaisun mukaan jaloterästä ja ydin kuparia tai alumiinia. Ripus-tustangon osat liitetään toisiinsa joko vetämällä tuurnan kanssa, tyssäämällä tai valamalla. Valmiista tangosta poistetaan teräsvaippa tangon päästä niin, ... · että paljas kupariydin tulee näkyviin ja voidaan käyttää kontaktipintana.WO 00/17419 describes a method for manufacturing a permanent cathode hanging rod, wherein the hanging rod is made of a rigid metal outer jacket and a highly conductive core attached thereto. According to the publication, the outer-25 sheath is made of stainless steel and the core is copper or aluminum. The parts of the pendulum rod are joined to each other either by pulling with a mandrel, by hammering or by casting. The steel rod is removed from the finished rod at the end of the rod ... ... so that the exposed copper core is exposed and can be used as a contact surface.

.. 30 WO-julkaisussa 02/40749 on kuvattu toinen menetelmä elektrodien ripustus- ’···_ tangon valmistamiseksi. Tämän menetelmän mukaisesti vaippaosan sisään sijoitetaan sähköäjohtava ydinosa sekä lisäksi liitosainetta, ja ripustustankoa 3 114924 lämpökäsitellään. Lämpökäsittelyn aikana ydinosan ja vaippaosan välille muodostuu metallurginen liitos liitosaineen avulla. Liitosaineena käytetään pääasiassa tinaa. Julkaisussa ei ole tarkemmin mainittu, miten kontaktipinta muodostetaan ripustustangon päähän... WO 02/40749 discloses another method for making an electrode hanging rod. According to this method, an electrically conductive core member, as well as a connecting material, is placed inside the jacket member and the suspension rod 3 114924 is heat treated. During the heat treatment, a metallurgical bond is formed between the core member and the jacket member by means of a bonding agent. Tin is mainly used as a bonding agent. The publication does not specify how the contact surface is formed at the end of the suspension rod.

55

Kannatustangoilla, joissa kontaktipinta on kuparia, kontaktipinnan nopea kuluminen on ongelma. Syynä lienee pääosin kuparin hapettuminen oksidik-seen ja oksidin korrodoituminen kuparisulfaatiksi elektrolyytin vaikutuksesta. Kontaktipinnalle muodostunut kuparisulfaatti heikentää edelleen kannatus-10 tangon sähkönjohtokykyä. Hapettuminen saa aikaan jännitehäviön kasvun, sillä kuparioksidin sähkönjohtokyky on huomattavasti heikompi kuin puhtaan kuparin. Hapettumisesta aiheutuvat ongelmat korostuvat esimerkiksi kuparia sisältävillä kannatustangoilla varustetussa lyijyanodissa, jonka kestoikä on muuten varsin pitkä.For brackets with a copper contact surface, rapid wear of the contact surface is a problem. The main reason is probably the oxidation of copper to the oxide and the corrosion of the oxide to copper sulfate by the electrolyte. The copper sulphate formed on the contact surface further weakens the electrical conductivity of the supporting 10 bar. Oxidation causes an increase in voltage drop because the electrical conductivity of copper oxide is significantly lower than that of pure copper. The problems caused by oxidation are exacerbated by, for example, the lead anode with copper-containing support bars, which are otherwise quite long-lived.

1515

Nyt on kehitetty menetelmä, joka kohdistuu hyvän kontaktipinnan aikaansaamiseksi metallien elektrolyysissä käytettävän elektrodin kannatustankoon, jossa ainakin osa tangosta on muodostettu kuparista. Osa kannatustangosta voi olla muuta materiaalia kuten terästä, titaania tai lyijyä, tai kannatustanko 20 on kokonaan muodostettu kuparista. Kehitetyn menetelmän mukaisesti ainakin kannatustangon toisen pään alapinnalla oleva alue, kontaktipinta, joka tulee kosketuksiin elektrolyysialtaan virtakiskon kanssa, pinnoitetaan hyvin sähköä johtavalla metallilla kuten hopealla tai hopeaseoksella. Kupari ja hopea liitetään toisiinsa välityskerroksen avulla. Kun kannatustangon 25 kupariosan ja sen alapinnalle muodostetun välityskerroksen ja pinnoite-materiaalin välille muodostetaan metallinen liitos, vältytään kontaktipinnan kulumisen tai hapettumisen aiheuttamilta ongelmilta. Keksintö kohdistuu myös menetelmän avulla valmistettuun, elektrolyysissä käytettävän elektrodin kannatustankoon, jonka ainakin toisessa päässä olevaan ‘ 30 kupariseen kontaktipintaan on muodostettu sähköä hyvin johtava kerros.A method has now been developed to provide a good contact surface for an electrode support bar for metal electrolysis, wherein at least part of the bar is made of copper. Part of the support bar may be made of other material, such as steel, titanium or lead, or the support bar 20 is entirely made of copper. According to the developed method, at least the area on the underside of one end of the support bar, the contact surface which comes into contact with the busbar of the electrolysis pool, is coated with a highly conductive metal such as silver or silver alloy. Copper and silver are bonded together by means of a transmission layer. By forming a metallic joint between the copper portion of the support bar 25 and the transmission layer formed on its underside and the coating material, problems caused by wear or oxidation of the contact surface are avoided. The invention also relates to a method for producing an electrode support rod for electrolysis, the electrically conductive layer of which is formed at least at one end of which has a copper conductive contact surface.

Keksinnölle on olennaista se, mitä patenttivaatimuksissa esitetään.What is claimed is essential to the invention.

4 1149244, 114924

On tärkeää, että elektrodin kannatustangossa oleva kontaktipinta johtaa hyvin sähköä. Hyvin sähköä johtavan metallin kuten hopean tai hopeaseok-sen käyttö pinnoitusmateriaalina varmistaa tehokkaan virransyötön elektro-5 dille. Metallurginen peruste hopean käytölle on siinä, että vaikka se muodostaa oksidia pinnalleen, suhteellisen matalissa lämpötiloissa oksidit eivät enää ole stabiileja, vaan hajoavat takaisin metalliseen muotoon. Em. syystä kannatustangon kontaktipinnalle valmistettuun hopeapinnoitteeseen ei muodostu oksidikalvoja samalla tavalla kuin esimerkiksi kuparin pinnalle, ίο Pinnoitteen avulla voidaan varmistaa, että elektrolyysin sähkötekninen laatutaso säilyy korkealaatuisena myös pitkällä aikavälillä.It is important that the contact surface on the electrode support bar is conducting well. The use of a highly conductive metal such as silver or an alloy of silver as a coating material ensures efficient power supply to the electro-5. The metallurgical basis for the use of silver is that, although it forms an oxide on its surface, at relatively low temperatures the oxides are no longer stable but decompose back to the metallic form. Em. therefore, the silver coating on the contact surface of the support bar does not form oxide films in the same way as, for example, on the copper surface, ίο The coating ensures that the electrolysis quality level remains high in the long run.

Hopea ei muodosta metallurgista, hyvin tarttuvaa liitosta suoraan kuparin päälle, vaan kuparin pinnalle pitää muodostaa ensin ohut välityskerros, joka 15 edullisesti muodostuu tinasta tai tinavaltaisesta seoksesta. Tekstissä puhutaan tämän jälkeen yksinkertaisuuden vuoksi vain tinasta, mutta sillä tarkoitetaan myös muita, tinavaltaisia seoksia. Tinakerros voidaan muodostaa monella tavalla kuten edeltävällä, kuumentamisen kautta tapahtuvalla tinauksella, elektrolyyttisellä pinnoituksella tai varsinaista 20 pinnoitusta edeltävällä termisellä ruiskutuksella suoraan kohteen pintaan. Tinapinta pinnoitetaan tämän jälkeen hopealla tai hopeaseoksella.The silver does not form a metallurgical, highly adherent bond directly onto the copper, but rather, a thin transfer layer must first be formed on the copper surface, preferably consisting of tin or a tin-plated alloy. The text then refers only to tin for the sake of simplicity, but also refers to other tin-dominated alloys. The tin layer can be formed in many ways such as pre-heating, tin-plating, electrolytic plating, or thermal injection prior to the actual plating directly on the surface of the object. The tin surface is then coated with silver or silver alloy.

.' · Kannatustangon kuparisen kontaktipinnan pinnoitus hopealla on edullista I I · suorittaa esimerkiksi termisellä ruiskutustekniikalla tai juotostekniikalla.. ' · The coating of the copper contact surface of the bracket with silver is advantageously carried out by means of, for example, thermal injection or soldering.

25 Kontaktipintana toimivasta, kannatustangon päässä olevasta kuparisesta osasta poistetaan hapettumat ennen pinnoitteen muodostamista.The copper portion acting as a contact surface at the end of the support bar is deoxidized prior to forming the coating.

" Toimenpide on edullista suorittaa myös uusille tangoille, mutta erityisesti kun menetelmää sovelletaan käytettyjen tankojen sähkönjohtokyvyn ....· parantamiseen, hapettumien poistaminen on tarpeellista. Poistaminen ,/ 30 tapahtuu esimerkiksi hiekkapuhalluksella. Kun kontaktipintana on kuparisen osan suora alareuna, pinnoitus suoritetaan edellä kuvatulla tavalla. Kontaktipinta voi muodostua myös tangon kupariosan alapinnalle 5 114924 muodostetusta lovesta. Tällöin kannatustangon loven sivureunoihin liitetään sähkönjohtokykyä lisäävät liitospalat, pinnoitteet. Kannatustangon elinikää voidaan pidentää keksinnön mukaisesti yksinkertaisella tavalla, sillä tangon päissä olevan kontaktipinnan tai -pintojen pinnoitus on mahdollista uusia 5 tarpeen vaatiessa. Kun pinnoitusta uusitaan, kontaktipinnat kannattaa oikoa suoraviivaiseksi, sillä kontaktipintojen kuluminen on saattanut aiheuttaa sen, että kontakti ei ole enää geometrialtaan toivottu. On selvää, että tällainen huonontaa virran syöttöä katodille."It is also advantageous to carry out the operation on new rods, but especially when the method is applied to improve the electrical conductivity of the used rods..., Deoxidation is necessary. Removal, for example by sandblasting. The contact surface may also consist of a notch formed on the underside of the copper part of the rod 5 114924. In this case, the conductive rods can be extended in a simple manner by the need for a contact surface at the ends of the rod. the coating is renewed, the contact surfaces should be straightened out because the wear of the contact surfaces may have caused the contact to no longer have the desired geometry. this reduces the power supply to the cathode.

ίο Eräs edullinen tapa kannatustangon kontaktipintojen pinnoittamiseksi on pinnoitus hopealla käyttämällä termistä ruiskutustekniikkaa, sillä hopean sulamispiste on 960 °C. Pinnoitemateriaalina voidaan myös käyttää AgCu-seosta esimerkiksi langan tai pulverin muodossa. Eutektisen AgCu-seoksen sulamispiste on vielä hopeankin sulamispistettä alhaisempi ja soveltuu siten 15 kontaktipintojen pinnoittamiseen ko. tekniikalla.ίο Another advantageous way of coating the contact surfaces of the support bar is silver plating using thermal injection technology, since the melting point of silver is 960 ° C. AgCu alloy may also be used as coating material, for example in the form of wire or powder. The melting point of the eutectic AgCu alloy is even lower than the melting point of silver and is thus suitable for coating the contact surfaces in question. technique.

Termisistä ruiskutustekniikoista ovat käytännössä ainakin kaasun palami-In practice, thermal injection techniques include at least gas combustion.

Mil seen perustuvat tekniikat osoittautuneet käyttökelpoisiksi. Näistä suurno-peusliekkiruiskutus (HVOF = High Velocity Oxy-Fuel) perustuu ruiskutus-’ 20 pistoolin polttokammiossa tapahtuvaan polttokaasun tai nesteen ja hapen jatkuvaan palamiseen korkeassa paineessa ja nopean kaasuvirtauksen .· · synnyttämiseen ruiskutuspistoolin avulla. Pinnoitusmateriaali syötetään jauheen muodossa kantokaasun avulla tavallisimmin aksiaalisesti pistoolin suuttimeen. Suuttimessa jauhepartikkelit kuumenevat ja saavat aikaan hyvin 25 korkean liikenopeuden (useita satoja m/s) ja ne kohdistetaan pinnoitettavaan kappaleeseen.Mileage-based technologies have proven to be useful. Of these, High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) is based on the continuous combustion of fuel gas or liquid and oxygen at high pressure and the rapid flow of gas through a spray gun. The coating material is fed in powder form, by carrier gas, most commonly axially to the gun nozzle. In the nozzle, the powder particles heat up and produce a very high speed of motion (several hundred m / s) and are applied to the body to be coated.

’ Tavallisessa liekkiruiskutuksessa polttokaasun ja hapen seos palaessaan sulattaa lanka- tai jauhemuodossa olevan pinnoitusmateriaalin. Poltto-,.· · 30 kaasuna käytetään yleisimmin asetyleeniä sen erittäin kuuman liekin vuoksi.'In conventional flame spraying, the combustion gas / oxygen mixture, when burned, melts the coating material in wire or powder form. Acetylene is the most commonly used gas for combustion,. · · 30 because of its extremely hot flame.

Pinnoitemateriaalilanka johdetaan paineilmaturbiinin tai sähkömoottorin käyttämän syöttölaitteiston avulla lankasuuttimen läpi. Lankasuuttimen 6 114924 edessä palava kaasuliekki sulattaa langan pään ja sula puhalletaan paineilman avulla metallisumuna pinnoitettavaan kappaleseen. Partikkeli-nopeus on luokkaa 100 m/s.The coating material wire is guided through the wire nozzle by means of a feeding device operated by a compressed air turbine or an electric motor. In front of the wire nozzle 6 114924, a flaming gas flame melts the end of the wire and the melt is blown by compressed air into the metal spray coated body. The particle velocity is in the order of 100 m / s.

5 Terminen ruiskutustekniikka sulattaa pinnoitemateriaalin ja koska hopea-pitoisten pinnoitteiden sulapisaroilla on korkea lämpötila, kannatustangon kuparisen pään kontaktipinnan pinnoituksessa syntyy kuparin, tinan ja pinnoitemateriaalin välille metallurginen sidos. Siten liitoksen sähköjohtokyky on hyvä. Metallien liitosmenetelmällä syntyy liitosalueelle hopean, tinan ja ίο kuparin ternäärisen seoksen muodostamaa eutektikumia esimerkiksi lämpötilavälillä 380 - 600 °C. Tarvittaessa voidaan ruiskutuksen jälkeen suorittaa erillinen lämpökäsittely, joka edesauttaa metallurgisen liitoksen syntymistä.5 Thermal spraying technology melts the coating material and, because of the high temperature of the droplets of silver-containing coatings, metallurgical bonding between the copper, tin and the coating material is created by coating the copper end of the supporting rod. Thus, the electrical conductivity of the joint is good. The method of bonding metals produces a eutectic rubber formed by a ternary alloy of silver, tin and copper in the bonding region, for example, at a temperature between 380 and 600 ° C. If necessary, a separate heat treatment may be performed after injection to facilitate the formation of a metallurgical joint.

15 Kun käytetään juotostekniikkaa pinnoitteen muodostamiseksi kannatustangon kontaktipintaan, käsiteltävä pinta puhdistetaan ja siihen muodostetaan tinakerros, joka on edullisesti alle 50 pm. Tämän jälkeen ... suoritetaan hopeapinnoitteen asennus jonkin sopivan polttimen avulla.When the soldering technique is used to form a coating on the contact surface of the support bar, the surface to be treated is cleaned and a tin layer, preferably less than 50 µm, is formed. After that ... the silver plating is carried out using a suitable burner.

;· Tinakerros sulaa ja kun pinnoitelevy asetetaan sulan tinan päälle, se on 20 helposti asemoitavissa oikeaan paikkaansa.· The tin layer melts and when placed on a molten tin, it is easily positioned in its 20 position.

’ · Keksintö kohdistuu myös elektrolyysissä käytettävän elektrodin kuparia sisältävään kannatustankoon. Kannatustangon päissä oleviin kuparisiin pintoihin on erityisesti niiden alapinnalla olevalle alueelle, kontaktipinnalle, 25 joka tulee kontaktiin elektrolyysialtaan virtakiskon kanssa, muodostettu sähköä hyvin johtava kerros. Sähköä hyvin johtavana metallina tai » ;metalliseoksena käytetään hopeaa, tai hopeaseosta kuten hopeakuparia.The invention also relates to a copper-containing support bar for an electrode used in electrolysis. In particular, an electrically conductive layer is formed on the copper surfaces at the ends of the support bar, in particular in the area on the underside thereof, the contact surface which comes into contact with the busbar of the electrolysis pool. As a conductive metal or alloy, silver is used, or a silver alloy such as silver copper.

Kontaktipinnan pinnoitus on edullisesti suoritettu esimerkiksi juottamalla tai termisellä ruiskutustekniikalla, jolloin kontaktipinnan ja pinnoitteen välille on ,. ' 30 muodostettu metallurginen liitos.The coating of the contact surface is preferably carried out, for example, by soldering or thermal injection technology, whereby there is, between the contact surface and the coating. '30 formed metallurgical joint.

7 1149247, 114924

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan vielä oheisten kuvien ja esimerkkien avulla, jolloin kuva 1 esittää uusien katodien suhteellisia jännitehäviöitä suhteellisen puristusvoiman funktiona, ja 5 kuvassa 2 nähdään käytettyjen katodien suhteellisia jännitehäviöitä suhteellisen puristusvoiman funktiona.The method of the invention is further illustrated by the following figures and examples, wherein Figure 1 shows the relative voltage drops of new cathodes as a function of relative compressive force, and Figure 5 shows the relative voltage drops of used cathodes as a function of relative compressive force.

EsimerkkiExample

Kuparielektrolyysin (electrorefining) kestokatodeja, jotka olivat tuotantomitta-10 kaavan kokoisia, pidettiin koealtaassa normaalin tuotantojakson ajan. Osa katodien kannatustangoista oli konventionaalisia eli niissä oli tavallinen kuparia oleva kontaktipinta. Osassa taas kannatustankojen kontaktipintaan oli muodostettu hopeapinnoite ruiskupinnoittamalla. Elektrolyysialtaiden virtakiskojen kontaktipinnat olivat kuparia.Copper electrolysis (cathode) cathodes of the size 10 production scale were kept in the test vessel during the normal production period. Some of the cathode support bars were conventional, i.e. having a common copper contact surface. In some cases, a silver coating was formed on the contact surface of the support bars by spray coating. The contact surfaces of the busbars of the electrolysis pools were copper.

1515

Kuvassa 1 nähdään graafisesti esitettynä tuloksia uusien katodien elektrolyysistä. Tavanomaisten kuparisten kontaktipintojen suhteelliset jänni- : . tehäviöt ovat selvästi suuremmat kuin hopealla pinnoitettujen ·. kontaktipintojen jännitehäviöt suhteellisen puristusvoiman funktiona.Figure 1 is a graph showing the results of electrolysis of new cathodes. Relative voltage of conventional copper contact surfaces:. Losses are significantly higher than those of silver plated ·. voltage drops of contact surfaces as a function of relative compressive force.

-.·· 20 Puristusvoimalla tarkoitetaan voimaa, millä katodi rasittaa virtakiskoa.·· 20 Compressive force means the force exerted by the cathode on the busbar.

Suhteellisessa puristusvoimassa on otettu huomioon katodin painon nousu elektrolyysijakson edetessä ja arvo 100 vastaa katodin keskimääräistä painoa jakson lopussa.The relative compression force takes into account the increase in cathode weight as the electrolysis cycle progresses, and the value 100 corresponds to the average cathode weight at the end of the cycle.

25 Kuvassa 2 nähdään kuvaa 1 vastaavan kokeen tulokset, kun koe on toteutet-tu tuotannosta otetuilla, käytetyillä katodeilla. Suhteellinen jännitehäviö on laskettu olevan arvossa 100 eli huonoimmassa arvossaan, kun elektro-·· lyysijakso alkaa käytetyillä, kuparisen kontaktipinnan omaavilla katodeilla.Figure 2 shows the results of the test corresponding to Figure 1 when the test is carried out with commercially used spent cathodes. The relative voltage drop is calculated to be 100, its worst value when the electrolysis cycle begins with the copper cathode contact cathodes used.

·;·: Kuvan 1 suhteellinen jännitehäviö ja suhteellinen puristusvoima ovat samas- 30 sa skaalassa kuvan 2 kanssa. Kuvista nähdään myös, että kaikissa tapauksissa jännitehäviö on suurin, kun katodin paino on pienin, mutta katodipainon noustessa kontakti virtakiskon kanssa paranee. Kuvista nähdään myös, että 8 114924 keksinnön mukaisesti käsiteltyjen tankojen jännitehäviö on selvästi pienempi kuin perinteisten kontaktipintojen. Erityisen selvästi ero on nähtävissä käytetyissä katodeissa. Esimerkki osoittaa myös, että hopeinen kontaktipinta ei ole niin paljon puristusvoimasta riippuvainen kuin kuparinen kontaktipinta.·; ·: The relative voltage drop and the relative compressive force of Figure 1 are on the same scale as Figure 2. The pictures also show that in all cases, the voltage drop is greatest when the cathode weight is the smallest, but as the cathode weight rises, contact with the busbar is improved. The figures also show that the voltage drop of the 8114924 bars treated in accordance with the invention is clearly less than that of conventional contact surfaces. The difference is particularly evident in the cathodes used. The example also shows that the silver contact surface is not as dependent on the compression force as the copper contact surface.

55

Claims (18)

114924114924 1. Menetelmä hyvän kontaktipinnan aikaansaamiseksi metallien elektrolyysissä käytettävän elektrodin kannatustangon päähän, jolloin 5 elektrodi muodostuu levyosasta, joka upotetaan elektrolyysialtaaseen ja kannatustangosta, jossa ainakin osa tangosta on muodostettu kuparista, ja jolloin ainakin kannatustangon toisen pään kuparinen kontaktipinta sijoitetaan altaan virtakiskon päälle, tunnettu siitä, että kannatustangon kuparisen pään alapinnalla oleva alueeseen, ίο kontaktipintaan, muodostetaan välityskerros, jonka jälkeen kontakti pinta pinnoitetaan hopealla tai hopeaseoksella, joka muodostaa kuparin ja välityskerroksen kanssa metallurgisen liitoksen, jolloin pinnoite muodostetaan juotostekniikalla tai termisellä ruiskutus-tekniikalla. 15A method for providing a good contact surface at the end of an electrode support bar for use in metal electrolysis, wherein the electrode consists of a plate portion submerged in an electrolysis basin and a support bar in which at least a portion of the bar is formed of copper. a transfer layer is formed on the underside of the copper end of the supporting rod, the contact surface, after which the contact surface is coated with silver or a silver alloy forming a metallurgical connection with the copper and transfer layer, whereby the coating is formed by soldering or thermal injection technology. 15 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välityskerros on tinaa tai tinavaltaista seosta.Method according to Claim 1, characterized in that the transmission layer is tin or a tin-predominant alloy. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että :·. 20 hopeaseos on hopea-kuparia.Method according to claim 1 or 2, characterized in that: ·. 20 silver alloy is silver-copper. ··; 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kannatustangon kuparisen ydinosan ympärillä on jaloteräksestä, titaanista tai lyijystä valmistettu vaippaosa, joka on 25 poistettu ainakin kannatustangon toisen pään alapinnalta.··; Method according to one of the preceding claims, characterized in that the copper core part of the support bar is surrounded by a sheath made of stainless steel, titanium or lead, which is removed at least from the underside of one end of the support bar. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu ; . siitä, että kannatustenko on kokonaan valmistettu kuparista.A method according to any one of claims 1 to 3, characterized; . because the backing is made entirely of copper. 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu .: siitä, että kannatustangon vaippaosa on valmistettu kuparista. 114924Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the sheath portion of the support bar is made of copper. 114924 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että terminen ruiskutustekniikka perustuu kaasun palamiseen.Method according to claim 1, characterized in that the thermal injection technique is based on the combustion of gas. 8. Patenttivaatimuksen 1 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että s terminen ruiskutustekniikka on suurnopeusliekkiruiskutus.A method according to claim 1 or 7, characterized in that the thermal injection technique is high-speed flame spraying. 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hyvin sähköä johtava pinnoitemateriaali on pulverimuodossa.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the highly conductive coating material is in powder form. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että terminen ruiskutustekniikka on liekkiruiskutus.Method according to Claim 1, characterized in that the thermal spraying technique is flame spraying. 11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 -7 tai 10 mukainen 15 menetelmä, tunnettu siitä, että hyvin sähköä johtava pinnoitemate riaali on lankamuodossa.Method according to one of claims 1 to 7 or 10, characterized in that the highly conductive coating material is in the form of a wire. 12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kontaktipinnalle suoritetaan lämpökäsittely : *. 20 pinnoituksen jälkeen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surface is subjected to a heat treatment: *. 20 after coating. 13. Metallien elektrolyysissä käytettävän elektrodin kannatustanko, ; . : jolloin elektrodin levyosa on tarkoitettu upotettavaksi elektrolyysi- altaaseen ja elektrodin kannatustanko tuettavaksi päistään elektro- • · t 25 lyysialtaan reunoille, jolloin ainakin osa kannatustangosta on muodostettu kuparista, ja joka ainakin kannatustangon toiseen ; päähän muodostaa virtakiskon päälle sijoitettavan kontaktipinnan, tunnettu siitä, että kannatustangon kontaktipintaan on muodostettu välityskerros, jonka jälkeen kontaktipinta on pinnoitettu hopealla tai 30 hopeaseoksella, joka pinnoitus on muodostettu juotostekniikalla tai termisellä ruiskutustekniikalla, jolloin kupari, välityskerros ja pinnoitusmateriaali ovat muodostaneet metallurgisen liitoksen. 11492413. Electrode support bar for metal electrolysis; . wherein the plate portion of the electrode is intended to be submerged in an electrolysis pool and the electrode support bar is supported at its ends at the edges of the electrolysis pool, wherein at least a portion of the support bar is formed of copper and at least one of the support bar; forming a contact surface on the busbar, characterized in that a contact layer is formed on the contact surface of the support bar, after which the contact surface is coated with silver or a silver alloy coated by soldering or thermal injection, whereby the copper, transfer layer and metallic material are formed. 114924 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen kannatustenko, tunnettu siitä, että välityskerros on tinaa tai tinavaltaista seosta.Support bracket according to claim 13, characterized in that the transmission layer is of tin or a tin-predominant alloy. 15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen kannatustenko, tunnettu siitä, että hyvin sähköä johtava pinnoitekerros on hopea-kupari-seosta.15. Support bracket according to claim 13 or 14, characterized in that the highly conductive coating layer is a silver-copper alloy. 16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 13-15 mukainen kanna-lo tustanko, tunnettu siitä, että kannatustangon kuparisen ydinosan ympärillä on jaloteräksestä, titaanista tai lyijystä valmistettu vaippaosa, joka on poistettu ainakin kannatustangon toisen pään alapinnalta.Carrier bar according to one of Claims 13 to 15, characterized in that the copper core of the carrier bar is surrounded by a sheath made of stainless steel, titanium or lead, which is removed at least from the underside of one end of the carrier bar. 17. Jonkin patenttivaatimuksista 13 - 15 mukainen kannatustanko, tunnettu siitä, että kannatustangon vaippaosa on valmistettu kuparista.Support bar according to one of Claims 13 to 15, characterized in that the jacket part of the support bar is made of copper. : 18. Jonkin patenttivaatimuksista 13 - 15 mukainen kannatustanko, 20 tunnettu siitä, että kannatustanko on kokonaan valmistettu kuparista. 1Support bar according to one of Claims 13 to 15, characterized in that the support bar is entirely made of copper. 1
FI20021991A 2002-11-07 2002-11-07 Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm FI114924B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021991A FI114924B (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm
PE2003001100A PE20040438A1 (en) 2002-11-07 2003-10-30 METHOD OF OBTAINING A GOOD CONTACT SURFACE ON AN ELECTRODE BRACKET AND A SUPPORT BAR
ARP030104074A AR041906A1 (en) 2002-11-07 2003-11-06 METHOD FOR OBTAINING A GOOD CONTACT SURFACE ON AN ELECTRODE SUPPORT BAR AND A SUPPORT BAR
PCT/FI2003/000827 WO2004042119A1 (en) 2002-11-07 2003-11-06 A method for obtaining a good contact surface on an electrode support bar and a support bar
AU2003276297A AU2003276297A1 (en) 2002-11-07 2003-11-06 A method for obtaining a good contact surface on an electrode support bar and a support bar

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20021991A FI114924B (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm
FI20021991 2002-11-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20021991A0 FI20021991A0 (en) 2002-11-07
FI20021991A FI20021991A (en) 2004-05-08
FI114924B true FI114924B (en) 2005-01-31

Family

ID=8564900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20021991A FI114924B (en) 2002-11-07 2002-11-07 Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm

Country Status (5)

Country Link
AR (1) AR041906A1 (en)
AU (1) AU2003276297A1 (en)
FI (1) FI114924B (en)
PE (1) PE20040438A1 (en)
WO (1) WO2004042119A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080308300A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-18 Conti Mark A Method of manufacturing electrically conductive strips
WO2017144737A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-31 Yves Lefevre Electrode head for an electrolysis installation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2790656A (en) * 1953-03-31 1957-04-30 Kaiser Aluminium Chem Corp Aluminum-dissimilar metal joint and method of making same
CA1018477A (en) * 1974-04-29 1977-10-04 Regis Gagnon Method of joining a copper contact button to the aluminum headbar of an electrode plate
DE3323516A1 (en) * 1983-02-03 1984-08-09 Hapag-Lloyd Werft GmbH, 2850 Bremerhaven Cathode for electrolysers
CA2001533A1 (en) * 1988-10-31 1990-04-30 Michael J. Thom Electrode
GB9102562D0 (en) * 1991-02-06 1991-03-27 Bicc Plc Electric connectors and methods of making them
FI108546B (en) * 1998-09-24 2002-02-15 Outokumpu Oy Method for making cathode suspension rod

Also Published As

Publication number Publication date
FI20021991A0 (en) 2002-11-07
PE20040438A1 (en) 2004-09-06
AU2003276297A1 (en) 2004-06-07
WO2004042119A1 (en) 2004-05-21
AR041906A1 (en) 2005-06-01
FI20021991A (en) 2004-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ZA200502205B (en) Method for the formation of a good contact surface on an aluminium support bar and a support bar
ZA200502206B (en) Method for obtaining a good contact surface on an electrolysis cell busbar and busbar.
ZA200502207B (en) Method for the formation of a good contact surface on a cathode support bar and support bar
FI114924B (en) Method for providing a good contact surface in an electrode holder arm and holder arm
JPS60221591A (en) Manufacture of fluorine
CN111101153A (en) Composite anode plate for copper electrodeposition and preparation method thereof
CN113770658A (en) Production process of cathode plate cross beam for electrolytic zinc
EP0335989B1 (en) Insoluble anode made of lead alloy
CN107699735B (en) Copper alloy hot dip tin alloy and preparation method thereof
JP2529557B2 (en) Lead alloy insoluble anode
RU2009119067A (en) ELECTRIC CONTACT NODE OF AN INERT ANODE FOR PRODUCING ALUMINUM IN SALT MELT AND METHOD OF INSTALLATION
CN211394653U (en) Composite anode plate for copper electrodeposition
CN107699736A (en) One Albatra metal hot dip tin alloy and preparation method thereof
CN106334882A (en) AgCuTi brazing filler metal and preparation method thereof
JPH01290783A (en) Production of solution or melt of metal salt used in instantaneous metal working by molten metal at temperature lower than melting point of metal while decreasing surface tension of the molten metal heat-insulating the molten metal

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 114924

Country of ref document: FI

MA Patent expired