FI67096B - Katodbasplaot foer elektrolytisk raffinering - Google Patents

Description

ral /i<lv KUULUTUSJULKAISU

** ( 1) UTLÄGGNINGSSKRIFT 67096 ^ T ^ (51) Ky.lk.3/h»t.CI.3 C 25 c 7/02 SUOMI—FINLAND (21) P»tenttlhakemui— Pmntugfailwf 802937 . . (22) H«k«ml*p*hii—Ametoilnpd·* 18.09 . 80 'Fl' (23) AlkupVvt—Glttlghetsdig 18.09.80 (41) TulhK Julkiseksi — Bllvit offMtllg 21 .03.81

Patentti- ja rekisterihallitus „1, ___________ (44) Nihtivfksipanon |a kauLfutkalsun pvm.— . Q Q.

Patent- ocn registerstyrnsen Aratttcan uthgd och uttskrifton publksrsd 28.09.8*1 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—B«(ir4 prloritet 20.09.79 30.10.79, 18.07.80 Japani-Japan(JP) 1302*13/79 Utility Model, 1*10292/79, 98*ι*ι5/80 (71) Mitsui Mining S Smelting Co., Ltd., No. 1-1, Nihonbashi-Muromachi, 2-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Hiroaki Matsuo, Gifu-ken, Satoshi Arita, Gifu-ken, Kiyomi Touge,

Gifu-ken, Akio-Shida, Gifu-ken, Sigenobu Yamaura, Gifu-ken,

Japani-Japan(JP) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Katodin aluslevy elektrolyyttistä puhdistusta varten -Katodbasplat för elektrolytisk raffinering

Keksinnön kohteena on katodin aluslevy elektrolyyttistä puhdistusta eli raffinointia varten, jonka aluslevyn kummallekin puolelle on sijoitettu eristysmateriaalia siihen osaan levyä, johon irrotuslaite työnnetään sähkösaostetun metallilevyn irrottamiseksi po. aluslevystä.

Tavanomaisen elektrolyyttisen puhdistuksen mukaan ei-rauta-eli kirjometallit on saatu sähkösaostamalla ao. kirjometalli katodin aluslevyyn (nimitetään tässä "aluslevyksi"), joka on sijoitettu elektrolyysikennoon, niin että muodostuu katodilevy, jossa on sähkö-saostettua metallia käsittävä levy (po. levyä nimitetään tässä "katodilevyksi" ja sähkösaostettua metallilevyä "metallilevyksi").

Sen jälkeen metallilevy irrotetaan aluslevystä ao. irrotuslaitteella, esim. kiilakaapimella, veitsellä tai vastaavalla työvälineellä, työntämällä irrotuslaite aluslevyn ja metallilevyn väliin.

Kuviot 1a ja b ovat pysty- ja sivuleikkauksia kahdesta esimerkiksi otetusta katodilevyrakenteesta A' ja A". Tällaisten katodi-levyjen ollessa kyseessä on yleensä käytetty automaattisia irrotus- 2 67096 laitteita, joilla metallilevy 2' tai 2" on irrotettu aluslevystä 1' tai 1".

Katodilevyn A' ollessa kyseessä irrotustoiminto tapahtuu siten, että metallilevyn 2' yläpäähän suunnataan joko mekaaninen isku esim. vasaralla tai ilmanpaineella aikaansaatu isku. Tällöin alus-levyn 1' ja metallilevyn 2' väliseen yläreunaan syntyy pieniä reikiä. Irrotuslaitetta (ei kuviossa) työnnetään sitten po. levyjen välissä pystysuunnassa alaspäin.

Katodilevyn A' epäkohtana on tällöin kuitenkin se, että reu-naviiva on epäselvä, koska reunaosa 3', kuten kuvioista voidaan nähdä, muodostaa terävän kulman aluslevyn 1' kanssa, mikä vaikeuttaa irrotuslaitteen työntämistä irrotuskohtaan.

Katodilevy A" saadaan taas muodostamalla kapea osa 6" alus-levyn 1" sivureunan yhteen kohtaan ja sijoittamalla kanavan muotoinen eristysmateriaali 4" po. kohdan molemmille puolille. Eristysmateriaalin vahvuus vastaa tällöin aluslevyn 1” vahvuutta (kuvio b) tai on ohuempi. Tämän jälkeen suoritetaan metallilevyn 2" sähkö-saostaminen aluslevyyn.

Irrottaminen tapahtuu nytkin muodostamalla ensin pieniä reikiä levyjen 1" ja 2" väliseen reunaviivaan (siis kuten rakenteessa a) ja työntämällä irrotuslaite po. kohtaan sekä siirtämällä irrotuslaitetta ensin vaaka- ja sitten pystysuunnassa.

Katodilevyrakenteessa b, jonka reunaviiva on selvempi kuin rakenteessa a, irrotuslaitteen käyttö on helpompaa, mutta tämän rakenteen epäkohtana on toisaalta se, että eristysmateriaali 4" irtoaa helposti aluslevystä 1“ tämän kuljetuksen aikana tapahtuvan tärinän vaikutuksesta, elektrolyytin aiheuttamasta korroosiosta tms. johtuen. Tällöin irrotuslaitteen työntäminen irrotuskohtaan on vielä vaikeampaa, joten työn onnistuminen edellyttääkin uuden eristysmateriaalin muodostamista aluslevyyn.

Rakenteissa a ja b käytettyihin irrotuslaitteisiin liittyy vielä se epäkohta, että aluslevy voi vahingoittua, kun siihen suunnataan tietty isku muodostettaessa pieniä reikiä sen ja metallilevyn väliin. Lisäksi aluslevy voi vahingoittua puristuslaitteen siihen kohdistaman puristusvoiman vaikutuksesta, kun levyä pidetään paikallaan irrotuslaitetta käytettäessä, ja myös silloin., kun levyä pidetään paikallaan irrotuslaitetta käytettäessä, ja myös silloin, kun irrotuslaitetta puristetaan aluslevyä vasten jatkuvasti irrotustoi-‘ -minnon aikana.

67096

Po. irrotuslaitteen varjopuolena on lisäksi se, että se suorittaa suoraviivaista liikettä, jolloin sillä on pitkä isku, joka saadaan yleensä aikaan nestesylinterin avulla. Sylinterinkin on oltava tällöin luonnollisesti pitkä. Haluttaessa välttää pitkän sylinterin käyttöä, joudutaan lyhyttä iskua suurentamaan ao. iskunpi-dennyslaitteen avulla, johon kuuluu hammastanko ja hammaspyörä tai jokin muu vastaava laite. Joka tapauksessa laitteista tulee tällöin suhteellisen suuria ja rakenteellisesti monimutkaisia.

Keksinnöllä pyritäänkin kehittämään sellainen parannettu, pitkäikäinen aluslevy, jota käyttämällä pystytään eliminoimaan tavanomaisiin aluslevyihin liittyvät epäkohdat, jolloin metallilevyn irrottaminen pystytään suorittamaan helposti ao. irrotuslaitteella.

Tähän on päästy keksinnön mukaisen aluslevyn avulla, joka on tunnettu siitä, että eristysmateriaalin kiinnittämiseksi aluslevyyn osa eristysmateriaalista on upotettu aluslevyn läpi meneviin reikiin ja sovitettu täyttämään reiät olennaisesti kokonaan.

Muita keksinnölle olennaisia piirteitä on esitetty patenttivaatimuksissa 2-3.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitettyjen edullisten suoritusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää kahta rakenne-esimerkkiä, jotka liittyvät aiemmin tunnettuihin aluslevyihin; tällöin kuvio a on pystyleikkaus toisen tunnetun sovellutuksen yläosasta ja kuvio b poikkileikkaus taas toisen tunnetun sovellutuksen sivuosasta, kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista aluslevyrakennetta; kuvio a havainnollistaa tällöin koko aluslevyä edestä ja kuvio b leikkauksenakuvion a linjaa II - II pitkin, kuvio 3 esittää vielä erästä muuta keksinnön mukaista aluslevyrakennetta; a on etukuva koko aluslevystä ja b leikkaus kuvion a linjaa III - III pitkin, kuvio 4 on osittain katkaistu sivukuva ja esittää periaatteellisesti kuvion 2 aluslevyssä tapahtuvaa irrotustoimintoa, kuvio 5 on tasokuva kuvion 4 linjaa V - V pitkin, kuviot 6-9 esittävät suurennettuina tasokuvina keksinnön mukaisen aluslevyn ja irrotuslaitteen keskinäistä asentoa irrotus-toiminnon aikana (kuvio 4, kohdat VI - IX),

kuvio 10 on osittain katkaistu sivukuva ja esittää periaatteellisesti kuvion 2 aluslevyssä tapahtuvaa toista mahdollista irro-'t.MM

tustoimintoa, 4 67096 kuviot 11 - 14 ovat suurennettuja tasokuvia ja esittävät keksinnön mukaisen aluslevyn ja irrotuslaitteen keskinäistä asentoa irrotustoiminnon aikana (kuvio 10, kohdat XI - XIV), kuvio 15 esittää periaatteellisesti tasokuvana kuvion 3 mukaisessa aluslevyssä tapahtuvaa kolmatta mahdollista irrotustoimin-toa, kuviot 16 - 19 ovat suurennettuja tasokuvia ja esittävät keksinnön mukaisen aluslevyn ja irrotuslaitteen keskinäistä asentoa irrotustoiminnon aikana (kuvio 15, kohdat XVI - XX), ja kuviot 20 ja 21 esittävät tasokuvina (osittain) vielä kahta muuta keksinnön mukaista aluslevyrakennetta.

Kuvioissa 2 ja 3 nähdään keksinnön mukainen aluslevy 1. Kuvion 2 aluslevyssä on eristysmateriaali 4 levyn oikeassa sivureunas-sa ja kuvion 3 aluslevyssä vastaavasti keskellä levyn yläpäässä. Koska eristysmateriaali 4 liittyy oleellisena osana keksintöön, sen rakennetta selostetaankin nyt lähemmin.

Eristysmateriaali 4 (kuvion 2a linja II - II ja suurennettu leikkaus kuvion 3a linjaa III - III pitkin) on muovia, esim. epoksi-tai polyesterihartsia, muuta vastaavaa ainetta tai kumia, ja se on upotettu osittain reikiin 5, jotka on porattu aluslevyn 2 mm vahvaan osaan. Aluslevyn normaalivahvuus on 6 mm. Eristysmateriaali 4 on sijoitettu aluslevyn 1 ohuen osan molemmille puolille ja sen (4) kokonaisvahvuus vastaa suunnilleen levyn 1 vahvuutta. Nyt on huomattava, että viitenumero 6 tarkoittaa tavanomaista eristysrunkoa metallilevyjen pitämiseksi erillään toisistaa molemmilla puolilla.

Näin konstruoidussa aluslevyssä 1, jossa eristysmateriaali 4 on kiinnitetty sen kummallekin puolelle ja liitetty yhteen reikiin 5 upotettujen osien avulla, se ei pääse putoamaan pois aluslevystä 1 tähän kohdistuvan iskun tai korroosion vaikutuksesta.

Käytettäessä tällaista aluslevyä 1 metallilevyn 2 reunaosa 3 on tylppäkulmainen (tai ylöspäin suuntautuva) aluslevyyn 1 nähden (kuvio b) , jolloin po. levyjen väliin muodostuu kiilamainen rako C, johon irrotuslaite voidaan työntää.

Keksinnön etujen selvittämiseksi seuraavassa selostetaan lähemmin esimerkkien avulla metallilevyn 2 irrottamista aluslevystä 1, johon on sijoitettu em. eristysmateriaali 4.

Kuvioissa 4-9 periaatteellisesti esitetty käsittelylaite sisältää tukitelineen 27 ja irrotuslaitteen 15, johon on sijoitettu kuvion 2 aluslevyjä 1.

5 67096

Katodilevyt 2, joissa aluslevyn 1 kummallakin puolella on metallilevy 2, järjestetään noin 10 levyä käsittäväksi sarjaksi nosto- tai vastaavan laitteen avulla ja ripustetaan palkkiin 21 säännöllisin välein (teline 27).

Irrotuslaite 15 on sijoitettu sivuttain katodilevyä A vastapäätä ja käsittää parin kaapimia 8, 8', jotka on sijoitettu alus-levyn 1 kummallekin puolelle ja edelleen po. kaapimien käyttösylin-terin 19 sekä ohjauslevyn 7, joka pitää kaapimet 8, 8' erillään toisistaan.

Kaapimet 8 ja 8' on tuettu kääntyvänä rakenteena alapäistään tukiosaan 9, joka on kiinnitetty telineeseen 27 tapilla 14. Kaapimien yläpäihin on sijoitettu kiilat 10 ja 10' aluslevyn 1 eristysmateriaalia vasten. Kaapimet voidaan valmistaa esimerkiksi latta-jousesta ja ne pyrkivät siirtymään lähelle toisiaan. Tämän vuoksi ne on suunniteltu niin, että kiilat 10 ja 10' lukittuvat toisiinsa, kun niihin ei kohdistu ulkopuolista voimaa. Sylinteri on tuettu kääntyväksi rakenteeksi ulokkeessa 11 olevat tapin avulla; uloke on puolestaan kiinnitetty telineeseen 27. Männän varren pää 13 kääntyy kaapimien 8 ja 8' pohjalevyssä tapin 14 avulla. Ohjauslevy 7 on kiinnitetty alapäästään telineeseen 27 ja on kaapimien keskellä sylinterin 19 päällä sekä käsittää korkeammat etu- ja takaosat 16, 16' ja 17, 17' sekä matalammat keskiosat 18, 18'.

Seuraavassa selostetaan kuvioiden 6-9 avulla po. laitteen irrotustoimintoa. Kaapimien 8 ja 8' tila kuvion 4 kohtien VI - IX esittämissä asennoissa nähdään peräkkäin kuvioissa 6-9, joissa kirjaimet a ja b merkitsevät jokaisessa po. kuviossa kiilojen 10, 10' ja aluslevyn 1 keskinäisiä asentoja sekä kaapimien 8, 8' ja ohjauslevyn 7 vastaavien osien keskinäisiä asentoja.

Kun keksinnön mukainen aluslevy 1 on tuettu kuvion 4 esittämään etukäteen määrättyyn asentoon, kaapimet 8 ja 8' ovat kohdassa VI, jolloin ne pysyvät (kuvio 6b) erillään toisistaan ohjauslevyn 7 korkeampien osien 17 ja 17' avulla, niin että kiilojen 10 ja 10' välinen etäisyys voi olla suurempi kuin aluslevyn 1 vahvuus. Kaapimet 8 ja 8' eivät tällöin kosketa eristysmateriaaliin 4.

Tässä vaiheessa sylinteri 19 käynnistetään ja se siirtää kaapimia 8 ja 8'. Kun ne ovat kuvion 4 kohdassa VII, ne siirtyvät ohjauslevyn 7 alaosiin 18 ja 18' (kuvio 7b), ja niiden jousivoima puristaa niitä kokoon, jolloin kiilat 10 ja 10' tarttuvat aluslevyn >)( 1, /eristysmateriaalin 4 molemmille puolille (kuvio 7a) .

1> 67096

Kun kaapimet 8 ja 8' ovat sitten kuvion 4 esittämässä asennossa VIII, kiilat 10 ja 10' (kuvio 8a) menevät metallilevyssä 2 olevan kiilamaisen aukon C läpi ja työntyvät metallilevyn 2 ja alus-levyn 1 väliin, jolloin metallilevyn 2 irrottaminen aluslevystä 1 alkaa. Irrotustoiminto jatkuu sitten kiilojen 8 ja 8' siirtyessä ohjauslevyn 7 (kuvio 8b) alaosia 18 ja 18' pitkin.

Kun kiilat 10 ja 10' ovat irrottaneet po. levyt toisistaan ja kun kaapimet 8 ja 8' ovat suunnilleen kuvion 4 asennossa IX, ne tarttuvat ohjauslevyn 7 korkeampiin osiin 16 ja 16' (kuvio 9b), ja siirtyvät siis erilleen toisistaan. Kiilat 10 ja 10' ovat tässä vaiheessa irti aluslevyn 1 kummastakin pinnasta. Irrotustoiminto jatkuu sitten tässä asennossa.

Irrotustoiminnon aikana kiilat 10 ja 10' liikkuvat kaarevana ratana tapin 14' ollessa tällöin sen keskipisteenä (esitetty nuolella) . Kiilojen tultua kuvion 4 asentoon X, irrotustoiminto päättyy.

Seuraavaksi kuvataan toista mahdollista irrotustoimintoa, joka esitetään kuvioissa 10 - 14. Samoilla osilla on samat viitenumerot, joten nyt selostetaankin vain ensimmäisestä irrotustoimin-nosta poikkeavien osien toimintaa.

Kaapimet 8 aj 8' on valmistettu lattajousesta, joten ne pysyvät helposti erillään toisistaan. Näin ollen kiilat 10 ja 10' ovat normaalisti irti kuvion 2 mukaisesta aluslevystä 1.

Ohjauslevyt 7 ja 7' on sijoitettu kaapimien 8 ja 8' ulkopuolelle telineeseen 27 ja niiden sisäpuolisissa päissä on korkeammat osat 16 ja 16' ja takaosissa taas matalammat osat 18 ja 18' (kuviot 11 - 14).

Tämän rakenteen mukaisella laitteella tapahtuvaa irrotustoimintoa selostetaan lähinnä kuvioihin 11 - 14 viittaamalla.

Kuvioissa 11-14 kirjaimet a ja b tarkoittavat kiilojen 10, 10' ja aluslevyn 1 keskinäisiä asentoja ja vastaavasti kaapimien 8, 8' ja ohjauslevyjen 7, 7' ao. osien keskinäisiä asentoja. Kaapimet 8 ja 8' ovat nyt kuvion 10 kohdissa XI - XIV esitetyissä asennoissa.

Kun aluslevy 1 on tuettu kannattimen 27 etukäteen määrättyyn asentoon (kuvio 10), kaapimet 8 ja 8' ovat kohdassa XI, jolloin ne ovat erillään toisistaan (kuvio 11b). Niiden korkeammat osat 23 ja 23' ovat tällöin lähellä ohjauslevyjen 7 ja 7' alempia osia 18 ja 18' niin, että kiilojen 10 ja 10' väli on suurempi kuin aluslevyn 1 vahvuus. Kiilat on nyt siis irti eristysmateriaalista 4.

Tässä vaiheessa sylinteri 19 käynnistetään ja se siirtää kaa- . . <« ‘'pimiä 8 ja 8'. Niiden tultua kuvion 10 asentoon XII, niiden korkeam- 67096 mat osat 23 ja 23' siirtyvät ohjauslevyjen 7 ja 7' korkeampia osia 16 ja 16' päin (kuvio 12b). Jousivoima puristaa ne nyt lähemmäksi toisiaan, jolloin kiilat 10 ja 10' tarttuvat aluslevyn 1 eristysmateriaalin 4 kumpaankin pintaan (kuvio 12a) ja liukuvat metallilevyä 2 kohti.

Kaapimien 8 ja 8' tultua kuvion 10 kohtaan XIII, kiilat 10 ja 10' (kuvio 13a) työntyvät metallilevyn 2 ja aluslevyn 1 väliin, jolloin irrotustoiminto alkaa ja jatkuu kaapimien 8 ja 8' korkeampien osien 23 ja 23' siirtyessä ohjauslevyjen 7 ja 7' korkeampia osia 16 ja 16' pitkin (kuvio 13b).

Kiilojen 10 ja 10' suorittaessa irrotustoimintoa po. asennossa ja kaapimien 8 ja 8' tullessa suunnilleen kuvion 10 asentoon XIV, niiden (8 ja 8') korkeammat osat 23 ja 23' irtoavat ohjauslevyjen 7 ja 7' korkeammista osista (kuvio 14b). Kaapimet ovat tällöin jälleen erillään toisistaan, ja kiilat 10 ja 10' ovat irti aluslevyn 1 pinnoista. Irrotustoiminto jatkuu sitten tässä asennossa.

Irrotustoiminnon aikana kiilat 10 ja 10' liikkuvat kaarevana ratana tapin 14' ollessa tällöin sen keskipisteenä, ts. ensimmäistä rakennetta vastaavalla tavalla. Kun kiilat ovat tulleet kuvion 10 kohtaan XV, irrotustoiminto päättyy.

Seuraavaksi kuvataan kolmatta mahdollista irrotustoimintaa, joka on esitetty kuvioissa 15 - 19. Kuvion 3 aluslevyä 1 pitäisi nyt nimittää pystylevyksi. Tämän rakenteen aluslevy vastaa kuitenkin monessa suhteessa edellisen rakenteen aluslevyä, joten samoista osista käytetään samoja viitenumerolta. Myös selostus rajoittuu vain toisesta rakenteesta poikkeaviin osiin.

Kuvion 15 käsittelylaitteessa on ketjukuljetin 29, johon alus-levyn 1 alapää liittyy, edelleen tukilaite, joka käsittää aluslevyn 1 palkin 21 kummallakin puolella olevat ohjaustangot 30, sekä irro-tuslaite 15'.

Aluslevy 1 siirretään irrotusasentoon, niin että kuljetin 29 tukee sen alareunaa ja ohjaustangot 30 ovat kiinni palkin 21 kummassakin sivussa. Irrotuslaite 15' on aluslevyä 1 vastapäätä ja käsittää parin kaapimia 8, 8', jotka on sijoitettu levyn 1 kummallekin puolelle. Lisäksi irrotuslaitteessa on kaapimia 8, 8' käyttävä sylinteri ja kaksi ohjauslevyä 7, 7' kaapimien 8, 8' pitämiseksi irti toisistaan. Kaapimet ovat tässäkin rakenteessa jousia ja pyrkivät siis siirtymään erilleen toisistaan. Mikäli niihin ei kohdistu ^ulkopuolista voimaa, kiilat 10 ja 10’ ovat irti aluslevystä 1.

8 67096

Viitenumero 28 tarkoittaa sylinterin 19' käsittävän telineen 27 ohjausrunkoa. Ohjauslevyt 7, 7' (kuvio 15), jotka sijaitsevat kaapimien 8 ja 8' ulkopuolella telineessä 27 tukitangon 31 välityksellä (kuviot 16 - 19), on varustettu alapäistään korkeammilla osilla 16 ja 16' ja yläpäistään vastaavasti matalilla osilla 18 ja 18'.

Irrotustoimintoa selostetaan nyt lähemmin viittaamalla kuvioihin 16 - 19. Niissä kirjaimet a ja b tarkoittavat kiilojen 10, 10' ja aluslevyn 1 keskinäistä asentoa ja vastaavasti kaapimien 8, 8' ja ohjauslevyjen 7, 7' ao. osien keskinäistä asentoa kaapimien ollessa kuvion 15 asennoissa XVI - IXX.

Em. toiminto poikkeaa edellisestä toiminnosta siinä suhteessa, että kaapimet 8, 8' liikkuvat lineaarisesti pystysuunnassa. Ohjauslevyt 7, 7' vaikuttavat kaapimiin 8, 8' po. rakenteissa kuitenkin aivan samalla tavalla, joten tätä toimintoa ei enää selosteta.

Vaikka edellä on asian havainnollistamiseksi esitelty esimerkinomaisesti joitakin keksintöön liittyviä suositettavia laiterakenteita, on selvää, että niistä voidaan tehdä erilaisia rakennemuun-nelmia oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

Tässä yhteydessä on vielä huomattava, että kuvioissa 20 ja 21 esitetyissä aluslevyissä 1 on muodoltaan erilainen eristysmateriaali 4, ja että edellä on selostettu sylinterin käyttöä ao. käyttölaitteena jaohjauslevyä vastaavasti ohjauslaitteena. Po. tarkoituksiin voidaan kuitenkin käyttää myös muita vastaavan suorituskyvyn takaavia laitteita.