FI74744B

FI74744B - ELEKTRODBEHAOLLARE FOER ELEKTROLYTISKA CELLER.

Info

Publication number: FI74744B
Application number: FI830364A
Authority: FI
Inventors: Albert John Alakas; John Edward Davies; Daniel Dobrin; William Edward Jones; Eugene Francis Winter
Original assignee: Inco Ltd
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1983-02-02
Publication date: 1987-11-30
Also published as: BR8300430A; JPS58204192A; FR2520760A1; FI830364A0; CA1181035A; ZA83452B; NO161689C; FI74744C; JPH0524239B2; AU570913B2; NO161689B; FI830364L; NO830374L; FR2520760B1; AU1097983A

Description

1 747441 74744

Elektrodisäilytin elektrolysoimiskennoja varten Tämä keksintö koskee polymeerisestä materiaalista valmistettua elektrodisäilytintä käytettäväksi metallin 5 talteenotossa elektrolyytistä. Elektrodisäilytin käsittää polymeerisestä materiaalista valmistetun elektrodisäilyt-timen käytettäväksi metallin talteenotossa elektrolyytistä, joka säilytin käsittää kolmisivuisen, avokylkisen rakennelman; laukun, joka elektrolyyttiä läpäisevänä ym-10 päröi rakennelmaa; ja tangon, joka muodostaa rakennelman neljännen sivun.This invention relates to an electrode holder made of a polymeric material for use in recovering metal 5 from an electrolyte. The electrode container comprises an electrode container made of a polymeric material for use in recovering metal from the electrolyte, the container comprising a three-sided, open-sided structure; a bag which, when electrolyte permeable, ym-10 overtakes the structure; and a rod forming the fourth side of the structure.

Nikkelin, kuparin, lyijyn, sinkin, hopean ja muiden metallien talteenottoa vesipitoisista liuoksista elektro-lyyttisesti on menestyksellisesti harjoitettu kaupallises-15 sa mittakaavassa useiden vuosien ajan.The electrolytic recovery of nickel, copper, lead, zinc, silver and other metals from aqueous solutions has been successfully practiced on a commercial scale for several years.

Oleellista sellaisissa prosesseissa on, että sähkövirta johdetaan katodin ja anodin välille, jotka on upotettu sopivaan vesipitoiseen elektrolyyttiin. Päällystettävää metallia elektrolysoidaan katodilla, kun taas erilaisia 20 reaktioita saattaa syntyä anodilla, kuten esimerkiksi anodin liukenemista tai kaasun, kuten hapen tai kloorin, vapautumista .Essential in such processes is that an electric current is conducted between the cathode and the anode, which are embedded in a suitable aqueous electrolyte. The metal to be coated is electrolyzed at the cathode, while various reactions may occur at the anode, such as dissolution of the anode or release of a gas such as oxygen or chlorine.

Joissakin tapauksissa katodi ja anodi erotetaan toisistaan membraanilla tai diafragmalla, joka läpäisee sähkö-25 virran. Kun otetaan esimerkiksi talteen nikkeliä epäpuhtaista nikkelianodeista, diafragma on välttämätön estämään epäpuhtaan elektrolyytin saavuttamasta katodia, jossa sellaiset epäpuhtaudet kuten kupari, lyijy tai sinkki voivat elek-trolysoitua ja saastuttaa puhtaa nikkelin, joka päällyste-30 tään katodilla. Diafragman sijainti anodin ja katodin välissä on yleisesti ennalta määrätty koteloimalla jokainen katodi "katodilaatikolla", joka käsittää jäykän puisen kehyksen, joka tukee kangasmembraania. Jotta estettäisiin epäpuhtaan elektrolyytin takaisindiffuusio laatikkoon, yllä-35 pidetään puhdistetun elektrolyytin positiivista virtausta katodiosastosta anodiosastoon pitämällä elektrolyytin posi- 2 74744 tiivistä päätä katodiosastossa. Laatikon kehys täyttää tärkeän tehtävän pitäessään membraania kireällä estäen sen pyrkimystä pullistua kohti anodia elektrolyytin virtauksen seurauksena.In some cases, the cathode and anode are separated by a membrane or diaphragm that transmits an electric current. For example, when recovering nickel from impure nickel anodes, a diaphragm is necessary to prevent the impure electrolyte from reaching the cathode, where impurities such as copper, lead or zinc can electrolyze and contaminate the pure nickel coated with the cathode. The location of the diaphragm between the anode and the cathode is generally predetermined by encapsulating each cathode with a "cathode box" comprising a rigid wooden frame supporting a fabric membrane. To prevent backdiffusion of the impure electrolyte into the box, a positive flow of purified electrolyte from the cathode compartment to the anode compartment is maintained by holding the positive end of the electrolyte in the cathode compartment. The frame of the box plays an important role in keeping the membrane taut, preventing it from bulging toward the anode as a result of electrolyte flow.

5 Toisissa tapauksissa saattaa olla välttämätöntä ym päröidä sekä katodi ja anodi erillisillä diafragmeilla, kuten on selostettu kanadalaisessa patentissa nro 463 573. Tässä patentissa selostettu puinen elektrodisäilytin on yhä yleisesti käytössä ja samanlaista laitetta, jota on 10 valmistettu polypropyleenistä, on selostettu kanadalaisessa patentissa nro 981 2121. Näissä molemmissa rakenteissa läpäiseviä diafragmoja on pingotettu kireäksi kunkin suorakaiteenmuotoisen kehyksen väliin. Kummankin diafragman syrjät on pakotettu yhtämittaiseen uraan, joka on ajettu 15 kummankin kehyksen tukeen. Tiivistävä nyöri tai tanko on pakotettu uraan (diafragman yli) varmistamaan diafragman ja uran välisen tiivisteen eheyden ja pitämään kangasta kireällä.In other cases, it may be necessary to enclose both the cathode and the anode with separate diaphragms, as described in Canadian Patent No. 463,573. The wooden electrode holder described in this patent is still in common use and a similar device made of polypropylene is described in Canadian Patent No. 981,221. In both of these structures, the permeable diaphragms are tensioned between each rectangular frame. The edges of each diaphragm are forced into a continuous groove driven 15 in support of each frame. The sealing cord or rod is forced into the groove (over the diaphragm) to ensure the integrity of the seal between the diaphragm and the groove and to keep the fabric taut.

Tämän tyyppisessä elektrodisäilyttimessä on lukui-20 siä puutteita. Asetettaessa diafragma uraan se pakotetaan siihen lujasti painamalla. Tällainen työvaltainen prosessi on sekä väsyttävää työntekijälle, että pääsyy laatikon kulumiseen. Tarve pitää diafragmaa pingottuneena rajoittaa muuten niiden kankaiden lukumäärää, joita voidaan 25 menestyksellisesti tiivistää, niiden kankaiden eduksi, jotka ovat viimeistelyltään karkeita. Tämä sulkee pois monta muuten erinomaista diafragma-valmistetta, sellaiset kuten polyester- ja polypropenkankaat.This type of electrode holder has a number of 20 shortcomings. When inserting the diaphragm into the groove, it is forced into it by pressing firmly. Such a labor-intensive process is both tiring for the employee and the main reason for box wear. The need to keep the diaphragm taut is otherwise limited by the number of fabrics that can be successfully compacted in favor of fabrics that are rough in finish. This precludes many otherwise excellent diaphragm preparations, such as polyester and polypropylene fabrics.

Puisten kehysten käytöllä on lisäksi se haitta-30 puoli, että päällystettävä metalli saattaa saostua puisella kehyksellä, ja metallin haaraisen kasvun jatkuessa lyhyitä virtapiirejä saattaa kehittyä viereisten katodin ja anodin välille, mistä on seurauksena alempi virran hyötysuhde sekä diafragman vaurioituminen. Orgaanisia epäpuh-35 tauksi saattaa sitäpaitsi liuota puisesta kehyksestä elektrolyyttiin.The use of wooden frames also has the disadvantage that the metal to be coated may precipitate on the wooden frame, and as the branching growth of the metal continues, short circuits may develop between the adjacent cathode and anode, resulting in lower current efficiency and diaphragm damage. In addition, organic impurities may dissolve from the wooden frame into the electrolyte.

Il 3 74744Il 3 74744

Vielä eräs puisen kehyksen haittapuoli on välttämättömän työn määrä rakennettaessa laatikkoa. Kuten jokainen puutyökokemusta omaava tietää, tukevan puisen kehyksen rakentaminen (erityisesti päällystyslaitoksen raskaiden 5 työolosuhteiden valossa), jossa on saumoja, vaatii taitoa ja aikaa.Another disadvantage of a wooden frame is the amount of work required to build the box. As anyone with experience in woodworking knows, building a sturdy wooden frame (especially in light of the heavy working conditions of a paving plant) with seams requires skill and time.

Vielä eräs puisten säilyttimien haittapuoli on niille luonteenomainen kelluvuus, jonka takia ne pyrkivät kellumaan elektrolyytissä. Tämä tekee säilyttimien upottami-10 sen vaikeaksi elektrolysoimiskennoon ja pitämään niitä tukevasti paikallaan. Sen mukaisesti vaaditaan riittäviä keinoja pitämään laatikkoa liikkumattomana säiliössä.Another disadvantage of wooden containers is their characteristic buoyancy, which is why they tend to float in the electrolyte. This makes it difficult to immerse the containers in the electrolysis cell and hold them firmly in place. Accordingly, adequate means are required to keep the box stationary in the container.

Keksinnön mukainen elektrodisäilytin onkin valmistettu polymeerisestä materiaalista, mieluiten polyuretaa-15 nista. Tästä on se etu, että päällystettävä metalli ei kasva muovisilla kannattimilla, eikä pingotustangolla, orgaaniset epäpuhtaudet eivät huuhtoudu polymeerisestä laatikosta sillä tavalla kuin puisesta laatikosta, ja että laatikon valmistaminen ei vaadi paljon työtä. Sitä paitsi, jos 20 käytetään sopivan tiheää polymeeristä materiaalia, laatikko ei kellu elektrolyytissä.The electrode holder according to the invention is therefore made of a polymeric material, preferably polyurethane. This has the advantage that the metal to be coated does not grow on the plastic supports, nor on the tension rod, the organic impurities are not leached out of the polymer box in the same way as a wooden box, and the manufacture of the box does not require much work. Besides, if a suitably dense polymeric material is used, the box will not float in the electrolyte.

SU-keksijäntodistuksessa 461 657 on esitetty oleellisesti U:n muotoinen kolmisivuinen säilytinrakenne, jossa diafragma on yläreunoistaan kiinnitetty rakenteen neljän-25 nen sivun muodostavaan listaan. Diafragma on kiristetty runkoon joko pyöristettyjen kulmien ja rungon oikean mitoituksen avulla tai runkoon tehtyjen urien avulla, mistä johtuen diafragmalaukun asentaminen paikalleen ei ole yksinkertaista .SU-inventor certificate 461 657 discloses a substantially U-shaped three-sided container structure in which a diaphragm is attached at its upper edges to a strip forming four to 25 sides of the structure. The diaphragm is tightened to the body either by rounded corners and the correct dimensioning of the body or by grooves made in the body, which makes it not simple to install the diaphragm bag in place.

30 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin päästä eroon edellä kuvatuista haitoista ja saada aikaan sellainen rakenteeltaan kevyt säilytin, jonka laukku on helppo asentaa paikalleen ja uusia. Tämä saavutetaan alussa kuvatun tyyppisellä säilyttimellä siten, että rakennelma käsittää 35 parin L-muotoisia kannattimia, jotka on liitetty toisiinsa saranalla rakennelman pohjalla, ja että tanko on sovitettu 4 74744 pingottavasti sopimaan kannattimien väliin laukun pitämiseksi kireästi paikallaan.It is therefore an object of the present invention to overcome the disadvantages described above and to provide a container with a light construction, the bag of which is easy to install and replace. This is achieved with a container of the type described at the beginning, so that the structure comprises 35 pairs of L-shaped brackets connected to each other by a hinge at the bottom of the structure, and the rod is tensioned to fit between the brackets to hold the bag tightly in place.

Erästä keksinnön mukaista elektrodien säilytintä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkein viitaten ohei-5 siin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kootun säilyttimen sivukuvaa; kuvio 2 esittää yhdessä toimivien kannattimien sivukuvaa ; kuvio 3 esittää pingoitusvälinettä päältäpäin; 10 kuvio 4 esittää kuviota 3 pitkin linjaa 4-4, kuvio 5 esittää kootun säilyttimen yläosan osittaista perspektiivikuvaa, esittäen tavan laukun kiinnittämiseksi .An electrode holder according to the invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a side view of an assembled holder; Figure 2 shows a side view of the cooperating supports; Fig. 3 shows a top view of the tensioning means; Fig. 4 shows Fig. 3 along line 4-4, Fig. 5 shows a partial perspective view of the top of the assembled container, showing a way of attaching the bag.

Kuten kuvioissa on esitetty, säilytin 10, joka voi 15 pitää sisällään joko katodin tai anodin (ei esitetty), sisältää läpäisevän laukun 12, joka on tiiviisti ripustettu kehykseen 14. Kehys käsittää polymeerisestä materiaalista valmistetut kaksi kannatinta 16A ja 16B, jotka on saranoitu kohdassa 18, ja jotka muodostavat avoimen kolmi-20 sivuisen tukirakennelman 32. Sarana 18, joka on mieluiten myöskin polymeerisestä materiaalista, sallii kannattimien 16A ja 16B liikkeen kaaressa A.As shown in the figures, the container 10, which may include either a cathode or an anode (not shown), includes a permeable bag 12 tightly suspended in a frame 14. The frame comprises two supports 16A and 16B made of polymeric material hinged at 18 , and which form an open three-to-20 side support structure 32. The hinge 18, which is also preferably made of a polymeric material, allows the supports 16A and 16B to move in an arc A.

Kannattimien 16A ja 16B yläosia pitää erillään pingotustanko 20, joka pakottaa ne vasten laukkua 12 pi-25 tääkseen sen kireällä. Tanko 20 sisältää kaksi pientä palasta 22A ja 22B, jotka sopivat kannattimien 16A ja 16B yläosissa oleviin loviin 24A ja 24B. Urat 26 on muotoiltu tankoon 20, ja kiinnike, sellainen kuin nyöri 28, joka ympäröi laukun 12 yläsivua, ja joka on kiinnitetty siihen 30 silmukoilla 34, on pujotettu urien 26 kautta, jotta laukku 12 riippuisi pitävästi tangosta 20 ja estäisi laukkua irtoamasta laatikosta 10. Kannattajissa 16A ja 16B on ulokkeet 30A ja 30B laatikon 10 ripustamiseksi vastaaviin uriin, jotka ovat elektrolyyttisäiliön sisällä (ei esi-35 tetty).The tops of the brackets 16A and 16B are held apart by a tension rod 20 which forces them against the bag 12 pi-25 to tighten it. The rod 20 includes two small pieces 22A and 22B that fit into notches 24A and 24B in the upper portions of the brackets 16A and 16B. The grooves 26 are formed in the rod 20, and a fastener, such as a cord 28 surrounding the top of the bag 12 and secured thereto 30 by loops 34, is threaded through the grooves 26 to secure the bag 12 from the rod 20 and prevent the bag from detaching from the box 10. The brackets 16A and 16B have protrusions 30A and 30B for hanging the box 10 in respective grooves inside the electrolyte reservoir (not shown).

Kuten on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 5,As shown in more detail in Figure 5,

IIII

5 74744 silmukat 34 on kiinnitetty palletta 38 vasten laukun 12 yläreunan kummallekin puolen. Sekä silmukat 34 että palle 38 voidaan kiinnittää laukkuun 12 sopivalla ompeleella 36.The 5,74744 loops 34 are secured against the pallet 38 on either side of the top edge of the bag 12. Both the loops 34 and the bead 38 can be attached to the bag 12 with a suitable stitch 36.

Kannattimet 16A ja 16B ja tanko 20 valmistetaan mie-5 luiten reaktio-ruiskupuristetusta suurmodulisesta polyuretaanista ja lisälujuuden ja kestävyyden saavuttamiseksi ne voidaan sisäisesti lujittaa lasikuitutangolla. Polystyreeni ja polypropyleeni eivät tyydytä huonon mittapysyvyytensä (käyristyminen ja juoksevuus) ja lujuutensa takia. Polyure-10 taanikannattajilla on hyvät aineominaisuudet, ja ne ovat käytössä hyviä, ja niitä voidaan helposti valmistaa suurina sarjoina. Polymeerin tiheys estää laatikkoa 10 kellumasta säiliössä, joten aikaisempi käytäntö laatikon 10 kiinnittämiseksi säiliöön on tarpeeton.The brackets 16A and 16B and the rod 20 are made of mie-5 read reaction-injection molded high modulus polyurethane and can be internally reinforced with a fiberglass rod to achieve additional strength and durability. Polystyrene and polypropylene are unsatisfactory due to their poor dimensional stability (curvature and flowability) and strength. Polyure-10 dane carriers have good material properties, are good in use, and can be easily manufactured in large batches. The density of the polymer prevents the box 10 from floating in the container, so the previous practice of attaching the box 10 to the container is unnecessary.

15 Koska pakottaminen ja tiivistäminen eivät ole tar peen kiinnitettäessä laukkua runkoon, laukkua 12 ei enää tarvitse valmistaa karkeasta materiaalista. Sen sijaan se voidaan valmistaa yleisesti saatavissa olevista sileistä materiaaleista, kuten polyesteristä ja polypropyleenistä.15 As forcing and sealing are not necessary when attaching the bag to the body, the bag 12 no longer needs to be made of a coarse material. Instead, it can be made of commonly available smooth materials such as polyester and polypropylene.

20 Sitä paitsi, koska kannattimet 16A ja 16B ja tanko 20 voidaan helposti ja nopeasti valaa muottiin, työvaltainen aikaisempi ammattitekniikka laatikkojen 10 valmistuksessa on myöskin voitu syrjäyttää.Moreover, since the supports 16A and 16B and the rod 20 can be easily and quickly molded into the mold, the laborious prior art in the manufacture of the boxes 10 has also been able to be displaced.

Säilytintä kootessa kannattimet 16A ja 16B liite-25 tään yhteen saranan 18 kohdalla. Laukku 12 vedetään yksinkertaisesti laatikon 10 yli, ja kun se on paikallaan kannattimet 16A ja 16B pakotetaan erilleen pingoittavan työkalun avulla, jolloin laukku 12 pingottuu kireälle laatikon 10 yli. Samalla kun kannattimet pakotetaan erilleen 30 pingotustanko 20 asetetaan loviin 24A ja 24B ylläpitämään kannattimien 16A ja 16B ja laukun 12 pingotusvoimaa. Työkalu irroitetaan ja siirretään sitten pois. Nyöri 28 pu-joitetaan sen jälkeen urien 26 kautta varmistamaan laukun 12 painautumista kannattimia 16A ja 16B vasten.When assembling the container, the brackets 16A and 16B are joined together at the hinge 18. The bag 12 is simply pulled over the box 10, and when in place, the brackets 16A and 16B are forced apart by a tensioning tool, causing the bag 12 to be tensioned over the box 10. While forcing the brackets apart 30, a tension rod 20 is placed in the notches 24A and 24B to maintain the tensioning force of the brackets 16A and 16B and the bag 12. The tool is removed and then moved away. The cord 28 is then threaded through the grooves 26 to ensure that the bag 12 is pressed against the brackets 16A and 16B.

35 Säilytin asetetaan sitten elektrolyyttisäiliöön, ja elektrodit ripustetaan laatikon 10 sisään tunnetulla ta- 6 74744 valla. Puhdistettua elektrolyyttiä syötetään laatikkoon 10 ylläpitämään lievästi positiivista enemmyyttä epäpuhtaaseen elekrolyyttiin nähden, joka kiertää laatikon 10 ulkopuolella säiliön sisällä (ei esitetty).The container is then placed in the electrolyte container, and the electrodes are suspended inside the box 10 in a known manner. The purified electrolyte is fed to the box 10 to maintain a slightly positive majority over the impure electrolyte circulating outside the box 10 within the tank (not shown).

IlIl

Claims

7 74744

An electrode container made of a polymeric material for use in recovering metal from an electro-lyt, the container comprising a three-sided, open-sided structure; a bag (12) surrounding the structure as the electrolyte is permeable; and a bar (20) forming the fourth side of the structure, characterized in that the structure comprises a pair of L-shaped support bars 10 (16A, 16B) connected to each other by a hinge (18) at the bottom of the structure, and that the bar (20) is fitted tensionably fit between the brackets (16A, 16B) to hold the bag (12) in place.

A container according to claim 1, characterized in that the bag (12) comprises a cord (28) and that the rod (20) has a plurality of grooves (26) into which the cord (28) is inserted.