FI87659C - Foerfarande foer elektrolytisk utvinning av en metall, ramstomme foer en elektrodenhet och konstruktion foer hopsaettning av anodplaotar och katodplaotar - Google Patents

Description

5 1 87659

Menetelmä metallin elektrolyyttiseksi talteenottamiseksi, elektrodiyksikön kehysrunko sekä anodi- ja katodilevyt elektrodiyksiköksi yhteenliittävä rakenne

Keksinnön kohteena on menetelmä metallin elektrolyyttistä talteenottoa varten, jossa menetelmässä joukko anodilevyjä ja katodilevyjä järjestetään vuorotellen ja toisistaan eristettyinä ainakin yhdeksi elektrodiyksiköksi, joka upotetaan 10 elektrolyysialtaaseen, metalli saostetaan yksikköön kuuluville katodilevyille, metallin saostuksen jälkeen elektro-diyksikkö nostetaan elektrolyysialtaasta, sen jälkeen elekt-rodiyksikkö puretaan seuraavien käsittelyvaiheiden, kuten saostuneen metallin poiston, kiillotuksen ja pesun, ajaksi, 15 ja mainitut anodilevyt ja katodilevyt kootaan sen jälkeen uudelleen ainakin yhdeksi elektrodiyksiköksi, joka upotetaan jälleen elektrolyysialtaaseen.

Metallien elektrolyyttisessä talteenotossa on lukuisia kato-20 dilevyjä ja anodilevyjä järjestetty vuorotellen samanlaisin etäisyyksin. Tavallisesti anodilevyt ja katodilevyt on ripustettu elektrolyysialtaaseen erikseen levy levyltä. Syynä on se, että katodeja on käytetty emälevyinä, joihin elektro-lysoitava metalli on saostunut ja joista se on otettu tal-: 2{5 teen, kun taas anodilevyjä on käytetty etupäässä elektrodei-na, ja riittää, jos vain katodilevyt poistetaan altaasta saostuneen metallin talteenottamiseksi.

Kun katodilevyt ja anodilevyt ripustetaan erikseen levy le-. 3.0 vyltä elektrolyysialtaaseen, pyrkivät elektrodi levyt heilumaan ja koskettavat usein toisiaan aiheuttaen sähköisen oikosulun. Tämän vuoksi on anodi-ja katodilevyt sijoitettu : huomattavalle etäisyydelle toisistaan verrattuna katodien pinnalle saostuvan metallin paksuuteen. Tämä tekee elektro-, *35 lyysialtaasta suuremman ja lisää sähköistä vastusta, mikä ·· ; johtaa elektrolyysin tehottomuuteen ja tehonkulutuksen kasvuun .

2 87659

Luonnollisesti on tehty lukuisia yrityksiä lyhentää vierekkäisen anodin ja katodin etäisyyttä välttäen oikosulkua. Elektrolyysiakaan pohjaan on esimerkiksi sijoitettu yhdensuuntaisesti eristysainetankoja, ja elektrodilevyjen alapäät 5 on laitettu tankojen välisiin tiloihin tarkoituksella estää elektrodien heiluminen ja kosketus. Riippuvien elektrodien alapäiden sijoittaminen tankojen välisiin rakoihin ei kuitenkaan ole helppoa, eikä oikosulun muodostuminenkaan ole silti aina estynyt. Tunnettua on myös anodilevyjen varusta-10 minen niistä ulkonevilla eristeillä estämään kosketus kato-dilevyihin, joiden pinnalle kohdemetalli on saostunut. Tällaisilla ulkonemilla varustettujen anodilevyjen tuottaminen on kuitenkin hankalaa, eikä tällaisiakaan anodilevyjä voida laittaa altaaseen taipumattomina ja vakaasti, ja siksi ne 15 eivät ole käytännöllisiä.

US-patenttijulkaisusta 4 113 586 tunnetaan elektrolyyttinen talteenottomenetelmä, jossa anodi- ja katodilevyt kytketään vuorotellen yhdeksi yksiköksi, joka lasketaan elektrolyysi-20 altaaseen ja metallin saostuksen jälkeen nostetaan pois siitä. Tämän jälkeen yksikön levyt erotetaan toisistaan ja saatetaan erillisten kiskojen varaan saostuneen metallin poistoa varten. Uutta elektrolyysiä varten anodi- ja katodilevyt .. jälleen yhdistetään yksiköksi ja saatetaan elektrolyysial- : :25 taaseen.

Esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle, joka perus-• tuu edellä mainittuun sinänsä tunnettuun anodi- ja katodile- vyjen kytkemiseen yhteiseksi elektrodiyksiköksi, on tun-30 nusomaista se, että anodilevyt ja katodilevyt kytketään yhteisiin siirtolaitteisiin, jotka kannattavat levyjä sekä niiden ollessa järjestettyinä yhdeksi tai useammaksi elekt-: rodiyksiköksi että niiden ollessa purettuina toisistaan erilleen ja jotka siirtävät levyjä mainituista peräkkäisistä •35 vaiheista muodostuvana jatkuvana prosessina vaiheesta toi-: seen.

3 87659

Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan elektrodiyksiköt on koottu kehysrunkojen avulla, elektrodiyksikkö puretaan elektrolyysialtaasta noston jälkeen joko kuljetuksen aikana tai sen jälkeen, erotetut anodilevyt kehysrunkoineen ja ka-5 todilevyt ovat yhtä aikaa kannatettuina ja saatetaan yhdessä eri käsittelyvaiheisiin, ja anodilevyt ja katodilevyt kootaan uudelleen yhteen ja upotetaan elektrolyysialtaaseen yhtenä yksikkönä.

10 Keksinnön mukaan kehysrungot voidaan erottaa anodilevyistä sen jälkeen kun elektrodiyksikkö on nostettu ylös elektro-lyysialtaasta, ja kehysrungot kiinnitetään anodilevyihin ennen kuin anodilevyt ja katodilevyt jälleen kootaan yhteen.

15 Keksinnön kohteena on myös sähköisesti eristävästä aineesta tehty kehysrunko elektrodiyksikön muodostamista varten, jolle on tunnusomaista se, että kehysrunkoon kuuluu kaksi suorakulmaista kehystä, joiden väliin on järjestetty joukko kiinnityselimiä, jotka on mitoitettu, muotoiltu ja sijoi- 20 tettu siten, että ne kiinnittyvät elektrodilevyn vastakkaisiin sivupintoihin, sekä kaksi kiinnitysliuskaa, joista kumpikin ulkonee kohtisuorasti suorakulmaisen kehyksen pysty-palkin ulkoreunasta.

• -25 Vielä eräs tämän keksinnön kohde on kahden symmetrisesti muotoillun liitäntäelimen muodostama rakenne vuorotellen järjestettyjen anodilevyjen ja katodilevyjen liittämiseksi yhteen yhtenäiseksi elektrodiyksiköksi, jolle on tunnusomaista se, että kumpikin mainituista liitäntäelimistä kä-. 3,0 sittää pitkänomaisen pystysuoran osan, joka kiinnittyy ano-dilevyn sivureunaan ja joka on varustettu joukolla kiinni-tysosia, jotka on mitoitettu, muotoiltu ja sijoitettu siten, : että ne tarttuvat anodilevyn mainittuun sivureunaan, ja liuskat, jotka ulkonevat mainitun pitkänomaisen pystysuoran . 35 osan sivusta suuntaan, joka on kohtisuorassa mainittujen kiinnitysosien ulkonemissuuntaan nähden, ulottuen toiseen liitäntäelimeen kuuluvaan toiseen pitkänomaiseen pystysuoraan osaan, joka kiinnittyy toiseen anodilevyyn ja ottaa 4 87659 vastaan toisen, mainittujen anodilevyjen väliin sijoitettavan katodilevyn sivureunat.

Tässä keksinnössä elektrodiyksikkö tarkoittaa kokoonpanoa, 5 jossa on lukuisia anodilevyjä ja katodilevyjä, jotka on järjestetty vuorotellen, eristetysti ja erikseen, jolloin ko-koonpanovälineet eivät ole tärkeitä. Yksinkertaisin elektro-lyysialtaaseen upotettavan elektrodiyksikön muoto on kokoonpano, jossa on lukuisia vuorotellen järjestettyjä ja toisis-10 taan eristettyjä anodilevyjä ja katodilevyjä, joiden välillä on pienet raot. Anodi- ja katodilevyjen yhdistämisessä voidaan käyttää erilaisia toimenpiteitä. Tämä tarkoittaa, että anodilevyt ja katodilevyt voidaan asentaa pitämällä niitä kiinni vuorottaisesti liitoselinpareilla, joissa on määrä-15 tyin etäisyyksin järjestetyt eristävät etäisyyden säilyttäjät, jolloin kytkinelinparit toimivat samanaikaisesti eristeinä ja/tai etäisyyden säilyttäjinä. Voidaan käyttää rakenteeltaan ja muodoltaan erilaisia kehyksiä, mikäli ne kykenevät pitämään anodi- ja katodilevyt vuorottaisessa järjestyk-20 sessä ja raot niiden väleissä. Eristävä kehys voidaan esimerkiksi kytkeä yksittäiseen anodilevyyn, joka voi kytkeytyä viereiseen kehykseen siihen järjestettyjen liitäntävälinei-den välityksellä, tai voidaan käyttää kolmiulotteista kehys-tä, jossa on lukuisia siihen vuorotellen sijoitettuja anodi-25 ja katodilevyjä niiden välisine rakoineen jne.

,v. Erityinen esimerkki tällaisesta kehyksestä on kehysrunko, johon sisältyy kaksi suorakulmaista kehystä, jotka voivat ympäröidä elektrodia ja ovat varustettuja anodin kiinnitys-. 30 välineillä ja sisältävät liitäntävälineen, joka kytkeytyy toiseen viereiseen kehysrunkoon, ja jossa on oikosulkua estävät välineet, jotka estävät poikkipalkkien välisen koske-• tuksen. Anodin kiinnityselin on kiinnitysväline, joka koos- .·". tuu kynsimäisestä välineparista, jotka välineet kannattavat 35 anodin ulkokehää, ja niitä on kiinnitetty lukuisasti niiden väleihin kerrostettujen kehysten pystypalkkeihin, ja ne ojentuvat symmetrisissä kohdissa sisäänpäin. Anodin kiinni-tysvälineitä on sijoitettu myös kehysrunkojen pohjapalkkei-

II

5 87659 hin. Liittymisväline on ripapari, joista rivoista kumpikin työntyy esiin katodilevyjen väliinsä ottamista varten yhdestä kehyksen nurkasta toisiaan vasten levittäytyvissä kehyksissä ja viereisissä kehysrungoissa. Kehysrungot kannattavat 5 vastaavasti anodilevyä, ja ne on järjestetty vuorotellen katodilevyjen kanssa ja kytketty muodostamaan elektrodiyk-sikkö, jossa kehysrungot toimivat etäisyyksien säilyttäjinä.

Täten muodostetussa elektrodiyksikössä, kun anodilevyt ja 10 katodilevyt ovat etäisyyksien säilyttäjien ja kehysrunkojen kiinnipitämiä, ovat ne vapaita heilumisen aiheuttamalta kosketukselta. Tämän vuoksi voidaan anodin ja katodin välinen rako suunnitella pienemmäksi pienentämällä kehyksen etäisyyden säilyttäjän paksuutta, mutta rakoa ei voi tehdä liian 15 pieneksi. Sillä jos elektrodien välinen rako on liian pieni, rajoittuu päälle saostuvan metallikerroksen paksuus. Ohutta kerrostunutta metallia ei ole helppo kuoria. Siksi rako valitaan parhaiten ottamalla huomioon saostettava metalli, elektrolyysin olosuhteet jne.

20

Elektrolyysiä varten upotetaan elektrodiyksikkö elektro-lyysialtaaseen ja nostetaan sieltä pois elektrolyysin jäl-. '·· keen. Ylösnostettu yksikkö alistetaan erilaisiin käsittelyi-• '·· hin ennen sen upottamista uudelleen elektrolyysialtaaseen.

: :2£ Elektrodien läpikäymä käsittely on erilainen riippuen elekt-· ·’ rodiyksikön rakenteesta. Alistetaanpa elektrodit mihin kä-y sittelyyn tahansa, niin mikäli elektrodit on liitetty yksi köksi, ja yksikköä käytetään elektrolyysissä, kuuluu tällainen toimenpide tähän keksintöön.

ao

Kun elektrodiyksikkö on nostettu ylös elektrolyysialtaasta, alistetaan katodilevyt ja anodilevyt erilaisiin käsittelyi-:hin, joihin kuuluu kerrostuneen metallin kuoriminen irrotta-matta niitä anodiryhmäksi ja katodiryhmäksi. Tämän vuoksi . 35 palautetaan anodit ja katodit elektrolyysivaiheeseen jälleen samanaikaisesti.

6 87659 Tämä tarkoittaa, että kerrostuneen metallin kuorinta ja elektrodilevyjen huolto suoritetaan yksikkö kerrallaan. Elektrodiyksikön ilmenemismuotoon sisältyy useita rakenne-muotoja.

5

Kun elektrodiyksikkö on tehty edellä mainittuja etäisyydet säilyttäviä kiinnitysvälineitä käyttäen tai kolmiulotteisella kehyksellä, poistetaan etäisyydet säilyttävät kiinnikkeet tai kolmiulotteinen kehys, kun elektrodit siirretään siirto-10 välineiden kannattamina eri käsittelypaikoille. Tämän jälkeen elektrodit kootaan jälleen etäisyydet säilyttävien kiinnitysvälineiden tai kehyksen avulla upotettaviksi jälleen elektrolyysialtaaseen.

15 Kun elektrodiyksikkö on tehty eristävää ainetta olevan ke-hysvälineen avulla ja kiinnitetty vastaavasti elektrodiin, joka on kytketty jokaiseen viereiseen kehysrunkoon, kytketään toisiinsa kytketyt kehysrungot irti toisistaan yksikön elektrolyysialtaasta nostamisen jälkeen, ja elektrodilevyt 20 alistetaan erilaisiin käsittelyihin siirtovälineisiin ripus tettuina kehysrunkoja poistamatta. Kun käsittelyt ovat päättyneet, kootaan elektrodit yksiköksi ja upotetaan elektro- • '* lyysialtaaseen. Joissain tapauksissa poistetaan anodilevyis- : tä tarpeen vaatiessa kehysrungot.

• 25

Kummassakin tapauksessa alistetaan anodilevyt ja katodilevyt erilaisiin elektrodin käsittelyihin mukaan lukien saostuneen .·.·. metallin kuorinta, elektrodien pesu ja huolto jne. silloin, kun ne riippuvat siirtovälineen, kuten yläpuolisen nosturin, -10 kannattamina.

Kehyksistä tai etäisyyden säilyttäjistä irrotetut elektrodit ' : ovat liian lähekkäin erilaisten elektrodien käsittelyjen suorittamiseksi. Tätä keksintöä sovellettaessa on suositel-35 tavaa käyttää siirtovälineitä, jotka voivat erottaa elektrodit toisistaan ja saattaa ne jälleen yhteen. Tällainen siirtoväline on osoitettu samanaikaisesti tämän hakemuksen kans-

II

7 87 659 sa jätetyssä ratkaisemattomassa patenttihakemuksessa (patenttihakemus 881676).

Kuten edellä on mainittu, voidaan elektrodien välinen rako 5 tämän keksinnön menetelmällä tehdä huomattavan pieneksi.

Esimerkiksi sinkin elektrolyyttisessä talteenotossa käytettävässä yksikössä voi vierekkäisten anodi- ja katodilevyjen väli olla niinkin pieni kuin 14 mm vastakohtana tavanomaisessa menetelmässä käytettävälle 30 - 35 mm:n välille. Se 10 merkitsee, että etäisyys voidaan pienentää noin puoleen. Se merkitsee myös pienenemistä elektrolyysin vastuksessa, so. virran kulutuksen pienenemistä. Edelleen voidaan elektro-lyysiallas tehdä tiivistetymmäksi, mikä merkitsee toimintaan tarvittavan tilan pienenemistä.

15

Elektrodiyksikön käyttöönotolla on yksinkertaistettu elektrodien käsittelyä ja parannettu toiminnan tehoa. Kerrostuneen metallin kuorinta, pesu ja muut käsittelyt suoritetaan yksikkö kerrallaan, ja joukko toimenpiteitä elektrolyysistä 20 elektrodien käsittelyyn voidaan tehdä itsetoimisiksi.

Tämän keksinnön menetelmässä anodilevyt ja katodilevyt, joi-. *·· den päälle kohdemetalli on kerrostunut, nostetaan altaasta : *-· samanaikaisesti yksikkönä sähkövirran ollessa päällä vasta- ‘25 kohtana tavanomaiselle menetelmälle, jossa anodilevyt ja katodilevyt nostetaan erikseen. Elektrodeja voi myös käsi-;y; teliä jatkuvasti siirtovälineiden kannattamina. Tämän vuoksi .*.·. voidaan toimenpide suorittaa nopeammin kuin tavanomaisella menetelmällä.

. ao Käyttämällä jäljempänä kuvattua anodien huoltolaitetta ja katodien pesulaitetta voidaan nämä toimenpiteet suorittaa : - keskeytymättömästä elektrodien kuljetuksen aikana.

.‘35 Tavanomaisissa menetelmissä tarvitaan elektrodien käsittelyyn massakuljettimia, koska elektrodit on ripustettu yksitellen, ja ne on siirrettävä joka käsittelyyn yksitellen. Massakuljettimien asennus vaatii suurempaa tehdastilaa. Tämä s 87659 keksintö on poistanut massakuljettimien tarpeen, koska eri-tyyppiset elektrodit voidaan käsitellä samanaikaisesti ja suorittaa täten joukko elektrodilevyjen käsittelyjä tehokkaasti suhteellisen pienessä tilassa.

5

Suuri joukko elektrodilevyjä voidaan käsitellä samanaikaisesti niiden ollessa ripustettuina siirtovälineisiin, mikä merkitsee suuremman työtehon saavuttamista.

10 Kuvio IA on osittain katkaistu perspektiivikuva tässä keksinnössä käytetystä kehysrakenteesta; kuvio IB on kaaviollinen vaakaleikkauskuva kuviossa IA kuvatusta rakenteesta pitkin viivaa A-A; kuvio 2 on päällyskuva anodilevyä kannattavasta kehysrungos-15 ta; kuvio 3 on osaksi katkaistu poikkileikkauksen päällyskuva kuviossa 2 esitetystä kehysrakenteesta pitkin viivaa X-X, tässä piirroksessa näkyvät myös katodilevyt 4; kuvio 4 on skemaattinen vaakasuora leikkauskuva kahteen ke-20 hysrunkoon kiinnitetyistä elektrodilevyistä pitkin kuvion 2 viivaa B-B; kuvio 5 on kaaviollinen osittainen leikkauskuva kehysrungon . '·· kehyksen yläpalkista; ; '· kuviot 6-8 ovat kaaviollisia anodin ja katodin kokosuhteita : :2£ ja metallin kerrostumisasteita kuvaavia leikkauskuvia; "-· kuvio 9 on perspektiivikuva elektrodiyksikön toisesta esi- . .·. merkistä; kuvio 10 on katkaistu perspektiiviosakuva elektrolyysial-taasta, johon on asennettu elektrodiyksikkö; . 3.0 kuvio 11 on elektrolyysialtaiden ja eri käsittelyasemien sijoitusta kuvaava pohjapiirros; * kuviot 12A ja 12B ovat erästä elektrodien käsittelylaitteis-. toa esittäviä kaaviollisia perspektiivikuvia; kuviot 13 ja 14 ovat kaaviollinen päällyskuva ja kaaviolli-.‘35 nen sivukuva anodinhuoltolaitteesta; * ; kuviot 15 ja 16 ovat kaaviollinen päällyskuva ja kaaviollinen sivukuva katodin kiillotuslaitteestä.

9 87659

Kuvioissa IA ja IB on kuvattu yksi kehysrunko 1, jonka kanssa elektrodiyksikkö on muodostettu. Kuvioissa 2 - 4 on kuvattu anodien 2 ja katodien 4 yhteenliittäminen kehysrunko-jen 1 avulla. Kehysrunko 1 koostuu kahdesta eristävää ainet-5 ta, kuten muovia, olevasta kehyksestä li ja 12, jotka kannattavat anodilevyjä, kiinnitysvälineistä 20, jotka kiinnittävät anodilevyn 2 kehysrunkoon, oikosulun estävistä välineistä 30, jotka estävät elektrodilevyjen kosketuksen toisiinsa, ja liittämisvälineestä 41, 42, joka liittää kehys-10 rungon viereiseen kehysrunkoon.

Kehysrunko 1 on suorakulmainen sulkien siten sisäänsä anodilevyn 2 ja se koostuu kahdesta kehyksestä 11 ja 12. Kehykset 11 ja 12 koostuvat vastaavasti vaakapalkeista lla ja 12a ja 15 pystypalkeista 11b ja 12b. Pystypalkkien llb välinen rako on mieluiten hieman suurempi kuin anodilevyn 2 paksuus, niin että kehysrungon ja anodilevyn 2 väliin jää välys 50 (10-20 mm), kuten kuvioissa IA ja 2 on kuvattu, jonka läpi elektrolyytti voi virrata. Vaakapalkit lla ja 12a on varustettu 20 pultin rei'illä 13 ja 14, joiden kautta anodi voidaan kiinnittää kehysrunkoon kuten kuvioissa IA ja 3 on kuvattu. Tämä kiinnitys voidaan haluttaessa tehdä myös hitsaamalla. Ylem-. 1" mät vaakapalkit lla ja 12a voivat olla onttoja putkia, jois- : sa on ilmareiät tai raot siten, että ne on täytetty suoda- :.:25 tinaineella, joka kerää elektrolyysikylvyn pinnalle synty-·:1·; neen sumun, kuten kuviossa 5 on kuvattu. Sumu on happea, :Y: kaasua jne., joka on muodostunut elektrolyysikylvyn pinnal- le, ja se imeytyy ulos tuuletusrei' istä tai -raoista 15. Elektrolyytin sumu, jonka happikaasu jne. on kuljettanut • 3l0 mukanaan, kerätään palkkeihin pakatuilla suodattimilla 16, jotka voidaan ajoittain vaihtaa.

·'.!,· Kiinnitysvälineet 20 ovat pari joustavia kynsiä 21a ja 21b, : jotka on pohjasta liitetty toisiinsa määrätyn välyksen omaa- '35 valle etäisyydelle (kuviot IA ja IB). Anodilevyn 2 reuna ! työnnetään niiden väliin ja se kiristyy paikoilleen niiden joustovoiman vaikutuksesta. Kehykset 11 ja 12 on mieluiten muotoiltu siten, että niissä on hieman välystä 50, joka on 10 87659 osittain sijoitettu raon 22 pohjalle kiinnitysvälineissä 20, ja kiinnityövälineiden kiinnipitämän anodilevyn 2 reunaan, kuten kuviossa 4 on kuvattu. Raon 22 syvyys on sellainen, että sen pohja on sijoitettu hieman kehysten 11 ja 12 sisä-5 reunan sisäpuolelle välitilassa 50, kuten kuvio 4 osoittaa.

Oikosulun estävät välineet 30 ovat ripoja, jotka kuviossa IA esitetyssä esimerkkitapauksessa ulkonevat palkkien 11a ja 12a päistä. Ne on voitu kiinnittää paikoilleen taivutetussa 10 U-muodossa siten, että kehysosat 11 ja 12 voidaan ripustaa poikkipalkista 2A.

Liitäntäosa 41, 42, joka on kaksi kehyksen 11 molemminpuolin työntyvää listaa, saa kehysrungon 1 liittymään toiseen ke-15 hysrunkoon 3, jolloin ne pitävät välissään katodilevyä 4.

Kuten kuviossa 4 on kuvattu, pitää liitäntäosa 41, 42 välissään viereistä kehysrunkoa 3 ja peittää kahden kehysrungon 1 ja 3 välissään pitämän katodilevyn 4 reunat. Jos katodilevy-jen sivureunat ovat paljaina, kerrostuu kohdemetalli niiden 20 päälle ja kasvaa kosketukseen viereisen katodilevyn kerrostumaan. Tämä tekee kohdemetallin kuorimisen vaikeaksi. Toisin sanoen, kuten kuviossa 4 on kuvattu, elektrodiyksikkö ; " kootaan yhdistämällä ensimmäinen kehysrunko 1, sitten toinen : ” kehysrunko 3 jne., jotka kukin kannattavat yhtä anodilevyä 2 -.:2¾ anodin kiinnitysvälineillä 20, ja kehysrunkojensa 1 ja 3 välissä kannattavat liitäntävälineiden 41, 42 avulla katodi-: : : levyä 4. Täten muodostuneet elektrodiyksiköt (merkitty no:- 11a 70) on parasta liittää toisiinsa kahdella liitostangolla 71 (katso kuvio 12A) , joka ulottuu yli koko koottujen anodi-.\3£ en ja katodien paksuuden, ja kiinnittää ne niiden molempiin . päihin tehdyillä sakaroilla. Liitostangot 71 poistetaan, kun elektrodiyksikkö nostetaan pois elektrolyysisitaasta ja siirretään elektrodien käsittelyasemiin. 1 .3.5 Vaakasuorien kehyspalkkien (11a ja 12a) pituus on suunnilleen sama kuin katodilevyn 4 leveys 1 (kuvio 6), ja katodin sivureunat ovat pystysuorien palkkien 11b ja 12b peittämät. Tämän vuoksi on katodilevyn 4 kerrostumaleveys m hieman pie- 11 87659 nempi kuin katodilevyn 4 leveys 1 (kuvio 6). Jos katodilevyn kerrostumaleveys m on lyhyempi kuin anodilevyn 2 leveys n, ovat molemmat kerrostuma-alueet anodilevyn 2 sivureunojen sisäpuolella, kuten kuviossa 7 on kuvattu. Elektrolyysissä 5 on sähkövirran tiheys suurempi reuna-alueilla kuin keskiosassa, ja täten reunoille kerrostuu enemmän metallia 51 harjanteiksi, jotka voivat kasvaa koskettamaan anodilevyä 2 aiheuttaen oikosulun. Toisaalta taas, jos katodilevyn 4 ker-rostumispinta m on leveämpi kuin anodilevyn 2 leveys n, ku- 10 ten kuviossa 8 on kuvattu, on metallin kerrostuminen reuna-alueilla ohuempaa, mikä tekee kuorimaveitsen työntämisen vaikeammaksi katodin pinnan ja kerrostuneen metallin 51 väliin.

15 Tämän keksinnön mukaisessa elektrodiyksikössä on katodilevyn 4 kerrostumispinnan leveys m vain hieman suurempi kuin anodilevyn leveys n, ja siksi siinä ei esiinny kuvion 8 yhteydessä huomioonotettua hankaluutta.

20 Toinen esimerkki tämän keksinnön mukaisesta elektrodiyksi-köstä on kuvattu kuviossa 9. Elektrodiyksikkö 60 koostuu lukuisista vuorotellen järjestetyistä anodilevyistä 2 ja katodilevyistä 4, joiden väliin on sovitettu eristävät täy-: " televyt 61. Elektrodilevyt on kiinnitetty tiukasti kahden -.:2-5 kytkintangon 62 välityksellä, jotka on varustettu sakaroilla 62a, joissa on kierrevälineet 63.

:Y: Tämä elektrodiyksikkö upotetaan elektrolyysialtaaseen elekt rolyysiä varten, kuten kuviossa 10 on kuvattu. Yhden työjak-.· 3b0 son jälkeen elektrodiyksikkö nostetaan ylös ja siirretään eri käsittelyasemille, kuten kerrostuneen metallin kuorintaan, elektrodien huoltoon jne. sopivien kuljetusvälineiden, kuten siltanostureiden avulla.

:.ä5 Kuviossa 11 on kuvattu esimerkki elektrolyysialtaiden ja erilaisten käsittelyasemien sijoituksesta. Tässä esimerkissä on elektrolyysialtaat 120a, 120b,..., anodilevyjen huoltoasema 130, katodilevyjen pesuasema 140, katodilevyjen kiil- 12 87659 lotusasema 150, kuorinta-asema 160 jne. sijoitettu pitkin kuljetusvälineiden 100 kulkurataa.

Kuvioissa 12A ja 12B on kuvattu sopiva kuljetuslaite 100.

5 Laite koostuu liikkuvasta kehysrakenteesta 111, kehysrakenteen 111 kuljetuskoneistosta 112, riippuvasta kannattimien tukikehyksestä 113, joka on asennettu kehysrakenteeseen lii, ja jota voi nostaa ja laskea, lukuisista kannattimista 114, jotka on kiinnitetty kannattimia tukevaan kehykseen 113 ja 10 jotka liikkuvat pitkin kannattimien tukikehyksen 113 palkkeja, kannattimien liikuttelukoneistosta 115, joka liikuttaa kannattimia erottaen ne toisistaan ja saattaen ne taas yhteen, kannattimista riippuvista kallistuvista koukkuosista 116, jotka tarttuvat elektrodien korvakkeisiin, ja koukkujen 15 käytt©koneistosta 117, joka ohjaa koukut tarttumaan elektro- dilevyihin tai irtoamaan niistä. Kehysrakenne 111 liikkuu yläpuolisista kiskoista lila ja 111b riippuen tai muulla tavoin, esimerkiksi pitkin tehtaan lattiaa asetettuja kiskoja. Kannattimet ja kannattimia tukeva kehys on eristetty 20 toisistaan niiden väliin sovitettujen eristysvälineiden avulla. Siinä on ulkopuolisia kannattimia 114a, jotka kannattavat anodilevyjä, ja sisäpuolisia kannattimia 114b, jotka kannattavat katodilevyjä.

^-.:2¾ Kannattimet 114a ja 114b on sarjoittain kytketty yhdisteillä 118, ja niihin on järjestetty kannattimia tukevan kehyksen : ketjukoneistot 119a ja 119b, joista toinen liikuttaa kanna- tinta yhteen suuntaan ja toinen liikuttaa sitä vastakkaiseen suuntaan. Näiden kahden ketjukoneiston liikkeillä yhdistei- .\3fc0 den 118 yhdistämät kannattimet erotetaan toisistaan, so. eriytetään tai saatetaan yhteen.

r Edellä kuvattu siirtokoneisto on tämän patenttihakemuksen * _ ‘ kanssa samanaikaisesti jätetyn ratkaisemattoman patenttiha- • .3.5 kemuksen (patenttihakemus 881676) kohde, jossa hakemuksessa koneisto on kuvattu yksityiskohtaisesti.

13 87659

Siirtolaitteiston avulla nostetaan elektrodiyksikkö elektro-lyysialtaasta (kuvio 10). Kiinnitystangot (mikäli niitä on käytetty) ja kehysrungot, jotka ovat pitäneet elektrodeja koossa, poistetaan esimerkiksi kuljetuksen aikana, kannatti-5 met siirretään paikoilleen ja elektrodien väliset raot levitetään ja elektrodilevyt siirretään anodinhuoltopaikalle. Kootut, 15-30 mm:n keskinäisen välin omaavat elektrodit voidaan erottaa toisistaan esimerkiksi 150-250 mm.

10 Anodien huoltoasemalla 130 poistetaan anodikarsta (kuvio 11). Kuvioissa 13 ja 14 on kuvattu esimerkki anodinhuolto-laitteesta 131. Kuvattu anodien huoltolaite 131 koostuu lukuisista määrätyin välein sijoitetuista pystysuorista sumu-tusputkista 132, joissa on sumutussuutinsarjat. Vierekkäis-15 ten sumutusputkien välinen etäisyys on sama kuin vierekkäisten anodilevyjen ja katodilevyjen silloin, kun yhdistetyt kannattimet ovat kaikkein eniten erillään toisistaan, ja sumutussarjat on sijoitettu putkien kylkiin kohti anodilevy-jä. Tämän vuoksi siirtokoneiston kannattamina laajimmilleen 20 erotetut anodilevyt ja katodilevyt voivat vastaavasti kulkea läpi vierekkäisten sumutusputkien välisen raon, ja anodile-vyt ja kehykset pestään sumutinsuutinsarjoista tulevilla * ” korkeapainevesisuihkuilla. Tätä toimenpidettä voidaan valvoa : itsetoimisesti tuntoelinten avulla, jotka on liitetty auto- :.j?5 maattisiin tarkkailulaitteisiin. Anodilevyjä kannatetaan niiden kehysrungoista, ja siksi anodilevyt ovat tyydyttäväs-ti suojattuja vääntymiseltä, josta ne muuten kärsisivät huoltotoimenpiteen aikana. Toisin sanoen tämän keksinnön menetelmä poistaa tarpeen korjata vahingossa vääntyneitä .*.30 elektrodeja.

Katodilevyt voidaan pestä niiden ohittaessa katodien huolto-aseman 140, joka on rakennettu samalla tavalla kuin edellä : t kuvattu anodien huoltoasema 131. Katodit pestään mieluimmin : ,3.5 kuumalla vedellä.

Lienee tarpeetonta mainita, että anodi- ja katodilevyjen huolto voidaan suorittaa samanaikaisesti sijoittamalla ano- 14 87659 dien huoltolaitteeseen 131 sumutusputkien 132 molemmille puolille sumutussuutinsarjat.

Siirtolaitteesta 110 riippuvat anodilevyt 2 ja katodilevyt 5 4, jotka on pesty anodien huoltolaitteessa 131 ja katodien huoltolaitteessa, siirretään kuorinta-asemalle 160. Kuorinta-asemalla katodilevyt, jotka ovat riippuneet siirtolaitteessa 100 yhdessä anodilevyjen kanssa, laitteen ollessa leveimmilleen levitetyssä asennossa, alistetaan kaapimille 10 161. Kaavin 161 on varustettu lukuisilla kaavintaveitsillä 162a, 162b, 162c, jne., niin että voidaan kuoria lukuisia katodilevyjä. Katodilevyn ja sen viereisen katodilevyn välinen etäisyys on säädetty saunaksi kuin kaavintaveitsen 162a ja sen viereisen kaavintaveitsen 162b välinen etäisyys (ku-15 vio 11). Kaavinta suoritetaan elektrodilevyjen 2 ja 4 riippuessa siirtolaitteesta.

Eräässä suositussa rakennemuodossa ei anodilevyn reunan ja kehysrungon reunan väliä ole kehyksen yläosasta 10 varustet-20 tu välyksellä 50, kuten kuviosta 2 ilmenee. Muotoilemalla kehys täten tulee kuviossa 7 kuvattu tilanne osittain katodilevyn yläosan aikaansaamaksi. Tämä tekee kuorintaveitsen • “ sisääntyöntämisen helpoksi. Tämä tarkoittaa, että veitsen : *·· terä voidaan työntää helposti sellaiseen kohtaan, jossa ker-'-.35 rostuneen metallikerroksen reuna on jyrkkä (ei kallistunut) .

Kuten on selitetty, voidaan kuorinta tehdä elektrodilevyjen 2 ja 4 riippuessa siirtolaitteesta. Kun katodilevyn ja viereisen anodilevyn välinen etäisyys on laajentunut 150-250 •30 mm:iin kuten edellä on mainittu, voidaan kuorinta suorittaa tavanomaisilla kaavintavälineillä viereisen anodilevyn sitä estämättä.

Kun kerrostunut metalli (esimerkiksi sinkki) on kaavittu • *3$ pois katodilevyltä, siirretään elektrodit 2 ja 4 katodin kiillotusasemalla 150. Myös katodien kiillotus suoritetaan anodi- ja katodilevyjen riippuessa siirtolaitteesta. Tässä työvaiheessa voidaan kiillotusharjoja jne. käyttää vaikeuk- li is 87659 sitta, koska katodilevyn ja viereisen anodilevyn välinen etäisyys on aiemmin mainittu 150-250 mm.

Kuvioissa 15 ja 16 on esitetty yksi esimerkki katodien kiil-5 lotuslaitteesta 151. Kiillotuslaite on kaksi lähekkäin sijoitettua, pyörivää, pystyasennossa olevaa lieriömäistä harjaa 152a ja 152b, jotka sijoitetaan paikoilleen katodile-vyille niiden ollessa levitettyinä kauimmaksi toisistaan. Täten katodilevyt kulkevat kahden pyörivän harjan välitse 10 siirtolaitteen 100 liikkuessa. Harjojen pyörimissuunta ja -nopeus voi olla säädettävissä siirtolaitteen 100 liikesuunnan ja nopeuden mukaisesti.

Kun elektrodilevyjen käsittelyt ovat päättyneet (ja jos ke-15 hysrungot on irrotettu, kiinnitetään ne jälleen anodeihin), elektrodilevyt 2 ja 4 saatetaan taas ripustimen liikkeellä yhteen, ja elektrodinippu tiivistetään ennen kuljetusta elektrolyysialtaaseen tai kuljetuksen aikana. Kiinnitystan-got kiinnitetään tiivistettyjen elektrodien nippuun muodos-20 tamaan siitä jälleen elektrodiyksikkö, ja näin koottu elekt-rodiyksikkö upotetaan jälleen elektrolyysialtaaseen.

• * • " Metallien elektrolyyttisessä talteenottomenetelmässä on yk-: “ siköksi koottujen elektrodien tai käsiteltävien yksiköiden :.:?5 määrä yhdessä työvaiheessa valinnanvarainen. Seuraavana on ·*·: eräs suositeltava esimerkki. Elektrolyysialtaassa käytettä- : vät elektrodit tehdään kahdeksi yksiköksi. Kun toista yksik- :*·/: köä käytetään metallin elektrolyyttisessä talteenotossa, voidaan toista yksikköä käsitellä altaan ulkopuolella, ja se elektrolyysiakaan puolisko, johon elektrodiyksikkö oli upo-... tettuna, voidaan puhdistaa virran ollessa päällä ja yksikön elektrodien ollessa käsiteltävinä. Toisin sanoen anodiliete jne. voidaan poistaa imulla.

: .35 Tämän keksinnön menetelmässä voidaan joukko toimenpiteitä ; tehdä automaattisiksi vastaaviin käsittelykoneisiin ja siir-tokoneeseen järjestettyjen automaattisten säätököjeiden avulla. Nämä automaattiset säätömekanismit koostuvat luon- is 87659 nollisesti antureista, loogisista säätöpiireistä jne., joita tavallisesti käytetään.

Tämän keksinnön menetelmässä riittää, jos elektrodien pesu 5 ja karstan poisto suoritetaan kerran useaa elektrolyysiker-taa kohti.

Vaikka tämän keksinnön edellä mainittua suoritusmuotoa on kuvattu silmällä pitäen kuviossa 11 kuvattua laitteistoa, 10 voidaan tämän keksinnön menetelmä toteuttaa laitteistojen toisenlaisilla järjestelyillä. Elektrodilevyjen pesu-, huolto-, jne. laitteet eivät ole rajoittuneita edellä kuvattuihin ja piirroksissa esitettyihin rakennemuotoihin.

Claims (7)

17 87659

1. Menetelmä metallin elektrolyyttistä talteenottoa varten, jossa menetelmässä joukko anodilevyjä (2) ja katodile-vyjä (4) järjestetään vuorotellen ja toisistaan eristettyinä 5 ainakin yhdeksi elektrodiyksiköksi (60, 70), joka upotetaan elektrolyysialtaaseen (5), metalli saostetaan yksikköön kuuluville katodilevyille, metallin saostuksen jälkeen elektro-diyksikkö nostetaan elektrolyysisitaasta, sen jälkeen elekt-rodiyksikkö puretaan seuraavien käsittelyvaiheiden, kuten 10 saostuneen metallin poiston, kiillotuksen ja pesun ajaksi, ja mainitut anodilevyt ja katodilevyt kootaan sen jälkeen uudelleen ainakin yhdeksi elektrodiyksiköksi, joka upotetaan jälleen elektrolyysialtaaseen, tunnettu siitä, että anodilevyt (2) ja katodilevyt (4) kytketään yhteisiin siirtolait-15 teisiin (110) , jotka kannattavat levyjä sekä niiden ollessa järjestettyinä yhdeksi tai useammaksi elektrodiyksiköksi (60, 70) että niiden ollessa purettuina toisistaan erilleen ja jotka siirtävät levyjä mainituista peräkkäisistä vaiheista muodostuvan jatkuvan prosessin vaiheesta toiseen. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä • · ' • *' a) elektrodiyksiköt (60, 70) on koottu kehysrunkojen (1) avulla, -.:2¾ b) elektrodiyksikkö puretaan elektrolyysialtaasta (5) noston jälkeen joko kuljetuksen aikana tai sen jälkeen, :V: c) erotetut anodilevyt (2) kehysrunkoineen ja katodilevyt (4) ovat yhtä aikaa kannatettuina ja saatetaan yhdessä eri käsittelyvaiheisiin, ja ,·.3φ d) anodilevyt ja katodilevyt kootaan uudelleen yhteen ja • upotetaan elektrolyysialtaaseen yhtenä yksikkönä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu r siitä, että menetelmässä «·· · : .35 a) kehysrungot (1) erotetaan anodilevyistä (2) sen jälkeen kun elektrodiyksikkö (60, 70) on nostettu ylös elektrolyysialtaasta (5), ja ie 87659 b) kehysrungot kiinnitetään anodilevyihin ennen kuin ano-dilevyt ja katodilevyt (4) jälleen kootaan yhteen.

4. Sähköisesti eristävästä aineesta tehty kehysrunko (1) 5 elektrodiyksikön (60, 70) muodostamista varten, tunnettu siitä, että kehysrunkoon (1) kuuluu a) kaksi suorakulmaista kehystä (11, 12), joiden väliin on järjestetty joukko kiinnityselimiä (20), jotka on mitoitettu, muotoiltu ja sijoitettu siten, että ne kiinnittyvät 10 elektrodilevyn vastakkaisiin sivupintoihin, sekä b) kaksi kiinnitysliuskaa (41, 42), joista kumpikin ulko-nee kohtisuorasti suorakulmaisen kehyksen (11) pystypalkin (11b) ulkoreunasta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kehysrunko, tunnettu siitä, että kehysrungossa (1) a) kumpikin mainituista suorakulmaisista kehyksistä (li, 12. sijaitsee anodilevyn (2) ulkoreunojen ympärillä, b) kehysparin (11, 12) väliin on järjestetty joukko kiin-20 nityselimiä (20), joista kussakin on kaksi kiinnitysosaa (21a, 21b), ja c) kumpikin mainituista kiinnitysliuskoista (41, 42) ulko-nee suorakulmaisen kehyksen (11) toisesta sivureunasta (11b) ja on suunnattuna kohti viereistä kehysrunkoa siten, että 25 katodilevy (4) on sijoitettavissa niiden väliin. j '·* 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kehysrunko, tunnettu : Λ siitä, että kehysrungon (1, 3) pohjan alueelle ja osaan si- vujen alueita on jätetty välyksiä. ·;·30

7. Kahden symmetrisesti muotoillun liitäntäelimen muodostama rakenne vuorotellen järjestettyjen anodilevyjen (2) ja . . katodilevyjen (4) liittämiseksi yhteen yhtenäiseksi elektro- diyksiköksi, tunnettu siitä, että kumpikin mainituista lii-35 täntäelimistä käsittää: a) pitkänomaisen pystysuoran osan (11b) , joka kiinnittyy anodilevyn (2) sivureunaan ja joka on varustettu joukolla kiinnitysosia (21a, 21b), jotka on mitoitettu, muotoiltu ja li is 87659 sijoitettu siten, että ne tarttuvat anodilevyn mainittuun sivureunaan, ja b) liuskat (41, 42), jotka ulkonevat mainitun pitkänomaisen pystysuoran osan sivusta suuntaan, joka on kohtisuorassa 5 mainittujen kiinnitysosien ulkonemissuuntaan nähden, ulottuen toiseen liitäntäelimeen kuuluvaan toiseen pitkänomaiseen pystysuoraan osaan (11b), joka kiinnittyy toiseen ano-dilevyyn (2) ja ottaa vastaan toisen, mainittujen anodilevy-jen väliin sijoitettavan katodilevyn (4) sivureunat. 10