JP3221589B2 - 非鉄金属の電解析出用陰極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛や銅などの非鉄金
属の電解析出用陰極に関するものであり、さらに詳しく
は、とくに亜鉛の生産用に設計されたアルミニウムプレ
ートからなる平らな陰極に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】上記タ
イプの陰極においては、アルミニウムプレートは、普
通、その上端に沿って、この端よりも厚くて長いバーの
中で終っている。この配置で、陰極は、アルミニウムプ
レートを垂直にして電解タンク内に位置し、バーはタン
ク内の陰極を支えるとともにそれを操作するリフト装置
に連結するためのヘッドとして働く。電解プロセス中、
亜鉛は、電解タンクに沈んでいる領域のアルミニウムプ
レートの全表面に漸次析出する。

【０００３】一般に、アルミニウム陰極プレートの垂直
な両縁には保護用の誘電材料が被覆され、それによっ
て、亜鉛が垂直な縁へ析出するのを防いでいる。このよ
うにして、アルミニウムプレートのそれぞれの表面に析
出する亜鉛の層は、該プレートの垂直な縁に沿って接合
しないように防止している。

【０００４】陰極上に析出する亜鉛の層は、アルミニウ
ムプレートの表面に接着している。この層を引き剥すの
に使う装置は、収束する水平な下端で終り、断面は角度
がついていて、陰極の幅とほぼ同じ長さの２枚の垂直に
動くナイフを備えている。亜鉛のプレートを陰極から引
き剥すこれらの装置を使用するには、陰極のそれぞれの
面に１枚のナイフを位置させ、陰極上で亜鉛の析出物が
達している高さよりも上のところで、両ナイフの端を休
止させて上記表面に圧しつける。ついで、ナイフの端が
陰極のそれぞれの面に析出している亜鉛の層に出合った
ときに、それらがその分離を行うようにナイフを下方に
動かす。

【０００５】このシステムは、ナイフが陰極の高さ全体
にわたってその表面を侵食し、一定回数の作業の後、陰
極を使用できないものにする欠点がある。陰極は高価で
あるので、亜鉛を引き剥すこのシステムは不適切であ
る。

【０００６】陰極上で２つの連続した作用段階を行わせ
るシステムによって、上記の問題を解決することが試み
られている。第１の段階では、亜鉛析出層の上端を水平
に作用する横方向のペネトレータによって引き剥し、第
２の段階で、亜鉛の層を２枚の垂直なナイフによって全
く自由に引張る。横方向のペネトレータは、端部が垂直
な角くさびの形になっている作用端をもつ２本の水平な
アームからなり、該アームは、亜鉛析出層の上端の高さ
のところで、陰極のそれぞれの面に１本づつ軸方向に動
くことができる。これらのアームが動く間に、その作用
端は陰極の表面を圧しつけ、陰極の侵食と劣化を生ず
る。

【０００７】横方向ペネトレータの作用を助けるため、
英国特許第1,326,418 号が記載する陰極では、垂直な両
端の１つの上部に誘電材料でつくったピボット片を取付
け、ペネトレータが突き当って作用する高さであって、
タンク内の電解液が達することのできるプレート上の高
さに対応するところに位置させている。該ピボット片に
は溝がついており、陰極プレートをつかんでいて、該プ
レートに垂直な軸によって固定されている。ピボット片
は、垂直な両端を保護する輪郭の延長として、プレート
のある一定の領域とつながってこれを覆い、電解プロセ
ス中に亜鉛がその上に析出するのを防いでいる下部の位
置と、上記領域が自由で覆われていない上部の位置の間
で上記の軸のまわりを旋回し、横方向ペネトレータのア
ームがこの領域で陰極プレートの表面まで動くように
し、それが前進し続けるとき、亜鉛析出物の端と出合っ
てそれを引き剥することができるようにしている。

【０００８】これらの陰極は、亜鉛析出物を引き剥すと
きにはいつでも、ピボット片をその下部の位置から上部
の位置へ回転させる必要があることによって生ずる１つ
の基本的な欠点がある。陰極をタンク内へ導入すると
き、ピボット片はその下部の位置を占めなければならな
い。ピボット片の回転と該ピボット片が受ける条件は、
ピボット片と陰極の間および基本的に回転軸との間の調
節が比較的短い時間内に失われて劣化するようにし、亜
鉛の引剥し作業中ピボット片を手で持ち上げていなけれ
ばならず、これに対応する労力の形でのプロセスコスト
の上昇およびこの領域での陰極シートの腐食の増加を伴
う。

【０００９】ドイツ特許第ＤＥ−Ａ−3051150 号が記載
する陰極では、横方向のペネトレータが突き当り休止す
る領域で、絶縁材料でできていて垂直な両端の１つから
始まる所定の塗工が陰極プレートに施されている。この
塗工は、プレートの表面と一致する領域ならびに中間の
垂直な端の部分に延びている。塗工の外部表面は平らで
プレートの外部表面と同一面上にあり、そのため、該プ
レートの両表面には、形状と深さがプレート両面の絶縁
材料の塗工の形と厚さを決定する切込みがついている。
この塗工が陰極プレートから離れるのを防ぐため、該塗
工を固定するための切込みがつくられている領域に貫通
孔を設け、それを介して、それぞれのプレート表面の塗
工層を接合してもよい。

【００１０】この構成は、陰極プレートの両面に低くな
った領域をつくり、該領域の間に貫通孔を設け、それを
介して両表面の塗工を接合させることが必要であるた
め、製造上の問題がある。これらのすべては陰極の製造
コストのかなりの増加を意味し、また、絶縁性塗工物上
で横方向ペネトレータが作用するため、ペネトレータが
陰極上で作用し始めるとき、それらがそれぞれの面の塗
工物の接合を時期尚早に破壊し、塗工物をプレートから
離れさせてしまう。さらに、絶縁性塗工物の厚さが相対
的に減少し、ペネトレータの作用が時期尚早の劣化を生
じさせてプレートの一部を露出し、それによって、亜鉛
の析出物が不規則になって、ペネトレータの作用を妨げ
ることになる。これは、絶縁性塗工物を置き換えるため
に、陰極を周期的に修正することを必要とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、横方向
のペネトレータが対応する垂直な縁から出発して突き当
る領域で、プレートに絶縁性表面を設けた陰極であり、
プレートと絶縁性表面は、複雑な装置や操作に訴えるこ
となく、同じ亜鉛の製造プラントでそのような表面の置
き換えが可能であるような簡単な方法により該表面の適
用や組立てが実施できるように構成したものである。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、特許請求の範
囲に記した特徴をもつ電気絶縁性材料の表面で、これは
非常に耐久性があり、陰極プレートのコストに実際上影
響を与えることなく、その表面に形成できるものであ
る。

【００１３】本発明によれば、陰極プレートに、懸垂バ
ーに垂直な両縁の少なくとも１つから始まって、陰極プ
レートの両表面に析出する亜鉛層の上端を最初に引き剥
す水平なペネトレータが突き当って休止する領域と一致
する上記バーの近くに位置させて、１つのスロットを設
ける。このスロットは高さがペネトレータの作用端の幅
よりも大きく、この部分を、耐酸性でプレートと同じ厚
さの平らな誘電材料片が占める。誘電材料片は陰極プレ
ートの表面と同一平面上にある平らな表面によって画定
される。誘電材料片の形状はスロットのそれと一致す
る。

【００１４】この結果、横方向のペネトレータが突き当
る領域に位置する絶縁性表面が、陰極と同じ厚さの絶縁
片で構成されているため、かなりの抵抗性をもった陰極
となる。さらに、絶縁性表面が誘電材料片によって形成
されるため、析出段階で、十分な厚さの端がコード状で
上記絶縁性表面に隣り合って得られ、それによって、ペ
ネトレータの最初の作用が促進される。これに加えて、
誘電材料片は絶縁材料と陰極プレートの面取りの間に望
ましくない析出物が形成されるのを防止する。

【００１５】陰極プレート上の単一または複数のスロッ
トには、誘電材料片がそれ自身の面内でもそれに垂直な
方向にも動かないように防止する手段が設けられ、それ
によって、プレートのスロット内で不動に位置づけるこ
とが保証される。

【００１６】

【実施例】図１と図２に示す陰極は、形状が長方形のア
ルミニウム、アルミニウム合金などでできたプレート
（１）であり、その横行縁の１つに長さと幅の大きいバ
ー（２）が固定されている。このバーは陰極のヘッドを
構成し、陰極を電解タンク内に支え、リフト装置によっ
て陰極を操作するために用いられるもので、そのため
に、上部リングとフック（３）が設けられている。プレ
ートの垂直な両縁は誘電材料でつくった形材（４）で覆
われており、それによって、亜鉛がこれらの保護された
両縁に沿って析出するのを防いでいるので、プレート
（１）の表面に析出した亜鉛の層はこれらの垂直な両縁
に沿って接合しない。このようにして、亜鉛はプレート
（１）の自由表面で陰極上に析出し、プレート（１）の
下縁のまわりでその下端がともに接合しているだけの２
枚の層を形成する。

【００１７】プレート（１）には、また、垂直な両縁の
１つから始まって、電解プロセスで用いられる酸類に抵
抗性のある誘電体表面の領域（５）が設けてある。領域
（５）は、亜鉛析出層の上縁を引き剥すための図面には
示されていない多数の横方向に作用するペネトレータが
突き当って休止する領域と一致して、ヘッドバー（２）
に近いところに位置している。図１、図３および図４で
破線で表したプレート（１）に析出する亜鉛層の上縁
（６）は、この領域（５）と一致する。また、横方向に
作用するペネトレータの軸（6a）も示してある。

【００１８】本発明によれば、領域（５）は、耐酸性で
プレート（１）と厚さの等しいプラスチック材料片から
なっている。この材料片を取付けるため、垂直な両縁の
１つから始まって、プレート（１）にスロット（７）を
つくるが、該スロットはどのような輪郭でも採用するこ
とができ、その高さは、陰極上に析出する亜鉛層の上部
を引き剥す水平のペネトレータの作用端の幅よりも大き
くする。スロット（７）の口は、向い合って部分的に閉
鎖している部分（８）と（９）が画定する狭隘部となっ
ている。材料片（５）の形状は開口（７）のそれと一致
し、部分（８）と（９）によって、プレートから離れた
り外れたりするのを防止している。さらに、材料片
（５）とスロット（７）の対向する縁の形状は相互に調
和している。図面に示した例では、開口（７）を画定す
る縁（10）には、プレート（１）の両表面から始まっ
て、面取りをした縁が設けられており、図５と図６に示
すように、凸状に角度のついた部分を画定している。材
料片（５）は、その向い合う縁に、断面凹状に角度がつ
いている溝が設けてあって、角度のついた端部（10）と
結合することができる。

【００１９】材料片（５）とスロット（７）の向い合っ
た２つの縁の間を調和させて結合するこのシステムは、
該材料片がプレート（１）に対して横方向に動くのを防
止する。このようにして、誘電体のプラスチック材料片
（５）は、陰極プレート（１）に対してすべての動きが
奪われている。上記のように、材料片（５）は厚さがプ
レート（１）と同じであるので、該プレートの主要表面
は、図５と図６に見られるように、プレート（１）の表
面と同一平面上にある。

【００２０】上記の特徴によって、誘電材料の領域
（５）は、水平のペネトレータが突き当るプレート
（１）の垂直な縁から始まって得られ、該領域では亜鉛
の析出が防止される。ペネトレータは、プレート（１）
の表面に析出する亜鉛層に達するまで、材料片（５）の
表面を容易に滑り、亜鉛層をプレートから引き剥すの
で、この作業は端が材料片（５）と隣り合うコードを形
成することによって助けられる。材料片（５）は開口
（７）の形状に直接成形してもよいし、該材料片の主要
な表面に平行な中間面に従って得られる２つの半分によ
って形成してもよい。後者の場合、２つの半分の各々の
面を開口（７）の形に合わせ、それらをなんらかのシス
テム、たとえば耐酸性の接着剤、熱溶接などによってと
もに接合する。プレート（１）には、その垂直な両縁の
各々から始まるスロット（７）を設け、２つのスロット
のそれぞれを材料片（５）で占めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された陰極の正面図であ
る。

【図２】同じ陰極の側面図である。

【図３】図１のＡを拡大して示した詳細図である。

【図４】絶縁材料片のない陰極プレートを示す図３と同
様の詳細図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【図６】図３のVI−VI線に沿った断面図である。

フロントページの続き (72)発明者 フランシスコ ジャビィエ シトゲス メネンデ スペイン国，28409 マドリッド，ラ モラレジャ−アルコベンダス，カミノ デ ラ フエンテ 10， ラス テジャ ス (72)発明者 フェルナンド シトゲス メネンデ スペイン国，33400 サリナス，ルイス ハウザー １ (72)発明者 フランシスコ アルバレ タマルゴ スペイン国，33440 ルアンコ，ノス ゴンザレス ブランコ １−３セェ (72)発明者 アイベス レフェブレ スペイン国，33400 サイナス，パブロ ラロークス 15 (72)発明者 ジョゼ マリア マルチネス バルデス スペイン国，33450 アルナオ カスト リロン，ラ フェブリカ 66 (56)参考文献 特開 昭57−26186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25C 1/00 - 7/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】好ましくは直方形で、その短いほうの縁の
   １つがそれよりも長いバーまたはヘッド(２)の中で終っ
   ているプレート(１)からなり、その長いほうの縁の一方
   または両方から始まって、亜鉛析出層の上端を引き剥す
   多数の水平のペネトレータが突き当る高さのところに位
   置させて、誘電材料の一致するゾーン(５)をプレートの
   両面に設けてなる非鉄金属の電解析出用陰極において、
   上記バー(２)に垂直な両縁の少なくとも１つから始ま
   り、上記バー(２)の近くに位置して、誘電材料の領域
   (５)と一致するスロット(７)をプレート(１)に設け、該
   スロットは、高さがペネトレータの幅よりも大きく、そ
   の部分を、プレート(１)と厚さが同じであり、表面は平
   らで上記プレート(１)の表面と同一平面上にあり、その
   形状はスロット(７)の形状と一致する耐酸性の平らな誘
   電材料片(５)が占め、材料片(５)とスロット(７)には該
   材料片(５)がどの方向にも動かないように防止する手段
   が施され、その手段がスロット(７)の両側で口のところ
   に設けた狭隘部、および向い合った上記誘電材料片の縁
   とスロット形材の縁との調和した結合(10、11)からなる
   ことを特徴とする陰極。
2. 【請求項２】調和した結合が断面で角度のついたもので
   あり、スロットに沿っては凸状(10)、誘電材料片の向い
   合った縁に沿っては凹状(11)であることを特徴とする請
   求項１記載の陰極。