JP3977421B2 - 電解洗浄用マザープレート製造方法と該方法により製造されたマザープレート - Google Patents

Description

本発明は電解洗浄用のマザープレートの製造方法と、該方法により製造されたマザープレートであって、電解洗浄中にマザープレート表面上に蓄積された堆積物をマザープレートから容易に除去可能なものに関する。
銅、亜鉛およびニッケルなど多くの金属の精錬には、生産すべき金属から有害な不純物を分離する電解洗浄が含まれる。電解洗浄で生産される金属は電流により陰極に集積される。通常、電解洗浄は硫酸を含む電解液で満たされたタンク内で実行され、その中には複数の板状の陰極および陽極であって、いずれかの電気伝導性材料で作られ、交番形に配置されたものが浸される。陽極および陰極は上端において、それらをタンクの端部に懸架し電力回路に接続するためのラグまたはバーを備える。生産すべき金属は可溶性陽極、いわゆる活性陽極として、または先行する工程で電解液内に溶解されたものとして電解工程にもたらされ、後者の場合では採用される陽極は不溶性の、いわゆる不活性陽極である。
電解洗浄に使用される陰極を、生産すべき所望の金属で製造することができ、この場合、堆積物をもとの陰極板からひきはがす必要はない。しかし通常は、電解タンクに浸される陰極すなわちマザープレートは、生産すべき金属とは異なる金属で作られる。そうしたマザープレートとしての金属を、たとえばステンレススチール、アルミニウムまたはチタニウムとすることができる。その場合生産すべき金属は堆積物としてマザープレートの表面上に集積され、定められた間隔ごとにマザープレートからひきはがされる。
電流により、電解洗浄で生産される金属はマザープレートのすべての電気伝導性の表面上に堆積物として蓄積される。すなわち、仮にマザープレートが完全に電気伝導性であれば、生産すべき金属はマザープレートを、電解液に浸されたすべての部分にわたり一様な堆積物で覆う。ところで、マザープレートの２つの側面に蓄積された、生産すべき金属の堆積物は、マザープレートの狭小なエッジによって互いに取り付けられている３つの側面にも蓄積し、したがってその生産すべき金属の堆積物をマザープレートから除去することは非常に困難である。生産すべき金属堆積物のマザープレートの表面からの除去を容易にするためには、生産すべき金属がマザープレートの狭小なエッジ上に堆積物を蓄積することを阻止する必要がある。すなわち、マザープレートのエッジを非導電性として作成しなければならない。
マザープレートのエッジを非導電性とするための最もよく知られている方法は、プラスチックなどの絶縁材料で作られたエッジストリップでエッジを覆うことである。一般的に、絶縁ストリップは溝型の断面をしたプラスチックの異形材であり、マザープレートのエッジ上に押圧され、変形により生成された圧力や、マザープレートを通して挿入されたリベットや、またはそれらの組み合わせにより、適切な場所にとどまる。かかるエッジストリップの構造により、エッジストリップは必要な絶縁に対して厚くなりすぎ、ストリップとマザープレートとの継ぎ目は引き締まっておらず、電解液と生産すべき金属とはそこへの侵入路を有している。電解液がマザープレートとエッジストリップとの間に入ると、しばしばマザープレートの激しい腐食を引き起こし、これは、ストリップの分離や、マザープレートの寿命の本質的な短縮といった結果につながる。一方、生産すべき金属がマザープレートとエッジストリップとの間に集まり始めると、これはマザープレートからのストリップの分離、および生産すべき金属の除去における本質的な困難の原因となり、この場合、エッジストリップは、生産すべき金属を除去するときに、またはエッジストリップのウェッジング効果のために、急速に破壊される。
エッジストリップを備えたマザープレートはたとえば欧州特許出願第454,056号に記載されており、亜鉛の電解採取に使用される陰極板の少なくとも１つのエッジに、プラスチック、すなわち共重合ポリオレフィンで作られた絶縁ストリップが設けられている。前記欧州特許出願第454,056号はまた、陰極板の製造方法をも含んでいる。その方法によれば、絶縁ストリップは押し出し成型され、押し出し成型後、温度範囲100℃から200℃の、依然として熱い状態において、陰極板の長さのエッジに対して押圧される。その後、絶縁ストリップを備えた陰極板の長さは、複数の陰極板に切断される。したがって、欧州特許出願第454,056号による方法を使用すれば、マザープレートの鉛直方向のエッジの絶縁ストリップしか得られない。また、絶縁ストリップは陰極板の長さを切断する間に損傷を受けるかも知れず、その場合、電解採取工程により生産すべき金属が絶縁ストリップのたとえば下側に進行することもあり得る。
本発明の目的は、先行技術のいくつかの欠点を排除し、新規でより成功しやすい電解洗浄用のマザープレート製造方法と、該方法によって製造されたマザープレートとを完成して、マザープレートのエッジへの金属堆積をマザープレートの少なくとも２つのエッジに取り付けられたエッジストリップによって排除することである。
本発明による方法では、マザープレートに取り付けられた鋳型でエッジストリップ材を押し出し成型して、エクストルーダが、マザープレートに取り付けられた鋳型に沿い、本質的に鋳型の全長に沿って動くようにする。有利なことに、採用されたエッジストリップ材は固化するときに、マザープレートの金属材料と化学的結合を形成する。ストリップ材が本質的に固体の状態に固化した後に、鋳型はマザープレートから分離され、エッジストリップは電解洗浄で使用される準備が整う。
本発明により製造され、電解洗浄を意図しているマザープレートは、有利なことに、マザープレートの少なくとも２つの相対する側面が、マザープレートの金属材料と化学的結合を形成するプラスチックのエッジストリップを備える。エッジストリップの成型に先行して、マザープレートは電解洗浄に適合する大きさにされる。その際たとえばマザープレートの側面の長さは、マザープレートが電解タンクにぴったりはまるような寸法になる。
本発明によれば、エッジストリップが実質的に一様であり、その全長にわたって一段階で製造できるように、マザープレートに、ストリップがマザープレートの２つの相対する側面と、これらを接続する少なくとも１つの側面とに配置されるよう、エッジストリップを備えることができる。その場合、本方法に使用される鋳型は、鋳型がマザープレートの３つの側面に同時に取り付け可能となるように成型される。
本発明によれば、マザープレートにはまた、ストリップがプレートの相対する２つの側面のみに配置されるようエッジストリップを備えることもできる。その場合、ストリップはマザープレートの両方の側面に配置されたエクストルーダによって製造されるか、または、まずマザープレートの一方の側面にストリップが形成され、その後プレートはその鉛直軸のまわりを、水平な位置を保ったまま180度回転される。回転後、本発明の方法によって、エッジストリップがマザープレートの反対の側面に製造される。このとき鋳型は、エッジストリップが備えられるべき側面と本質的に同じ長さである。
本発明によれば、採用されるエッジストリップ材はエチレン酸共重合体などの共重合体、またはポリプロピレンである。したがってプラスチックのストリップ材の押し出し成型を、150℃から300℃の温度範囲で実行することができる。
本発明によれば、次の利点が得られる。
−マザープレートはエッジストリップを隅々まで支持するため、ストリップは機械的に長持ちすることとなる。
−エッジストリップを先行技術よりも薄く作ることができるため、電気的絶縁の要求をより良好に満たす。
−電解液および生産すべき金属によるエッジストリップとマザープレートとの間への侵入が、化学的結合により防止される。
−生産すべき金属をマザープレートから容易かつ確実にひきはがすことができる。
−マザープレートおよびエッジストリップの両者の稼動寿命が延長される。
−マザープレートおよびエッジストリップの保守コストが低減される。
−エッジストリップを、相対的に経済的な、機械的なまたは自動の装置により、本質的に短い時間で製造することができる。
以下、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
第１図は本発明の方法によって製造されたマザープレートの側面図であり、
第２図は本発明の方法によって製造された他のプレートの側面図であり、
第３図は本発明の方法を実行したときの、第１図または第２図の実施態様における線分Ａ−Ａに沿った部分的な断面図である。
第１図および第３図によれば、マザープレート１の周囲の、本質的に少なくともエッジストリップが取り付けられる長さに、鋳型７が取り付けられる。鋳型７は、エッジストリップのマザープレートとは接触しない端部10とは別の、エッジストリップ６の断面形状を定める。鋳型７を適切に取り付ける前に、有利なことに、マザープレート１の少なくとも側面３，４，５に沿ったエッジは、少なくとも鋳型７の内部にとどまっている断面について、必要時に、洗浄と、たとえばドレッシング、サンドブラスティング、または穴あけなどの前処理とがなされる。さらに、鋳型７を適切に取り付ける前に、鋳型７の、エッジストリップ６と接触するべく落ち込んでいる表面８は、ストリップ材が粘着するのを防ぐように処理し、またはストリップ材が粘着しないポリ四フッ化エチレンなどの材料で作る。
エチレンアクリル酸共重合体などのプラスチックのエッジストリップ材12が鋳型７内で押し出し成型されるよう、エクストルーダのノズル11は、エッジストリップ６の、マザープレートからはずれている端部10の断面形状を定める鋳型部９を備える。有利なことに、エクストルーダ11は鋳型７について、押し出し成型８がマザープレートの鉛直方向のエッジ３の頂端部から始まり、電解液に接触するマザープレート１の各エッジを周回する本質的に連続な形式により、マザープレートの他の鉛直な側面４の頂端部に到るまで進むよう、動作する。ストリップ材６の固化後に鋳型７は除去され、マザープレートは電気分解に浸される準備が整い、マザープレートに備えられた支持要素２により支持される。
第２図は本発明の方法により製造されたマザープレート１を示し、エッジストリップ６は専ら、プレートの相対する側面３および４に形成されている。エッジストリップ６は鋳型11をまず側面４に取り付けることにより形成される。エッジストリップ６を形成後、マザープレート１は側面３にエッジストリップ６を形成するために、その鉛直軸のまわりを180度回転させられる。

Claims (4)

1. 金属板と、該金属板の支持要素と、該金属板の側面のうち少なくとも１つに備えられたプラスチックのエッジストリップとを含み、電解洗浄に使用されるマザープレートの製造方法において、前記エッジストリップのため、前記マザープレートに、エッジストリップ材を押し出し成型するエクストルーダを備えた鋳型を取り付け、該エクストルーダが該鋳型に対して動作して、押し出し成型を該鋳型の本質的に全長にわたって進ませ、該鋳型を前記マザープレートから分離する前に、前記ストリップ材を本質的に固体の形状に変化させ、また前記エッジストリップと前記マザープレートとの間に化学的結合を生成することを特徴とする電解洗浄用マザープレート製造方法。
2. 請求の範囲第１項記載の方法において、採用する前記エッジストリップ材はエチレン酸共重合体であることを特徴とする電解洗浄用マザープレート製造方法。
3. 請求の範囲第１項記載の方法において、採用する前記エッジストリップ材はポリプロピレンであることを特徴とする電解洗浄用マザープレート製造方法。
4. 請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法において、前記鋳型の、前記エッジストリップと接触するべく落ち込んでいる表面をポリ四フッ化エチレンで作成することを特徴とする電解洗浄用マザープレート製造方法。

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