JPS58500201A - 電解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電解装置 本発明は、 ■それぞれ懸架用耳を両側に備え交互に配電した陽極および陰極から成る垂直に 懸吊した電極群をそれぞれ含む並置した複数の電解槽と、 ■隣接する電解槽を隔てる隔壁に設けてあって、隔壁毎に、交互に配置した導電 材料製支持部材と絶縁材料製支持部材とからそれぞれ成り中央の電気接続素子の 両側に地びる支持部材の２つの列を含み、電極の懸架用耳を支持するとともに電 解槽を電気的に接続する支持・ＩＩＩ綬手段と、 ■電極群を電解槽に導入し且つ電解槽から引出す操作手段とを有する電解装置に 関する。

この種の装置は、米国特許第４０２８２１１号に記載されている。この公知の装 置においては、支持・接続手段は平坦である。従って、電解槽内に電極を懸吊し た場合、電極の耳は、電極の支持部材を越えて鷺びることかできず、操作手段は 、耳の端部の下面に達し得ない。操作手段は、陰極について、陰極の懸架用バー の中心の両側で陰極を把持する１対の鉗子を有し、陽極全体について、陽極の懸 架用耳に設けたスロットを介して陽極全体を把持する２つのジョーを備えたグリ ップを有する。従って、上記陽極は、大きな懸架用耳を必要とするので、スクラ ップ率が大きい。スクラップ率とは、陽極の、電解後に再溶融しなければならな い部分の割合のことである。即ち、上記の公知Ｏ装置には、操作手段の構造が複 雑であ夛、使用する陽極のスクラップ率が大きいと貴う欠点がある。

本発明の目的は、上記の公知の装置Ｏ欠点を排除した、上述ｔＶ＠＠Ｏ電解羨置 を提装することにある。

本発明の装置においては、 一支持部材は中央の電気接続素子よ）も突出し、■電解槽内に懸、吊し九電極の 車は支持部材を越えて蔦び、−操作手段は電極Ｏ罵の端部Ｏ下面を介して電極を 上昇させる。

本発明の他の細部及び特徴は、添付図１ｉＫ示した本発明の非限定的な一実施例 に関する以下の記述から明らかとなる。

第１Ｅａ銅Ｏ電気精錬用の本発明装置の略平画図である。

第２図は第１図の装置中の並置された５つの電解槽の一部をより詳細に示す拡大 平面図である。

第５図は第２図の隣接する２つの電解槽を隔てる隔壁に設けられた支持・接続装 置の一部をよシ詳細に示す拡大平面図である。

第４図は第５図の装置を第３図の＠ｙ−ｙに沿って切断して示す垂直断面図であ る。

第５図は第５図の装置０１つの部材を示す平面図である。

第６図は第３図ｏｉＩｔｏ他の部材を示す千藺閣である。

第７図は第１図の装置中の操作装置をより詳細に示す部分拡大平面図である。

第８図は第７図の装置を第７図の線■−■に溢って切断して示す拡大断面図であ る。

第９図は第７図の装置の正面図である。

第１０図は第９図の装置の中央部をより詳細に示す拡大図である。

第１１図及び第１２図は第８図の装置の動作を示す図である。

第１３図及び第１４図は第８図の装置の別の爽施例の動作を示す図である。

各図において同一参照符は同一部材を示す。

＃１１図に示した装置は、並置した長方形電解槽２から成る平行ｔｋ４つの列１ と、横梁５を懸架した往復台４を備えた可動ブリッジ３とを有する。車輪６を備 えた可動ブリッジ３は、電動機（図示せず）によって駆動され、電解槽列１に平 行なレール７上を往復運動することが出来る。車輪８を備え電動機（図示せず） によって駆動される往復台４は、電解槽列１に対して横向きにブリッジ３に固定 したレール９上を往復運動できる。可動ブリッジ３および往復台４は、公知のタ イプであシ、従って、その構造についてはこれ以上説明しない。

第２図に示した如く、各電解槽２は、交互に配置した陽極１０および陰極１１か ら成る電極群を有する。上記電極状、電解槽２の縦軸線に対して横向きに等間隔 て喬直に懸吊しである。２つのＷａＩＩｋ電極の軸線の間の間隔は僅かである（ 例えば、４９．）。各電解槽２は、例えば、３５の陽極１０と３６の陰極１１と を有する。陽極１０は、不純物を含む鋳造鋼板から成シ、その上部には、側方へ 突出し陽極１０を電解槽２内に懸吊することを可能にする２つの耳（第１２．１ ！Ｓ図をも参照）が設けである。

陰極１１は、懸吊用ロッド１５を通すための２つの懸吊用ループ１４を備えた純 銅板１３から成る。懸吊用ロッド１５は、銅板１３０Ｉｌ縁を越えて鷺びておシ 、ロッド１５の端部１６は、陰極１１の懸架用耳を形成する（第１２．１４図を も参照）。

２つの隣接電解槽２の間の各隅１１１７には、電極の懸架用耳１２，１６を支持 し、隣接電解槽を電気的に接続する支持・接続装置１８が設けである（第１１． １３図をも参照）。第３図に示した如く、装置１８は、交互に配置した導電材料 製支持部材２１と絶縁材料製支持部材２２とから成る第１、第２列１９．２０を 有する。上記列は、２つの列の導電性支持部材２１を電気的に接続する中央の電 気接続素子２３の両側に延びている。第１列１９の導電性支持部材２１＃′ｉ、 装置１８の左側の電解槽２に含壕れる陽極１０の耳１２を支持するのに役立ち、 上記列の絶縁性支持部材２２は、上記電解槽に含まれる陰極１１の耳１６を支持 するのに役立ち（または、上記とは逆）、一方、１１ｇ２列２０の導電性支持部 材２１は、装置１Ｂの右側の電解槽２に含まれる陰極の耳１６を支持するのに役 立ち、上記列Ｏ絶縁性支持部材２２は、上記電解槽に含まれる陽極１１の耳１２ を支持するのに役立つ（ｔたは、上記とは逆）。

第４．１１．１３図に示した如く、装置１８は、ポリ塩化ビニル、ポリエステル または別の適轟な絶縁材料から成る第１部材と、銅または別の導電材料から成る 第２部材とから構成してあり、上記第１部材は、絶縁性支持部材２２を形成する ために側壁に歯を設　た第１Ｕ字部材２４と、セメント２６によって隔壁１７の 上縁に底面を固定した第２Ｕ字部材２５とから構成されており、上記第２部材は 、側壁が鋭い二“ンノで終わり、Ｕ半部材２４に嵌合するノツチを両側面に備え 、導電性支持部材２１を形成する歯を有するＵ字部材２７から構成しである。

Ｕ半部材２５は、隔壁１７と同一の長さを有する単一部材から構成できる。この 種の部材は、通常、押出法で作製する。Ｕ半部材２５は、更に、蟻ミゾ形結合要 素を備えた一連の短い部材２５′（第５図）から構成できる。

この種の部材は、通常、ダイカストで作製する。

一連の短い部材２４′（第６図）を並置してＵ半部材２４を形成できる。この種 の部材は、ダイカストで作製する。

側壁が鋭いエツジで終わるＵ字部材は、ダイカストで作製できる。この種の部材 にノツチを設ければ、Ｕ字部材２７が得られる。

電極１０．１１の耳１２．１６の長さは、これらの耳が、例えば、約１０〜３０ ■、その支持部材２１．２２を越えて延び、横梁５（これについては、以下で説 明する）が上記耳の端部の下面に接近できるよう、選択しである（第１１、Ｌ５ 図参照）。上記接近を可能とするには、更に、上記下面と中央の電気接続素子２ ３の上面、即ち、Ｕ半部材２７Ｏ底部の上面との間の距離が十分に大きくなけれ ばならない（例えば、約３０〜４０　ｔｘ　）。この距離は、上記下面に接近で きなければなら々い横梁の形状に依存する。上記接近を可能とするには、更に、 相互に向き合う支持部材に支持し九耳の間の距離が十分に大きくなければ欧らな い（例えば、約４０〜６０■）。この距離も、上記形状に依存する。

各列１の最初の電解槽２および最後の電解槽２は、公知の態様で、電源（図示せ ず）に接続しである。適幽な電鱗質が電解槽２を流れる。電解時、低純度の陽極 １０は溶解し、純銅が陰極１１に析出する。１つの電解槽２の陽極１０が消耗し たならば、その電解槽中の、薄い陽極と厚い陰極とから成る電極群は、厚い陽極 と薄い陰極とから成る新しい電極群と交換しなければならない。電極群を交換す る場合、可動ブリッジ３、往復台４および横梁５を利用する。

第７〜９図に示す如く、横梁５は、上部ヨーク２９および下部ヨーク３０を有す る。上部ヨーク２９は、２つのトラバース（図示せず）および２つの横方向プレ ート３２によって結合した２つの梁３１を有する。横方向プレート３２には、そ れぞれ、懸吊用孔３４を備えたブラケット３３および垂直案内要素３５が固定し である。垂直案内要素３５は、往復台４に固定したガイド３６内を摺動する。横 梁５は、懸吊用孔５４によって、公知の態様で、往復台４に設けた公知の昇降装 置（図示せず）に懸吊しである。

下部ヨーク３０は、２つのトラバース３Ｂによって結合した２つの梁５７を有す る。下部ヨーク３０は、ボールケージ３９を介して上部ヨーク２９に結合しであ る。

下部ヨーク３０は、上部ヨーク２９に固定したループ４２と下部ヨーク３０に固 定したループ４３との間に背中合せに配置した２つの液圧シリンダ４０．４１の トルクによって、ボールケージ３９の軸線のまわシに回転させることができる。

シリンダ４０のロッド４４の端部は、ループ４２に同定したヒンジ４５に枢着し である。シリンダ４１のロッド４６の端部は、ループ４３に固定したヒンジ４７ に枢着しである。シリンダ４０のロッドが完全に引込まれ、シリンダ４１のロッ ド４６が完全に押出されると、下部ヨーク３０の縦軸線は、位置ｐ１（第７図） を取シ、上部ヨーク２９の縦軸線に平行となる。シリンダ４０のロッド４４が押 出されると、下部ヨーク３０の縦軸線は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動する。シ リンダ４１のロッド４６が引込まれると、下部ヨーク３゜の縦軸線は、位置Ｐ１ から位置Ｐ３へ移動する。従って、下部ヨーク３０は、シリンダ４０，４１のス トロークに依存して、終端位置Ｐ２．ＰＳの間の任意の位置に置くことができる 。Ｐ２とＰ３との間の角度は、例えば、１０°であゐ。云うまでもないことであ るが、上記角度は、各電解槽間の非平行度に適合させなければなら力い。

下部目−り３０には、車台４８および把持装置４９が設けである。車台４Ｂは、 ヨーク３０の下方に固定した２つの梁５０と、車輪５３を備えた脚５２を端部に 設けた２つのトラバース５１とを有する。車台４８は、把持装置４９の２つのジ ョー５４が中央の電気接続素子２３を破損することのないよう、常に、上記ジョ ーを上記素子から離れた状態に保持する。

把持装置４９は、上記ジョー５４を固定した２つの補強せるＬ半部材５５と、Ｌ 半部材５５を移動させる手段とを有する。ジョー５４は、部材５５．５６から電 気的に絶縁されている（第１１図参照）。Ｌ半部材５５は、それぞれ、トラバー ス３８の端部に固定したループ５８に設けた２つのヒンジ５７によって支持され ている。各部材５５は、ブラケット５９、自在継手６０、ロッド６１および自在 継手６２によって、重直な液圧シリンダ６５のロッド６４に結合した中央プレー ト６３に連結しである（第８，１０図参照）。シリンダ６５のロッド６４が押出 されると、プレート６３が下降し、２つのジ！！−５４が、相互に離れ、即ち、 把持装置４９が開く。シリンダ６５のロッド６４が引込まれゐと、プレート６３ が上昇し、２つのジＷ−５４が、相互に接近し、即ち、把持装置４９が閉じる。

第１０図に示す如く、プレート６３は、ガイド６７内を摺動する２つの案内ロッ ド６６に固定しである。案内ロッド６６には、ナツト６９によって位置調節でき るスリーブ６８が被せである。スリーブ６８の下縁とガイド６７の上縁との間の 距離が、シリンダ６５０ス）ａ−りを決定する。従って、スリーブ６８の位置を 調節して上記ストロークを調節することができる。案内ロッド６６は、ガイド６ ７に支持したコイルバネ７ｏを備えている。

このコイルバネは、シリンダ６５がプレート６３を押し下げると、圧縮される。

従って、バネ７ｏは、何郷かの理由でシリンダ６５の機能が停止した場合、上記 プレートの下降、即ち、把持装置４９の開放を防止する。シリンダ６５およびガ イド６７は、上記の梁５７を結合する２つのトラバース７２に固定した支持部材 ７１に亀付けである。

第１１．１２図に示す如く、ジョー５４は、電極１０．１１の耳１２．１６を支 持する足７１で終わっている。第１３図および第１４図に、別のタイプのジョー を示した。このジＥｌ−５４’は、支持すべき電極さ同数のスペース７３を有す る格子７２で終わっている。

上述の装置は下記の如く操作できる。電解槽内に交換すべき電極群が存在する場 合、この電解槽の上方まで往復台４を移動し、横梁５を下降し、その把持装置４ ９を開き、交換すべき電極群の耳１２．１６の近傍に２つのジ’１ｆ−５４また け５４′を置く。必要ならば、シリンダ４゜およびまたは４１によって、下方の 装置１８に平行にガるようジョー５４または５４′の位置を調節する。車台４８ の車輪５３が電解槽の２つの隔壁１７の端部に尚接する壕で、横架を下降するの が有利である。この時点では、ジ！１−５４またけ５４′は、第１１図および第 １３図に破線で示した位置を取る。次いで、把持装置４９を閉じ、即ち、ジョー ５４または５４′を垂直位置に置き、横梁５を上昇する。横梁５の上昇時、ジョ ー５４７たけ５４′は、電極の耳１２．１６の端部の下面に接触し、第１２図お よび第１４図に示した如く、電極群を上昇する。次いで、横梁５を図示しない装 置へ送り、薄い陽極と厚い陰極とから成る荷を下ろし、厚い陽極と薄い陰極とか ら成る荷を積んで電解槽へ龜どし、上記荷を電解槽中に下ろす。

本発明に係る装置は、もちろん、上述の実施例に限定されるものではなく、本発 明の範囲内において、各種の設計変更が可能である。

例えば、上述の装置は、２つの隣接電解槽の陽極を一列に配置するウォーカーの 電気精錬法に使用するよう構成しである。この装置は、第１電解槽の陽極を、第 １電解槽に隣接する第２電解槽の陰極と一列に配置するホワイトヘッドの電気精 錬法にも使用できる。このためには、装置１８を使用するだけでよい。

例えば、Ｕ字部材２７０側壁の端部は、鋭いエツジとしてではなく、丸く構成で きる。

Ｕ字部材２５は、別の形状の部材と置換えるか、除くことができる。しかし麦か ら、上記部材を除いた場合は、Ｕ字部材２４を隔壁１７の上端に固定しなければ ならず、従って、上記部材２４の交換が困難となる。

すべての電解槽２の隔１１１７が完全に平行であれば（但し、既存の電気精錬プ ラントでは通常は平行でたい）、旋回不能表上部ヨーク２９および旋回自在な下 部ヨーク３０を旋回不能な単一のヨークと置換えることができる。

車台４８は除くことができるが、この場合、横梁５の支持が複緘きなる。

バネ７０は除くことができるが、その場合、何等かの理由でシリンダ６５の機能 が停止した場合、電極群が落下する危険性が生ずる。

スリーブ６８は除くことができるが、この場合、シリンダ６５０ストロークの調 節が不可能となる。

液圧作動手段４０，４１．６５は、空気圧式作動手段または電気式作動手段と置 換えることができる。

／デＬ 勺・８ ４Ｌ仏 不ｆ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．■それぞれ懸架用具（１２１６）を両側に備え交互に配置した陽極（至）お よび陰極αめから成る垂直に懸吊した電極群をそれぞれ含む並置した複数の電解 槽（２）と、−隣接する電解槽を隔てる隔壁（ロ）に設けてあって、隔壁毎に、 交互に配置した導電材料製支持部材（ホ）と絶縁材料製支持部材（２）とからそ れぞれ成り中央の電気接続素子に）の両側に延びる支持部材（２１，２２）の２ つの列（１９，２０）を含み、電極の懸架用具を支持するとともに電解槽を電気 的に接続する支持・接続手段（至）と、 １電極群を電解槽に導入し且つ電解槽から引出す操作手段（５）とを有する電解 装置であって、■支持部材（２１，２２）は中央の電気接続素子四よシも突出し ており、 一電解槽内に懸吊した電極の耳（１２，１６）は支持部材（２１，２２）を越え て鷺びてお９、 −掃作手段（５）は電極の耳（１２，１６）の端部の下面を介して電極を上昇さ せることを特徴とする装置。 ２、　支持・接続手段６時が、側壁に癩を設けた絶縁材料製Ｕ字部材（ハ）と、 両側にノツチを有し上記第１の部材（ハ）に嵌合する導電材料製Ｕ字部材（ロ） とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、　導電材料製Ｕ字部材（ロ）の側壁の上部の断面が、三角形であることを特 徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、　導電材料製Ｕ字部材勿の側壁の上部の断面が、円形であることを特徴とす る特許請求の範囲第２項記載の装置。 ５、　支持・接続手段が、上覧第１Ｕ字部材が嵌合する絶縁材料製のＪｇ２Ｕ字 部材四を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項、第５項または第４項記載 の装置。 ＆　操作手段（５）が、下端に電極の耳の支持要素（７１ｔたは７２）を形成し た１対のジョー（５４ｔたは５４′）と、ジョーを相互に接近、離隔する手段（ ５５，５７，５９〜６７）とから成る把持装置−を支持するヨーク（至）を含む ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ２　各ジョー（５４または５４′）が、ヒンジ勅に取付けたビーム曽に固定して あシ、上記ビームには、自在継手−を介してロッド■の一端に連結したブラケツ ）Ｍが堆付けてあシ、上記ロッドの他端は、自在継手□□□を介して、垂直に変 位できる中央プレー）Ｈに連結しであることを特徴とする特許請求の範囲第６項 記載の装置。 ８、　中央プレー）＆ｌが、下方へ向く液圧シリンダーのロッド■に結合してあ り、且つガイド−内を摺動する垂直案内ロッド岐の下端に固定しであることを特 徴とする特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、　案内ロッド−の高さが、ガイド艶の高さよシも大きく、案内ロッド岐の上 部の周囲には、ガイド■に支持してあって、シリンダーによってプレート■が下 降された際に圧縮されるコイルバネに）が設けであることを特徴とする特許請求 の範囲第８項記載の装置。 １１　案内ロッド■の高さが、ガイド■の高さよシも大きく５．上記案内ロッド には、シリンダーによってプレートリが下降された際にガイド＠に当接するスリ ーブ−が被せてあり、上記案内ロッドには、スリーブ−の位置を修正する手段− が設けであることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １ｔ　ヨーク曽には、更に、ジョー（５４ｔたは５４′）の支持要素（７１まえ は７２）を、常に、中央の電気接続素子−から離れた状態に保持する車台−が取 付けであることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 １２、操作手段（６）が、ボールケージ（至）を介してヨーク員を懸架した上部 ヨーク（２）と、下部ヨーク（至）を回動させる手段（４０〜４７）とを有する ことを特徴とする特許請求の範囲第６〜１１項０１つに記載の装置。