NL2016561B1 - Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. - Google Patents
Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2016561B1 NL2016561B1 NL2016561A NL2016561A NL2016561B1 NL 2016561 B1 NL2016561 B1 NL 2016561B1 NL 2016561 A NL2016561 A NL 2016561A NL 2016561 A NL2016561 A NL 2016561A NL 2016561 B1 NL2016561 B1 NL 2016561B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cathode
- support
- electrolysis
- insert
- cathode support
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
De uitvinding heeft betrekking op een kathode-drager voor toepassing in een elektrolyse-inrichting voor het door middel van elektrolyse winnen van een metaal, welke kathode-drager tenminste één kathode-winplaat draagt en tijdens bedrijf met zijn dragereinden afsteunbaar is op opstaande randen van een van de elektrolyse-inrichting deel uitmakend elektrolyse-bad en daarbij met tenminste één van zijn dragereinden elektrisch verbindbaar is met een van de opstaande rand deel uitmakende contactkathode. De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het door middel van elektrolyse winnen van een metaal omvattende een elektrolyse-bad waarin een elektrolyse-oplossing opneembaar is, alsmede tenminste één kathode-winplaat, welke kathode-winplaat in de elektrolyse-oplossing hangbaar is door middel van een kathodedrager volgens de uitvinding.The invention relates to a cathode support for use in an electrolysis device for recovering a metal by means of electrolysis, which cathode support carries at least one cathode recovery plate and can be supported with raised ends of a metal during its support ends electrolysis bath forming part of the electrolysis device and thereby being electrically connectable with at least one of its support ends to a contact cathode forming part of the raised edge. The invention also relates to a device for recovering a metal by means of electrolysis comprising an electrolysis bath in which an electrolysis solution can be accommodated, as well as at least one cathode winning plate, which cathode winning plate can be suspended in the electrolysis solution by means of a cathode support according to the invention.
Description
Korte aanduiding: Kathode-drager voor toepassing in een elektrolyse-inrichting alsmede een dergelijke elektrolyse-inrichting.Brief description: Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device.
BESCHRIJVINGDESCRIPTION
De uitvinding heeft betrekking op een kathode-drager voor toepassing in een elektrolyse-inrichting voor het door middel van elektrolyse winnen van een metaal, welke kathode-drager tenminste één kathode-winplaat draagt en tijdens bedrijf met zijn dragereinden afsteunbaar is op opstaande randen van een van de elektrolyse-inrichting deel uitmakend elektrolyse-bad en daarbij met tenminste één van zijn dragereinden elektrisch verbindbaar is met een van de opstaande rand deel uitmakende contactkathode.The invention relates to a cathode support for use in an electrolysis device for recovering a metal by means of electrolysis, which cathode support carries at least one cathode recovery plate and can be supported with raised ends of a metal during its support ends electrolysis bath forming part of the electrolysis device and thereby being electrically connectable with at least one of its support ends to a contact cathode forming part of the raised edge.
De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het door middel van elektrolyse winnen van een metaal omvattende een elektrolyse-bad waarin een elektrolyse-oplossing opneembaar is, alsmede tenminste één kathode-winplaat, welke kathode-winplaat in de elektrolyse-oplossing hangbaar is door middel van een kathode-drager volgens de uitvinding.The invention also relates to a device for recovering a metal by means of electrolysis comprising an electrolysis bath in which an electrolysis solution can be accommodated, as well as at least one cathode winning plate, which cathode winning plate can be suspended in the electrolysis solution by by means of a cathode support according to the invention.
Bij het door middel van elektrolyse winnen van een metaal wordt gebruik gemaakt van zogenoemde elektrolyse-baden, waarin het te winnen metaal in de vorm van metaalionen in oplossing aanwezig is. Op basis van de aanwezigheid van een anode (gevormd door de elektrolyse-oplossing) en een in de elektrolyse-oplossing hangende kathode-winplaat, kunnen door een stroom tussen de anode en de kathode-winplaat aan te brengen de metaalionen vanuit de elektrolyse-oplossing in zeer zuivere vorm als metaal neerslaan op de kathode-winplaat.In the recovery of a metal by electrolysis, use is made of so-called electrolysis baths, in which the metal to be recovered is present in solution in the form of metal ions. Based on the presence of an anode (formed by the electrolysis solution) and a cathode recovery plate hanging in the electrolysis solution, the metal ions from the electrolysis solution can be supplied by applying a current between the anode and the cathode recovery plate. precipitate in very pure form as a metal on the cathode-winning plate.
Nadat het te winnen metaal zich in een voldoende dikke laag op de kathode-winplaat heeft afgezet, wordt de kathode-winplaat uit de elektrolyse-oplossing weggenomen, om elders te worden ontdaan van de laag zuiver metaal. De afgestripte metaallagen worden vervolgens elders omgesmolten tot een bewerkbaar halfproduct. De kathode-winplaat zal na reiniging worden terug gehangen in de elektrolyse-oplossing, waarna het elektrolyse-proces weer begint.After the metal to be recovered has deposited on the cathode recovery plate in a sufficiently thick layer, the cathode recovery plate is removed from the electrolysis solution to be stripped of the pure metal layer elsewhere. The stripped metal layers are then melted elsewhere into a processable semi-finished product. After cleaning, the cathode recovery plate will be hung back in the electrolysis solution, after which the electrolysis process starts again.
Om deze soort van metaalwinning economisch rendabel en grootschalig uit te kunnen voeren, bezitten de elektrolyse-baden aanzienlijke afmetingen (1 meter breed en tot wel 100 meter lang), zodat grote aantallen kathode-winplaten naast elkaar in de elektrolyse-oplossing kunnen worden gehangen.In order to be able to carry out this type of metal mining economically and on a large scale, the electrolysis baths have considerable dimensions (1 meter wide and up to 100 meters long), so that large numbers of cathode winning plates can be hung next to each other in the electrolysis solution.
Elke kathode-winplaat is daarbij hangend bevestigd aan een zogenoemde kathode-drager, welke drager met zijn dragereinden afsteunt op de tegenover gelegen randen van het elektrolyse-bad. Eén of beide randen zijn daarbij voorzien van een contactkathode, teneinde de stroomverbinding met de kathode-drager (en de kathode-winplaat) te realiseren. Zodoende wordt het elektrolyse-proces niet onderbroken en vindt een continue gestage metaalafzetting op de kathode-winplaat plaats.Each cathode recovery plate is thereby suspended to a so-called cathode support, which support rests with its support ends on the opposite edges of the electrolysis bath. One or both edges are thereby provided with a contact cathode in order to realize the current connection with the cathode support (and the cathode recovery plate). Thus the electrolysis process is not interrupted and a continuous steady metal deposition takes place on the cathode recovery plate.
Gebleken is dat met name het stroomcontact tussen de contactelektrode en de kathode-drager bij de huidige constructies niet optimaal is. Door het frequent opnemen van de kathode-drager (om het afgezette metaal af te strippen) en weer op de rand plaatsen ervan, ondervindt de kathode-drager de nodige vervorming en slijtage. Hierdoor is het stroomcontact niet altijd 100%, waardoor - gelet op de gebruikte hoge stroomdichtheden van 400-500 A/m2 - vonkbruggen kunnen ontstaan, die het materiaal van de kathode-drager verder aantasten. Tevens kan door de ontstane warmteontwikkeling het materiaal plaatselijk wegsmelten, hetgeen de functionaliteit van de kathode-drager niet bevordert.It has been found that in particular the current contact between the contact electrode and the cathode support is not optimal with current constructions. By frequently receiving the cathode support (to strip the deposited metal) and placing it back on its edge, the cathode support experiences the necessary deformation and wear. As a result, the current contact is not always 100%, so that - given the high current densities of 400-500 A / m2 used - spark gaps can occur which further affect the material of the cathode support. Also, due to the heat generated, the material can melt away locally, which does not promote the functionality of the cathode support.
De uitvinding beoogt derhalve een verbeterde kathode-drager volgens bovenvermelde aanhef te verschaffen, waarmee aanzienlijk lagere stroomdichtheden door de kathode-drager kunnen worden gerealiseerd, waardoor naast minder warmteontwikkeling ook een verbeterd elektrisch contact tussen de kathode-drager en de contactkathode van het elektrolyse-bad ook een kathode-drager met een langere levensduur wordt verkregen, die tevens zorg draagt voor een beter, efficiënter en constanter elektrolyse-proces bij een lager stroomverbruik.It is therefore an object of the invention to provide an improved cathode support according to the aforementioned preamble, with which considerably lower current densities can be realized through the cathode support, whereby, in addition to less heat generation, an improved electrical contact between the cathode support and the contact cathode of the electrolysis bath a cathode support with a longer service life is also obtained, which also ensures a better, more efficient and more constant electrolysis process with a lower power consumption.
Hiertoe is de kathode-drager voorzien van ten minste één zich vanuit het dragereinde in de langsrichting van de kathode-drager uitstrekkend inzetdraqer vervaardigd van een ander elektrisch geleidend materiaal.For this purpose, the cathode carrier is provided with at least one insert carrier extending from the carrier end in the longitudinal direction of the cathode carrier made of another electrically conductive material.
Door in de kathode-drager een inzetdrager op te nemen vervaardigd van een ander elektrisch geleidend materiaal en bij voorkeur van een elektrisch geleidend materiaal met een lagere soortelijke stroomweerstand dan dat van het materiaal van de kathode-drager kan tijdens gebruik aanzienlijke lagere stroomdichtheden in de kathode-drager worden gerealiseerd.By incorporating in the cathode support an insert support made of another electrically conductive material and preferably of an electrically conductive material with a lower specific current resistance than that of the material of the cathode support, considerably lower current densities in the cathode can be used during use. carrier can be realized.
Daar de stroomgeleiding via de contactelektrode en door de kathode-drager in de richting van de kathode-winplaat nu primair via de inzetdrager met een lagere soortelijke stroomweerstand plaats vindt, zal door de lagere stroomdichtheden aanzienlijk minder warmte-ontwikkeling in het materiaal van de kathode-drager ontstaan, zodat het materiaal van de kathode-drager niet verder nadelig wordt aangetast. Dit bevordert verder de functionaliteit en de levensduur van de kathode-drager.Since the current conduction via the contact electrode and through the cathode carrier in the direction of the cathode winning plate now takes place primarily via the insert carrier with a lower specific current resistance, the lower current densities will result in considerably less heat development in the material of the cathode. carrier, so that the material of the cathode carrier is not further adversely affected. This further promotes the functionality and the service life of the cathode support.
Bij een verder aspect van de uitvinding is de tenminste ene inzetdrager passend is opgenomen in een in de kathode-drager aangebrachte en in de langsrichting uitstrekkende boring, terwijl bij een ander aspect de tenminste ene inzetdrager passend is opgenomen in een in een zijvlak van de kathode-drager aangebrachte en in langsrichting uitstrekkende sleuf. In beide situaties wordt een goede stroomgeleiding door de inzetdrager gerealiseerd, met aanzienlijk lagere stromingsdichtheden tot gevolg.In a further aspect of the invention, the at least one insert support is suitably received in a bore provided in the cathode support and extends in the longitudinal direction, while in another aspect the at least one insert support is suitably received in a side surface of the cathode carrier provided and longitudinally extending slot. In both situations, good current conduction through the insert carrier is achieved, resulting in considerably lower flow densities.
Het elektrisch contact tussen de kathode-drager en de kathode-winplaat kan bij de laatste uitvoeringsvorm sterk worden verbeterd indien de tenminste ene kathode-winplaat in direct elektrisch contact met de tenminste ene inzetdrager is verbonden.The electrical contact between the cathode support and the cathode recovery plate can be greatly improved in the latter embodiment if the at least one cathode recovery plate is connected in direct electrical contact with the at least one insert support.
Verder kan de tenminste ene inzetdrager tenminste even lang zijn als de breedte van de tenminste ene kathode-winplaat.Furthermore, the at least one insert carrier can be at least as long as the width of the at least one cathode winning plate.
Bij een verder aspect van de uitvinding is het dragereinde voorzien van een als inzetelement fungerende en tijdens bedrijf op de contactkathode afsteunende contactelektrode vervaardigd van een ander elektrisch geleidend materiaal, welke contactelektrode elektrisch is verbonden met de tenminste ene inzetdrager. Hierdoor wordt niet alleen een verbeterd, continue elektrisch contact gerealiseerd tussen de kathode-drager en de contactkathode maar ook tussen het inzetelement/contactelektrode en de inzetdrager, bovendien wordt voorkomen dat door vonkbruggen, warmteontwikkeling en/of mechanische vervorming de kathode-drager wordt aangetast.In a further aspect of the invention, the carrier end is provided with a contact electrode which acts as an insert element and which is supported during operation on the contact cathode and is made from another electrically conductive material, which contact electrode is electrically connected to the at least one insert carrier. As a result, not only is an improved, continuous electrical contact realized between the cathode support and the contact cathode, but also between the insert element / contact electrode and the insert support, moreover it is prevented that the cathode support is affected by spark gaps, heat generation and / or mechanical deformation.
Meer in het bijzonder is de contactelektrode voorzien van een uitsparing waarin het einde van de inzetdrager opneembaar is, welke uitsparing een boring kan zijn.More in particular, the contact electrode is provided with a recess in which the end of the insert carrier can be received, which recess can be a bore.
Dit verschaft een verbeterde mechanische maar ook elektrische verbinding, die een onverhoopt losraken van de contactelektrode voorkomt.This provides an improved mechanical but also electrical connection, which prevents the contact electrode from accidentally coming off.
Dit laatste aspect (het onverhoopt losraken van de contactelektrode) wordt met name voorkomen, doordat de diameter van het inzetdrager iets groter is dan de diameter van de boring en waarbij het asdeel door middel van een krimppassingtechniek in de boring is opgenomen.This last aspect (the unexpected release of the contact electrode) is in particular prevented because the diameter of the insert carrier is slightly larger than the diameter of the bore and wherein the shaft part is received in the bore by means of a shrink fit technique.
Verder is overeenkomstig de uitvinding de kathode-drager van aluminium en de contactelektrode en de inzetdrager van koper vervaardigd.Furthermore, according to the invention, the cathode support is made of aluminum and the contact electrode and the insert support are made of copper.
De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont in:The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing, which drawing successively shows in:
Figuur 1 schematisch een elektrolyse-inrichting alsmede een kathode-drager overeenkomstig de stand van de techniek;Figure 1 shows diagrammatically an electrolysis device as well as a cathode support according to the prior art;
Figuren 2a-2b en 3a-3b verschillende aspecten van een kathode-drager overeenkomstig de uitvinding.Figures 2a-2b and 3a-3b show different aspects of a cathode support according to the invention.
Voor een beter begrip van de uitvinding worden in de navolgende figuurbeschrijving de overeenkomende onderdelen met identieke referentiecijfers aangeduid.For a better understanding of the invention, the corresponding parts are indicated in the following figure description with identical reference numerals.
Met behulp van elektrolyse kan, onder invloed van elektrische stroom aangelegd tussen een anode en een kathode, uit een elektrolyse-oplossing metaal in zeer zuivere vorm worden gewonnen. In het geval van de zinkwinning bevat de elektrolyse-oplossing zinksulfaat, dat tijdens de elektrolyse als volgt wordt omgezet:By means of electrolysis, under the influence of electric current applied between an anode and a cathode, metal can be recovered from an electrolysis solution in very pure form. In the case of zinc extraction, the electrolysis solution contains zinc sulphate, which is converted as follows during the electrolysis:
Een elektrolyse-inrichting, waarin op een dergelijke wijze zink kan worden gewonnen, wordt bijvoorbeeld geopenbaard in figuur 1. De elektrolyse-inrichting, aangeduid met referentiecijfer 10, omvat meerdere elektrolyse-baden 11, welke een beperkte breedte (bijvoorbeeld 1 meter) en een behoorlijke lengte (tot wel 100 meter) kunnen bezitten. Het elektrolyse-bad 11 bezit onder andere opstaande randen 11 a-11 b en het elektrolyse-bad 11 is bij voorkeur gevuld met een elektrolyseoplossing waarin in opgeloste vorm de te winnen metaalionen bevinden.An electrolysis device in which zinc can be recovered in such a manner is disclosed, for example, in Figure 1. The electrolysis device, designated by reference numeral 10, comprises a plurality of electrolysis baths 11 which have a limited width (e.g. 1 meter) and a have a reasonable length (up to 100 meters). The electrolysis bath 11 has, for example, raised edges 11 a-11 b and the electrolysis bath 11 is preferably filled with an electrolysis solution in which the metal ions to be recovered are in dissolved form.
Ten behoeve van het winnen van zuiver metaal vanuit de elektrolyse-oplossing 12 wordt in deze oplossing 12 een zogenoemde kathode-winplaat 13 gehangen, welke kathode-winplaat 13 met behulp van bevestigingssteunen 15a-15b is opgehangen aan een zogenoemde kathode-drager 14. Deze kathode-drager 14 strekt zich over de volledige breedte van het elektrolyse-bad 11 uit en rust daarbij met zijn beide dragereinden 14a-14b op de respectievelijke randen 11 a-11b van het elektrolyse-bad 11.For the purpose of recovering pure metal from the electrolysis solution 12, a so-called cathode recovery plate 13 is suspended in this solution 12, which cathode recovery plate 13 is suspended from a so-called cathode support 14 by means of mounting supports 15a-15b. cathode support 14 extends over the full width of the electrolysis bath 11 and rests with its two support ends 14a-14b on the respective edges 11a-11b of the electrolysis bath 11.
Bij een andere meer gebruikelijke toepassing zijn de bevestigingssteunen 15a-15b afwezig en is de kathode-winplaat rechtstreeks tegen de kathode-drager bevestigd, veelal door een lasbewerking aan een zijvlak of aan het naar het elektrolyse-bad toe gerichte onderzijde van de kathode-drager. Deze rechtstreekse montage van de kanthode-winplaat op of tegen de kathode-drager verdient ook veelal de voorkeur, niet alleen vanwege de constructie-stevigheid maar vanwege een verbeterd direct elektrisch contact tussen de kathode-drager en de kathode-winplaat.In another more common application, the mounting brackets 15a-15b are absent and the cathode recovery plate is mounted directly against the cathode support, usually by a welding operation on a side surface or on the underside of the cathode support directed towards the electrolysis bath. . This direct mounting of the edgebanding plate on or against the cathode support is also often preferred, not only because of the structural strength but because of an improved direct electrical contact between the cathode support and the cathode winning plate.
Het samenstel “kathode-drager/bevestigingssteunen/kathode-winplaat” vormen één elektrisch geleidend onderdeel en vormen gezamenlijk de kathode voor het op te starten elektrolyse-proces. De elektrolyse-oplossing 12 fungeert daarbij als anode. Het elektrolyse-proces zoals dat in de elektrolyseoplossing 12 dient plaats te vinden wordt gerealiseerd door tussen de kathode-drager 14 (en derhalve de kathode-winplaat 13) en de als anode fungerende elektrolyseoplossing 12 een stroom te laten lopen. Hiertoe bezit de elektrolyse-inrichting 10 een stroombron 16 die met zijn negatieve pool 17 is verbonden met de elektrolyse-oplossing 12. De positieve pool van de stroombron 16 wordt gevormd door een zogenoemde contactkathode 18 die op de opstaande rand 11a is aangebracht.The assembly "cathode support / mounting supports / cathode recovery plate" forms one electrically conductive part and together form the cathode for the electrolysis process to be started. The electrolysis solution 12 thereby acts as an anode. The electrolysis process as it is to take place in the electrolysis solution 12 is realized by flowing a current between the cathode support 14 (and therefore the cathode recovery plate 13) and the electrolysis solution 12 acting as anode. For this purpose the electrolysis device 10 has a current source 16 which is connected with its negative pole 17 to the electrolysis solution 12. The positive pole of the current source 16 is formed by a so-called contact cathode 18 which is arranged on the raised edge 11a.
Optioneel kan de contactkathode 18 ook op de opstaande rand 11b zijn aangebracht.Optionally, the contact cathode 18 can also be arranged on the raised edge 11b.
Zodoende maakt de op de beide opstaande randen 11 a-11 b rustende kathode-drager 14 met zijn dragereinde 14a (en optioneel tevens het andere dragereinde 14b) een elektrische verbinding met de contactkathode 18 van de stroombron 16. Zodoende kan er een elektronenstroom vanuit de stroombron 16 via de contactanode 17, de elektrolyse-oplossing 12, de kathode-winplaat 13, indien aanwezig via de bevestigingssteunen 15a-15b, de kathode-drager 14, het dragereinde 14a en de contactkathode 18 lopen.Thus, the cathode support 14 resting on the two upright edges 11a-11b makes an electrical connection with its support end 14a (and optionally also the other support end 14b) with the contact cathode 18 of the current source 16. Thus, an electron current from the current source 16 runs through the contact anode 17, the electrolysis solution 12, the cathode recovery plate 13, if present via the mounting brackets 15a-15b, the cathode support 14, the support end 14a and the contact cathode 18.
Onder invloed van deze elektronenstroom vindt in de elektrolyseoplossing 12 een afzettingsreactie plaats, waarbij metaalionen uit de elektrolyseoplossing afgezet worden op de kathode-winplaat 13 en zodoende op deze kathode-winplaat een laag metaal met een hoge zuiverheid vormen.Under the influence of this electron current, a deposition reaction takes place in the electrolysis solution 12, in which metal ions from the electrolysis solution are deposited on the cathode winning plate 13 and thus form a layer of high purity metal on this cathode winning plate.
Na enige tijd is de afgezette metaallaag voldoende dik geworden (aan beide zijden van de kathode-winplaat 13), waarna deze kathode-winplaat met behulp van de kathode-drager 14 uit de elektrolyse-oplossing 12 wordt weggenomen (bijvoorbeeld door middel van een hefinrichting). De uit de elektrolyse-oplossing 12 weggenomen kathode-winplaten 13 worden van hun afgezette metaallaag ontdaan, voor zover nodig gereinigd en met behulp van de hefinrichting terug in de elektrolyseoplossing 12 geplaatst. Doordat het dragereinde 14a een elektrisch contact maakt met de contactkathode 18 van de stroombron 16 kan het elektrolyse-proces weer opgang komen en kan wederom metaal op de kathode-winplaat 13 worden afgezet.After some time the deposited metal layer has become sufficiently thick (on both sides of the cathode recovery plate 13), whereafter this cathode recovery plate is removed from the electrolysis solution 12 by means of the cathode support 14 (e.g. by means of a lifting device ). The cathode winning plates 13 removed from the electrolysis solution 12 are stripped of their deposited metal layer, cleaned as necessary and placed back into the electrolysis solution 12 with the aid of the lifting device. Because the carrier end 14a makes an electrical contact with the contact cathode 18 of the current source 16, the electrolysis process can be started up again and metal can again be deposited on the cathode winning plate 13.
De van de kathode-winplaat 13 afgestripte laag metaal wordt verzameld en omgesmolten tot een bruikbaar halfproduct.The layer of metal stripped from the cathode winning plate 13 is collected and melted into a usable semi-finished product.
In het verleden is gebleken dat met name het stroomcontact tussen de contactelektrode 18 en de kathode-drager 14 niet optimaal was, waar door het frequent opnemen van de kathode-drager 14 (om het afgezette metaal af te strippen) en weer op de rand plaatsen ervan, de kathode-drager 14 de nodige vervorming en slijtage ondervond. Door het verminderde stroomcontact konden - gelet op de gebruikte hoge stroomdichtheden van 400-500 A/m2 - vonkbruggen ontstaan, die het materiaal van de kathode-drager 14 verder aantastten. Tevens kon door de ontstane warmte-ontwikkeling het materiaal plaatselijk wegsmelten, hetgeen de functionaliteit van de kathode-drager 14 niet bevorderde.In the past, it has been found that in particular the current contact between the contact electrode 18 and the cathode support 14 was not optimal, as a result of which the frequent pick-up of the cathode support 14 (for stripping off the deposited metal) and placing on the edge again thereof, the cathode support 14 experienced the necessary distortion and wear. Due to the reduced current contact - in view of the high current densities of 400-500 A / m2 used - spark gaps could arise, which further affected the material of the cathode support 14. Also, due to the heat generated, the material could melt away locally, which did not promote the functionality of the cathode support 14.
Recente verbeteringen aan het stroomcontact tussen de contactelektrode 18 en de kathode-drager 14 hebben geresulteerd in een aanzienlijke levensduurverlenging van de kathode-drager 14.Recent improvements in the current contact between the contact electrode 18 and the cathode support 14 have resulted in a considerable lifetime extension of the cathode support 14.
Echter vanwege de hoge stroomdichtheden die door de kathode-drager lopen, ontstaan een aanzienlijke warmte-ontwikkeling, die de levensduur van de kathode-drager nadelig beïnvloedt. Daar in een dergelijke elektrolyse-inrichting een groot aantal kathode-dragers worden ingezet, resulteert dit ook in een zeer hoog stroomverbruik.However, due to the high current densities that run through the cathode support, a considerable heat development occurs, which adversely affects the life of the cathode support. Since a large number of cathode carriers are used in such an electrolysis device, this also results in a very high current consumption.
Figuur 2 toont een tweetal uitvoeringsvormen van een kathode-drager overeenkomstig de uitvinding. Met deze uitvoeringvormen kunnen aanzienlijk lagere stroomdichtheden door de kathode-drager kunnen worden gerealiseerd, waardoor naast een lager stroomverbruik tevens minder warmte-ontwikkeling als ook een verbeterd elektrisch contact tussen de kathode-drager en de contactkathode van het elektrolyse-bad ook een kathode-drager met een langere levensduur wordt verkregen. Een dergelijke uitvoering van de kathode-drager overeenkomstig de uitvinding draagt tevens zorg voor een beter, efficiënter en constanter elektrolyse-proces bij een lager stroomverbruik.Figure 2 shows two embodiments of a cathode support according to the invention. With these embodiments, considerably lower current densities through the cathode support can be realized, whereby, in addition to a lower power consumption, also less heat development as well as an improved electrical contact between the cathode support and the contact cathode of the electrolysis bath is also a cathode support with a longer lifespan. Such an embodiment of the cathode support according to the invention also ensures a better, more efficient and more constant electrolysis process with a lower power consumption.
In beide uitvoeringsvormen is overeenkomstig de uitvinding de kathode-drager 14 voorzien van ten minste één zich vanuit het dragereinde 14a in de langsrichting van de kathode-drager 14 uitstrekkende inzetdrager 40, welke inzetdrager 40 vervaardigd is van een ander elektrisch geleidend materiaal dan het materiaal waarvan de kathode-drager 14. Bij voorkeur bezit het elektrisch geleidend materiaal van de inzetdrager 40 een soortelijke weerstand die kleiner is dan de soortelijke weerstand van het materiaal waarvan de kathode-drager 14 is vervaardigd.In both embodiments, according to the invention, the cathode carrier 14 is provided with at least one insert carrier 40 extending from the carrier end 14a in the longitudinal direction of the cathode carrier 14, which insert carrier 40 is made of an electrically conductive material other than the material of which the cathode carrier 14. Preferably, the electrically conductive material of the insert carrier 40 has a resistivity that is smaller than the resistivity of the material from which the cathode carrier 14 is made.
Bij een eerste uitvoeringsvorm (Figuur 2a-3a-3b) is de kathode-drager 14 voorzien van een boring 141 die zich in langsrichting vanaf het kathode-dragereinde 14a over de volledige lengte van de kathode-drager 14 in de richting van het andere kathode-dragereinde 14b in de drager is aangebracht. De inzetdrager 40 bezit daarbij een uitwendige maatvoering, die overeenkomt met de inwendige maatvoering van de in langsrichting verlopende boring 141 in de kathode-drager 14, zodat de inzetdrager 40 passend in de betreffende boring 141 is opgenomen.In a first embodiment (Figures 2a-3a-3b), the cathode carrier 14 is provided with a bore 141 which extends longitudinally from the cathode carrier end 14a over the full length of the cathode carrier 14 in the direction of the other cathode carrier end 14b is arranged in the carrier. The insert carrier 40 then has an external dimension corresponding to the internal dimension of the longitudinal bore 141 in the cathode carrier 14, so that the insert carrier 40 is suitably received in the relevant bore 141.
De kathode-winplaat 13 (zie Figuur 1) is hierbij direct tegen een zijvlak of tegen het naar het electrolyse-bad toegekeerde onderzijde van de kathode-drager 14 gemonteerd, bijvoorbeeld door een lasbewerking. Ook andere bevestigingstechnieken, zoals klinken, of met schroeven, zijn inzetbaar.The cathode recovery plate 13 (see Figure 1) is herein mounted directly against a side face or against the underside of the cathode support 14 facing the electrolysis bath, for example by a welding operation. Other fixing techniques, such as riveting or with screws, can also be used.
Bij een tweede uitvoeringsvorm (Figuur 2b) is de inzetdrager 40 opgenomen in een zijvlak van de kathode-drager 14. Hiertoe is in het zijvlak van de kathodedrager 14 (zoals getoond in het vlak van de tekening van figuur 2b) een in langsrichting verlopende sleuf 142 aangebracht welke zich vanaf het kathode-dragereinde 14a uitstrekt tot in de richting van het andere kathode-dragereinde 14b. De inzetdrager 40 is zodoende passend opgenomen in de betreffende sleuf in de kathode-drager 14 en is daarbij dus blootgesteld.In a second embodiment (Figure 2b) the insert carrier 40 is received in a side surface of the cathode carrier 14. For this purpose, a longitudinally extending slot is provided in the side surface of the cathode carrier 14 (as shown in the plane of the drawing of Figure 2b). 142 which extends from the cathode support end 14a to the other cathode support end 14b. The insert carrier 40 is thus suitably received in the relevant slot in the cathode carrier 14 and is thereby exposed.
De kathode-winplaat 13 is bij deze uitvoeringsvorm tegen het zijvlak van de kathode-drager 14 gemonteerd (b.v. door een lasbewerking), waardoor een rechtstreekse en directe elektrische verbinding tussen de kathode-winplaat 13 en de passend in de sleuf 141 doch bloot liggend opgenomen inzetdrager 40 wordt gerealiseerd. Dit garandeert een goede stroomgeleiding, die nu primair via de inzetdrager 40 met een lagere soortelijke stroomweerstand plaats vindt. Door de hierdoor lagere stroomdichtheden zal aanzienlijk minder warmte-ontwikkeling in het materiaal van de kathode-drager 14 ontstaan, zodat het materiaal van de kathode-drager niet verder nadelig wordt aangetast. Dit bevordert verder de functionaliteit en de levensduur van de kathode-drager 14.In this embodiment, the cathode-winch plate 13 is mounted against the side face of the cathode-carrier 14 (for example by a welding operation), whereby a direct and direct electrical connection between the cathode-winch plate 13 and the fitting fitting into the slot 141, but exposed, is received insert carrier 40 is realized. This guarantees a good current conduction, which now takes place primarily via the insert carrier 40 with a lower specific current resistance. As a result of the lower current densities, considerably less heat will develop in the material of the cathode support 14, so that the material of the cathode support is not further adversely affected. This further promotes the functionality and the service life of the cathode support 14.
Zoals getoond in de figuren 2a en 2b is het vrije einde 14a van de kathode-drager 14 voorzien van een uitsparing, waardoor het vrije einde 40a van de inzetdrager 40 vrij uitsteekt en wordt blootgesteld. Voor een verbeterd elektrisch contact tussen de kathode-drager 14 en de contactkathode 18 van de elektrolyse-inrichting 10 is het kathode-dragereinde 14a voorzien van een inzetstuk 20 vervaardigd van een ander geleidend materiaal dan het materiaal waarvan de kathode-drager 14 is vervaardigd.As shown in Figures 2a and 2b, the free end 14a of the cathode support 14 is provided with a recess, through which the free end 40a of the insert support 40 projects freely and is exposed. For an improved electrical contact between the cathode support 14 and the contact cathode 18 of the electrolysis device 10, the cathode support end 14a is provided with an insert 20 made of a conductive material other than the material from which the cathode support 14 is made.
Zoals duidelijk getoond in de figuur 3a is het inzetstuk 20 voorzien van een uitsparing (hier een boring) 21, waarin het vrije einde 40a van de inzetdrager 40 in opneembaar is. Bij voorkeur is het inzetstuk 20 en de inzetdrager 40 van hetzelfde materiaal vervaardigd en bij voorkeur van koper. De kathode-drager 14 is bij voorkeur gemaakt van een lichter materiaal, zoals aluminium dat echter een hogere soortelijke weerstand bezit dan koper.As clearly shown in Figure 3a, the insert 20 is provided with a recess (here a bore) 21, into which the free end 40a of the insert carrier 40 can be received. The insert 20 and the insert carrier 40 are preferably made of the same material and preferably of copper. The cathode support 14 is preferably made of a lighter material, such as aluminum, which, however, has a higher resistivity than copper.
Daar de stroomgeleiding via de contactelektrode 20 en door de kathode-drager 14 in de richting van de kathode-winplaat 13 nu primair via de inzetdrager met een lagere soortelijke stroomweerstand plaats vindt, zal door de lagere stroomdichtheden aanzienlijk minder warmte-ontwikkeling in het materiaal van de kathode-drager ontstaan, zodat het materiaal van de kathode-drager niet verder nadelig wordt aangetast. Dit bevordert verder de functionaliteit en de levensduur van de kathode-drager.Since the current conduction via the contact electrode 20 and through the cathode carrier 14 in the direction of the cathode recovery plate 13 now takes place primarily via the insert carrier with a lower specific current resistance, the lower current densities will result in considerably less heat development in the material of the cathode support is formed, so that the material of the cathode support is not further adversely affected. This further promotes the functionality and the service life of the cathode support.
Door de toepassing van een inzetdrager 40 welke zich over de volledige langsrichting van de kathode-drager in de kathode-drager uitstrekt en die elektrisch is verbonden met een inzetstuk 20 dat eveneens van hetzelfde materiaal is vervaardigd, wordt een goede elektrische verbinding gerealiseerd waardoor lagere stromingsdichtheden optreden, minder warmte-ontwikkeling, en zodoende de levensduur van de kathode-drager aanzienlijk wordt verlengd. Eventuele schade als gevolg van de warmte-ontwikkeling zoals smelten of als gevolg van vonkbruggen wordt hierdoor voorkomen. Het inzetstuk 20 van de elektrolyse-inrichting verschaft een goed elektrisch contact met de contactkathode 18 die bij voorkeur op de opstaande rand 11b is aangebracht.By using an insert support 40 which extends over the entire longitudinal direction of the cathode support in the cathode support and which is electrically connected to an insert 20 which is also made of the same material, a good electrical connection is realized, whereby lower flow densities occur, less heat development, and thus the life of the cathode support is considerably extended. This prevents any damage as a result of the heat development such as melting or as a result of spark gaps. The insert 20 of the electrolysis device provides good electrical contact with the contact cathode 18, which is preferably arranged on the raised edge 11b.
Door in de kathode-drager een inzetdrager op te nemen vervaardigd van een ander elektrisch geleidend materiaal en bij voorkeur van een elektrisch geleidend materiaal met een lagere soortelijke stroomweerstand dan dat van het materiaal van de kathode-drager kan tijdens gebruik aanzienlijke lagere stroomdichtheden in de kathode-drager worden gerealiseerd.By incorporating in the cathode support an insert support made of another electrically conductive material and preferably of an electrically conductive material with a lower specific current resistance than that of the material of the cathode support, considerably lower current densities in the cathode can be used during use. carrier can be realized.
Claims (12)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2016561A NL2016561B1 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. |
| PCT/NL2017/050217 WO2017176118A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-04-06 | Cathode carrier for use in a electrolysis device, and such an electrolysis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2016561A NL2016561B1 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2016561B1 true NL2016561B1 (en) | 2017-10-17 |
Family
ID=58645344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2016561A NL2016561B1 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2016561B1 (en) |
| WO (1) | WO2017176118A1 (en) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1415793A (en) * | 1973-01-26 | 1975-11-26 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Cathodes |
| US4014763A (en) * | 1974-11-08 | 1977-03-29 | Imperial Metal Industries (Kynoch) Limited | Cathode and hanger bar assembly and electrolysis therewith |
| GB2041002B (en) * | 1979-01-23 | 1982-12-01 | Imi Kynoch Ltd | Electrode suspension bars |
| DE3434278A1 (en) * | 1984-09-19 | 1986-04-17 | Norddeutsche Affinerie AG, 2000 Hamburg | ELECTRICAL SUSPENSION DEVICE FOR CATHODES |
| NL8700537A (en) * | 1987-03-05 | 1988-10-03 | Gerardus Henrikus Josephus Den | CARRIER FOR ANODE AND / OR CATHODIC PLATES IN ELECTROLYTIC REFINING OF METALS AND A METHOD OF MANUFACTURING SUCH A CARRIER. |
| DE4241485C1 (en) * | 1992-12-09 | 1994-03-17 | Siemens Ag | Cathode for copper@ electrorefining or electrowinning - comprises steel plate welded to copper@ hanger bar surface by nickel@- copper@ weld metal |
| CN101851763B (en) * | 2010-04-30 | 2011-12-28 | 任海波 | Energy-saving and environment-protecting cathode for electrolytic manganese |
| ES2858558T3 (en) * | 2012-09-26 | 2021-09-30 | Steelmore Holdings Pty Ltd | Cathode and manufacturing procedure |
-
2016
- 2016-04-06 NL NL2016561A patent/NL2016561B1/en not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-04-06 WO PCT/NL2017/050217 patent/WO2017176118A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017176118A1 (en) | 2017-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2705247A1 (en) | Double contact bar insulator assembly for electrowinning of a metal and methods of use thereof | |
| RU2007129748A (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR REMOVING METAL FROM THIS SLAG METAL | |
| UA122399C2 (en) | Cathode current collector for a hall-heroult cell | |
| RU2394116C2 (en) | Current feed bus | |
| NL2016561B1 (en) | Cathode support for use in an electrolysis device as well as such an electrolysis device. | |
| US7914651B2 (en) | Reducing power consumption in electro-refining or electro-winning of metal | |
| KR101819219B1 (en) | Anode structure for electrolytic refining, manufacturing method and Electrowinning Equipment using the same | |
| CN201132859Y (en) | Cathodic disbonding device | |
| CN201890938U (en) | Novel casting cathode plate with conductive contact | |
| JP2007023348A (en) | Electroplating treatment system | |
| GB2548571A (en) | Flexible electrical connector for electrolytic cell | |
| JP2019527462A (en) | Hall Elsell cathode current collector / connector | |
| NL1036010C (en) | CATHODE CARRIER FOR APPLICATION IN AN ELECTROLYSIS DEVICE AND SUCH ELECTROLYSIS DEVICE. | |
| KR20210141083A (en) | Anodizing plating jig for the metal card | |
| NL2005781C2 (en) | CATHODE CARRIER FOR APPLICATION IN AN ELECTROLYSIS DEVICE AND SUCH ELECTROLYSIS DEVICE. | |
| RU2401887C1 (en) | Cathode assembly of aluminium electrolysis cell | |
| KR200448759Y1 (en) | JIG FOR ANODIZING Mg ALLOYS GOODS | |
| JP3175173U (en) | Sliding auxiliary anode device for plating | |
| JP6011488B2 (en) | Anode and manufacturing method thereof | |
| CN104711643A (en) | Device for facilitating installation and regulation of negative and positive plates of electrolytic copper extraction equipment | |
| CA2811355A1 (en) | Cathode for electrolytic cells | |
| JP4524248B2 (en) | Copper collection method | |
| CN208183087U (en) | A kind of titanium painting ruthenium net anode plate of insoluble anode method electrolytic preparation high pure metal | |
| CN102575366B (en) | Busbar construction | |
| JP2006505692A (en) | Method for obtaining a good contact surface on a bus bar of an electrolysis cell and bus bar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20230501 |