NO157666B

NO157666B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A COTTON MATERIAL.

Info

Publication number: NO157666B
Application number: NO850133A
Authority: NO
Inventors: Thomas Thomassen
Original assignee: Cheminvest As
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1988-01-18
Also published as: NO157666C; NO850133L

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av et katodemateriale. Method of manufacturing a cathode material.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av et katodemateriale, spesielt egnet for anvendelse ved elektrolyse av vandige oppløsninger inneholdende elektrolyserbare metallforbindelser eksempelvis av nikkel, kobolt, kobber, sink og tildels bly, kadmium, sølv og gull. Ved slik elektrolyse vil det ønskede metall normalt avsettes på katoden i form av et plateformet belegg med stor renhet. The present invention relates to the production of a cathode material, particularly suitable for use in the electrolysis of aqueous solutions containing electrolysable metal compounds, for example nickel, cobalt, copper, zinc and partly lead, cadmium, silver and gold. In such electrolysis, the desired metal will normally be deposited on the cathode in the form of a plate-like coating with high purity.

Det er vanlig at metallet får avsette seg i form av plater med forskjellig størrelse og tykkelse, alt etter metallet og prosessen forøvrig. De erholdte plater må deretter strippes, vaskes og pakkes før utskipning. Anvendelse av konvensjonelle platekatoder innebærer således intermittent drift, hvilket fordyrer elektrolyseprosessen. I den hensikt å utføre en elektrolyseprosess kontinuerlig er det foreslått anvendte katoder i form av et ledende metallsubstrat, som på hver side er belagt med et isolerende materiale og hvor metallsubstratet i katoden bringes i kontakt med elektrolytten ved hjelp av et antall relativt små, ad-skilte ledende arealer med diameter i størrelsesorden 4-12 mm. Slike ledende arealer i katodeplaten kan eksempelvis fremstilles ved å belegge metallsubstratet med sjablonger hvoretter substratet påføres et plastbelegg hvoretter sjablongene fjernes og etterlater "hull" i plastbelegget slik at det underliggende metallsubstrat vil kunne være fritt eksponert mot elektrolytten under elektrolysen. It is common for the metal to be deposited in the form of plates of different sizes and thicknesses, depending on the metal and the process. The boards obtained must then be stripped, washed and packed before shipping. The use of conventional plate cathodes thus involves intermittent operation, which makes the electrolysis process more expensive. In order to carry out an electrolysis process continuously, it is proposed to use cathodes in the form of a conductive metal substrate, which is coated on each side with an insulating material and where the metal substrate in the cathode is brought into contact with the electrolyte by means of a number of relatively small, ad- separated conductive areas with diameters in the order of 4-12 mm. Such conductive areas in the cathode plate can, for example, be produced by coating the metal substrate with stencils, after which a plastic coating is applied to the substrate, after which the stencils are removed, leaving "holes" in the plastic coating so that the underlying metal substrate can be freely exposed to the electrolyte during electrolysis.

En annen måte å fremstille slike katoder på fremgår eksempelvis av US patentene nr. 4.082.641 og 4.139.430 hvor blant annet er vist katoder hvor et metallsubstrat på for-hånd forsynes med et antall stifter eller utstikninger hvoretter metallsubstratet belegges med en ikke ledende plastmasse som etter herding slipes slik at metallstiftene eller utstikningene blottlegges slik at det vil være elektrisk ledende kontakt mellom en elektrolytt og metallsubstratet via de elektrisk ledende stifter eller utstikninger . Another way of producing such cathodes can be seen, for example, in US patents no. 4,082,641 and 4,139,430, where, among other things, cathodes are shown where a metal substrate is provided in advance with a number of pins or protrusions, after which the metal substrate is coated with a non-conductive plastic mass which after curing is ground so that the metal pins or protrusions are exposed so that there will be electrically conductive contact between an electrolyte and the metal substrate via the electrically conductive pins or protrusions.

Uansett fremstillingsmåte vil det utfelte materialet avsette seg på de elektrisk ledende deler av katoden i form av "knotter", som etter en viss vekstsyklus kan strippes ved mekanisk avskrapning, hvilket kan utføres ved å løfte katoden opp og foreta utskråpningen, eller kan gjøres eksempelvis mekanisk under selve elektrolysen, slik som vist i US patent nr. 4.025.400. Regardless of the manufacturing method, the precipitated material will deposit on the electrically conductive parts of the cathode in the form of "knobs", which after a certain growth cycle can be stripped by mechanical scraping, which can be carried out by lifting the cathode up and scraping it off, or can be done, for example, mechanically during the electrolysis itself, as shown in US patent no. 4,025,400.

Ved avstripning av knottene kan den isolerende plast og/ eller de ledende forhøyninger beskadiges, eventuelt rives ut fra metallsubstratet og følgelig vil det være nødvendig med reparasjon av katoden. En slik reparasjon er kostbar idet stiften eller opphøyningen må monteres før plasten pålegges, hvilket betyr at plasten først må fjernes full-stendig og deretter må en ny stift monteres og et nytt plastbelegg påføres med etterfølgende slipning av hele katodeplaten. When stripping the knobs, the insulating plastic and/or the conductive elevations can be damaged, possibly torn out from the metal substrate and, consequently, it will be necessary to repair the cathode. Such a repair is expensive as the pin or elevation must be installed before the plastic is applied, which means that the plastic must first be completely removed and then a new pin must be installed and a new plastic coating applied with subsequent grinding of the entire cathode plate.

Foreliggende fremgangsmåte går i korthet ut på å spikre/ nagle en plastplate fast til metallsubstratet som utgjør en del av katodeplaten. Det oppnås således en lignende katode som de ovenfor omtalte samt også mulighet for å anvende katoder med ledende opphøyninger/spikre/nagler med en diameter mindre enn 4 mm. Vedlikehold av et sådant fremstilt katodemateriale er meget enkelt, idet hvis en spiker/nagle rives ut er det kun nødvendig å spikre inn/ banke inn en ny uten at hele katoden må nybearbeides, slik som ovenfor angitt i forbindelse med de kjente katoder. In short, the present method involves nailing/riveting a plastic plate to the metal substrate which forms part of the cathode plate. A similar cathode to those mentioned above is thus achieved, as well as the possibility of using cathodes with conductive elevations/nails/rivets with a diameter smaller than 4 mm. Maintenance of such manufactured cathode material is very simple, since if a nail/rivet is torn out, it is only necessary to nail in/hammer in a new one without the entire cathode having to be reworked, as stated above in connection with the known cathodes.

Fremstilling av de nye katoder skal belyses under henvis-ning til de vedlagte figurer hvori Production of the new cathodes must be explained with reference to the attached figures in which

fig.1.1 viser hovedprinsippet for fremstilling av de nye katoder, fig.1.1 shows the main principle for manufacturing the new cathodes,

fig.1.2 viser i detalj hvordan spikeren/naglen, i henhold til en foretrukket utførelsesform, settes fast og holder plastplaten på plass. fig.1.2 shows in detail how the nail/rivet, according to a preferred embodiment, is fixed and holds the plastic sheet in place.

Prinsippet med å forankre den elektrisk isolerende plastplate til metallsubstratet ved hjelp av gjennomgående spikre/nagler, hvis hoder utgjør den aktive overflate av katoden, er selve kjernen i foreliggende oppfinnelse. The principle of anchoring the electrically insulating plastic sheet to the metal substrate by means of continuous nails/rivets, the heads of which form the active surface of the cathode, is the very core of the present invention.

Det kan selvsagt anvendes skruer i stedet for spikre/nagler, forutsatt at man oppnår en tilstrekkelig mekanisk forankring av plastmaterialet til substratet og en tilstrekkelig god elektrisk ledende kontakt mellom substratet og den gjennomgående skrue/spiker/nagle. Som vist i fig. 1 så legges eksempelvis en 3 mm tykk plastplate på hver side av et egnet metallsubstrat som kan ha en tykkelse på 10 mm og det bores et antall gjennomgående hull gjennom plastplaten/substratet/- plastplaten og i hvert hull innføres det, fra hver side, en spiker/nagle, som i dette tilfellet er vist å gå i inngrep med hverandre. Screws can of course be used instead of nails/rivets, provided that a sufficient mechanical anchoring of the plastic material to the substrate is achieved and a sufficiently good electrically conductive contact between the substrate and the through screw/nail/rivet. As shown in fig. 1, for example, a 3 mm thick plastic sheet is placed on each side of a suitable metal substrate which can have a thickness of 10 mm and a number of through holes are drilled through the plastic sheet/substrate/plastic sheet and in each hole, from each side, a nail/rivet, which in this case is shown to engage with each other.

Etter innføring av det ønskede antall nagler blir overflaten slipt slik at spiker/naglehodene bringes i flukt med plastbelegget. After inserting the desired number of rivets, the surface is sanded so that the nail/rivet heads are brought flush with the plastic coating.

Således oppnås ved en fremgangsmåte ved fremstilling av et katodemateriale som angitt i krav l's ingress, i forhold til tidligere teknikk på gjeldende område, en meget enklere festemetode for et isolerende katodemateriale samt en kombinasjon av en slik festning og anvendelsen av feste-nagler/skruer/spikre til metallledere for vekst av avleiret metall fra en elektrolytt ved elektrolyse. De fremgangsmåte-trekk som er nødvendig for å oppnå en slik hensikt er angitt i krav l's karakteriserende del. Thus, in a method for the production of a cathode material as stated in claim 1's preamble, in relation to prior art in the current area, a much simpler fastening method for an insulating cathode material is achieved as well as a combination of such fastening and the use of fastening rivets/screws/ nails to metal conductors for the growth of deposited metal from an electrolyte by electrolysis. The method features which are necessary to achieve such a purpose are indicated in claim 1's characterizing part.

Valg av katodemateriale er avhengig av metallet som skal elektrolyseres. Eksempelvis kan aluminiumspikre/nagle og metallplate med PVC eller polypropylenplast brukes til sink, men man for kobber, nikkel og kobolt kan anvende syrefast stål og polypropylenplast. The choice of cathode material depends on the metal to be electrolysed. For example, aluminum nails/rivets and sheet metal with PVC or polypropylene plastic can be used for zinc, but acid-resistant steel and polypropylene plastic can be used for copper, nickel and cobalt.

For å oppnå tilstrekkelig mekanisk forankring bør substratet være mykere enn de anvendte skruer/spikre/nagler, som kan være forsynt med mothaker eller lignende for å sikre et fast inngrep i substratet. Eventuelt kan det anvendes nagler eller stifter av den type som er vist i fig. 2 (1) og 2 (2) som er konstruert i form av en hanndel og hunndel som kan gå i inngrep med hverandre. In order to achieve sufficient mechanical anchoring, the substrate should be softer than the screws/nails/rivets used, which may be provided with barbs or the like to ensure a firm engagement in the substrate. Optionally, rivets or staples of the type shown in fig. 2 (1) and 2 (2) which are constructed in the form of a male part and a female part which can engage with each other.

Foreliggende oppfinnelse representerer således en enkel og billig fremgangsmåte ved fremstilling av det aktuelle katodemateriale og reprasjon av en ødelagt katode kan utføres enkelt og raskt, hvorfor katodematerialet fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse representerer et rimeligere og enklere alternativ i forhold til de kjente katodematerialer og vil som følge av sin mekaniske konstruksjon også utvise større mekanisk styrke og følgelig ha lengre levetid. The present invention thus represents a simple and inexpensive method for producing the cathode material in question and reparation of a broken cathode can be carried out simply and quickly, which is why the cathode material produced according to the present invention represents a cheaper and simpler alternative compared to the known cathode materials and will as a result of its mechanical construction also exhibit greater mechanical strength and consequently have a longer service life.

Claims

1. Method for producing a cathode material comprising a plate-shaped metal substrate (1) which is coated on each side with an electrically insulating material (2), preferably a polymeric plastic material, through which a number of metal conductors (4) are passed, one of which end is in electrically conductive contact with the metal substrate (1), and whose other end forms part of the cathode's active surface, characterized in that the electrically insulating material (2) is placed on either side of the metal substrate (1) and is mechanically attached to it by means of electrically conductive nails or rivets (4) which are driven through the plastic material and at least partially into the metal substrate (1 ) to intervene with this.

2. Method according to claim 1, characterized in that a number of through holes (3) are drilled through the insulating material (2) and the metal substrate (1) into which the nails/rivets (4) are inserted. engagement with the substrate (1).

3. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that interacting nails/rivets (4) are inserted into each hole (3) from each side.

4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that projecting parts of the nails/rivets (4) above the plane of the insulating material (2) are ground away.