NO310204B1 - Katode for elektrolytisk avsetning av ikke-jernholdige metaller - Google Patents

Abstract

En katode for elektrolytisk avsetting av ikke-Jernholdige metaller består av en plate (1) som, ved minst én av sine vertikale kanter på begge sider, er utstyrt med sammenfallende soner (5) av dielektrlsk materiale beliggende i den høyde der et antall inntrengningsanordninger treffer når disse skal løsgjøre den øvre kant av de avsatte lag med sink. Platen (1) har en spalte. (7) som faller sammen med områdene med dielektrlsk materiale, hvilken spalte er utfylt med et flatt stykke (5) av dielektrlsk materiale med samme tykkelse som platen (1) og med sideflater som er plane og i flukt med sideflatene av platen (1). Stykket (5) og spalten (7) har midler som skal hindre bevegelse av stykket (5) i enhver retning.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en katode for elektrolytisk avsetning av ikke-jernholdige metaller som f.eks. sink, kobber etc., og mer bestemt vedrører den katode for elektrolytisk avsetning av ikke-jernholdige metaller, bestående av en plate av aluminiumlegering eller lignende, fortrinnsvis med rektangulær form, der en av platens kortsider er avsluttet i en stav eller et hode som har større lengde, mens det med utgangspunkt fra en eller begge av dens lengre kanter den er forsynt på begge sider av platen med sammenfallende soner av dielektrlsk materiale, plassert ved treffhøyden for et antall av horisontale inntrengningsanordninger som bevirker den øvre kanten av de avsatte zinklag til å bli løsgjort.

På katoder av den type som er beskrevet ovenfor blir aluminiumplaten vanligvis avsluttet langs sin øvre kant i en stav som er tykkere og lengre enn selve kanten. Med denne utførelse kan katodene anbringes i de elektrolytiske tanker med aluminiumplaten i vertikal stilling idet staven virker som et hode for opphenging av katoden i tanken og for tilslutning til løfteutstyret som håndterer katoden.

Under elektrolyseprosessen blir sink avsatt progressivt over hele overflaten av aluminiumplaten i det området som er neddykket i elektrolysetanken.

Vanligvis blir de vertikale kanter av katodeplaten av aluminium belagt med et beskyttende dielektrlsk materiale som hindrer sink i å bli avsatt på de vertikale kanter. På denne måte blir lagene av avsatt sink på hver sideflate av aluminiumplaten hindret i å gå sammen langs platens vertikale kanter.

Laget av sink som er avsatt på katodene hefter seg til aluminiumplatens sideflater. Anordninger som benyttes for å løsgjøre dette lag, innbefatter to vertikalt bevegelige kniver som ender i horisontale nedre sammenløpende kanter med vinkelformet tverrsnitt og med omtrent samme lengde som bredden av katodene. For å bruke disse anordninger for løsgjøring av sinkplatene fra katoden, er en kniv anbragt på hver side av denne og hviler mot og presser eggene på begge kniver mot sideflatene over den høyde som er belagt med avsetninger av sink på katoden. Deretter føres knivene nedad slik at de med sine egger treffer sinklaget som er avsatt på hver side av katoden slik at atskillelsen kan finne sted. Dette system har den ulempe at knivene skraper opp sideflatene av katoden over hele dens høyde, slik at den blir ubrukelig etter et visst antall operasjoner. På grunn av de store omkostninger når det gjelder katoder, er dette system for løsgjøring av sinken utilstrekkelig.

Et forsøk på å løse de ovennevnte problemer har vært et system som innbefatter to påhverandre følgende faser av bearbeiding av katodene. Under en første fase blir den øvre kant av de avsatte lag av sink løsnet ved hjelp av en horisontalt virkende tverrgående inntrengningsanordning, og under en andre fase blir lagene av sink trukket helt fri ved hjelp av to vertikale kniver. Den tverrgående inntrengningsanordning består av to horisontale armer som hver har en aktiv ende hvis kant er i form av en vertikalt vinklet kile der armene kan bevege seg aksialt med en på hver side av katoden i høyde med den øvre kant av det avsatte lag av sink. Mens disse armer beveger sin aktive ende, presser de mot katodens overflate og fører til oppskraping og forringelse av denne.

For å bidra til virkningen av den tverrgående inntrengningsanordning, beskriver britisk patent nr. 1.326.418 katoder med et svingbart stykke laget av dielektrisk materiale som er montert på den øvre del av en av de vertikale kanter plassert i den høyde der inntrengningsanordningen treffer og skal virke og som tilsvarer den høyde på platen som elektrolytten kommer opp til i tanken. Dette stykke er formet som en kanal og griper katodeplaten den er festet til ved hjelp av en aksel som er perpendikulær på platen. Stykket svinger om denne aksel mellom en nedre stilling hvori det er forbundet med å dekke et bestemt område av platen som en forlengelse av den beskyttende profil på de vertikale kanter, slik at sink hindres i å bli avsatt på disse under elektrolyseprosessen, og en øvre stilling hvori det nevnte område er fritt og udekket, slik at armene for den tverrgående inntrengningsanordning kan bevege seg opp til sideflatene av katodeplaten i dette området, og når den fortsetter å bevege seg fremover, møter armen kanten av den sink som er avsatt for å løsgjøre denne. Disse katoder har en betydningsfull ulempe som skyldes behovet for å dreie de svingbare stykker fra deres nedre stilling til deres øvre stilling hver gang sinkavsetninger skal frigjøres. Når katoden innsettes i tanken, skal de svingbare stykker innta den nedre stilling. Rotasjon av de svingbare stykker og de forhold stykkene blir utsatt for, fører til at justering mellom stykket og katoden og hoved-sakelig mellom rotasjonsakslene går tapt og forringes på en forholdsvis kort tid, idet det svingbare stykket må løftes for hånd når sinken skal løsgjøres med tilsvarende økning i omkostninger for prosessen i form av arbeidskraft og økning i korrosjonen av katodeplaten i dette området.

Tysk patent DE-A-3051150 beskriver en katode hvis plate har et fast belegg laget av et isolasjonsmateriale som begynner ved en av de vertikale kanter i området der den tverrgående inntrengningsanordning treffer og kommer i anlegg. Dette belegg strekker seg over det området som faller sammen med platens sideflater og over seksjonen av den mellomliggende vertikale kant. Utsidene av belegget er plant og i flukt med platens sideflater, og begge platens sideflater er forsynt med underskjæringer der form og dybde på disse bestemmer formen og tykkelsen på belegget av isolerende materiale for hver side av platen. For å forhindre dette belegg i å løsne fra katodeplaten, kan området der underskjæringene for feste av belegget er foretatt, være forsynt med gjennomgående hull ved hjelp av hvilke belegglagene på hver av platens sideflater er føyet sammen.

EP-publikasjon 470033-A omhandler en katode for fremstil-lingen av zink ved elektrolyse, bestående av en aluminium-legeringsplate, fortrinnsvis med rektangulær form, med en av sine kortere sider forsynt med en stang eller hode som har en lengde større enn den siden og utstyrt med ringer eller kroker for å henge, idet på en av sidene perpendikulært på denne stang er platen forsynt med en sone som har mindre tykkelse, formet ved fordypninger med tilpassede konturer, og fortrinnsvis med lik dybde, i overflaten av platen. Denne sone har et belegg av materiale som er dielektrlsk og syremotstandsdyktig materiale, med en flat utvendig overflate som er i samme plan som platens overflate, idet nevnte sone er plassert ved og har en høyde slik at dens øvre og nedre kanter er henholdsvis over og under maksimums- og mini-mumshøydene til hvilke platen nedsenkes i den elektrolytiske cellen.

Løsningene som er knyttet til disse to publikasjoner har fremstillingsproblemer på grunn av behovet for å tildanne nedre områder på begge sideflater av katodeplaten og de gjennomgående hull mellom områdene der beleggene på begge sider skal føyes sammen. Alt dette innebærer en betydelig økning i produksjonsomkostningene for katodene. På grunn av virkningen av de tverrgående inntrengningsanordninger på det isolerende belegg når de trer i virksomhet på katoden, vil de videre bevirke for tidlig oppbrytning av forbindelsene mellom beleggene på hver side slik at disse løsner fra platen. Videre blir tykkelsen på de isolerende belegg forholdsvis redusert, og virkningen fra inntrengningsanordningene fører til for tidlig forringelse ved frilegging av deler av platen, noe som fører til uregelmessig avsetning av sink som hindrer inntrengningsanordningene i å tre i virksomhet. Dette gjør det nødvendig å foreta periodisk vedlikehold av katodene for å erstatte de isolerende belegg.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en katode hvis plate er forsynt med en isolerende flate i det området der de tverrgående inntrengningsanordninger treffer, der isolasjonen begynner ved den tilhørende vertikale kant og der platen og den isolerende flate er utformet på en slik måte at prosessen med påføring eller sammensetting av sideflaten kan utføres på en enkel måte, slik at det er mulig å foreta utskifting av en slik flate i samme sinkproduserende anlegg uten å ta i bruk kompliserte anordninger eller prosedyrer.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en flate med elektrisk isolerende materiale med de egenskaper som er angitt i kravene og som er meget slitesterke og er tildannet på sideflatene av katodeplaten med praktisk talt uten innvirkning på omkostningene for denne.

Nærmere bestemt kjennetegnes oppfinnelsen ved at det med utgangspunkt fra minst en av kantene som er perpendikulær på nevnte stav, platen er forsynt med en spalte som er plassert nær nevnte stav og er sammenfallende med områder av dielektrisk materiale, idet nevnte spalte har en høyde som er større enn bredden av inntrengningsanordningene og opptas av et flatt stykke av syrebestandig, dielektrlsk materiale, med samme tykkelse som platen og med overflater som er flate og i samme plan med de for nevnte plate og hvis form sammenfaller med den for spalten, idet stykket og spalten er forsynt med middel for å hindre bevegelsen av nevnte stykke i en hvilken som helst retning, og består av en innsnevring på begge sider av formen på spalten ved dennes munning, og en tilpasset forbindelse mellom de motstående kanter av stykket og de for spaltens form.

En utførelsesf orm av katoden utmerker seg ved at den tilpassede forbindelse har vinkelformet tverrsnitt, med en konveks form langs spalten og en konkav form langs den motstående kant av stykket av dielektrisk materiale.

Dette resulterer i en katode der de isolerende flater som ligger i områdene der de tverrgående inntrengningsanordnlnger treffer, har betydelig motstand siden de er dannet av det isolerende stykke hvis tykkelse er den samme som tykkelsen på katoden.

Videre vil dannelsen av de isolerende flater ved hjelp av stykket av dielektrisk materiale gjøre det mulig under avsetningsfasen å få til en kant av tilstrekkelig tykkelse i form av en streng ved siden av de isolerende flater og som letter begynnelsen av inntrengningsanordningenes arbeid.

I tillegg vil stykket av dielektrisk materiale hindre dannelse av uønskede avsetninger mellom det isolerende materiale og skråskjæringene i katodeplaten. Spalten eller spaltene i katodeplaten er forsynt med innretninger som hindrer stykket av dielektrisk materiale i å bevege seg både i sitt eget plan og i en retning perpendikulært på dette for derved å sikre at det blir stående på plass i spalten i platen.

Disse egenskaper såvel som andre egenskaper ved foreliggende oppfinnelse blir beskrevet mer i detalj i det følgende under henvisning til tegningene som, som ikke-begrensende eksempel, viser en praktisk utførelse og der: fig. 1 viser en katode som er bygget opp ifølge

oppfinnelsen sett fra siden,

fig. 2 viser samme katode sett fra en kant,

fig. 3 viser detaljen A på fig. 1 i større målestokk, fig. 4 viser det samme som fig. 3 der katodeplaten er

uten stykket av isolerende materiale, og

fig. 5

og 6 er snitt tatt etter linjene V-V og VI-VI på fig. 3.

Katoden som er vist på fig. 1 og 2, omfatter en plate 1 med rektangulær form og laget av aluminium, aluminiumlegering etc. og som ved en av sine tverrkanter er festet til en stav 2 som har større lengde og bredde. Denne stav utgjør hodet på katoden og benyttes til opphenging av katoden i den elektrolytiske tank og til håndtering av katoden ved hjelp av løfteutstyr. For dette utstyr er staven forsynt med ringer eller kroker 3. De vertikale kanter av platen er dekket ved hjelp av deler 4 av et dielektrisk materiale som hindrer sinken i å bli avsatt langs disse beskyttede kanter, slik at lagene av sink som er avsatt på sideflatene av platen 1, ikke gror sammen langs de vertikale kanter. På denne måte vil sinken som er avsatt på katoden på de frie sideflater av platen 1, danne to lag som bare er forbundet med hverandre ved den nedre kant av platen 1.

Platen 1 er også, ved en av sine vertikale kanter, forsynt med et område 5 av dielektriske sideflater som er motstands-dyktige mot de syrer som benyttes i elektrolytiske prosesser. Området 5 ligger nær opptil hodet eller staven 2 og faller sammen med det område der et antall tverrgående inntrengningsanordninger, som ikke er vist på tegningen, treffer og kommer i anlegg, for å frigjøre den øvre kant av de avsatte sinklag. Den øvre kant 6 av sinklaget som er avsatt på platen 1, angitt med stiplet linje på fig. 1, 3 og 4, faller sammen med området 5. Aksen 6a for de tverrgående inntrengningsanordninger er også vist.

Ifølge foreliggende oppfinnelse består området 5 av et stykke plastisk materiale som er syrebestandig og har samme tykkelse som platen 1. Til feste av dette stykke er en spalte 7 tatt ut i platen 1 ved en av dens vertikale kanter, der spalten kan ha en hvilken som helst form og en høyde som er større enn bredden på den virksomme egg på de horisontale inntrengningsanordninger ved hjelp av hvilke den øvre del av sinklaget, som er avsatt på katoden, kan løsgjøres. Åpningen i spalten 7 har en innsnevring i form av partiene 8 og 9 som danner motstående delvise sperringer. Formen på stykket 5 tilsvarer formen på åpningen 7 slik at stykket hindres i å løsne eller komme ut av platen ved hjel av partiene 8 og 9. Videre er formene på de motstående kanter av stykket 5 og spalten 7 tilpasset hverandre. I det eksempel som er vist på tegningene, er kanten 10 som danner åpningen 7, avskrånet fra begge sideflater av platen 1 slik at det fremkommer en utstikkende vinkelformet seksjon som vist på fig. 5 og 6. Stykket 5 er langs sine motstående kanter forsynt med en kanal som er konkav og vinkelformet i snitt, slik at det kan forbindes med den vinkelformede kant 10.

Dette system for tilpassing og sammenkobling mellom de to motstående kanter på stykket 5 og spalten 7, hindrer stykket i å bevege seg på tvers i forhold til platen 1.

På denne måte hindres stykket 5 av dielektrisk plastisk materiale i enhver bevegelse i forhold til katodeplaten 1.

Som angitt ovenfor har stykket 5 samme tykkelse som platen 1, slik at sideflatene av stykket er koplanare med sideflatene av platen 1 slik det ses på fig. 5 og 6.

Med de egenskaper som er beskrevet, fremkommer området 5 av dielektrisk materiale ved at det strekker seg inn fra platens 1 vertikale kant der de horisontale inntrengningsanordninger treffer, hvilke områder hindrer avsetning av sink. Inntrengningsanordningene glir lett over sideflatene av stykket 5, inntil de treffer lagene av sink som er avsatt på sideflatene av platen 1, slik at sinklagene frigjøres fra platen, en operasjon som blir understøttet ved dannelsen av strenger hvis kanter ligger inntil stykket 5.

Stykket 5 kan støpes direkte i formen på åpningen 7 eller dannes av to halvdeler som er delt i midtplanet parallelt med stykkets sideflater. I det sistnevnte tilfelle blir hver av de to halvdeler forbundet på hver sin side av åpningen 7, og de føyes sammen på en hvilken som helst måte f.eks. med et syrebestandig bindemiddel, varmesveising etc.

Platen 1 kan være utstyrt med en spalte 7 som stikker inn fra hver av platens vertikale kanter der hver av de to spalter fylles ut med stykker 5.

Claims (2)

1. Katode for elektrolytisk avsetning av ikke-jernholdige metaller, bestående av en plate (1) av aluminiumlegering eller lignende, fortrinnsvis med rektangulær form, der en av platens kortsider er avsluttet i en stav eller et hode (2) som har større lengde, mens det med utgangspunkt fra en eller begge av dens lengre kanter den er forsynt på begge sider av platen med sammenfallende soner (5) av dielektrisk materiale, plassert ved treffhøyden for et antall av horisontale inntrengningsanordninger som bevirker den øvre kanten av de avsatte zinklag til å bli løsgjort, karakterisert ved at det med utgangspunkt fra minst en av kantene som er perpendikulær på nevnte stav (2), platen (1) er forsynt med en spalte (7) som er plassert nær nevnte stav (2) og er sammenfallende med områder av dielektrisk materiale (5), idet nevnte spalte har en høyde som er større enn bredden av inntrengningsanordningene og opptas av et flatt stykke (5) av syrebestandig, dielektrisk materiale, med samme tykkelse som platen (1) og med overflater som er flate og i samme plan med de for nevnte plate (1) og hvis form sammenfaller med den for spalten (7), idet stykket (5) og spalten (7) er forsynt med middel for å hindre bevegelsen av nevnte stykke (5) i en hvilken som helst retning, og består av en innsnevring på begge sider av formen på spalten (7) ved dennes munning, og en tilpasset forbindelse (10, 11) mellom de motstående kanter av stykket og de for spaltens form.

2. Katode som angitt i krav 1, karakterisert ved at den tilpassede forbindelse har vinkelformet tverrsnitt, med en konveks form (10) langs spalten og en konkav form (11) langs den motstående kant av stykket av dielektrisk materiale.