PL191583B1 - Urządzenie do oddzielania osadu metalu z katody stanowiącej płytę macierzystą w procesie elektrolitycznym, takim jak rafinowanie elektrolityczne metalu lub elektrolityczne otrzymywanie metalu - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do oddzielania osadu metalu z katody stanowiacej plyte macierzysta w procesie elektrolitycz- nym, takim jak rafinowanie elektrolityczne metalu lub elektrolityczne otrzymywanie metalu, które to urzadzenie posiada element podtrzymujacy do utrzymywania podda- nej dzialaniu katody, element chwytajacy do przynajmniej czesciowego uwalniania rosnacego osadu metalu pod- czas procesu elektrolitycznego na powierzchni macierzy- stej, plyte macierzysta katody zaopatrzona w elementy oddzialywujace na wzrost do wytworzenia nieregularnosci we wzroscie osadu metalu, i wspornik do podtrzymywania uwalnianego osadu metalu, znamienne tym, ze element oddzialywujacy na wzrost (16, 24, 36, 43, 53) do wytwarza- nia nieregularnosci we wzroscie osadu metalu (4) stanowi rowek usytuowany na krawedzi lub w poblizu krawedzi plyty macierzystej katody (1, 21, 31, 41, 51), rowek ma scianki ustawione wzgledem siebie pod katem ostrym tak, ze rowek jest szeroki na szerokosc powierzchni plyty macierzy- stej katody (1, 21, 31, 41, 51), a nieregularnosci utworzone na osadzie metalu (4) tworza zawias wzdluz którego osad metalu (4) jest odchylany pod katem na zewnatrz od powierzchni plyty macierzystej, przez co oddzielany jest osad metalu (4) od plyty macierzystej na dwie czesci. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oddzielania osadu metalu z katody stanowiącej płytę macierzystą w procesie elektrolitycznym, takim jak rafinowanie elektrolityczne metalu lub elektrolityczne otrzymywanie metalu.

Rafinowanie wielu metali, takich jak miedź, cynk i nikiel, składa się z procesu elektrolitycznego, podczas którego oddzielane są szkodliwe zanieczyszczenia z otrzymywanego metalu. Metal otrzymywany w procesie elektrolitycznym gromadzi się na katodzie w wyniku oddziaływania prądu elektrycznego. Proces elektrolityczny zazwyczaj wykonywany jest w zbiornikach, wypełnionych elektrolitem zawierającym kwas siarkowy, w których zanurzone są płyty będące anodami i katodami, wykonane z materiału przewodzącego prąd i umieszczone na przemian. Na górnych krawędziach anod i katod znajdują się uchwyty lub pręty w celu podwieszenia ich na krawędziach zbiornika i w celu połączenia ich z obwodem elektrycznym. Otrzymywany metal uzyskiwany jest w procesie elektrolitycznym jako rozpuszczalna anoda w procesie rafinowania elektrolitycznego, lub w postaci rozpuszczonej w elektrolicie w pewnym poprzedzającym etapie procesu, w którym to przypadku stosowane anody są nierozpuszczalne w procesie elektrolitycznego otrzymywania metalu.

Katoda stosowana w procesie elektrolitycznym może być wykonana z takiego samego metalu jaki chcemy uzyskać, w którym to przypadku osad nie musi być usuwany z pierwotnej płyty katody. Zazwyczaj jednak katoda, to znaczy płyta macierzysta, zanurzona w zbiorniku z elektrolitem, wykonana jest z innego metalu aniżeli ten, jaki chcemy uzyskać. Takimi materiałami na płyty macierzyste mogą być na przykład stal nierdzewna, aluminium lub tytan. W takim przypadku otrzymywany metal gromadzi się na powierzchni płyty macierzystej w postaci osadów, które są usuwane z płyty macierzystej w określonych przedziałach czasowych.

Na skutek działania prądu elektrycznego, otrzymywany metal w procesie elektrolitycznym gromadzi się w postaci osadu na wszystkich powierzchniach płyty macierzystej przewodzących prąd, to znaczy jeśli płyta macierzysta całkowicie przewodzi prąd, otrzymywany metal osadza się równomiernie na płycie macierzystej na jej wszystkich częściach zanurzonych w elektrolicie. W celu ułatwienia usuwania osadu metalu z powierzchni płyty macierzystej konieczne jest, by metal w postaci zgromadzonego osadu nie osadzał się powyżej krawędzi ograniczających płytę macierzystą, to znaczy, że krawędzie płyty macierzystej muszą być wykonane jako nieprzewodzące.

Najlepszym znanym sposobem wykonania nieprzewodzących krawędzi płyty macierzystej, jest pokrycie tych krawędzi pasem z izolacyjnego materiału, takiego jak tworzywo sztuczne. Ogólnie, pasy izolacyjne są profilami z tworzywa sztucznego, które w przekroju poprzecznym mają ukształtowany rowek, i są nakładane na krawędzie płyty macierzystej i utrzymywane w miejscu wskutek nacisku wywołanego odkształceniem, przez nity przechodzące przez płytę macierzystą lub ich kombinacje. Podczas usuwania osadu z płyty macierzystej poprzez zdjęcie go, możliwe jest, że pas usytuowany na krawędzi przeciwnej do krawędzi, gdzie zamocowany jest wieszak, może zostać uszkodzony jeśli nie ma zabezpieczenia powyżej pasa. W związku z tym, zamiast plastikowego pasa na krawędzi przeciwnej do krawędzi, gdzie zamocowany jest wieszak, stosuje się wosk jako materiał nieprzewodzący, ażeby otrzymać dwa oddzielne osady, lub umożliwia się tworzenie równomiernego osadu wokół dolnej części płyty macierzystej wytwarzającej pojedynczy osad. Problem, jaki występuje przy zastosowaniu wosku jest taki, że musi on zostać zmyty z płyty macierzystej i z osadu przed oddzieleniem osadu i następnie ponownie nałożony na płytę macierzystą po oddzieleniu, i w ten sposób pewna ilość wosku może być po umyciu ciągle w osadzie, powodując pewne zanieczyszczenie otrzymywanego metalu. Problem z pojedynczym osadem jest taki, że uchwycenie osadu podczas oddzielania go od płyty macierzystej jest bardziej skomplikowane, i że pojedynczy osad nie jest dobrze przystosowany do niektórych końcowych zastosowań.

Urządzenie do oddzielania osadu metalu z katody stanowiącej płytę macierzystą w procesie elektrolitycznym, takim jak rafinowanie elektrolityczne metalu lub elektrolityczne otrzymywanie metalu posiada element podtrzymujący do utrzymywania poddanej działaniu katody, element chwytający do przynajmniej częściowego uwalniania rosnącego osadu metalu podczas procesu elektrolitycznego na powierzchni macierzystej, płytę macierzystą katody zaopatrzoną w elementy oddziaływujące na wzrost do wytworzenia nieregularności we wzroście osadu metalu, i wspornik do podtrzymywania uwalnianego osadu metalu. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że element oddziaływujący na wzrost do wytwarzania nieregularności we wzroście osadu metalu stanowi rowek usytuowany na krawędzi lub w pobliżu krawędzi płyty macierzystej katody, rowek ma

PL 191 583 B1 ścianki ustawione względem siebie pod kątem ostrym tak, że rowek jest szeroki na szerokość powierzchni płyty macierzystej katody, a nieregularności utworzone na osadzie metalu tworzą zawias wzdłuż którego osad metalu jest odchylany pod kątem na zewnątrz od powierzchni płyty macierzystej, przez co oddzielany jest osad metalu od płyty macierzystej na dwie części.

Korzystnie kąt odchylenia osadu metalu do oddzielenia osadu metalu wzdłuż nieregularności we wzroście, wytworzonych poprzez element oddziaływujący na wzrost, zawiera się pomiędzy 60 a150 stopni w stosunku do płyty macierzystej katody.

Korzystnie kąt odchylenia osadu metalu do oddzielenia osadu metalu wzdłuż nieregularności we wzroście, wytworzonych poprzez element oddziaływujący na wzrost, wynosi zasadniczo 90 stopni w stosunku do płyty macierzystej katody.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia schematyczny widok z boku wyróżnionego przykładu wykonania wynalazku, fig.2 przedstawia częściowy schematyczny widok z boku z kierunku A-A przykładu wykonania z fig. 1, fig. 3 przedstawia schematyczny widok z boku przykładu wykonania katody zastosowanej w urządzeniu według wynalazku, fig.4 przedstawia schematyczny widok z boku innego przykładu wykonania katody zastosowanej w urządzeniu według wynalazku, fig. 5 przedstawia schematyczny widok z boku jeszcze innego przykładu wykonania katody zastosowanej w urządzeniu według wynalazku, fig.6 przedstawia schematyczny widok z boku następnego przykładu wykonania katody zastosowanej w urządzeniu według wynalazku i fig.7 przedstawia schematyczny widok z boku jeszcze innego przykładu wykonania katody zastosowanej w urządzeniu według wynalazku.

Zgodnie z fig. 1i 2 katoda 1 poddana działaniu w urządzeniu według wynalazku, umieszczona jest pomiędzy dwoma oddzielnymi zespołami 2 i 3, ażeby osady metalu 4 z obu stron 5 i 6 katody 1 mogły być zasadniczo poddane jednoczesnemu działaniu. Osad metalu 4 jest najpierw częściowo, począwszy od krawędzi płyty macierzystej 7, na której to płycie macierzystej zamocowany jest wieszak 8, uwalniany z katody 1 poprzez zespół uwalniający (nie pokazany). Poprzez działanie siły uwalniającej, osad metalu 4 jest odchylany do pozycji utrzymującej pokazanej linią przerywaną. W tej pozycji utrzymującej, osad metalu jest utrzymywany przez element podtrzymujący 9, który porusza się za pomocą siłownika pneumatycznego 10. W pozycji podtrzymującej, osad metalu 4 chwytany jest elementami chwytającymi 11 na dwóch zasadniczo równoległych krawędziach 12 i 13 osadu metalu 4, które to krawędzie są przynajmniej częściowo uwolnione od płyty macierzystej 7.

Podczas gdy osad metalu 4 jest chwytany przez elementy chwytające 11, element podtrzymujący 9 porusza się z pozycji podtrzymującej do pozycji spoczynkowej. Osad metalu 4 jest następnie utrzymywany poprzez elementy chwytające 11, które to elementy chwytające 11 poruszają się po zamontowanej prowadnicy 14. Podczas postępującego uwalniania osadu metalu 4 od katody 1, elementy chwytające 11 tak samo jak osad metalu 4, poruszają się wzdłuż prowadnicy 14 za pomocą elementów takich jak siłownik hydrauliczny 21. Prowadnica 14 umieszczona jest na ramie 15 tak, że w trakcie ruchu prowadnicy 14 osad metalu 4jest równocześnie odchylany wokół elementów oddziaływujących na wzrost 16 katody 1. Prowadnica 14 zamontowana jest na ramie 15 tak, że odległość pomiędzy elementami chwytającymi 11 a elementami oddziaływującymi na wzrost 16 katody, jest utrzymywana zasadniczo niezmiennie od pozycji podtrzymującej ustalonej przez element podtrzymujący 9 do zasadniczo poziomej pozycji 17 osadu metalu 4.

Po odchyleniu osadu metalu 4 do zasadniczo poziomej pozycji 17 poprzez elementy chwytające 11 i element oddziaływujący na wzrost 16, osad metalu 4 jest przesuwany zasadniczo poziomo przez zespół oddzielający 18 tak, że osad metalu 4 jest całkowicie uwalniany z katody 1. Zespół oddzielający 18 jest zamontowany na ramie 15. Rama 15 jest zamontowana na przegubie 20 przymocowanym do głównej ramy 19 urządzenia tak, że osad metalu 4 jest podtrzymywany poprzez elementy chwytające 11 podczas procesu oddzielania przez zespół oddzielający 18. Po oddzieleniu osadu metalu 4od katody 1, elementy chwytające 11 otwierają się i osad metalu 4jest przenoszony do kolejnej obróbki. Elementy chwytające 11 powracają poprzez prowadnicę 14 w celu przyjęcia nowego osadu metalu do oddzielenia.

W przykładzie wykonania zgodnie z fig. 1 i 2, elementy chwytające 11 mogą także pracować tak, że elementy chwytające 11 poruszają się w górę i w dół. Podczas tego ruchu osad metalu 4 jest przymocowany zawiasowo do elementu oddziaływującego na wzrost 16 i osad metalu 4 jest przełamywany na dwie części w tym obszarze, który zapobiega wzrostowi. Następnie, elementy chwytające 11 są przechylane do zasadniczo poziomej pozycji 17 i osad metalu 4jest uwalniany i transportowany do kolejnej obróbki.

PL 191 583 B1

Zgodnie z fig.3 wieszak 22 jest połączony z częścią korpusu płyty 23 płyty macierzystej 21. Rowek 24 ze ścianami nachylonymi do siebie pod kątem ostrym, jest utworzony wewnątrz krawędzi 25 płyty macierzystej 21 przeciwnie do krawędzi, z którą połączony jest wieszak 22. Rowek 24 stanowi obszar oddziaływujący na wzrost osadu metalu (nie pokazano) i zapewnia strukturę ziarnistą, która jest wykorzystywana jako zawias podczas odchylania osadu metalu.

Na figurze 4 korpus 32 płyty macierzystej 31 jest zaopatrzony w część 33, która to część 33 połączona jest z krawędzią 34 korpusu 32 płyty macierzystej 31 po przeciwnej stronie aniżeli krawędź płyty macierzystej 31, która połączona jest z wieszakiem 35. Część 33 posiada powierzchnię zasadniczo zbieżną z powierzchnią korpusu 32 płyty macierzystej 31. W części 33 znajduje się rowek 36 o ścianach będących względem siebie pod kątem ostrym, i który stanowi element oddziaływujący na wzrost.

Przykład wykonania zgodny z fig.5 jest podobny do przykładu wykonania z fig. 4, ale zamiast części 33 wykonanej jako całość, na fig. 5 znajduje się część 37 wykonana z dwóch części.

W przykładzie wykonania zgodnie z fig. 6, korpus 42 płyty macierzystej 41 zaopatrzony jest w element oddziaływujący na wzrost 43 w pobliżu krawędzi 44 korpusu 42 płyty macierzystej 41 po przeciwnej stronie aniżeli krawędź płyty macierzystej 41, która połączona jest z wieszakiem 45. Element oddziaływujący na wzrost 43 połączony jest z powierzchnią korpusu 42 płyty macierzystej 41 tak, że jedna ściana elementu oddziaływującego na wzrost 43 jest pod kątem ostrym w stosunku do powierzchni korpusu 42 płyty macierzystej 41.

Zgodnie z fig.7 korpus 52 płyty macierzystej 51 posiada rowek 53, który wypełniony jest materiałem 54 nie przewodzącym prąd. Rowek 53 jest elementem oddziaływującym na wzrost, gdzie powyżej rowka 53 osad metalu może rosnąć.

W celu działania urządzenia zgodnego z wynalazkiem, pożądane ruchy elementów poruszających się w różnych etapach procesu, są realizowane poprzez pneumatyczne, hydrauliczne lub elektryczne zespoły regulujące.

Claims (3)

1. Urządzenie do oddzielania osadu metalu z katody stanowiącej płytę macierzystą w procesie elektrolitycznym, takim jak rafinowanie elektrolityczne metalu lub elektrolityczne otrzymywanie metalu, które to urządzenie posiada element podtrzymujący do utrzymywania poddanej działaniu katody, element chwytający do przynajmniej częściowego uwalniania rosnącego osadu metalu podczas procesu elektrolitycznego na powierzchni macierzystej, płytę macierzystą katody zaopatrzoną w elementy oddziaływujące na wzrost do wytworzenia nieregularności we wzroście osadu metalu, i wspornik do podtrzymywania uwalnianego osadu metalu, znamienne tym, że element oddziaływujący na wzrost (16, 24, 36, 43, 53) do wytwarzania nieregularności we wzroście osadu metalu (4) stanowi rowek usytuowany na krawędzi lub w pobliżu krawędzi płyty macierzystej katody (1, 21, 31, 41, 51), rowek ma ścianki ustawione względem siebie pod kątem ostrym tak, że rowek jest szeroki na szerokość powierzchni płyty macierzystej katody (1, 21, 31, 41, 51), a nieregularności utworzone na osadzie metalu (4) tworzą zawias wzdłuż którego osad metalu (4) jest odchylany pod kątem na zewnątrz od powierzchni płyty macierzystej, przez co oddzielany jest osad metalu (4) od płyty macierzystej na dwie części.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kąt odchylenia osadu metalu (4) do oddzielenia osadu metalu (4) wzdłuż nieregularności we wzroście, wytworzonych poprzez element oddziaływujący na wzrost (16, 24, 36, 43, 53), zawiera się pomiędzy 60 a 150 stopni w stosunku do płyty macierzystej katody (1, 21, 31, 41, 51).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że kąt odchylenia osadu metalu (4) do oddzielenia osadu metalu (4) wzdłuż nieregularności we wzroście, wytworzonych poprzez element oddziaływujący na wzrost (16, 24, 36, 43, 53), wynosi zasadniczo 90 stopni w stosunku do płyty macierzystej katody (1, 21, 31, 41, 51).