PT102224B

PT102224B - Placa de base de catodo de aluminio com uma insercao de material dielectrico

Info

Publication number: PT102224B
Application number: PT102224A
Authority: PT
Inventors: Marc J Boissoneault; Gaston A Girard; John Robert Maclean
Original assignee: Falconbridge Ltd
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-06-30
Also published as: KR19990062917A; ZA9811159B; AR017203A1; CN1146677C; BR9805334A; CA2224790A1; ITRM980762A1; PT102224A; CA2224790C; CN1219612A; KR100581466B1; IT1302913B1

Description

DESCRIÇÃO

PLACA DE BASE DE CÁTODO DE ALUMÍNIO COM UMA

INSERÇÃO DE MATERIAL DIELÉCTRICO

ANTECEDENTES DO INVENTO

1. Campo do invento

Este invento refere-se a uma placa de base de cátodo de alumínio usada na electrodeposição de chapas de zinco e desnudação ou descasque subsequente das chapas de zinco lá electrodepositadas. Em particular, o invento refere-se a uma placa de base de cátodo, dotada com uma inserção de material dieléctrico ou isolante numa orla da placa de base na vizinhança da linha de solução da célula electrolítica.

2. Breve Descrição da Técnica Anterior

É geralmente conhecido na técnica, proporcionar placas de base de cátodo de alumínio com inserções de material dieléctrico de modo que as lâminas das facas de desnudação atinjam primeiro a superfície dieléctrica e depois penetrem entre as chapas de zinco e a placa de base de cátodo com o objectivo de desnudar esta das placas de zinco. Isto é revelado, por exemplo, no requerimento da Patente Canadiana N ° 2.178.776 pedida em 11 de Junho de 1996 com o título Método e Aparelho para Desnudação Automática de Chapas de Zinco de Placas de Base de Cátodo de Alumínio.

-2As placas de base da técnica anterior utilizam inserções dieléctricas ou isolantes as quais estão essencialmente em linha com a superfície adjacente da placa tal como é revelado, por exemplo, na Patente Canadiana N ⁰ 1.169.025 publicada em 12 de Junho de 1984.

OBJECTIVOS E SUMÁRIO DO INVENTO r

E um objectivo do presente invento proporcionar uma placa de base de cátodo de alumínio melhorada em que a superfície da inserção de material dieléctrico é elevada em relação à superfície adjacente da placa.

Outro objectivo do presente invento é proporcionar uma inserção que tenha uma forma pré-determinada e uma saliência, particularmente na área onde as facas penetram entre as chapas de zinco e o cátodo.

Outros objectivos e vantagens do presente invento tomar-se-ão aparentes a partir da descrição seguinte do invento.

Em placas de base de cátodo de alumínio convencionais, onde as inserções dieléctricas estão em linha com a placa de base, a placa de base tem um tempo de vida de menos de 200 desnudações, e assim mantém-se em serviço 12 a 13 meses aproximadamente. Assim, tais placas de base devem ser substituídas aproximadamente uma vez por ano a um custo excedendo usualmente um milhão de dólares, dependendo da dimensão da instalação de zincagem.

O insucesso das placas de base de cátodo de alumínio com inserções dieléctricas em linha tem sido identificado como sendo produzido por uma abertura gradual da interface entre a inserção e a superfície de alumínio adjacente; esta é a interface que é perpendicular à superfície da placa de base.

-3Quando as placas de base com inserções em linha são desnudadas pela máquina de desnudar, a faca desloca-se através da interface e, durante um período de ciclos, empurra para trás o alumínio e abre a interface. O zinco é electrodepositado na interface após cada desnudação e, quando é desnudado subsequentemente, ele ainda deteriora a interface. Eventualmente, a interface fica tão aberta que as facas de desnudação são impedidas de descascar o depósito de zinco. A placa de base de cátodo deve assim ser removida de serviço prematuramente devido à sua inabilidade para ser desnudada pelo desnudador automático.

O requerente verificou surpreendentemente que a deficiência pode ser rapidamente obviada pelo elevação do nível da inserção dieléctrica ligeiramente acima da superfície do cátodo de alumínio, de modo que a faca penetrará ainda entre o cátodo e a chapa de zinco, mas não atingirá, quando o fizer, a interface alumínio-dieléctrico perpendicular. Esta saliência da superfície da inserção dieléctrica está usualmente entre 0,5 mm e 1,5 mm acima da superfície da placa de base de alumínio e, mais preferivelmente, cerca de 0,8 mm. Contudo, para simplificar a instalação da inserção dieléctrica, toda a superfície da inserção pode ser assim elevada, é suficiente elevar apenas a área onde as facas penetram entre a placa de base de cátodo e as chapas de zinco, enquanto a parte restante da inserção pode estar essencialmente em linha com a placa de cátodo.

Se bem que, uma inserção dieléctrica de qualquer forma adequada pode ser usada em conjunção com o presente invento, deve verifícar-se que uma inserção tendo a forma de uma gota de lágrima é especialmente vantajosa. A área onde ela se estende mais profundamente na placa de base é feita para corresponder com o ponto onde a faca penetra entre a placa e as chapas de zinco para destacar estas últimas e, pelo menos, esta área é feita para se projectar sobre a superfície do cátodo de alumínio, como foi indicado anteriormente.

-4BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

O invento será ainda descrito fazendo referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Fig. 1 mostra uma vista plana de uma parte da orla de uma placa de base de cátodo de alumínio de acordo com um modo de realização do presente invento;

A Fig. 2 mostra uma vista em corte ao longo da linha A-A da Fig. 1;

A Fig. 3 mostra uma vista plana de uma parte da orla de uma placa de base de cátodo de alumínio de acordo com outro modo de realização do presente invento;

A Fig. 4 é uma vista em corte ao longo da linha D-D da Fig. 3; e

A Fig. 5 mostra uma máquina de desnudar para desnudar automaticamente chapas de zinco das placas de base do presente invento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO

Em todas as figuras, os mesmos elementos são identificados pelos mesmos números de referência.

A parte 10 da placa de base de cátodo de alumínio ilustrada na Fig. 1 e na Fig. 3 está na área também mostrada na Fig. 5 como a parte 10 da placa de base de cátodo de alumínio 12. De acordo com um modo de realização do

-5invento, a orla superior da placa de base 12 é dotada de uma inserção alongada, geralmente parabólica 14 de um material dieléctrico tendo a forma de uma gota de lágrima. Embora seja esta a forma preferida da inserção dieléctrica, pode também ser usada qualquer outra forma adequada.

Tal como é mostrado na fig. 2, a inserção 14 é montada na placa 12 de modo que se projecta sobre a superfície da placa 12 a uma distância mostrada pelas setas C-C, a qual pode, por exemplo, ser 0,8 mm. O material dieléctrico pode, por exemplo, ser um poliéster ou um polímero ester vinílico, tal como um ester vinílico à base de epóxi com elastómero adicionado, porém, qualquer material de resina dielétrica adequado que possa ser convenientemente enformado e montado, será satisfatório.

Preferivelmente, o material de resina é utilizado com enchedores inertes, tais como os enchedores à base de silicone. A projecção C-C deve ser proporcionada pelo menos na área B da Fig. 1 em que a faca de desnudação mostrada pelas linhas interrompidas 30 embate, com o objectivo de destacar, a placa de zinco depositada por electrólise na placa de base de cátodo de alumínio 12. Durante a electrodeposição, ambos os lados da placa de base 12 são cobertos com zinco com excepção para a parte 14 coberta com o material dieléctrico e as faixas laterais 16, também feitas de material dieléctrico apropriado e cortado, como é sabido da técnica, em cada orla da placa de cátodo para evitar a deposição de zinco nas orlas, o que tomaria a desnudação ou descasque automático impossível.

A inserção dieléctrica 14 é montada na placa 12 de qualquer maneira adequada. Um método é maquinar a área desejada da placa de base para uma espessura menor e depois cobrir esta área com o material dieléctrico por moldagem de transferência de resina ou por moldagem por compressão. Para que

o material dieléctrico fique bem fixado, um ou uma pluralidade de orifícios 18 (ver Fig. 2) pode ser providenciada na área inferior mais delgada, permitindo assim a interligação do material dieléctrico de ambos os lados. A maneira exacta como o material dieléctrico é aplicado é, contudo, não importante, para o objectivo do presente invento, desde que ele esteja bem montado e seguro e tenha uma projecção pré-determinada como é mostrado pelas setas C-C na Fig. 2 pelo menos na área B mostrada na Fig. 1. Também, como é mostrado na Fig. 2, a orla 20 da parte elevada pode ser chanfrada, por exemplo, num ângulo de 45°.

As Figs. 3 e 4 mostram outro modo para prover a placa 12 com a inserção dieléctrica 14. Aqui, é feito um corte da orla superior da placa 12 ao longo da linha 15 mostrada como uma linha quebrada. A secção inferior mais delgada da placa 12 é então formada apenas pela faixa 17 a qual corre entre a linha de corte 15 e a orla da parte elevada 20. Esta faixa 17 é dotada de uma pluralidade de orifícios 18 os quais permitem a interconexão do material dieléctrico, o qual é por esse meio ligado com a placa 12, apenas no interior da área da faixa 17, enquanto o resto da inserção 14 permanece uma inserção dieléctrica sólida. Isto é particularmente bem ilustrado na Fig. 4 a qual representa um corte ao longo da linha D-D da Fig. 3 e onde a projecção C-C é a mesma que na fig. 2 e a orla 20 da parte elevada é também chanfrada.

Fazendo referência à Fig. 5, é mostrada uma máquina de desnudar automática tal como a que é descrita no pedido de Patente do requerente Canadiano N ° 2.178.776, na qual uma pluralidade de placas de base de cátodo de alumínio 12, com chapas de zinco electrodepositadas de ambos os seus lados, estão suspensas em paralelo pelas suas barras de suporte 24 no interior da estrutura 26 e são depois automaticamente desnudadas, uma a uma, por um conjunto de desnudação 28 com facas 30 que rodam numa determinada sequência em tomo de um pivot 32. Durante a desnudação, os cátodos 12 são mantidos numa posição direita com a ajuda de um braço 34 o qual é baixado simultaneamente com o conjunto de desnudação 28. Uma vez que as chapas de zinco foram destacadas, elas caiem na calha em forma de U 36 tendo um transportador no fundo, o qual transporta as chapas destacadas para fora da máquina de desnudar. A área 10 da placa de base de cátodo de alumínio 12 mostrada na Fig. 5 representa a parte principal do presente invento. Quando são usadas placas normalizadas onde a inserção dieléctrica 14 está em linha com a superfície do cátodo 12, e o funcionamento da máquina de desnudar é o delineado anteriormente, não podem ser alcançados mais de 200 descasques antes que os cátodos 12 tenham sido substituídos. Por outro lado, quando é usada a mesma máquina nos cátodos do presente invento com uma saliência de 0,8 mm da inserção dieléctrica 10 acima da superfície do cátodo 12, mais de 360 ciclos de desnudação tem sido alcançados em 25 meses de desnudação e os cátodos estão ainda em funcionamento. Testes de erosão acelerada têm mostrado que, com tal concepção, o cátodo 12 é capaz de durar cerca de 500 ciclos de desnudação antes que a superfície da inserção dieléctrica se reduza até ficar em linha com a superfície de alumínio. Assim, a vida dos cátodos do presente invento pode ser mais do que duplicada comparada com a daqueles tendo as superfícies do cátodo e da inserção dieléctrica em linha. Este facto é, claramente, um avanço significativo na técnica.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Placa de base de cátodo de alumínio tendo uma inserção de material dieléctrico numa orla superior da placa, na vizinhança da linha de solução da célula electrolítica quando a placa de base é colocada nessa célula, caracterizada pelo facto de a referida inserção ter uma superfície plana elevada acima da superfície da placa de base de uma distância tal que uma faca de desnudação penetrará entre a placa de base e as chapas de zinco nela electrodepositadas sem chocar contra a interface perpendicular entre a placa de base de cátodo de alumínio e a inserção dieléctrica, sendo assim a referida inserção elevada pelo menos na área em que a referida faca de desnudação atinge a inserção antes de penetrar entre a placa de base e as chapas de zinco nela electrodepositadas.
2. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de que a distância à qual a superfície da inserção dielétrica se projecta sobre a superfície da placa de base de cada lado da referida placa de base está entre cerca de 0,5 mm e 1,5 mm.
3. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo facto de que a referida distância é cerca de 0,8 mm.
4. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com as reivindicações 1, 2, ou 3, caracterizada pelo facto de que a orla elevada da inserção dielétrica é chanfrada na região onde ela encontra a placa de base de alumínio.
5. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo facto de que a referida orla elevada é chanfrada segundo um ângulo de 45°.
6. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 5, caracterizada pelo facto de que a curvatura da inserção dieléctrica elevada no ponto onde ela encontra o cátodo de alumínio tem a forma de um pingo de lágrima, e a faca de desnudação ser ajustada para atingir a referida inserção na área onde ela se projecta mais profundamente na placa de base.
7. Placa de base de cátodo de alumínio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo facto de que a inserção é feita de um polímero ester vinílico à base de epóxi.