SE457728B - Katod foer elektrolytisk rening av metaller samt saett att tillverka katoden - Google Patents

Description

457 10 15 20 25 30 35 728 2 på detta sätt god elektrisk kontakt tillförsäkrats mellan höljet och kopparröret relativt liten, vilket medför att det elektriska lednings- motståndet i övergången mellan de två metallerna trots allt blir avsevärt, vilket utgör en nackdel hos denna konstruktion, är förhållandevis komplicerad att tillverka. som dessutom KORT REDoGöRELsz rön UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att erbjuda en katod vid vilken ovan- stående nackdelar har eliminerats. I synnerhet är ett syfte att erbjuda en katod med en bärskena med mycket lågt resistivt motstånd, så att de resistiva förlusterna vid katodens användning blir försum- bara. Ett syfte med uppfinningen är även att erbjuda ett förenklat sätt att tillverka en katod med nämnda fördelar. Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att bärskenan består av ett genom explosionsförbindning sammansatt material, nämligen åtminstone ett övre skikt av koppar och ett undre skikt av ett metalliskt material som genom svetsning kan förbindas med det första materialet, varvid fogen mellan det övre kopparskiktet och den undre skiktet av nämnda metalliska material bildar ett vågmönster. Lämpligen består bärskenans undersida och startplåten av huvudsakligen samma typ av material, företrädesvis rostfritt stål. Även andra företrädesvis korrosionsbeständiga material är dock tänkbara, aluminium, 'exempelvis titan eller vilkas användbarhet dock är avhängig av den elektrolytiska reningsprocessen, dvs vilken metall som är avsedd att raffineras.

Förutom koppar kan sålunda även exempelvis nickel och zink renas enligt samma principer. Däremot utgörs skenans ändpartier lämpligen av Detta kan uppnås genom att det explosionspläterade undre skiktet har avlägsnats i områdena för ändpartierna, ren koppar. exempelvis genom att det rostfria materialet eller motsvarande har bortfrästs.

För att de resistiva förlusterna i skenan ska bli så små som möjligt bör kopparskiktet vara väsentligt mycket tjockare än det rostfria skíktet, vilket innebär att det bör vara minst två gånger så tjockt och helst 5-10 gånger så tjockt som det rostfria skiktet. 10 15 20 25 30 35 457 728 Ytterligare kännetecken på samt fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I följande beskrivning av föredragna utföringsformer kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 visar en perspektivisk vy av en katod enligt en första föredragen utföringsform av uppfinningen, Fig. 2 visar en vertikal sektion genom ett övre parti av denna katod, Fig. 3 utgör en sektion III-III i Fig. 2, Fig. 4 visar en vertikal sektion genom ett parti av en katod enligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen, och Fig. S och Fig. 6 illustrerar schematiskt hur katoderna enligt de föredragna utföringsformerna kan tillverkas enligt uppfinningen.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFöRINGsx-*QRMER En katod har i ritningsfigurerna 1-3 allmänt betecknats 1. Den består av en plan startplåt 2 och en bärskena 3. Startplåten 2 består enligt utföringsformen av rostfritt, företrädesvis syrafast stål.

Bärskenan 3 har enligt utföringsformen rektangulär sektion och består av ett sammansatt material, nämligen en övre del 4 av koppar, som utgör skenans huvuddel, och en undre del 5 av rostfritt stål, före- trädesvis syrafast stål av samma eller likartat slag som i startplåten 2. Ett för uppfinningen utmärkande kännetecken är att det rostfria skiktet 5 har förenats med koppardelen 4 genom explosionsfogning.

Principerna för denna teknik finns utförligt redovisade i exempelvis Bulletin No. 104, publicerad av welding Research Council, April 1965: "Bonding of Metals with Explosives" av A.H. Holtzman och G.R. Cowan.

Tekniken finns även beskriven i ett stort antal patent publicerade 457 10 15 20 25 30 35 728 4 såväl före som efter april 1965. Genom explosionsförbindning (även kallat sprängfogning, explosionsplätering, etc) uppnås en helt metallisk förbindning mellan de element som förenas. Typiskt har fogen ng. I ritninga- Syftet med explosionsfogningen är vanligen att uppnå en mekanisk god hållfasthet mellan två metalliska material, vilka ofta inte kan svetsas eller vällas samman enligt mer ett vågmönster som härrör från detonationens utbredni figurerna har fogen betecknats 6. klassisk teknik. Dessutom uppnås en synnerligen god elektrisk kontakt mellan de två elektriska materialen, och det är denna effekt som ytnyttjas i föreliggande fall. För att de resistiva förlusterna ska bli så små som möjligt har koppardelen 4 väsentligt stärre tvärsek- tion än den rostfria underdelen 5.

Enligt utföringsformen har koppar- delen en tjocklek av 25 å 30 mm, räknat i höjdled, medan den rostfria underdelen 5 endast är cirka fyra mm tjock. Startplåten 2 har förenats med underdelen 5 genom något svetsningsförfarande, svetsning, exempelvis TIG- elektronstrålsvetsning eller med hjälp av laser. Svets- fogarna har betecknats 9.

I området för bärskenans ändpartier har det rostfria materialet avlägsnats, exempelvis genom bortfräsning, så att kopparmaterialet 4 På detta sätt bildas bärytør 7 av vilka tillförsäkrar en effektiv elektrisk kontakt mot de exponeras även på undersidan. , koppar, strömförande element på vilka bärskenan 3 är anordnad att upphängas.

I princip kan uppfinningens princip användas även för andra katoder än för elektrolytisk rening av koppar, såsom exempelvis för zink och nickel. I detta fall kan istället för rostfritt stål användas andra metalliska material i startplåtarna såsom även nämnts i ingressen. I princip är det även möjligt att för katoder för elektrolytisk rening av koppar använda startplåtar av titan. Även i detta fall kan under- sidan av bärskenan tillverkas av samma material som i startplåten, av titan, dvs genom att även titan effektivt och med idealisk metallisk kontakt kan förenas med koppar genom explosíonsfogning. Det är i princip även möjligt att tillverka det undre skiktet i bärskenan av annat material än i startplåten, under förutsättning att de båda materialen kan förenas med varandra genom konventionella svetsmetoder. 10 15 20 25 30 35 457 728 I princip är det även möjligt att om så önskas framställa bärskenan av fler skikt än två.

Fig. 4 visar en alternativ utföringsform, som skiljer sig från den föregående därigenom att kopparskenan, som betecknats 4' är försedd med ett längsgående, genomgående, ovalt hålrum 8. Kopparskenan 4' är i detta fall alltså i princip rörformad. Den färdiga katoden har betecknats l'.

Fig. 5 och Pig. 6 illustrerar hur kopparskenorna och deras rostfria underdelar 5 kan förenas med varandra enligt det uppfinningsenliga sättet att tillverka katoderna. Skenorna 4 eller 4' (för enkelhets skull har båda de alternativa utföringsformerna visats i Fig. 5 och Fig. 6) placeras på högkant tätt intill varandra på ett underlag 11.

På sidorna anordnas kantplåtar 12, som kan bestå av ett enkelt stålmaterial, och det hela täcks av en rostfri plåt 13, som skall bilda underdelarna 5 i de färdiga katoderna. Plåten 13 täcks av ett sprängmedel 14. Plåten 13 sprängs fast på skenorna 4, 4'. Därefter fräses spår 15 genom plåten 13 mitt för kontaktytorna mellan när- liggande kopparskenor 4, 4', och dessa spår 15 fräses ända ned till kopparskenorna. Underdelarna 5 får sålunda något mindre bredd än kopparskenorna. Därefter riktas sålunda de framställda skenorna 3 respektive 3', varefter startplåtarna 2 svetsas fast vid respektive underdel 5.

Claims (6)

457 728 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Katod för elektrolytisk rening av metaller, innefattande en plan startplåt (2) av ett första metalliskt material som ej utgörs av koppar, vilken startplåt med sin övre kant är fastsvetsad till under- sidan av en bârskena, som består av åtminstone två sammansatta material, varvid behövs mycket god kontakt mellan dessa material, k ä n n e t e c k n a d av att bärskenan (3) består av ett genom explosionsförbindning sammansatt material, nämligen åtminstone ett övre skikt (4) av koppar och ett undre skikt (5) av ett metalliskt material, som genom svetsning kan förbindas med det första materialet i startplåten (2), varvid fogen (6) mellan det övre kopparskiktet och det undre skiktet (5) av nämnda met vågmönster. ' alliska material bildar ett

2. Katod enligt krav 1, k ä n n e t e o k n a d av att bärskenans undersida och startplåt består av huvudsakligen samma typ av material.

3. Katod enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda material utgörs av rostfritt stål, företrädesvis syrafast rostfritt stål, titan eller annat korrosionsbeständigt metalliskt material.

4. Katod enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att skenans ändpartier utgörs av ren koppar.

5. Katod enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att skenans änd- partier utgörs av ren koppar därigenom att det explosionspläterade undre skiktet har avlägsnats i områdena för ändpartierna, så att kopparen exponeras på undersidan (7) i området för nämnda ändpartier.

6. Sätt att tillverka en katod enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man först tillverkar ett antal bärskenor, varvid ett antal vilka har rektangulär tvärsnittsform placeras intill varandra på ett underlag (ll) på högkant, kopparstavar, att batteriet av sålunda placerade kopparstavar täcks av en gemensam plåt av ett metalliskt material, att nämnda plåt täcks av ett sprängmedel, att sprängmedlet bringas att detornera varvid nämnda plåt förenas med kopparstavarnas 10 457 728 ovansidor, att nämnda plåt skärs upp i området för kontaktytorna mellan kopparstavarna, och att en startplât (2) därefter svetsas fast vid det sålunda med kopparstaven förenade skiktet av nämnda metalliska material.