WO2021035367A1 - Dispositivo cubrebordes catódicos - Google Patents

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WO2021035367A1
WO2021035367A1 PCT/CL2019/050078 CL2019050078W WO2021035367A1 WO 2021035367 A1 WO2021035367 A1 WO 2021035367A1 CL 2019050078 W CL2019050078 W CL 2019050078W WO 2021035367 A1 WO2021035367 A1 WO 2021035367A1
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cathode
edge cover
guide
type
edge protection
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PCT/CL2019/050078
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sergio CORTÉS BUSCH
Original Assignee
New Tech Copper Spa
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Publication date
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    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
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    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12Shape or form

Definitions

  • the present development covers the fields of electrowinning and electrowinning in different metals.
  • Obtaining and industrial refining of high purity metals is carried out mainly by electrodeposition from acidic or alkaline aqueous solutions of the respective metals.
  • the cathodes used industrially today are in both cases preferably stainless steel, titanium, aluminum and also in some cases from the metal itself.
  • cathode guides Another problem that arises today with respect to cathode guides is that, regardless of their function of guiding the cathode in the correct position, avoiding oscillations and avoiding its encasement with metal for harvesting the cathode, as in the patent application international PCT / CL2014 / 000049, under conditions of high chlorine content in the process (Very common today with seawater purified by reverse osmosis for the process) and lack of maintenance or replacement of cathode guides, poor maintenance of the blank plates, there is also the cladding or the perimeter deposit of the metal, with which, when it is harvested, the cathodic guide tends to break, especially in its lower part and at the same time the detachment of the copper from the plate is impossible. stainless steel. All these problems reduce the quality of the product obtained, increasing the man-hours for repair, increasing the consumption of spare parts and finally the production costs and causing losses.
  • an edge covering device was designed that is compatible with the existing components with SELE® and that performs the work of maintaining the parallelism of the electrodes, in this case, of the cathode. as performed by cathode guidance in the SELE® device.
  • Any device attached to a cathode does not allow interaction with the SELE®, either due to the lack of space between the edges of the cathode and the SELE® frame (Lateral) and the inability to insert into the lower elbow (hook) of the cathodic guide which, for operational and performance reasons, must remain installed in the frame.
  • the production of metals in electrolytic cells with cathode and anodic guide systems provides great efficiency and effectiveness in solving problems - traditional in electrowinning, such as, eliminating the oscillation of cathodes and anodes in the process, guiding in a good position both cathodes and anodes and eliminate effects of slow encamisam at the edges of the blank cathode.
  • the guides are not efficient enough in being able to avoid the cathode casing, breaking this when the cathode is harvested with the metal.
  • an edge covering device was developed, both for use with guide devices or without them, in order to avoid routing the cathode.
  • the cathode If it is used in conjunction with the guide, it avoids the breakage of the guide at the time of sowing since there is plastic / plastic interaction instead of plastic / metal and facilitates the harvest. of the cathode because by preventing its cladding, the cathode is easily removed from the guide without fracturing it. Furthermore, since it is an edging device structurally separated from the guide, it can be used without it. If used together and the edge cover device is damaged, the guide and cathode are left free for operation, and the edge cover device can be easily replaced at harvest time.
  • the edge cover device is made of one or two structural pieces where on one side it adapts to the lateral edge of the cathode, at the lower end it can interact with the elbow or other elements commonly used to secure the cathode and / or along its entire length with the cathode guides in the electrolytic cell or with the upper section of the latter. It mainly comes in two configurations, the "U” type edger and the “H” type edger.
  • the "U” type edge cover on the opposite side, has a convex shape v / o for the type edge cover.
  • H a slot to insert an element (rod) that adjusts the area that interacts with the edge of the cathode. Its general dimensions allow it to interact with various elements that serve to position the electrodes in the electrowinning cells, such as guides, spacers, etc. Without making modifications to these.
  • a mode is a reference to one or more steps, stages or modes and that can include sub-steps, stages or modes, implicit and / or supervening.
  • a couple of concepts applied in the present invention are based on the definition of "frame” we refer to a wide range of alternatives that go from a pair of clamping bars to a pre-assembled module with guides for immediate use and the entire range of alternatives that may exist between the aforementioned including the electrodeposition cell itself
  • frame we refer to a wide range of alternatives that go from a pair of clamping bars to a pre-assembled module with guides for immediate use and the entire range of alternatives that may exist between the aforementioned including the electrodeposition cell itself
  • SELE® system which stands for Selective Electrq-deposition Enhaced.
  • cladding refers to when the copper deposited on one side of a “blank” cathode, for example made of stainless steel, joins with copper deposited on the other side of the cathode. , generating a kind of shirt, practically impossible to separate, as seen in figure 7/8
  • the present development of the edge cover device can interact with the cathode guides or act on its own, coupling and uncoupling in a simple way, to different types of frames or elements, which give it properties that enhance the solution of problems that arise in the practice of Electro-Metallurgy processes, such as those described above in the Chapter “Description of the Known in the Matter”,
  • the edge cover device comprises two configurations, the first or "U" type configuration comprises two operative sides, the first one that embraces any of the lateral edges of the cathode in the form of a clamp and the second side with a convex shape to be able to slide on a cathode guide. previously installed or simply connect to the lower elbow with cooperation of the guide head to be positioned.
  • H comprises two operative sides, the first that embraces any of the lateral edges of the cathode in the form of a clamp and the second that faces the frame where it comprises a groove along its entire length, where a radon goes in order to generate tightening in shape of a clamp on the other side of the edge cover device, on the cathode.
  • a radon is placed so that it interacts with the entire length of the cathode guide if it is installed, or only at the lower ends of the cathode, inside the elbows, if the guide is not installed, maintaining verticality and avoiding free rocking motion against the anode.
  • This edging device is manufactured in a single long piece of between 4 meters to 10 cm, preferably 3 meters, 2.5 meters and 1.25 meters, which covers all or almost all of the edges of the cathode. Its outer width must be able to enter inside the grooves of the cathode guides if they are available in the cell, that is between 0.4 cm to 4 cm, preferably 2 cm.
  • the internal width of the cathode housing channel of the edge covering device must be of a width suitable for the thickness of a cathode electrode without deposition, this measurement ranges from 0.3 cm to 0.5 cm, preferably 0.35 cm .
  • the edging device is made of material polymeric with or without inorganic fillers resistant to the thermal and chemical environment and with improved physical properties, for a better performance in the environment where the piece is used, preferably thermoplastics are used based on thermo-formable, lermofixed and / or epoxy resins, such as such as PVC (Polyvinylchloride), cPVC, fiberglass, PP (Polypropylene), Teflon and / or their mixtures. In mineral refining, the polymer of best use is preferably
  • PP or cPVC for its thermal resistance over 80 ° C.
  • both configurations of the edging may or may not have a flange along the entire part or partially along the part, in order to provide structural rigidity to it.
  • the edge cover device in both configurations holds the sheet of the cathode electrode.
  • both for the “U” type configuration (convex shape) and for the “H” configuration (with rod) introduces the entire device into the groove of the cathode guide, interacting through the upper part of the guide with the upper part of the head and interacting with the lower part of the guide connected to the elbow. If the cubicle is in a configuration where only the elbows remain on the bottom of the cubicle, the edging device interacts and connects with them, and at the top of the frame the edging device is guided through the head of the guide recovered.
  • Figure 1/8 shows a front view of figure 5/6 of the state of the art of the application
  • the edge cover device is a device that adjusts directly to the cathode and is not a structural part of the cathode guide, but rather surrounds the cathode on its edges, and can be used both with a guide or without it, so that when the cathode is removed, and the guide is damaged, without the possibility of changing it, there is still protection against casing when a plate is inserted in that position. Also this device can be replaced in case of damage, without affecting the guide and vice versa.
  • the identification letters indicated are: a.- Head zone of the cathode guide b.- Channel zone of the cathode guide q.- Cathode and anode supporting structure, equivalent to frame (8) c. - Area of the lower support equivalent to the elbow for the cathode guide (1)
  • Figure 2/8 in its upper part, shows a front view at an angle, of a section of an electrowinning cell with the "U" type edge cover device, the elbow for the cathode guide, the cathode guide head and a cathode. It is seen in the lower part how the edge guard interacts with the elbow that originally held a cathodic guidance device. In the lower part of the figure an exploded view of the section of an electrowinning cell with the “U” type edge cover device.
  • Figure 3/8 shows a front view at an angle, of a section of an electrowinning cell with the “U” type edge cover device, the elbow for the cathode guide, the cathode guide head and a cathode. It is seen in the lower part how the edge guard interacts with the elbow that originally held a cathodic guidance device. In the lower part of the figure an exploded view of the section of an electrowinning cell with the “U” type edge cover device.
  • Figure 3/8 in the image on the left, shows a close-up view of the detail of the interaction of the “U” type edge cover device with the elbow (hook) of the cathode guide and a cathode section.
  • the image on the right shows the same elbow with its interaction with the "U” type edge guard and the cathode from a side point of view.
  • Figure 4/8 in its upper left image, shows a top side view of the interaction between the Cathode Guide Head and the “U” type edge guard.
  • the upper right image shows the detail of the interaction between the Cathodic Guidance Head and the Frame.
  • Figure 5/8 in its upper image, presents a top view of the interaction of the "U" type edger and the cathode itself
  • the lower image presents a top side view of the interaction between the cathode and the "U" type edger.
  • Figure 6/8 in its upper image, presents a top view of the interaction of the "H" type edge guard, the cathode itself and radon.
  • the bottom image presents a top side view of the interaction between the cathode, the type edge cover. "H” and radon, in order to adjust and tighten the edge guard to the cathode.
  • Figure 7/8 presents, in its upper image, a diagram of a top view on the effect of the coating on the stainless steel cathode.
  • the lower image instead shows the outline of the limiting effect of the jacket when using the "U" type edge cover.
  • Figure 8/8 Figure 8/8 shows in its left image a cathode with type “H” edge covers approaching two previously installed cathode guides.
  • the image on the right shows the interaction between the “H” type edge covers, the rod and the cathode guide, it is clearly seen as part of the edge cover and the rod are partially inserted into the channel that has the previously installed cathode guide.
  • a statistic of the rejection history of the copper cathode carousel by subgroups is performed.
  • the average of 6-cycle carousel rejections before the first harvest with weatherstripping is determined and compared with the average of rejections »carousel of the cycles that occurred from the date of the first harvest onwards.

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Abstract

Se desarrolló un dispositivo cubrebordes, tanto para su uso con dispositivos de guías catódicas o sin ellas en un sistema de bastidores (SELE®), con el propósito de evitar el encamisamiento del cátodo. Si es utilizado en conjunto con la guía, evita la rotura de la guía al momento de la siembra ya que hay interacción plástico / plástico en vez de plástico / metal y facilita la cosecha del cátodo porque impide su encamisamiento, el cátodo se retira fácilmente desde la guía sin fracturarla.. Principalmente el dispositivo cubrebordes se presenta en dos configuraciones, el cubrebordes tipo "U" y el cubrebordes tipo "H". El cubrebordes tipo "U", por el lado opuesto posee una forma convexa y/o para el cubrebordes tipo "H", una ranura para insertar un elemento (rodón) que ajusta la zona que interactúa con el borde del cátodo. Sus dimensiones generales le permiten interactuar con diversos elementos que sirven para posicionar los electrodos en las celdas de electro obtención, tales como guías, separadores, etc. Sin hacer modificaciones en estos.

Description

DISPOSITIVO CUBREBORDES CATÓDICOS
CAMPO TÉCNICO DE LA PRESENTE INVENCIÓN
El presente desarrollo abarca los campos de electro-refinación y electro-obtención en diferentes metales.
DESCRIPCION DE LO CONOCIDO EN LA MATERIA
La obtención y refinación industrial de metales de alta pureza, como cobre, níquel, zinc y otros, se realiza mayoritariamente por electro depositación desde soluciones acuosas ácidas o alcalinas de los metales respectivos. Sea que el metal se obtenga desde sus soluciones utilizando ánodos insolubles o disolviendo ánodos del propio metal, los cátodos utilizados índustrialmente en la actualidad son en ambos casos preferentemente de acero inoxidable, titanio, aluminio y también en algunos casos del propio metal.
En los procesos industriales de depósito de metales por electro depositación, se acostumbraba a colgar cátodos y ánodos y sumergirlos en el electrolito de las cubas o celdas de electro depositado», apoyando la barra de soporte de cada ánodo y cátodo directamente sobre las respectivas barras conductoras, que están ubicadas en los bordes longitudinales superiores de las celdas. Hoy en día se cuenta con guías para el desplazamiento al interior de las cubas, los ánodos y cátodos no pueden oscilar como si fueran péndulos sumergidos en el electrolito. Otro de los objetivos de las guías o elementos plásticos de protección en los bordes laterales de los cátodos
“blank” de acero inoxidable, es evitar que el cobre depositado en una cara se una al de la cara opuesta, lo que imposibilita el despegue de este (encamisado).
Gran parte de los inconvenientes previamente mencionados, fueron subsanados al introducir en la celda, una estructura de soporte de material aislante, como la que se describe en la Solicitud de Patente Chilena N° 1020-04, en la que cada ánodo y cada cátodo es ubicado en una posición vertical fija, mediante guías que aseguran además un espaciado uniforme entre ellos, impidiendo también el movimiento relativo de los mismos. Si bien la estructura resuelve los problemas inherentes a la falta de guias de electrodos (oscilación), ocurre que el uso u operación descuidada puede provocar algunas alteraciones y/o desperfectos que demoran la operación.
Si bien, el uso de guías para los cátodos ha resuelto un tipo de dificultades operativas, se han generado otro tipo de nuevas dificultades, como es el despegue del metal depositado en estos cátodos cuando las placas blank se encuentran en mal estado y la depositación se extiende a los bordes del cátodo, uniendo los depósitos de cobre de ambas caras y en ocasiones incluyendo a las mi smas guías por sus bordes inferiores, Parte de los daños producidos por la mala manipulación de los electrodos, está dado porque el cátodo es una estructura con bordes sólidos y en algunos casos filosos, lo que va generando, cuando es posicionado el cátodo en una guía, que ésta sea dañada por el mismo cátodo o que al bajar el cátodo en una guía, éste quede a medio camino atascado. Lo conocido sobre este tipo de dispositivo es lo presentado en la Solicitud de Patente Chilena N° 1300-2006, la cual presenta un sistema modular potencíador de procesos electro-metalúrgicos, el que comprende perfiles de guías cátodos, de sección transversal tipo omega o tipo U, para dejar en posición fija el cátodo. Además, posee una cabeza en forma cónica invertida superior para facilitar la entrada de los cátodos.
Otro problema que se presenta hoy con respecto a las guías catódicas es que, independientemente de su función de guiar el cátodo en posición correcta, evitar oscilaciones y evitar el encamisamiento del mismo con metal para la cosecha del cátodo, tal como en la solicitud e patente internacional PCT/CL2014/000049, bajo condiciones de alto contenido de cloro en e1 proceso (Muy común hoy en día con el agua de mar purificada por osmosis inversa para el proceso) y falta de mantenimiento o recambio de las guías catódicas, mal mantenimiento de las placas blank, se produce igualmente el encamisamiento o el depósito perimetral del metal, con lo cual, cuando es cosechado se tiende a romper la guía catódica, sobre todo en su parte inferior y a su vez se imposibilita el despegue del cobre desde la placa de acero inoxidable. Todos estos problemas reducen la calidad del producto obtenido, aumentando las horas hombres para la reparación, aumentando el consumo de repuestos y finalmente los costos de producción y originan pérdidas.
Por otro lado, en operaciones mineras con placas blank deterioradas, ya sea porque no hay un cuidado adecuado en su manejo blank o no están inviniendo en el reemplazo mínimo por placas nuevas, las guías catódicas del SELE® no se desempeñan lo suficientemente bien para impedir el depósito de cobre en la zona lateral del cátodo que estas cubren. Este problema, produce generalmente encamisamiento del cobre depositado en ambas caras del cátodo y/o al menos la generación de nodulos de cobre en los bordes y los extremos interiores de los cátodos.
Esta condición imposibilita el despegue del cobre en la cosecha en el primer caso y en el segundo caso se provocan roturas en las guías catódicas agudizando y expandiendo como virus el daño en toda la planta.
Para solucionar todos los problemas previamente señalados, se diseñó el presente desarrollo de un dispositivo cubre-bordes que sea compatible con los componentes existentes con el SELE® y que desempeñe el trabajo de mantención del paralelismo de los electrodos, en este caso, del cátodo, tal como lo realiza la guía catódica en el dispositivo SELE®.
Cualquier dispositivo adosado a un cátodo no permite la interacción con el SELE®, ya sea por la falta de espacio entre los bordes del cátodo y el bastidor del SELE® (Lateral) y la imposibilidad de insertarse en el codo (enganche) inferior de la guía catódica el que, por razones operativas y desempeño, debe permanecer instalado en el bastidor.
Finalmente, se diseñaron dos configuraciones de cubrebordes con la geometría compatible con el dispositivo SELE®. El primero básicamente una “U” simple, el que captura al cátodo por su forma y estrechez de su “boca” y el segundo una “H”, al que al instalarle un inserto en un canal de su “lomo” se estrecha mecánicamente la boca en la zona de captura del cátodo, aumentando la fuerza prensora.
RESUMEN
La producción de metales en celdas electrolíticas con sistemas de guías catódicas y anódieas entrega gran eficiencia y eficacia en la resolución de problemas- tradicionales en la electro-obtención, tales como, eliminar la oscilación de cátodos y ánodos en el proceso, guiar en una buena posición tanto cátodos como ánodos y eliminar efectos de encamisam lento en los bordes del cátodo “blank”. Bajo ciertas condiciones operativas, las guías no son suficientemente eficientes en poder evitar el encamisamiento del cátodo, rompiéndose esta cuando se es cosechado el cátodo con el metal, Para este fin, se desarrolló un dispositivo cubrebordes, tanto para su uso con dispositivos de guías o sin ellas, con el propósito de evitar el encami semiento del cátodo. Si es utilizado en conjunto con la guía, evita la rotura de la guía al momento de la siembra ya que hay interacción plástico / plástico en vez de plástico / metal y facilita la cosecha del cátodo porque al impedir su encamisamiento, el cátodo se retira fácilmente desde la guía sin fracturarla. Además, al ser un dispositivo cubrebordes separado estructuralmente de la guía, se puede utilizar sin esta. Si se utiliza en conjunto y se llega a dañar el dispositivo cubrebordes, la guía y el cátodo quedan libres para su operación, pudiendo ser fácilmente reemplazado el dispositivo cubrebordes al momento de la cosecha.
El dispositivo cubrebordes es elaborado en una o dos piezas estructurales donde por un lado se adapta al borde lateral del cátodo, por el extremo inferior puede interactuar con el codo u otros elementos utilizados comúnmente para afianzar el cátodo y/o en toda su longitud con las guías catódicas en la cuba electrolítica o con la sección superior de esta úl tima. Principalmente se presenta en dos configuraciones, el cubrebordes tipo “U” y el cubrebordes tipo "H". El cubrebordes tipo "U”, por el lado opuesto posee una forma convexa v/o para el cubrebordes tipo
“H”, una ranura para insertar un elemento (rodón) que ajusta la zona que interactúa con el borde del cátodo. Sus dimensiones generales le permiten ¡nteractuar con diversos elementos que sirven para posicionar los electrodos en las celdas de electro obtención, tales como guías, separadores, etc. Sin hacer modificaciones en estos.
DESCRIPCION DEL DESARROLLO
Debe entenderse que el presente desarrollo no está limitada a la metodología particular. compuestos, materiales;, técnicas de manufactura, usos y aplicaciones aquí descritas, pues éstas pueden variar. También debe entenderse que la terminología empleada aquí es usada con el solo propósito de describir una representación particular, y no intenta limitar la perspectiva y el potencial del presente desarrollo.
Debe notarse que el sistema, pieza, elemento, uso y método, aquí, en el pliego de reivindicaciones y en todo el texto que el singular no excluye el plural, salvo que en el contexto claramente lo implique. Entonces, por ejemplo, la referencia a un ‘‘uso o método”, es una referencia a uno o más usos o métodos e incluye equivalentes conocidos por quienes conocen de la materia (el arte). Similarmente, como otro ejemplo, la referencia a “un paso", “una etapa" o a
“un modo", es una referencia a uno o más pasos, etapas o modos y que puede incluir sub-pasos, etapas o modos, implícitos y/o sobrevinientes.
Todas las conjunciones usadas han de entenderse en su sentido menos restrictivo y más inclusivo posible. Así, por ejemplo, la conjunción “o” debe entenderse en su sentido lógico ortodoxo, y no como un “o excluyeme”, salvo que el contexto o el texto expresamente lo necesite o indique. Las estructuras, materiales y/o elementos descritos han de entenderse que también se refieren a aquellos equivalentes funcionalmente y así evitar enumeraciones taxativas interminables. Las expresiones usadas para indicar aproximaciones o conceptualizaciones deben entenderse así, salvo que el contexto mande una interpretación distinta.
Todos los nombres y términos técnicos y/o científicos aquí empleados tienen el significado común que le otorga una persona común, calificada en estas materias, salvo indicación expresa, distinta.
Los métodos, técnicas, elementos, sistemas y piezas similares y/o equivalentes a los descritos pueden ser usados o preferidos en la práctica y/o pruebas de la presente invención.
Se incorporan todas las patentes y otras publicaciones como referencias, con el propósito de describir y/o informar, por ejemplo, las metodologías descritas en dichas publicaciones, que puedan resultar útiles en relación con el presente desarrollo.
Se incluyen estas publicaciones sólo por su información previa a la fecha de registro de la presente solicitud de patente.
A este respecto nada debe considerarse como una admisión o aceptación, rechazo o exclusión, de que los autores y/o inventores no estén legitimados de serlo, o de estar entefechadas dichas publicaciones en virtud de otras anteriores, o por cualquier otra razón.
Un par de conceptos aplicados en la presente invención se basa en la definición de “bastidor" nos referimos a un amplio rango de alternativas que van desde un par de barras de sujeción hasta un módulo pre-armado con guías de uso inmediato y toda la gama de alternativas que puedan existir entre lo mencionado previamente incluyendo la celda misma de electro depositación. Dentro de los sistemas que utilizan bastidor esta el sistema SELE®, el cual significa Selective Electrq-deposition Enhaced.
Otro concepto que se recoge en el présente desarrollo es el de “encamisado”, el cual se refiere a cuando el cobre depositado sobre un lado de un cátodo "blank” por ejemplo de acero inoxidable, se une con cobre depositado del otro lado del cátodo, generando una especie de camisa, prácticamente imposible de separar, tal como se ve en la figura 7/8
El presente desarrollo del dispositivo cubrebordes puede interactuar con las guías catódicas o actuar por sí solo, acoplándose y desacoplándose en forma simple, a diferentes tipos de bastidores o elementos, que le confieren propiedades que potencian la solución de problemas que se presentan en la práctica de los procesos de Electro - Metalurgia, como los descritos anteriormente en el Capítulo “Descripción de lo Conocido en la Materia”, El dispositivo cubrebordes comprende dos configuraciones, la primera configuración o de tipo "U" comprende dos lados operativos, el primero que abraza cualquiera de los bordes laterales del cátodo en forma de pinza y el segundo lado con forma convexa para poder deslizase sobre una guía catódica previamente instalada o simplemente conectarse al codo inferior con cooperación del cabezal de la guía para quedar posicionado. La segunda configuración o del tipo
“H” comprende dos lados operativos, el primero que abraza cualquiera de los bordes laterales del cátodo en forma de pinza y el segundo que da al bastidor donde comprende un surco en todo su largo, donde va un radón con el fin de generar apriete en forma de pinza sobre el otro lado del dispositivo cubreborde, sobre el cátodo. Va colocado un radón para que éste interactúe con toda la longitud de la guía catódica si es que está instalada, o solo a los extremos inferiores del cátodo, dentro de los codos, si la guía no está instalada, manteniendo la verticalidad y evitando el libre movimiento de balanceo contra el ánodo.
Este dispositivo cubrebordes está fabricado en una sola pieza larga de entre los 4 metros a los 10 cm de preferencia 3 mts, 2,5 mts y 1,25 mts, que cubre la totalidad o casi la totalidad de los bordes del cátodo. Su ancho exterior, debe poder entrar dentro de los surcos de las guías catódicas si estas están disponibles en la celda, eso es entre los 0,4 cm a 4 cm, de preferencia 2 cm. El ancho interior del canal de alojamiento del cátodo del dispositivo cubrebordes debe de ser de un ancho adecuado al grosor de un electrodo catódico sin depositación, esta medida va desde los 0,3 cm a los 0,5 cm, de preferencia 0,35 cm. El dispositivo cubrebordes es de material polimérico con o sin cargas inorgánicas resistentes al ambiente térmico, químico y con propiedades físicas mejoradas, para un mejor desempeño en el ambiente en donde la pieza se utilice, de preferencia se usan termoplástieos basarlos en resinas termo formables, lermofijadas y/o epóxícas, tales como el PVC (Polivinilcloruro), cPVC, fibra de vidrio, PP (Polipropileno), teflón y/o sus mezclas. En refinación de minerales, de preferencia, el polímero de mejor uso es el
PP o cPVC por su resistencia térmica sobre los 80°C. Para procesos de Electro-depositación, de preferencia, se prefiere usar PP, PVC o cPVC que resisten temperaturas hasta al menos 60°C.
También ambas configuraciones del cubrebordes pueden o no tener un reborde a lo largo de toda la pieza o en forma parcial a lo largo de la pieza, con el fin de entregarle rigidez estructural a la misma.
Por otro lado, tanto el codo como la parte del cabezal de la guia catódica están descritos en la solicitud de patente PCT/CL2014/000049, siendo parte del estado del arte, Sin embargo, la interacción de estas partes con el dispositivo del presente desarrollo nunca ha sido descrito,
Cuando la celda posee bastidores con guías catódicas, el dispositivo de cubrebordes en ambas configuraciones sujeta la lámina del electrodo catódico. Por el lado opuesto, tanto para la configuración tipo “U” (forma convexa) como para la configuración “H” (con rodón), se introduce todo el dispositivo dentro del surco de la guía catódica, interactuando por la parte superior de la guía con la zona superior del cabezal e interactuando por la parte inferior de la guía conectada al codo. Si la celda está en una configuración en donde solo quedan los codos en la paite inferior de la celda, el dispositivo de cubrebordes interactúa y se conecta con ellos, y en la parte superior del bastidor el dispositivo cubrebordes se guía a través del cabezal de la guía recuperado.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Figura 1/8
La Figura 1/8 muestra una vista frontal de la figura 5/6 del estado del arte de la solicitud
PCT/CL2014/000049. La gran diferencia de esta solicitud y el presente desarrollo es que el dispositivo cubrebordes, es un dispositivo que se ajusta al cátodo directamente y no es parte estructural de la guía catódica, sino que envuelve en sus bordes al cátodo, pudiendo utilizarse tanto con una guía o sin ella, con el fin de que cuando se retira el cátodo, y la guía esté dañada, sin posibilidad de cambiarla, siga existiendo protección contra el encamisamiento cuando se inserte una placa en esa posición. También este dispositivo puede ser reemplazado en caso de daño, sin afectar a la guía y viceversa. Las letras de identificación señaladas son: a.- Zona de Cabeza de la guía catódica b.- Zona del Canal de la guía catódica q.- Estructura soportante de cátodos y ánodos, equivalente al bastidor (8) c. - Zona del soporte inferior equivalente al codo para la guía catódica (1 )
Figura 2/8
La Figura 2/8, en su parte superior, muestra una vista en frontal en ángulo, de una sección de una celda de electro-obtención con el dispositivo cubrebordes tipo "U", el codo para la guía catódica, el cabezal de guía catódica y un cátodo. Se ve en la parte inferior como interactúa el cubrebordes con el codo que originalmente sujetaba un dispositivo de guía catódica. En la parte inferior de la figura se observa un despiece de la sección de una celda de electro-obtención con el dispositivo cubrebordes tipo “U”. Figura 3/8
La Figura 3/8, en la imagen de la izquierda, muestra una vista cercana del detalle de la interacción del dispositivo cubrebordes tipo “U” con el codo (enganche) de la guía catódica y una sección de cátodo. La imagen de la derecha presenta el mismo codo con su interacción con el cubrebordes tipo "U" y el cátodo desde un punto de vista lateral.
Figura 4/8
La Figura 4/8, en su imagen superior izquierda, muestra una vista lateral superior de la interacción entre el Cabezal de guia catódica y el cubrebordes tipo “U”. La imagen superior derecha muestra el detalle de la interacción entre el Cabezal de guía catódica y el Bastidor.
Finalmente, la figura inferior muestra una comparación entre el Cabezal de guía catódica y la
Guia catódica (Estado del arte).
Figura 5/8
La Figura 5/8, en su imagen superior, presenta una vista superior de la interacción del cubrebordes tipo "U” y el cátodo mismo. La imagen inferior presenta una vista lateral superior de la interacción entre el cátodo y el cubrebordes tipo “U".
Figura 6/8
La Figura 6/8, en su imagen superior, presenta una vista superior de la interacción del cubrebordes tipo "H”, el cátodo mismo y el radón. La imagen inferior presenta una vista lateral superior de la interacción entre el cátodo, el cubrebordes tipo “H” y el radón, con el fin de ajustar y apretar el cubrebordes al cátodo.
Figura 7/8
La figura 7/8 presenta en su imagen superior, un esquema de una vista superior sobre el efecto del encaroisamiento sobre el cátodo de acero inoxidable. La imagen inferior en cambio presenta el esquema del efecto limitador del encamisamiento cuando se utiliza el cubrebordes tipo "U".
Figura 8/8 La figura 8/8 presenta en su imagen izquierda un cátodo con cubrebordes tipo “H” acercándose a dos guías catódicas previamente instaladas. La imagen de la derecha presenta la interacción entre los cubrebordes tipo “H”, el rodón y la guía catódica, se ve claramente como parte del cubrebordes y el rodón son introducidos en parte dentro del canal que tiene la guía catódica previamente instalada.
Los números indicados en las figuras tienen el siguiente significado: ( 1 ) Codo para la guía catódica (estado del arte)
(2) Sección exterior de codo (enganche) - guia catódica (estado del arte)
(3) Canal de posicionamiento de la guía en el codo (estado del arte). Al no existir la guía, posiciona al cubreborde
(4) Agujero de fijación del codo de guía catódica al bastidor (estado del arte) (5) Parte plana del fondo del embudo de posicionamiento del codo de la guía (estado del arte)
(6) Cubreborde tipo "U"
(7) Cátodo inoxidable (blank) (8) Bastidor (SELE®) / (estado del arte)
(9) Cabezal de guía catódica recuperada y mecanizada para ser usada como elemento guía para facilitar la introducción del cátodo con cubreborde durante la siembra
(10) Cubreborde tipo “H” (11) Rodón del cubreborde tipo “H”
(12) Reborde del cubreborde tipo “U"
(13) Canal del cubreborde
(14) Depresión de enganche del cubreborde a la Cabeza de guía catódica
(15) Guía Catódica (Estado del arte)
EJEMPLO DE APLICACIÓN
Se ha instalado a manera de prueba industrial, en el norte de Chile, la tecnología de cubre-bordes materia del presente desarrollo,
Se realizó un estudio comparativo del rechazo del carrusel antes y después de
¡mplementación de placas con cubrebordes tipo “U” (burieles) y también se analizó el rechazo por subgrupos con placas con cubrebordes versus subgrupos contemporáneos con placas sin cubrebordes
Se realiza Una estadística del histórico de rechazos del carrusel de cátodos de cobre por subgrupos.
Los subgrupos revisados son: 3A, 3B, 3C, 3D, 3E; 4F, 4H. (subgrupo con burletes)
Figure imgf000020_0001
Se determina el promedio de rechazos de carrusel de 6 ciclos antes de primera cosecha con burletes, y se compara con el promedio de rechaza» carrusel de los ciclos ocurridos desde la fecha de primera cosecha en adelante.
Para determinar el porcentaje en peso de cobre que se va por carrusel, se considera los siguientes criterios para ambos casos:
-Una fracción de placas con cobre del 60% del total de las rechazadas por carrusel de un subgrupo.
-Peso promedio de cobre de una placa rechazada por carrusel de 60 kg/placa.
-Peso promedio de cobre de placa alimentada a la MDC de 80 kg/placa (basado en históricos de mayo, junio y julio).
Comparación rechazo carrusel antes y después de implementación de placas con cubrebordes
Al comparar ambos casos se obtiene un 1 ,23%* menos de cobre rechazado por carrusel
Figure imgf000021_0001
Comparación rechazo carrusel de subgrupos con placas con cubrebordes versus subgrupos contemporáneos con placas sin cubrebordes Al comparar ambos casos se obtiene un 1 ,18%* menos de cobre rechazado por carrusel
Figure imgf000022_0001
En base a los resultados se concluye que con la aplicación de placas con cubrebordes tipo
“U" en celdas con dispositivo SELE, se obtiene y obtendrá un 1,2% más en calidad grado A.
En otra experiencia paralela se analizó el subgrupo específico 4F con cubrebordes tipo
“H” revisando el rechazo del carrusel antes y después de implementación de los cubrebordes.
Figure imgf000023_0001
Este análisis entrega una clara mejora en la disminución de los rechazos de las placas en un 2,3%.
Como se mencionaba anteriormente, todas las pruebas se están realizando en celdas equipadas con dispositivos SELE®, sin desmedro de que esta tecnología se puede utilizar en celdas convencionales.
Las pruebas se están llevando a cabo desde mayo de 2019 a la fecha de agosto de 2019 y el cliente tiene la intención de difundir su instalación a toda la nave gracias a los resultados obtenidos,

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo cubrebordes, para sistemas de bastidores o SELE®, para proteger los bordes catódicos con el fin de evitar el depósito de metales en ellos, , CARACTERIZADO porque comprende dos configuraciones tipo “U” (6) y tipo “H” ( 10), donde la configuración tipo “U” comprende dos lados operativos, el primer lado que abraza cualquiera de los bordes laterales del cátodo en forma de pinza alargada el segundo lado con forma convexa que opera como superficie deslizable; y la configuración “H” que comprende dos lados operativos, donde el primero abraza cualquiera de los bordes laterales del cátodo en forma de pinza alargada y el segundo lado que da al bastidor (8), comprende un canal (13) en todo su largo, donde va un rodón (11) que opera como superficie deslizable.
2.- Dispositivo cubrebordes, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el dispositivo cubrebordes en sus dos configuraciones “H” y “U” interactúa deslizándose por su parte más suave, con el rodón (11) o con el lado convexo del cubrebordes, con una guía catódica (15) previamente instalada y su codo (1) o con una cabeza catódica recuperada (9) y un codo (1 ) previamente instalado.
3.- Disposítivo cubrebordes, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque ambas configuraciones opcionalmente llevan en todo su largo un reborde (12) del cubreborde con el fin de entreg la pieza.
4.- Dispositivo cubrebordes, según la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque las medidas de este dispositivo están, para el largo, entre, para el espesor, entre , donde además la materialidad de este dispositi vo esta dada por materiales polimérieos con o sin cargas inorgánicas resistentes al ambiente térmico, químico y con propiedades físicas mejoradas, de preferencia se usan termoplásticos basados en resinas tales como el PVC
(Polivínilcloruro), cPVC, libra de vidrio, PP (Polipropileno), teflón y/o sus mezclas.
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