用於無凸耳的陽極的掛杆的製作方法

2024-02-12 05:34:15 1

本發明涉及一種待與具有可樞轉凸耳(耳)的掛杆一起使用的無凸耳(耳)的陽極，和由所述陽極和所述掛杆形成的系統，以及安裝方法。

本發明使得無凸耳的陽極的使用成為可能，這允許減少廢料的產生及其隨後的相關成本。

背景技術：

生產高純度銅的工藝涉及幾個階段，其從銅精礦的接收和取樣開始。重要的是對其執行取樣並且根據銅、鐵、二氧化矽濃度以及諸如主要是砷、銻和鋅的雜質將其分類。

在分類之後，精礦進入乾燥階段，其中溼度從8％降低到0.2％，然後乾燥的精礦進入熔煉工藝，其目的是實現狀態的改變，這使得精礦從固態轉變為液態以便使銅與作為精礦的部分的其它元素分離。

銅精礦熔融是其在高溫(大於1200℃)下發生的瞬時自燃的結果。在該過程中，精礦從固態轉變為液態。存在於精礦中的礦石的部分的元素根據其重量分離，在熔融金屬的上部上留下被稱為廢料的最輕的元素，其主要是鐵和富二氧化矽相，而較重的與硫結合的銅集中在反應器的下部中，其被稱為白金屬或鋶。

以該方式，通過位於不同高度處的排出通道將其從反應器中移除來分離兩者是可能的。

熔爐或反應器必須持續裝載並且需要永久排放。富銅材料以液體形式通過罐或槽被輸送到轉化過程，其中產生被稱為粗銅(98.5％)的富銅相，該產物隨後以液體形式通過盤或通道被送入精煉工藝，其間以最終獲得的產物是具有99.5％銅的超純的陽極銅的方式消除諸如溶解的硫、溶解的氧的主要雜質和諸如砷、銻、鉍、鉛等的雜質。

陽極銅以矩形幾何形狀被模製並固化，形成如圖1所示的具有凸耳(2)的陽極板(1)。

用於模製陽極銅的最常用的形狀是通過具有確定量的銅模具的鑄造輪，其中在低於或等於1200℃的溫度下澆注銅，一旦銅被澆鑄到鑄造輪中，其開始旋轉並且熔融銅在室溫下的第一階段開始冷卻直到銅的上部是固體。隨後，銅通過具有上部和下部水冷卻部分的冷卻部分，並且在該部分中銅降低其溫度直到處於完全固態以被帶到電解精煉工廠，以便生產具有高於或等於99.9％的銅濃度的高純度陰極。

陽極銅由模具(7)形成，該模具具有矩形形狀的中心腔(8)以容納形成陽極板(1)的液態銅。兩個腔體(9)位於所述模具(7)的上部中並且朝向中心腔(8)的角以容納形成凸耳(2)的液態銅，如圖6和圖7所示。

在精煉廠中，根據待使用的技術，將陽極(1)與其掛杆(5)一起引入具有陰極(4)並且可以是永久陰極或母板的電解池(3)中。電解池(3)填充有酸溶液，並且電力被施加到接觸部(6)以便從陽極(1)到陰極(4)產生銅電鍍，如圖2至圖5所示。在該過程中，陽極(1)僅浸沒到凸耳(2)的連續區域，因此，如圖3中更詳細地所示，陽極(1)的上部不參與電解，僅使用凸耳(2)用於其輸送和電接觸。

在電解周期結束時，陽極的該部分保持完整，並且其與被稱為廢料的未溶解的材料一起變成陽極的其餘部分的重要部分。該材料必須再次熔煉以形成新的陽極(1)並繼續完整的循環。該產物在所有現有的精煉廠中形成，並且處理成本高，並且所述處理通過在市場中可用的不同現有技術來執行。

本發明通過保持具有待使用的電-精煉技術所需尺寸的矩形構造或另一形狀提出一種能夠將凸耳(2)與陽極的主體分離的陽極(1)的新幾何形狀。隨後，模製工藝的下遊，必須結合緊固系統，其已經根據現有電-精煉技術所使用的幾何尺寸被工廠尺寸化並標準化。

緊固系統可由耐於電-腐蝕中使用的酸溶液的材料構成並且將具有導體，其允許以電接觸適於電解過程的方式將電流傳輸至改性的陽極。

在現有技術中已經進行了若干嘗試，以便在獲得有色金屬中以不同的工藝生成用於懸掛陰極和陽極的具有凸耳的杆。

因此，例如，1988年9月28日公開的文件EP 0284128公開一種用於金屬的電解精煉中的陽極板或陰極板的懸掛杆，其中懸掛杆的芯由呈現高的抗彎曲性和高的機械阻力的材料構成，並且被具有良好導電特性的材料的護套包圍。

這種具有良好導電特性的材料例如是銅，其中靠近懸掛杆的端部的至少一個，並且優選地靠近兩端，在至少3cm和至多5cm的長度上，護套與所述芯部的端部是連續的。並且，該文件公開一種用於製造懸掛杆的方法，其中從銅管開始在鋼芯上形成銅護套。

銅芯和鋼芯被引入銅管中，其中隨後在添加另外的芯的情況下護套被拉伸至總長度，其基本上對應於由於拉伸而發生的銅管的長度變化，並且最後，將製造的杆在銅芯所處的點處鋸切成所需的長度。朝向中心，視情況而定，杆具有兩個掛鈎以懸掛陽極或陰極。

文件ES 8303548(Prengaman等人)公開一種用於製造用於金屬的電解提取的鉛陽極的方法。

鉛陽極用於金屬的電解提取並且包括鉛陽極材料板，其被設置有在鉛-錫合金塗覆的銅母線的表面上的一個或多個凹部，在該母線的槽中放置鉛陽極材料板，其具有將所述板接合至母線的一種焊料以及接合在所述板和所述母線之間的現有接合部的鉛合金的沉積物。焊料包括待用於銅、鎳和鋅的電解沉積中的鉛-錫-銀合金。

1981年2月17日公開的文件CA 1095841(Huppi)公開一種用於靜電除塵器的整體結構的電極懸掛器，其具有在其上端用於與載流支撐裝置接合的裝置以及在其下端用於接收在其上的電極的裝置。

2000年7月6日公開的文件WO 2000/39366(Prengaman)公開一種製造電解沉積陽極的方法，其包括：a)在母線中的槽中調節鉛合金板；b)將母線保持在板上；c)在母線上電解沉積鉛塗覆層；銷和接合部圍繞母線形成冶金結合，銷和接合部位於板和母線之間。

上述文件中沒有一個公開一種提出具有獨立的緊固裝置的陽極的新幾何形狀的系統，其使得使用所述沒有凸耳的陽極成為可能，從而減少廢料的產生，使得熔煉和電精煉之間工藝提高。

另一方面，相同申請人的文獻WO 2013/038352A1公開一種包括陽極懸掛器裝置和增強的幾何形狀陽極的系統，其使得再次使用所述陽極懸掛器裝置成為可能，最小化廢料的產生，使得熔煉和電精煉之間工藝提高，其中所述懸掛裝置由位於增強的幾何形狀陽極的上邊緣上的可重複使用的實心中心杆形成，其中所述可重複使用的實心中心杆在其端部上具有可重複使用的耳部，該耳部具有在其上角部上採用增強的幾何形狀陽極的接合裝置，其中在所述增強的幾何形狀陽極的上角部中出現兩個小的上突出部，其中所述懸掛裝置包括可重複使用的獨立中心杆，其中在所述可重複使用的獨立中心杆的端部安裝有兩個可重複使用的獨立耳部，該獨立耳部具有由下部凹口形成的緊固裝置，增強的幾何形狀陽極的上突出部容納在該下部凹口上。

在文件WO 2013/038352A1中公開的該陽極和懸掛杆系統由實心中心杆形成，該中心杆必須並置在陽極的上邊緣上，使得獨立的耳部滑入凹槽和凸緣中以形成舌槽接合構件，其使得可重複使用的獨立中心杆和所述可重複使用的獨立耳部之間的接合部作為軌道成為可能。可重複使用的獨立耳部通過所述軌道從可重複使用的獨立中心杆的端部移位，直到所述可重複使用的獨立耳部被裝配到陽極上的上部小突出部中，從而生成系統的閉合併且將陽極固定至懸掛裝置。

懸掛杆和增強的幾何形狀陽極之間的安裝系統對於在工廠中執行的操作相當複雜。

在陽極已經從模具中被移除之後，必須將其輸送到懸掛杆的安裝區域。可重複使用的獨立中心杆必須並置並且與陽極的上邊緣接觸，獨立的耳部在所述可重複使用的獨立中心杆上滑動直到與陽極的小突出部配合併且因此關閉系統，以該方式朝向電-精煉過程輸送陽極和懸掛杆。

由於前述，本發明的第一個目的是提供一種懸掛裝置，其由彼此連接的獨立的懸掛杆和可樞轉凸耳形成，以該方式陽極容易安裝。

本發明的第二個目的是提供一種陽極的設計，其允許陽極耐於熔煉過程和精煉過程之間的輸送過程，以該方式陽極具有均勻的厚度和體積，這提高模製和冷卻的益處，從而避免了扭曲。因此，產生更好質量的陽極。

本發明的第三個目的是提供一種被設計成完全浸沒在電解質下方的陽極。

第四個目的是提供陽極的設計，其本身操作可樞轉凸耳因此這些凸耳可從打開位置經過到達關閉位置。

本發明的第五個目的是提供一種用於具有可樞轉凸耳的懸掛裝置上的陽極的安裝方法，以該方式將陽極固定在所述懸掛裝置上，使得其可固定並且準備被輸送並被引入電解池中。

技術實現要素：

本發明涉及一種用於銅陽極的可重複使用凸耳的系統，其允許懸掛這些電極以便在熔煉過程和電-精煉過程之間輸送，其防止陽極熔煉其自身的凸耳，從而產生幾何形狀的改變，提高其中減少廢料量的工藝。

本發明的系統由具有特殊幾何形狀的陽極和一組以獨立的方式產生的可重複使用的部件形成，並且作為系統被引入到陽極銅的模製過程之後的階段中。

本發明的實質在於允許陽極銅的操作處理，從而允許電流的有效傳導並且結合從該過程產生相關信息的技術元件的總成系統。

陽極的特徵在於不具有凸耳，並且僅在上部中更寬以被裝配並鎖定在由可樞轉凸耳(耳)形成的結構中。

該陽極從上方被插入懸掛杆中並且通過可樞轉凸耳保持牢固地裝配。

懸掛裝置的結構包括兩個鋼板，其具有允許電解質的循環的孔並且在每個端部上支撐作為電導體並且在電池的母線和陽極的主體之間支撐的銅接觸部。

此外，它具有塑料間隔件，其允許在陽極和陰極之間保持均勻的距離，並且相應地其用作電絕緣體。

凸耳被設置為具有槓桿原理的樞轉裝置，其允許利用陽極本身的重量，以便增強在陽極的上表面上的緊固力。

以該方式，獲得較大壓力，其確保母線和陽極的主體之間的最佳電傳導，從而使陽極在懸掛裝置上的安裝更容易。

凸耳具有與齒的形狀的機械接觸，其允許與陽極的上部側邊緣的電接觸的質量。

附圖說明

包括附圖以便提供對本發明的更好的理解並且構成本說明書的部分，並且附圖還示出現有技術和一些優選的實施例的一部分以便解釋本發明的原理。

圖1示出現有技術的陽極的透視圖。

圖2示出來自現有技術的具有插入其中的陽極和陰極的電解池的透視圖。

圖3示出來自現有技術的具有懸掛在酸溶液(電解質)上的陽極和陰極的電解池的透視圖。

圖4和圖5示出根據現有技術的具有浸沒在酸溶液(電解質)中的陽極和陰極的電解池的透視圖。

圖6示出用於形成現有技術的陽極的鑄模的正視圖。

圖7示出用於形成現有技術的陽極的鑄模的透視圖。

圖8示出本發明的陽極的透視圖。

圖9示出本發明的陽極掛杆的正視圖。

圖10示出本發明的具有所述杆的凸耳的部件的掛杆的端部的上部分解透視圖。

圖11示出本發明的具有所述杆的凸耳的部件的掛杆的端部的下部分解透視圖。

圖12示出將本發明的陽極的下部插入本發明的掛杆中的上部透視圖。

圖13示出將本發明的陽極的中部插入本發明的掛杆中的上部透視圖。

圖14示出將本發明的陽極完全插入本發明的掛杆中的上部透視圖，其中杆具有處於打開位置的凸耳。

圖15示出將本發明的陽極完全插入本發明的掛杆中的正面上部透視圖，其中杆具有處於關閉位置的凸耳。

圖16示出將本發明的陽極完全插入本發明的掛杆中的側面上部透視圖，其中杆具有處於關閉位置的凸耳。

圖17示出處於打開位置的本發明的掛杆的凸耳的分解透視圖。

圖18示出處於打開位置的本發明的掛杆的凸耳的樞轉機構的分解透視剖視圖。

圖19示出處於關閉位置的本發明的掛杆的凸耳的樞轉機構的分解透視截面圖。

圖20示出在電解池內的具有本發明的掛杆的本發明的陽極的正視圖。

具體實施方式

本發明涉及一種待與具有可樞轉凸耳的掛杆一起使用的無凸耳的陽極，和由所述陽極和所述掛杆符合的系統，以及陽極在掛杆上的安裝方法。

參照圖8，本發明的陽極(10)由主體的第一下部(11)和第二上部懸掛部分(12)形成。主體的下部(11)具有長方體直薄形狀並且第二上部懸掛部分(12)具有倒置扁平梯形的形狀，其中第二上部懸掛部分(12)的側邊緣生成第一傾斜表面(13)為主體的下部(11)的高度和第二上部懸掛部分(12)的高度約為10:1的關係。

並且，本發明涉及一種具有可樞轉凸耳(16)以支撐陽極(10)的懸掛杆(14)。

根據在圖9至圖16中已經示出的內容，所述懸掛杆(14)由兩個細長的夾板(15)形成，夾板(15)具有與陽極(10)的上部懸掛部分(12)的寬度相似的寬度並且具有多個孔(19)以便於電解質朝向陽極(10)的所述第二懸掛部分(12)的過渡。兩個夾板以與陽極(10)的厚度相似的距離彼此分開，為所述陽極(10)在其內部滑動留下適當的空隙。

所述距離通過由基部(28)形成的間隔塑料件(33)被固定，兩個支柱(20)從該基部(28)露出，當處於關閉位置時，在兩個支柱(20)之間留下用於樞轉支撐部(17)的中心殼體區域(34)。所述間隔塑料件(33)位於細長夾板(15)對的每個端部處，該間隔塑料件(33)通過間隔銷(22)和多個螺釘(24)被接合到所述細長夾板(15)對。夾板(15)對的端部被通過多個螺釘(23)附接的板(18)加強。

在基部(28)上並且在兩個支柱(20)之間存在平坦表面(31)，軸套(27)被支撐在該平表面(31)上，抵靠其的是形成所述軸套(27)和支撐樞轉凸耳(16)的樞轉件(17)的直件(43)的整體部分。軸套(27)的中心以短軸(21)被容納在孔(38,39,40)內的方式具有與支柱(20)的第二孔(38)和細長夾板(15)的第三孔(40)匹配的第一孔(39)，其中該短軸(21)樞轉樞轉支撐部(17)。當陽極(10)與掛杆(14)接觸時，間隔塑料件(33)的基部(28)側向具有第二內部傾斜表面(30)，其與陽極(10)的第一傾斜表面(13)相匹配並且支撐陽極(10)的第一傾斜表面(13)，從而生成楔形器件。

所述樞轉凸耳(16)由以90°彼此一體地連接的第一細長部分(36)和第二短部分(37)形成，其在打開位置提供以倒置垂直方式定向的L形，並且當處於關閉位置時，其以鋪設水平方式定向。

第一部分(36)旨在通過第一齒形凹口(26)與電解池(3)的接觸杆(6)接觸以保證良好的電接觸。

第二短部分(37)旨在通過第二齒形凹口(25)與陽極(10)的上部邊緣(32)接觸以保證良好的電接觸。

樞轉支撐部(17)和樞轉凸耳(16)通過螺釘(35)並且還通過位於樞轉支撐部(17)上的凸形突出部(41)和位於樞轉凸耳(16)的短部分(37)上的凹形腔體(42)彼此連接，從而形成舌槽接合部(41,42)。在樞轉凸耳(16)的第一部分(36)的外表面上存在突出部(29)，其被設計為當凸耳從打開位置轉變為關閉位置時，界定凸耳的路徑。

圖18和圖19示出描述樞轉凸耳(16)和樞轉支撐部(17)的樞轉系統的正面透視剖視圖。當樞轉凸耳(16)和樞轉支撐部(17)處於打開水平位置時，它們使陽極(10)朝向夾板(15)之間產生的空隙自由進入，使得所述陽極(10)在其內部滑動並且所述陽極(10)的第一傾斜表面(13)與所述塑料間隔件(33)的基部(28)的第二傾斜表面(30)完全接觸。當陽極(10)的第二上部懸掛部分(12)的第一傾斜表面(13)與塑料間隔件(33)的基部(28)的第二傾斜表面(30)鄰接時，陽極(10)被固定，其中通過使樞轉凸耳(16)朝向其垂直位置移動可關閉樞轉凸耳(16)，使得陽極(10)準備被輸送並且引入到電解池(3)中，如圖20所示。