CN104040031A - 由阳极吊钩装置和增强了几何结构的阳极组成的*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由阳极吊钩装置（10）和增强了几何结构的阳极（22）构成的***，其能够再利用所述阳极吊钩装置（10）以最小化碎片的产生，由此允许在熔炼过程和电解提纯过程之间的过程得到改进，其中由可重复使用的中心杆（11）形成的所述吊钩装置（10）位于所述增强了几何结构的阳极（22）的上边缘，其中所述可重复使用的中心杆（11）在其端部具有可重复使用的耳状物（12），该耳状物具有接合装置（13），该耳状物使所述增强了几何结构的阳极（22）位于其顶角上，并且其中，在所述增强了几何结构的阳极（22）的顶角中形成两个小的上部突起（15）。所述小的上部突起（15）与所述接合装置（13）相配合以将所述吊钩装置（10）固定至所述增强了几何结构的阳极（22）。另选地，所述吊钩装置（10）包括可重复使用的独立中心杆（16），其中在所述可重复使用的独立中心杆（16）的端部上安装有具有由下槽口(23)形成的扣件装置（18）的两个可重复使用的独立耳状物（17），在所述下槽口(23)中收容有所述增强了几何结构的阳极（22）上小的上部突起（15）。

Description

由阳极吊钩装置和增强了几何结构的阳极组成的***

技术领域

本发明涉及一种包括用于在电解提纯过程中使用的铜阳极的可重复使用的耳状物的***，其解决了需要这些相同的阳极它们自己形成耳状物的需求。现在，这些耳状物只用于电接触功能并且用作电流阳极支承体，并且因此当在阴极上完成电解沉积过程时，该材料被原封不动地留下并且必须被再熔炼以形成新的阳极。本发明能够使用没有耳状物的阳极，这允许生产的碎片最小并且将随后的相关成本降到最低。

背景技术

高纯度铜产品生产过程从接收并取样铜精矿开始涉及若干阶段。根据铜、铁、硫、硅浓度以及杂质（例如主要是砷、锑和锌），将铜精矿取样并分类是很重要的。

在分类过程之后，浓缩物进入干燥阶段，在该阶段湿度从8%下降至0.2%，然后干燥后的浓缩物进入熔化过程，其目的在于实现状态改变，允许浓缩物从固态变为液态，从而使铜可以从包括浓缩物的其它成分中分离出来。

铜浓缩物熔化是在高温（高于1200°）发生的瞬间自燃的产物。在该过程中，浓缩物从固态变为液态，浓缩物中出现的包括矿石的成分根据它们的重量被分离，较轻的部分保留在被熔炼的物质（熔融金属）的上部，其被称为熔渣，主要是高的铁和硅物相，而较重的结合至硫的铜集中在所述反应器的下部，其被称为巴氏合金或轴承合金。因此，通过由在不同水平面的出渣通道将它们从反应器取出，从而能够将两部分分离。

必须不断地装载并一直轻敲熔化反应器和熔炉，高铜材料以液态形式经由罐或通道被运送至转化过程，在该过程，生产被称为粗铜的高铜物相（98.5Cu）。该产品随后以液态形式经由罐或通道被运送至精炼处理，在该处理主要移除杂质，例如溶解硫、溶解氧、和尤其例如砷、锑、铋、铅的杂质，使得最后导致获得称为阳极铜的产品具有平均纯度为99.5%的铜。

阳极铜通过采用具有耳状物2的矩形几何形状的阳极板1模制和固化，如图1所示。浇铸阳极铜的最常用的方式是用包括确定量的铜模的铸造轮，其中铜在小于等于1200℃的温度被倒出，一旦铜被倒入铸造轮，铸造轮开始旋转并且熔融的铜在第一阶段在相邻的温度开始冷却直到铜的上部变成固态，然后铜经过包括上层水冷却和下层水冷却的冷却阶段。在这个阶段，铜的温度降低直到达到完全的固态以被运送至电解提纯设备中从而生产具有99.9%以上含铜量的高纯度阴极。

阳极铜形成在包括容纳形成阳极板1的液态铜的中心矩形腔8的模具7上。在所述模具7的上部上以及朝向中心腔8的角落设置有两个容纳液态铜的腔9，所述腔包括如图6和7所示的耳状物2。

在冶炼厂，根据要使用的具有其各自的吊杆5的技术，阳极1被导入具有固定的或作为母片的阴极4的电解池3。用酸溶液填充电解池3并且将电流施加至接触体6从而进行铜从阳极1朝向阴极4的电解沉积，如图2至图5所示。在该过程中，阳极1只保持浸入至耳状物2的连续区域，并且由于这个原因，该阳极1的上部不参与电解过程，如图3中详细所示，由此耳状物2只用来运输相同的部分并用来电接触。

当完成电解循环，阳极的该部分保持原封不动并且与没有溶解的材料一起，称为碎片，成为余下的阳极的重要部分。该材料必须被再次熔化以形成新的阳极1并且继续完成循环；在所有现有冶炼厂形成该产品并且再处理成本很高，其中所述产品是由市场中现有的不同技术制造的。

本发明提出了一种新的几何图形的阳极1，其通过保持要被使用的电解提纯技术所需尺寸的矩形结构或者其他形状，使阳极主体的耳状物2分离，随后和下游的模制过程必须结合固定***，根据现有电解提纯技术所用的几何尺寸，该固定***已在工厂中被设定尺寸并且标准化。固定***由耐在电腐蚀中使用的酸溶液的金属形成并且具有允许向修改的阳极传送电流的导电元件，从而电接触能够对于电解过程是适合的。

在现有技术的状态下，一直试图形成具有耳状物的杆，其用于在有色金属内在不同的过程中悬挂阴极和阳极。因而，例如，1988年9月28日公开的文献EP0284128公开了一种用于在金属的电解提纯中的阳极片和阴极片的悬挂杆，其中悬挂杆的核部分由具有高耐弯性且高机械阻力的材料形成，并且由具有好导电性能的材料的护套包围。具有好导电性能的材料，诸如铜，靠近悬挂杆的至少一个端部，优选地靠近两个端部，长度至少3厘米且至多5厘米，护套一直连续到核部分的端部。另外，该文献公开了一种用于制造悬挂杆的方法，在该方法中铜护从铜管开始套盖上钢铁核部分。铜和钢铁核部分被导入铜管内，随后护套通过增加的另外的核部分被拉动，达到基本上对应于由于拉动所产生的铜管的长度改变的总长度，最终产生的杆被锯开成在铜核部分所处的点上具有期望的杆尺寸。朝着中心，杆具有两个钩，以在一些情况下悬挂阳极或者阴极。

文献ES8303548（Prengaman等）公开一种制造用于电解萃取金属的铅阳极的方法。铅阳极用在电解萃取金属中并且包括铅阳极材料片，该铅阳极材料片在铅锡合金涂层的铜母线的表面上具有一个以上的凹槽，该凹槽的狭槽内放置一种焊料的铅阳极材料片，其用于将上述片连接到母线并且沉积铅合金，从而结合上述片和所述母线的现有接合处。焊料包括铅锡银合金，从而应用在铜、镍和锌的电解沉积中。

1981年2月17日公开的文献CA1095841（Huppi）公开一种用于静电除尘器的单一结构的电极吊钩装置，所述装置在其上端具有用于接合电流运送支撑装置的装置并且在其下端具有用于放置电极的装置。

2000年7月6日公开的文献WO2000/39366（Prengaman）公开一种制造电解沉积电极的方法，其包括调节在母线中在狭槽中的铅合金片；b）将母线保持在片上；c）将铅涂层电解沉积在母线上；销和接合处形成绕着母线的冶金键，销和接合处在片和母线之间。

上述文献都没有公开一种用于阳极的具有独立扣件装置的新几何形状的***，该***能够利用无耳状物的所述阳极，使得碎片的产生最小，从而允许改进熔炼过程和电解提纯过程间的过程。

发明内容

本发明涉及一种用于铜阳极的可重复使用的耳状物***，其允许悬挂这些电极以便在熔炼过程和电解提纯之间运送它们，从而避免在这些相同的阳极上熔炼自身的耳状物，因而产生允许过程得到改进的几何形状的改变并且从而减小碎片。

目前，由铸造轮模制的阳极铜相对于几何尺寸具有大的可变性，上述主要是由于模具的低水准测量或者模制过程的其他因素产生的，并且这将导致存在一定比例的不合格阳极，它们不符合电解池中的允许尺寸，并且随后要再处理有缺陷的阳极，从而影响到成本，当在高电流密度时进行技术工作时，这种现象尤其关键。

所提出的本发明的***源于对现有技术模具的修改，目前制造一种具有相同模制材料的耳状物2的标准电极1。必须通过生产无耳状物的阳极的模具几何形状来修改模具的几何形状。本发明的***进一步将一组外部耳状物接合到原始片，该原始片根据将被使用的电解提纯和电解沉积的预建立和标准化设计来制造，包含允许电流传送到修改的阳极的导电元件，从而电接触对于电解提纯过程是适合的，并且必须能够借助于电沉积过程接收的相关软件信息结合电子***。

阳极的修改能够导致借助于机器化的***、自动的***、具有夹持***的半自动的***等从轮移走阳极的方式发生改变，从而从轮移走阳极并且将其置于冷却水凹部中。

完整的阳极在进入电解池之前将位于冷却水凹部中或者在随后的阶段中。这些完整的阳极必须具有配合***，该配合***保证阳极铜的处理，从而允许电解池内进行极好的电接触并且能够重复使用，因而电解阶段没有能够溶解的剩余电极得到有效释放。

本发明的***包括具有特殊几何形状的阳极和一组可重复使用的片，该可重复使用的片被单独的产生并且在随后的阶段中作为***结合在阳极铜的模制过程中。本发明的本质在于***的组装，其允许阳极铜的操作处理，允许有效的电流传导并且结合产生该处理的相关信息的技术元件。本发明的***在过程中可重复使用。

***的正常操作方式允许自动阶段，而不需要手动干预，提高了现有技术中的处理的安全性和生产性。本发明的***以与目前的阳极铜相同的方式组装。

由于以上情况，本发明的另一个目的在于，提供一种监视***，该监视***允许测量排出通道内和排空区域中的材料流。

附图说明

附图被包括进来以提供对本发明更好的理解。附图是本发明的部分并且也例示了现有技术的部分和一些优选实施方式来解释本发明的原理。

图1示出了根据现有技术的阳极的立体图。

图2示出了现有技术的电解池中***阳极和阴极的立体图。

图3示出了根据现有技术的电解池的立体图，其中阳极和阴极突出在酸溶液之上（电解液）。

图4和图5示出了根据现有技术的电解池的立体图，其中阳极和阴极浸入在酸溶液（电解液）之中。

图6示出了根据现有技术的形成阳极的铸模的正视图。

图7示出了根据现有技术的形成阳极的铸模的立体图。

图8示出了用于固定本发明的阳极的耳状物的第一实施方式的立体图。

图9示出了安装在本发明的阳极中的耳状物的第一实施方式的立体图。

图10示出了本发明的阳极和一组耳状物的第一实施方式的前立体图。

图11示出了本发明的阳极和一组耳状物的第一实施方式的后立体图。

图12示出了利用本发明的一组耳状物和阳极电解提纯铜的电解池的立体图。

图13示出了根据本发明的形成阳极的铸模的立体图。

图14示出了根据本发明的形成阳极的铸模的正视图。

图15示出了根据本发明的阳极的立体图。

图16示出了根据本发明的阳极的正视图。

图17示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的立体图。

图18示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的正视图。

图19示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的正视图，其中耳状物被显示为从所述阳极拆开。

图20示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的正视图，其中耳状物被显示为正被安装至阳极。

图21示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的正视图，其中耳状物被显示为已安装在阳极上。

图22示出了本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的截面图，其中耳状物被显示为已安装在阳极上。

图23示出了根据本发明的一组耳状物和阳极的第二实施方式的截面图，其中显示了用于***传感器的腔和用于监视在过程中产生的变量的电路。

具体实施方式

本发明由组装在一起的一组片状元件构成，其在彼此之间形成阳极1，矩形的阳极主体通过模制***由来自熔炉或反应器的液态金属模制，在不相关的位置根据预定的设计和材料制造耳状物或耳状物***使得他们在电解池建立完美的电接触，耳状物或固定***。有一种设计，它们可以在自己本身内包含允许传输电信号的电子***并且经历电解过程。一旦矩形阳极主体达到适合组装的温度，这些元件在经过模制***的一个位置上组装至阳极主体。阳极***可以被安装在用于模制铜或其它金属的任何***中。

所述***由优选铜或其它金属的材料制成的多个矩形的主体阳极构成，其中所述主体是模制的并且在铸造轮***或其它机构中固化，该根据特定要求尺寸的模制主体由自动化、机械化机器或其它运送机构运送并且被冷却以用于其随后的组装。具有修改的几何形状的阳极进一步由能够在彼此之间连接或分离的扣件装置和处理装置构成。该扣件装置用于处理阳极以及在矩形主体和电解池之间相接触。扣件装置由和矩形主体相同或不同的、可以根据要使用的电解池技术的设计而改变的材料制造，该材料足够牢固使得它们可以支承矩形主体的重量而不会变形并且允许阳极的完美垂直度，其具有在电解池中修改后的几何形状。此外，该扣件装置必须由***在电解池中的溶液的材料制造使得这些扣件装置不溶于电解液并能够引起矩形主体或扣件装置本身分离并且落入电解池内部内。

扣件装置可以具有其能够整合电子元件的内截面制造设计，通过该设计能够访问过程的相关信息，例如：阳极***的重量减轻、短路和电解提纯或电解沉积过程的典型电气类型的变量以及生产性质的变量，这能够整体地观察过程。该信息将通过专为该过程开发的计算***得到。

如图8和12所示，本发明的***包括阳极吊钩装置10和增强了几何结构的阳极22。

在第一实施方式中，吊钩装置10包括位于增强了几何结构的阳极22的上边缘上的可重复使用的中心杆11。在可重复使用中心杆11的端部上形成具有接合装置13的可重复使用的耳状物12，该耳状物在其顶角上使用增强了几何结构的阳极。

如图13和14所示，增强了几何结构的阳极22形成在模具中。在这种情况下，中心的矩形腔8容纳形成增强了几何结构的阳极板22的液体铜。在所述模具7的上部并且朝向中心腔8的角设置了容纳形成两个小的上部突起15的液体铜的两个小凹陷14，其代替了现有技术的耳状物2。

这些小的上部突起15被用来通过接合装置13将吊钩装置10固定至增强了几何结构的阳极22。

在本发明的第二实施方式中，吊钩装置10包括可重复使用的独立中心杆16。在该可重复使用的独立中心杆16的端部安装有两个可重复使用的独立耳状物17，其具有由下槽口23形成的扣件装置18，在该下槽口23收容增强了几何结构的阳极22的小的上部突起15。

可重复使用的独立耳状物17在与扣件装置18的相对侧上具有悬垂的短杆19，该短杆19具有阳边缘（male rim）21。该阳边缘21与设置在可重复使用的独立中心杆16上的阴槽缝20配合。这允许在所述可重复使用的独立中心杆16和所述可重复使用的独立耳状物17之间产生固定机构，由此完成其运输过程中能够容易地可拆卸和可安装成紧凑体的一个***。

在图19至图22中示出了本发明第二实施方式的组件。可重复使用独立中心杆16位于增强了几何结构的阳极22的上边缘上。反过来，用与可重复使用的独立中心杆16共线的悬垂的短杆19将两个可重复使用的独立耳状物17从端部移动直到可重复使用的独立耳状物17的阳边缘21与可重复使用的独立中心杆16的阴槽缝20相配合。当该位移发生时，扣件装置18的下槽口23也与增强了几何结构的阳极22的小的上部突起15相配合，由此形成***的闭合并将阳极固定至吊钩装置10。阴槽缝20和阳边缘21形成舌槽式接合构件（tonguegroove joint member），其使可重复使用的独立中心杆16和可重复使用的独立耳状物17之间能够接合。

本发明的吊钩装置10还具有用于安装传感器和电子电路的腔，这允许测量且控制过程中的不同参数。该传感器和电路包括发射由计算单元接收装置接收的信号的通信装置，其通过软件处理接收到的数据并且将它们转换成过程的相关信息，例如：阳极***重量的减轻、短路和电解提纯或电解沉积过程的典型电气类型的变量以及生产性质的变量，这能够整体地观察过程。该信息将通过专为该过程开发的计算***得到。

在图23中，可以观察到吊钩装置10在其的至少一个可重复使用的耳状物17中具有用于安装传感器、电路和通信装置的第一空腔24。在可重复使用的独立中心杆16的中心，还存在用于安装传感器、电子电路和通信装置的第二空腔25。在这两种情况中，通信装置将从传感器和电子电路获得的信息传送至处理所述数据的计算机并将相关信息传送以监视和控制所述过程。

Claims (11)

1.一种由阳极吊钩装置（10）和增强了几何结构的阳极（22）构成的***，所述***能够再利用所述阳极吊钩装置（10）最小化碎片的产生，由此允许在熔炼过程和电解提纯过程之间的过程得到改进，其特征在于，所述吊钩装置（10）由可重复使用的中心杆（11）形成，并且所述吊钩装置（10）位于所述增强了几何结构的阳极（22）的上边缘，其中，所述可重复使用的中心杆（11）在其端部上具有可重复使用的耳状物（12），所述耳状物（12）具有接合装置（13），所述耳状物（12）使所述增强了几何结构的阳极（22）位于其顶角上，并且其中，在所述增强了几何结构的阳极（22）的顶角中形成两个小的上部突起（15）。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述小的上部突起（15）与所述接合装置（13）相配合以将所述吊钩装置（10）固定至所述增强了几何结构的阳极（22）。

3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述增强了几何结构的阳极（22）包括具有中心矩形腔（8）的模具（7），所述中心矩形腔（8）容纳液态铜以形成所述增强了几何结构的阳极板（22），其中朝向所述中心腔（8）的角设置有两个小的凹陷（14）以容纳形成所述小的上部突起（15）的液体铜。

4.根据上述权利要求中任一项所述的***，其特征在于，所述吊钩装置（10）包括可重复使用的独立中心杆（16），其中在所述可重复使用的独立中心杆（16）的端部上安装有两个可重复使用的独立耳状物（17），所述可重复使用的独立耳状物（17）具有由下槽口（23）形成的扣件装置（18），在所述下槽口（23）上收容有所述增强了几何结构的阳极（22）的小的上部突起（15）。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述可重复使用的独立中心杆（16）具有阴槽缝（20）。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述可重复使用的独立耳状物（17）在与所述扣件装置（18）的相对侧上具有悬垂的短杆（19），所述悬垂的短杆（19）具有阳边缘（21）。

7.根据权利要求4和5所述的***，其特征在于，所述阴槽缝（20）和所述阳边缘（21）形成舌槽式接合装置，所述舌槽式接合装置使在所述可重复使用的独立中心杆（16）和所述可重复使用的独立耳状物（17）之间能够接合。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的***，其特征在于，所述可重复使用的独立中心杆（16）位于所述增强了几何结构的阳极（22）的上边缘上，其中，采用与所述可重复使用的独立中心杆（16）共线的所述悬垂的短杆（19）将所述两个可重复使用的独立耳状物（17）从端部移动，直到所述可重复使用的独立耳状物（17）的所述阳边缘（21）与所述可重复使用的独立中心杆（16）的所述阴槽缝（20）相配合。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述扣件装置（18）的所述下槽口（23）与所述增强了几何结构的阳极（22）的所述小的上部突起（15）相配合，由此形成所述***的闭合并将所述阳极固定至所述吊钩装置（10）。

10.根据上述权利要求中任一项所述的***，其特征在于，所述吊钩装置（10）在至少一个所述可重复使用的独立耳状物（17）中具有用于安装传感器、电子电路和通信装置的第一空腔（24）。

11.根据上述权利要求中任一项所述的***，其特征在于，所述可重复使用的独立中心杆（16）在其中心具有用于安装传感器、电子电路和通信装置的第二空腔（25）。