FI68430C - KATOD FOER ELEKTROLYTISK RENING AV KOPPAR - Google Patents

Description

rm KUULUTUSJULKAISU 684 30rm ANNOUNCEMENT 684 30

·8*ΙπΡ LBJ 11 UTLÄGG Nl N G SSKRIFT· 8 * ΡπΡ LBJ 11 UTLÄGG Nl N G SSKRIFT

C Patentti myönnetty 10 09 1985C Patent granted on 10 09 1985

Patent oeddelat (51) Kv.ik.4/int.ci.* c 25 C 7/02 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 800337 (22) Hakemlspiivä — Ansökningsdag 04.02.80 <F») (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 04.02.80 (41) Tullut {ulklseksi — Bllvlt offentlig q£ gg ggPatent applications (51) Kv.ik.4 / int.ci. * c 25 C 7/02 FINLAND —FINLAND (21) Patent application - Patentansöknlng 800337 (22) Application date - Ansökningsdag 04.02.80 <F ») (23) Starting date - Giltighetsdag 04.02.80 (41) Tullut {outside sex - Bllvlt offentlig q £ gg gg

Patentti- ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. — nr οςNational Board of Patents and Registration / 44) Date of display and publication. - No ος

Patent- och registerstyrelsen v ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad > · up ·°3 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prloritet 05.02.79Patent and registration authorities in the United States of America and the Publications Office> · up · ° 3 (32) (33) (31) Pyydetty etuoikeus - Begird prloritet 05.02.79

Australia-Australien(AU) **3909/79 Toteen-näytetty-Styrkt (71) Copper Refineries Pty. Limited, Box 5**84 M.S.O., Townsville,Australia-Australien (AU) ** 3909/79 Verified-Styrkt (71) Copper Refineries Pty. Limited, Box 5 ** 84 M.S.O., Townsville,

Queensland 4810, Australia-Australien(AU) (72) lan James Perry, Townsville, Queensland, Australia-Austral ien(AU) (7**) Esko Friman (5**) Kuparin elektrolyyttisessä puhdistuksessa käytettävä katodi -Katod för elektrolytisk rening av koppar Tämän keksinnön kohteena on kuparin elektrolyyttisessä puhdistuksessa käytettävä katodi.Queensland 4810, Australia-Australia (AU) (72) lan James Perry, Townsville, Queensland, Australia-Australia (AU) (7 **) Esko Friman (5 **) Cathode for electrolytic copper cleaning -Cathode for electrolytic refining This invention relates to a cathode used in the electrolytic cleaning of copper.

Jo viidenkymmenen vuoden ajan aina tähän päivään asti tavallisimmin käytetty, kyseessäolevaa tyyppiä oleva katodi on ollut muodoltaan sellainen, joka on esitetty oheisena olevien piirustusten kuviossa 1 perspektiivisenä kaaviokuvana.For fifty years to this day, the most commonly used cathode of the type in question has been in the form shown in Figure 1 of the accompanying drawings in a perspective schematic view.

Kuviossa 1 esitetyllä tavalla aikaisempi katodityyppi on muodostunut kuparisesta kannatustangosta 7, kuparisesta siemenle-vystä 8 ja kahdesta kuparisesta silmukasta tai sangasta 9, joilla levy on ripustettu tankoon. Tangon 7 pääteosat ulottuvat levyn 8 leveyden yli siten, että ne kannatusta varten voivat levätä allassivujen päällä, jolloin ne muodostavat tavallisen sähkökontaktin, ja siemenlevy on puhdistamatonta kuparia olevan anodilevyparin välissä molempien ollessa upotettuna elektrolyysiakaan elektrolyyttiin, tai parin liukenemattoman anodin välissä molempien ollessa upotettuna metallinerotuskennon elektrolyyttiin.As shown in Fig. 1, the previous type of cathode is formed by a copper support rod 7, a copper seed plate 8 and two copper loops or brackets 9 on which the plate is suspended on the rod. The end portions of the rod 7 extend beyond the width of the plate 8 so that they can rest on the pool sides for support, making normal electrical contact, and the seed plate is between a pair of unrefined copper anode plates both embedded

Z 68430Z 68430

Huolimatta niiden pitkästä käytöstä teollisuudessa, on hyvin oltu selvillä siitä, että aikaisemmissa katodeissa on huomauttamista monessa suhteessa. Esimerkiksi: a) Kupariset siemenlevyt eivät ole uudelleenkäytettäviä. Tämä merkitsee sitä, ettei niistä voida poistaa niiden päälle kerrostunutta kuparia ja sitten pistää takaisin kennoon ottamaan vastaan uutta kuparikerrosta. Nykyinen ja kannattavin menetelmä on sulattaa siemenlevypari yhdessä sen päälle kerrostuneen kuparin kanssa ja valmistaa kuparisulatteesta johdinkuparia, kankia, harkkoja, valanteita ja muita käypää laatua olevia kuparituot-teita. Osa sulasta tuotteesta voitaisiin käyttää uusien siemen-levyjen valmistamiseen, kokemus on kuitenkin osoittanut, että on taloudellisempaa valmistaa uudet siemenlevyt elektrolyyttisesti; siinäkin tapauksessa miestyötuntien kulutus on erittäin korkea, koska se tuo mukanaan siemenlevyjen poistamisen emä-levyiltä, niiden tasaiseksi tekemisen ja silmukoiden kiinnittämisen ja silmukoilla varustetun levyn asentamisen kannatustan-koon.Despite their long use in industry, it has been well understood that previous cathodes have remarks in many respects. For example: a) Copper Seed Plates are not reusable. This means that the copper deposited on them cannot be removed and then injected back into the cell to receive a new copper layer. The current and most profitable method is to smelt a pair of seed plates together with copper deposited thereon and make conductor copper, ingots, ingots, ingots and other copper products of fair quality from the copper smelt. Part of the molten product could be used to make new seed sheets, however, experience has shown that it is more economical to make new seed sheets electrolytically; even in this case, the consumption of man-hours is very high because it involves removing the seed plates from the mother plates, smoothing them and fixing the loops, and installing the plate with the loops in the support size.

b) Kuparisia siemenlevyjä ei ole helppo tehdä todella tasaisiksi ja joskin ne ovat olennaisesti tasaisia alkuvaiheessa, niin ne usein vääntyvät kieroon käytössä ja tämä lisää oikosulkuja katodin ja anodin välillä. Jo sielläkin, missä tasaisuuden puute ei ole näin paha, poikkeamat katodin ja anodin välisestä yhdensuuntaisuudesta aiheuttavat epätasaisuutta kupari-kerrokseen, jolloin "kärjissä" tai lähellä toisiaan olevissa pisteissä oleva liikakerrostus jouduttaa oikosulkuja noissa pisteissä. Oikosulut ovat vakava ongelma, koska on välttämätöntä käyttää joukkoa miehiä, joiden tehtävänä on pelkästään partioida elektrolyysihallia oikosulkujen korjaamiseksi.b) Copper seed plates are not easy to make really flat and although they are substantially flat in the initial stage, they often twist in use and this increases the short circuits between the cathode and the anode. Even where the lack of uniformity is not so bad, deviations from the parallelism between the cathode and the anode cause unevenness in the copper layer, with overlaying at "points" or near each other accelerating short circuits at those points. Short circuits are a serious problem because it is necessary to use a group of men whose sole job is to patrol the electrolysis hall to repair short circuits.

c) Toisinaan silmukat 9 muodostavat tuskin muuta kuin viiva-tai jopa pistekosketuksen kannatustangon 7 kanssa. Tämä ei huononna itse kuparin kerrostumisprosessia, mutta se suurentaa vastusta ja niin muodoin voimakustannukset suurenevat.c) Sometimes the loops 9 hardly form anything other than line or even point contact with the support rod 7. This does not impair the copper deposition process itself, but it increases the resistance and thus the power cost increases.

Kupariteollisuudessa on suoritettu perusteellisia tutkimuksia 3 68430 ja kokeita emälevyjen parantamiseksi, joilla siemenlevyt valmistetaan. Muutamia yrityksiä tehtiin ruostumattomalla teräksellä, mutta yleensä ne epäonnistuivat, mikä johtui ristiriitaisuuksista tuloksissa, jotka toivat esille sellaisia ongelmia kuin passiivisuus, paikalliskorroosio ja kuparikerroksen vaihteleva adheesio .In the copper industry, in-depth studies have been carried out 3,68430 and experiments have been carried out to improve the motherboards with which the Seedboards are made. A few attempts were made with stainless steel, but in general they failed due to inconsistencies in the results, which revealed problems such as passivity, localized corrosion, and varying adhesion of the copper layer.

Titaanikatodit ovat tulleet melkoisen suosituksi titaanin luontaisten ominaisuuksien vuoksi, jotka aikaansaavat oksidikalvon, joka näyttää hyvin soveltuvan kuparikerroksen liian pienen tai suuren adheesio-ongelman voittamiseen ja niiden syöpymiskestä-vyys on poikkeuksellisen hyvä. Edistynein muoto titaanisesta, uudelleenkäytettävästä katodista on yhdistelmä, joka käsittää yhdistetyn kannatustangon, joka pääasiassa koostuu kuparista ja siihen liittyvästä titaanikomponentista, johon titaania oleva katodilevy on hitsattu. Eräässä muodossa kannatustanko on kupa-ritanko, joka on suljettu titaanikuoren sisään, ja katodilevyn ylempi osa on muodostettu hanhenkaulaksi siten, että se osa voi olla hitsattu suoraan ripustustankokotelon yhteen sivuun. Eräässä toisessa muodossa kannatustanko on kuparitanko, jossa on titaania oleva sydäntanko, joka on sen sisäpuolella pituussuunnassa sen suhteen. Tässä tapauksessa katodilevy on taivutettu hanhenkaulaksi, kuten edellä, ja se on hitsattu sydäntankoon titaania olevien lyhyiden nastojen avulla, joilloin nastat pistävät kuparitangossa olevien reikien läpi ja kunkin nastan toinen pää on hitsattu kiinni sydäntankoon ja toinen pää on hitsattu kiinni katodilevyn reunaan.Titanium cathodes have become quite popular due to the inherent properties of titanium, which provide an oxide film that appears to be well suited to overcome the problem of too little or too much adhesion of the copper layer and has exceptionally good corrosion resistance. The most advanced form of titanium, reusable cathode is a combination comprising a combined support bar consisting primarily of copper and an associated titanium component to which a titanium cathode plate is welded. In one form, the support rod is a copper rod rod enclosed in a titanium shell, and the upper portion of the cathode plate is formed as a gooseneck so that that portion can be welded directly to one side of the suspension rod housing. In another form, the support rod is a copper rod having a titanium core rod inside it longitudinally with respect to it. In this case, the cathode plate is bent into a goose neck as above and welded to the core bar by short pins of titanium, the pins piercing through holes in the copper bar and one end of each pin welded to the core bar and the other end welded to the edge of the cathode plate.

Esimerkki edellä selitetystä tunnetusta "titaani"-laitteesta on esitetty GB-patenttijulkaisussa 1.415.793.An example of the known "titanium" device described above is disclosed in GB Patent 1,415,793.

Kuitenkaan titaani ei ole ilman puutteita. Se on kallis ja sen valmistus on käytännössä monimutkainen. Tämän keksinnön alkuperäinen tarkoitus oli voitaa tai parantaa ainakin muutamia mainituista puutteista ja parhaassa suoritusmuodossa kaikki nämä puutteet erityisen yksinkertaisella ja halvalla tavalla käyttämällä katodia, joka on todella kokonaan ruostumatonta terästä, on rajoittamattomasti uudelleen käytettävä, säilyttää tasaisuu- 68430 tensa, aikaansaa vähentymättömän virrankulun kytkinkiskon ja kannatustangon välillä ja tämän tangon ja levyn välillä, muodostaa pysyvän oksidikalvon, joka toimii tehokkaana erotusker-roksena helpottaen kerrostuneen kuparin poistamista katodista ja muodostaa samalla riittävän adheesion kerrostuvan kuparin kiinnittämiseksi rakentumisen aikana, ja on erityisen sopiva mekaaniseen käsittelyyn sen valmistuksessa ja käytössä.However, titanium is not without flaws. It is expensive and practically complicated to manufacture. The original object of the present invention was to overcome or remedy at least some of the above-mentioned drawbacks, and in the best embodiment all these drawbacks in a particularly simple and inexpensive manner using a completely stainless steel cathode must be unrestrictedly reusable, maintain uniformity, provide uninterruptible current and between this rod and the plate, forms a permanent oxide film which acts as an effective separating layer, facilitating the removal of deposited copper from the cathode while providing sufficient adhesion to fix the deposited copper during construction, and is particularly suitable for mechanical processing in its manufacture and use.

Keksinnön koekäyttö on osoittautunut niin menestykselliseksi, että on pidetty taloudellisena laajentaa tämän katodin käyttö hakijan koko kuparielektrolyysihalliin.The experimental use of the invention has proved to be so successful that it has been considered economical to extend the use of this cathode to the entire copper electrolysis hall of the applicant.

Perinteinen puhdistusmenetelmä käyttää hyväkseen tietyssä määrässä kennoja olevia emälevyjä kahden ohuen levyn tuottamisek-sipuhdistetusta kuparista kustakin levystä joka päivä. Nämä levyt asennetaan sitten kuviossa 1 esitettyihin katodeihin.The conventional cleaning method utilizes motherboards in a certain number of cells to produce two thin sheets of refined copper from each sheet each day. These plates are then mounted on the cathodes shown in Figure 1.

Erityinen siemenlevyjen valmistusoperaatio käsittäen lisätarkas-tuksen, korkeamman tehonkulutuksen tuotetonnia kohti ja huomattavasti työkuluja voidaan eliminoida käyttämällä tätä keksintöä kaikissa kennoissa ja pitemmän kasvuajan (viikko tai enemmän vain 24 tunnin sijasta) ennen irroitusta. Se siis tuottaa sopivan elektrodin mekaanista käsittelyä ja mekaanista irroitusta varten, josta saatava tuote on kauppapuhdasta katodikuparia.A particular seed disc manufacturing operation involving additional inspection, higher power consumption per tonne of product, and significantly labor costs can be eliminated by using this invention in all cells and a longer growth time (a week or more instead of just 24 hours) prior to removal. It thus produces a suitable electrode for mechanical treatment and mechanical removal, the product of which is commercially pure cathode copper.

Lisäksi katodin tarkat mitat, yhdessä tarkasti mitoitettujen anodien kanssa, tekevät mahdolliseksi toimia pienemmällä elektrodien välimatkalla ja täten vähennetään huomattavasti voimakustannuksia, ja tärkeintä on se, että suureksi osaksi eliminoidaan oikosulut ja siten vähennetään lisää työkustannuksia ja tehdään helpoksi oikosulkujen tietokonevalvonta. Lisäksi tehokkaampi toiminta, mikä on tehty mahdolliseksi pienemmillä etäisyyksillä, ja korkeampi virrantiheys, jolla puhdistusoperaatio voidaan suorittaa johtuen oikosulkujen poistamisesta, tarkoittavat sitä, että määrättyä vuosituotantoa varten oleva laitteisto voidaan sijoittaa pienempään rakennukseen, mikä tarjoaa huomattavia säästöjä pääomainvestointeihin tätä rakennusta varten.In addition, the precise dimensions of the cathode, together with the precisely dimensioned anodes, make it possible to operate at a shorter electrode spacing and thus significantly reduce power costs, and most importantly, largely eliminate short circuits and thus reduce additional labor costs and facilitate short circuit computer monitoring. In addition, more efficient operation, made possible at shorter distances, and a higher current density at which the cleaning operation can be performed due to short circuit removal mean that equipment for a given annual production can be housed in a smaller building, providing significant capital investment savings for that building.

Eliminoimalla siemenlevyt ja niiden vaatima erityinen suurempi 5 68430 välys, anodit ja erityisesti taipumus joutua lyhytsulkuihin vähennetään prosessissa jatkuvasti kiertävän kuparin määrää. Kun tämä vähennys voi olla jopa 20¾ sanokaamme 10.000 tonnista, niin prosessissa olevaan kupariin investoitu rahamäärä on huomattavasti pienentynyt. Tämän toteuttamiseksi on keksinölle tunnusomaista patenttivaatimuksessa 1 esitetyt seikat.By eliminating the Seed Plates and the special 5 5,8430 clearance required by them, the anodes and in particular the tendency to short-circuit are reduced in the process by constantly circulating the amount of copper. While this reduction can be as much as 20¾ let’s say 10,000 tons, the amount of money invested in the copper in the process is greatly reduced. To achieve this, the invention is characterized by the features set out in claim 1.

Keksinnön eräs edullinen toteutusesimerkki on kuvattu kuvioissa 2-6.A preferred embodiment of the invention is illustrated in Figures 2-6.

Kuvio 2 on perspektiivikuva katodista, jota ei ole esitetty oikeissa suhteissa.Figure 2 is a perspective view of a cathode not shown in proper proportions.

Kuvio 3 on sivukuva samasta katodista.Figure 3 is a side view of the same cathode.

Kuvio 4 on päätykuva projektiona kuviosta 3.Figure 4 is an end view as a projection of Figure 3.

Kuvio 5 esittää suurennetussa sitä osaa kuviosta 4, mikä on merkitty numerolla 5.Figure 5 is an enlarged view of the part of Figure 4 indicated by the number 5.

Kuvio 6 on viivaa 6-6 pitkin otettu leikkaus vielä lisää suurennetussa mittakaavassa.Figure 6 is a section taken along line 6-6 on an even larger scale.

Kuvioihin 2-6 viitaten on ruostumatonta terästä oleva kannatustan-ko 11 sopivimmin poikkileikkaukseltaan ns. RSJ-palkki tai I-palkki kuten on esitetty. Se voisi olla jotakin muutakin profiilia mutta esitetty on paras, koska se on painoltaan kevyt ja tästä johtuen taloudellinen teräsvalmiste. Se on rakenteellisesti edullinen ja muodostaa suhtellisen suuren pinnan kuljetettavaa virtaa varten. Tangossa 11 on tasainen alapinta 12 ja pääteosat 13 on sovitettu lepäämään kannattimien ja sähköjohteiden päällä kuten tiedetään.Referring to Figures 2-6, the stainless steel support bar 11 preferably has a so-called cross-section. RSJ beam or I-beam as shown. It could be some other profile but the one shown is the best because it is light in weight and therefore economical steel product. It is structurally advantageous and forms a relatively large surface area for the current to be transported. The rod 11 has a flat lower surface 12 and the end portions 13 are adapted to rest on brackets and electrical wires as is known.

Tasainen ruostumatonta teräslevyä oleva katodilevy 14 on hitsattu kuten on esitetty kuvion 5 kohdassa 15, yläreunastaan kiinni alapintaan 12 siten, että levy lähtee pystysuoraan alapinnasta 12. Levyssä 14 on sopivimmin pari aukkoa 16, jotka on tehty siihen ennen hitsausta. Nämä aukot helpottavat katodijoukon massakäsit-telyä, kun pistetään kannatusvarret tai haarukan haarat aukkojen läpi.The flat stainless steel cathode plate 14 is welded as shown at 15 in Figure 5, attached at its upper edge to the lower surface 12 so that the plate extends vertically from the lower surface 12. The plate 14 preferably has a pair of openings 16 made therein before welding. These openings facilitate the mass handling of the cathode array when inserting support arms or fork arms through the openings.

Joukko ruostumattomia teräksiä voi palvella tehokkaasti katodile-vyinä tässä tarkoituksessa, mutta kuparin irroituksen helpot- 6 68430 tamiseksi suositellaan kuitenkin käytettäväksi sellaista ruostumattoman teräksen laatua, mitä merkitään "AISI 316 ELCM ja millä on pintakäsittely, mikä tunnetaan 2B-standardina. Tällä teräksellä on likimäärin seuraava koostumus: hiili 0,03 paino-% nikkeli 12,0 kromi 17,0 -"- molybdeeni 2,25 -"- ja 2B-pintakäsittely on kiiltävän ja himmeän välillä, ja on hopeanharmaa, jolloin puolikiiltävä pinta on valmistettu kylmä-valssauksella, pehmennyksellä ja peittauksella, ja sitten kevyellä loppuvalssauksella kiilloitetuilla valsseilla.A number of stainless steels can effectively serve as cathode plates for this purpose, but to facilitate the removal of copper, it is recommended to use a grade of stainless steel marked "AISI 316 ELCM" with a surface treatment known as Standard 2B. composition: carbon 0.03% by weight nickel 12.0 chromium 17.0 - "- molybdenum 2.25 -" - and the 2B surface treatment is between glossy and opaque, and is silver gray, the semi-gloss surface being made by cold rolling, by softening and pickling, and then by light final rolling with polished rollers.

Esitettyä terästä ja pintakäsittelyä on pidetty parhaina, koska kokeet ovat osoittaneet, että ne aikaansaavat riittävän kiinni-tystarttuvuuden teräslevyn ja siihen kerrostuneen kuparin välille, jotta estetään kuparin kuoriutumunen tai irtoaminen itsestään; kuitenkaan tämä kiinnitys ei ole sellainen, että se estäisi valmiin kuparikerroksen irroittamisen teräslevystä. Irroitus voidaan suorittaa käyttämällä veitsimäisiä teriä tai veitsenterä-kiiloja, jotka pistetään teräslevyn ja kerrostuneen kuparin väliin kuparin yläreunassa; kuitenkin käytettäessä edellämainitun tyyppistä ruostumatonta terästä ja pintakäsittelyä meidän kokeemme ovat osoittaneet, että tehokas irroitus voidaan suorittaa automaatisesti kuljettamalla kuparilla ladatut katodit vasarointiaseman läpi, missä kerrostunutta kuparia naputellaan lujasti sen yläreunan läheltä molemmilta puolilta, tämä irroit-taa kuparin yläreunan ja irroitus suoritetaan loppuun johtamalla yksi tai useampia ilmasuihkuja teräksen ja kuparin irronneen yläreunan väliseen erittäin pieneen rakoon.The steel and surface treatment shown have been considered the best because experiments have shown that they provide sufficient adhesion between the steel plate and the copper deposited thereon to prevent the copper from peeling or detaching from itself; however, this attachment is not such as to prevent the finished copper layer from being detached from the steel plate. Removal can be performed using knife-like blades or knife-blade wedges inserted between a steel plate and layered copper at the top of the copper; however, using the above type of stainless steel and surface treatment, our experiments have shown that effective removal can be accomplished automatically by passing copper-charged cathodes through a hammering station where the deposited copper is tapped tightly near its top on both sides, several air jets into a very small gap between the detached top of the steel and the copper.

Ruostumaton teräs, mistä kannatustanko on tehty, voi olla samaa kuin mistä levy on tehty. Tanko voi kuitenkin olla jotakin muuta ruostumatonta terästä, kun huolehditaam siitä, että se on sellaista, johon levy voidaan hitsata.The stainless steel from which the support bar is made may be the same as from which the plate is made. However, the rod may be made of some other stainless steel, provided that it is one to which the plate can be welded.

Kuten tässä aikaisemmin on mainittu, ruostumaton teräs ei ole erityisen hyvä johdin, ja sellaisen kannatustangon käyttö, 7 68430 joka on tehty ainostaan teräksestä, ei ole riittävä virran kuljettamiseksi avokiskon ja katodilevyn välillä. On huomattu, että tämä voidaan yksinkertaisesti voittaa päällystämällä kan-natustanko ja siihen hitsatun levyn yläreuna kuparilla. Tämä päällystys voidaan suorittaa tunnetulla päällystystekniikalla ja noin 1 mm:n paksuus on katsottu parhaaksi aikaansaamaan riittävä sähkönjohtokyky ja kyky vastustaa syöpymistä. On syytä mainita, että aikaisemmin tässä oksidikalvon mukanaoloa emälevyn päällä on pidetty haluttuna sen johdosta, että se toimii erotus-kerroksena, jotta helpotetaan kuparin erottamista levystä;As mentioned earlier herein, stainless steel is not a particularly good conductor, and the use of a support rod, 7 68430 made of steel alone, is not sufficient to carry current between the open rail and the cathode plate. It has been found that this can be simply overcome by coating the support rod and the upper edge of the plate welded to it with copper. This coating can be performed by a known coating technique and a thickness of about 1 mm is considered best to provide sufficient electrical conductivity and the ability to resist corrosion. It should be mentioned that in the past here, the presence of an oxide film on the motherboard has been considered desirable due to the fact that it acts as a separating layer to facilitate the separation of copper from the sheet;

Kuparilla päällystetyn reunan leveys emälevyn yläosassa ei ole kriittisesti määrätty, se päättyy hieman elektrolyytin pinnan yläpuolella. Ilmeisesti kuparin kerrostumista päälystettyyn pintaan ei tarvitse sallia. Samoin levypinta, johon puhdas kupari kerrostuu toiminnan aikana, ei tarvitse ulottua alareunoihin 17, jotka määrittelevät aukot 16. Siitä seuraa, että kupari-päällyste saattaa päättyä hieman ennen reunoja 17 ja sovitettuna siten, että se peittää (parhaiten hiekkapuhalletun) hitsaus-metallin kohdassa 15.The width of the copper-coated edge at the top of the motherboard is not critically determined, it terminates slightly above the surface of the electrolyte. Obviously, copper need not be allowed to deposit on the coated surface. Likewise, the plate surface on which pure copper is deposited during operation need not extend to the lower edges 17 defining the openings 16. It follows that the copper plating may terminate just before the edges 17 and arranged to cover the (preferably sandblasted) weld metal at 15 .

On selvää, että kuparin erotuksen helpottaminen vaatii katodi-levyn reunojen tehokasta rajausta siten, että kuparikerrostuma ei ulotu jatkuvasti näiden reunojen ympäri. Tämä koskee erityisesti levyn pystysuoria sivureunoja. Pohjareuna ei niin tarvitse rajausta ja tästä reunasta rajaus voidaan jättää pois; kuitenkin irroituksen varmuuden parantamiseksi pidämme parempana peittää pohjareuna ainoastaan antamalla sille kuumakastaminen noin 10 mm:n syvyyteen korkean sulamispisteen omaavalla joustavalla vahalla tai muulla päällystysmateriaalilla.It is clear that facilitating the separation of the copper requires effective delimitation of the edges of the cathode plate so that the copper layer does not continuously extend around these edges. This is especially true for the vertical side edges of the disc. The bottom edge does not so need cropping and from this edge the cropping can be omitted; however, to improve the reliability of the release, we prefer to cover the bottom edge only by giving it a hot dip to a depth of about 10 mm with a high melting point flexible wax or other coating material.

Mitä tulee katodin sivureunojen rajaamiseen, tämä keksintö ilmaisee tärkeän lisäedun aikaisemmin mainittuihin titaanilevyi-hin verrattuna.With respect to the delimitation of the side edges of the cathode, the present invention expresses an important additional advantage over the aforementioned titanium plates.

Titaania olevissa katodeissa, tämän metallin suhteellisen korkean johtokyvyn johdosta, esiintyy taipumus kerrostuneen kuparin partikkeleiden valumiseen rajaussuikalemateriaalin alla.In cathodes made of titanium, due to the relatively high conductivity of this metal, there is a tendency for the deposited copper particles to flow under the delimiting strip material.

Kun tämä tapahtuu, kuparisulkeumat jatkavat kasvamista rajaus- 8 68430 suikaleen (tavallisesti muovimateriaalia) alla ja pyrkivät siten kohottamaan suikaletta ja siten tekevät mitättömäksi rajauksen tarkoituksen ja siis aiheuttavat tarpeen uudelleenrajaukseen ennen jatkokäyttöä.When this occurs, the copper inclusions continue to grow under the trimming strip (usually of plastic material) and thus tend to elevate the strip and thus nullify the purpose of the trimming and thus create the need for re-trimming before further use.

Ruostumatonta terästä olevilla katodilevyillä suhteellisen heikko johtokyky estää kuparikasvun rajausvälineiden alle ja sellainen kasvu on sillä tavalla vähennetty sellaiseen määrään, mikä on aivan vähäpätöinen.With stainless steel cathode plates, the relatively poor conductivity prevents copper growth under the delimiting means, and such growth is thus reduced to an amount that is quite negligible.

Tästä huolimatta toivotaan edelleen tehokasta rajausta ainakin katodin sivureunoille; ja mielestämme paras rajaustapa, mitä me käytämme, on esitetty parhaiten kuviossa 6.Nevertheless, effective delimitation is still desired, at least on the side edges of the cathode; and we think the best delineation method we use is best shown in Figure 6.

Viittaamalla pääasiassa tähän kuvioon, rajausvälineet käsittävät pituussuunnassa lovetun muovilistan, joka on kiinnitetty levyyn 14 muovitapeilla 19. Nämä tapit pistävät levyyn 14 tehtyjen reikien 20 läpi.Referring mainly to this figure, the delimiting means comprise a longitudinally notched plastic strip fixed to the plate 14 by plastic pins 19. These pins insert through holes 20 made in the plate 14.

Lista 18 ja tapit 19 on edullisesti tehty samasta muovimateriaalista, ja sopiva materiaali on korkealaatuinen, lämpöä ja iskuja kestävä muovi, mikä tunnetaan nimellä CYCOLOY 800. Tämä on polymeerinen seos akryylinitriili-butadieeni-styreenistä (ABS) ja polykarbonaatista, kuten on kuvattu US-patentissa 3.130.177.The strip 18 and the pins 19 are preferably made of the same plastic material, and a suitable material is a high quality, heat and impact resistant plastic known as CYCOLOY 800. This is a polymeric blend of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and polycarbonate as described in the U.S. patent. 3130177.

Lista 18 ja tapit 19 on kiinnitetty toisiinsa käyttämällä sopivaa sidosainetta, sellaista kuin 30 I Cycoloy 800 liuosta metyleeni-kloridissa.The strip 18 and the pins 19 are attached to each other using a suitable binder, such as a 30 L solution of Cycoloy 800 in methylene chloride.

Sellainen sidosaine jähmettyy elastiseksi ja sen lisäksi, että se toimii liitosaineena se palvelee hyödyllistä tarkoitusta seuraavaan tapaan.Such a binder solidifies elasticly and, in addition to acting as a binder, serves a useful purpose in the following manner.

Kokeiden aikana, jotka johtivat tähän keksintöön, huomattiin, että muutamissa tilanteissa listoilla oli taipumusta heikkoon pullistumiseen tappikiinnitysten välillä. Tämä oli tietenkin epämiellyttävää ja sen katsottiin johtuvan teräksen ja listan välisestä laajenemiserosta. Tämä tilanne korjattiin tekemällä reiät 20 ylisuuriksi, kuten on esitetty kuviossa 6. Käytettäessä listoja ja tappeja reiät 20 ovat täytetyt liuotinaineella, 9 68430 joka jähmettyy elastiseen tilaan toimiakseen siten laajenemis-liitoksena sallien riitävän pituussuuntaisen liikkeen listalle katodilevyn suhteen, mikä kompensoi laajenemiserot.During the experiments that led to this invention, it was found that in a few situations, the moldings tended to have a slight bulge between the pin attachments. This was, of course, unpleasant and was attributed to the expansion gap between the steel and the molding. This situation was corrected by making the holes 20 oversized, as shown in Figure 6. When the strips and pins are used, the holes 20 are filled with a solvent 9 68430 which solidifies into an elastic state to act as an expansion joint, allowing sufficient longitudinal movement of the strip relative to the cathode plate.

Listat on meiluimmin ensiksi muodostettu suulakepuristuksella tai ruiskupuristuksella, ja tässä vaiheessa on toivottavaa, että raon 22 aukon määrittelevät pisteet 21 sijaitsevat lähempänä toisiaan kuin kuviossa 6 on esitetty. Tämä siksi, että kun lista asennetaan levyyn, raon 22 reunoilla on itsessään joustava jän-nitystaipumus puristaa niitä kosketukseen levyn kanssa.The strips are preferably first formed by extrusion or injection molding, and at this stage it is desirable that the points 21 defining the opening of the gap 22 are located closer to each other than shown in Fig. 6. This is because when the strip is mounted on the plate, the edges of the slot 22 themselves have a resilient tendency to compress them into contact with the plate.

Ylimääräisenä varotoimenpiteenä pisteet 21 on parhaiten tiivistetty katodilevyn suhteen asettamalla vahaa tai muuta materiaalia oleva tiivistyssuikale, kuten on merkitty numerolla 23.As an additional precaution, the dots 21 are best sealed with respect to the cathode plate by placing a sealing strip of wax or other material, as indicated by the number 23.

Claims (9)

68430 1068430 10 1. Kuparin elektrolyyttisessä puhdistuksessa käytettävä katodi, joka käsittää kannatustangon (11), jossa on tasainen alapinta (12) ja pääteosat (13), jotka on sovitettu lepäämään kannattimien ja sähkökoskettimien päällä sekä katodilevyn (14) , joka on ruostumatonta terästä ja kiinnitetty hitsaamalla yläreunastaan tunnettu siitä, että kannatustanko (11) on ruostumatonta terästä ja ruostumatonta terästä oleva katodilevy (14) on kiinnitetty hitsaamalla kannatustangon alapintaan (12) pääteosien (13) väliin ulottuen pystysuoraan mainitusta alapinnasta (12) alaspäin ja että kuparipäällyste ympäröi kannatustankoa (11) sekä ainakin katodilevyn ylempää reunaosaa ja että katodilevy (14) käsittää välineet ainakin pystysuorien sivureunojen peittämiseksi.A cathode for electrolytic copper cleaning, comprising a support rod (11) having a flat lower surface (12) and end portions (13) adapted to rest on brackets and electrical contacts and a cathode plate (14) made of stainless steel and welded at its upper edge characterized in that the support bar (11) is made of stainless steel and the stainless steel cathode plate (14) is fixed by welding to the lower surface (12) of the support bar between the end portions (13) extending vertically downwards from said lower surface (12) and the copper cladding surrounding the support bar (11) and at least the upper edge portion of the cathode plate and that the cathode plate (14) comprises means for covering at least the vertical side edges. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen katodi, tunnettu siitä, että kannatustanko (11) vastaa poikkileikkausmuodoltaan I-palkkia.Cathode according to Claim 1, characterized in that the support rod (11) corresponds to an I-beam in cross-sectional shape. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen katodi, tunnettu siitä, että katodilevyssä (14) on nostokolot, jotka on muodostettu siihen katodilevyn (14) siinä reunassa olevista aukoista (16), josta levy (14) on hitsattu kiinni kannatustankoon (11).Cathode according to Claim 1 or 2, characterized in that the cathode plate (14) has lifting recesses formed in it by openings (16) at the edge of the cathode plate (14) from which the plate (14) is welded to the support rod (11). 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen katodi, tunnettu siitä, että mainittu kuparipäällystys on muodostettu galvanoinnilla. 1 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen katodi, tunnettu siitä, että mainitut peittämislaitteet käsittävät muovilistat (18), joissa on pituussuuntainen ura, johon lista (18) sulkee levyn (14), ja joukon muovitappeja (19), jotka pistävät levyssä (14) olevien reikien (20) läpi ja niiden osat on järjestetty loven kummallekin puolelle ja liitetty listaan. 11 68430Cathode according to any one of the preceding claims, characterized in that said copper plating is formed by galvanizing. Cathode according to any one of the preceding claims, characterized in that said covering devices comprise plastic strips (18) with a longitudinal groove into which the strip (18) encloses the plate (14) and a plurality of plastic pins (19) piercing holes in the plate (14) (20) and their parts are arranged on each side of the notch and attached to the strip. 11 68430 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen katodi, tunnettu siitä, että lista (18) on muodostettu suulakepuristuksella ja tapit (19) on asennettu siihen siten, että loven sivut on joustavasti kuormitettu lepäämään kiinteästi niiden väliin sijoitettua katodilevyosaa vasten.Cathode according to Claim 5, characterized in that the strip (18) is formed by extrusion and the pins (19) are mounted thereon so that the sides of the notch are resiliently loaded to rest firmly against the cathode plate part interposed therebetween. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen katodi, tunnettu siitä, että emälevyssä (14) tappien (19) vastaanottamista varten olevat reiät (20) ovat ylimitoitetut mainittuihin tappeihin verrattuna ja näin muodostunut tyhjä tila on täytetty elastisella liuotinaineella, niin että jokainen mainittujen tappien kohdalle syntynyt liitos muodostaa liikuntaliitoksen.Cathode according to Claim 5 or 6, characterized in that the holes (20) in the motherboard (14) for receiving the pins (19) are oversized compared to said pins and the void space thus formed is filled with an elastic solvent so that each the joint forms a sports joint. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen katodi, tunnettu siitä, että peittämislaitteet käsittävät vahasuikaleet, joilla loven sisäpuoli on tiivistetty katodilevyn sen osan suhteen, joka on pistetty mainittuun loveen.Cathode according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the covering devices comprise wax strips with which the inside of the notch is sealed with respect to the part of the cathode plate inserted in said notch. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen katodi, tunnettu siitä, että katodilevyn alapää on rajattu sen päälle sijoitetulla kalvolla, joka on korkean sulamispisteen omaavaa joustavaa vahaa. 68430 12Cathode according to one of the preceding claims, characterized in that the lower end of the cathode plate is delimited by a film placed on it, which is a flexible wax having a high melting point. 68430 12