ES2241341T3 - Dispositivo para separar el deposito de metal de un catodo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para separar un depósito de metal de una placa madre usada como cátodo en un proceso electrolítico tal como el refino electrolítico de metal o la extracción electrolítica de metal, dispositivo en el que hay un miembro soportador para soportar el cátodo a tratar, un miembro para liberar al menos parcialmente un depósito de metal crecido durante el proceso electrolítico en una superficie de la placa madre, estando provista la placa madre de un cátodo con un medio afectador del crecimiento para crear una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal, y un miembro para soportar el depósito de metal liberado, caracterizado porque un medio afectador del crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) para crear una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) se encuentra en el borde o en la proximidad del borde de la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51), una ranura con las paredes formando ángulo agudo entre sí de manera que la ranura se encuentre en la parte más ancha dela superficie de la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) y el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) se usa como un miembro articulado cuando se inclina el depósito de metal (4) hacia la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) con el fin de romper el depósito de metal (4) en dos trozos separados a lo largo de la irregularidad en el crecimiento.

Description

Dispositivo para separar el depósito de metal de un cátodo.

La invención se refiere a un dispositivo para separar el depósito de metal de una placa madre usada como cátodo en un proceso electrolítico, tal como el refino electrolítico de metal o la extracción electrolítica de metal.

El refino de muchos metales, tales como cobre, cinc y níquel, incluye procesos electrolíticos en los que las impurezas dañinas se separan del metal a producir. El metal producido en el proceso electrolítico se recoge sobre el cátodo por medio de corriente eléctrica. Usualmente, el proceso electrolítico se lleva a cabo en tanques llenos de un electrolito que contiene ácido sulfúrico, estando sumergido en el mismo un cierto número de ánodos y cátodos en forma de placa fabricados en cierto material electroconductor y colocados de manera alternada. En los bordes superiores, los ánodos y cátodos están provistos de patillas o barras para suspenderlos en los bordes del tanque y para conectarlos al circuito de energía. El metal a producir se pone en el proceso electrolítico bien sea en forma de ánodos solubles en el proceso de refino electrolítico o bien se disuelve en el electrolito en alguna etapa precedente del proceso, en cuyo caso los ánodos empleados son insolubles en el proceso de extracción electrolítica.

El cátodo usado en el proceso electrolítico puede producirse con el metal que se desea producir, en cuyo caso no es necesario desprender el depósito de la placa de cátodo original. Sin embargo, usualmente el cátodo, es decir, la placa madre, a sumergir en el tanque electrolítico se fabrica en cualquier otro metal distinto del que se quiere producir. Tales materiales de la placa madre pueden ser, por ejemplo, acero inoxidable, aluminio y titanio. En ese caso el metal a producir se recoge en la superficie de la placa madre en forma de depósitos, que se retiran de la placa madre a intervalos definidos.

Debido a la corriente eléctrica, el metal producido en el proceso electrolítico se acumula en depósitos sobre todas las superficies electroconductoras de la placa madre, es decir, si la placa madre es completamente electroconductora, el metal a producir, cubre en un depósito uniforme la placa madre por todas las partes sumergidas en el electrólito. Con el fin de facilitar la retirada de los depósitos del metal a producir de las superficies de la placa madre, es necesario afectar al metal a producir de los depósitos de acumulación sobre los bordes estrechos de la placa madre, es decir, los bordes de la placa madre no deben ser corrosivos.

El mejor modo conocido de hacer no conductores los bordes de la placa madre consiste en cubrir los bordes con tiras de borde fabricadas en algún material aislante, tal como plástico. En general, las tiras aislantes son perfiles de plástico con una sección transversal en forma de ranura y son prensadas sobre los bordes de la placa madre y permanecen en su sitio bien sea debido a la presión creada por la transformación, por remaches insertos a través de la placa madre o debido a una combinación de éstos. Cuando se retira por desprendimiento los depósitos de la placa madre, es posible que la tira de borde posicionada en el borde opuesto al borde donde está instalada la barra de suspensión sea dañado si no hay protección sobre la tira. Por consiguiente, en vez de una tira de borde de plástico en el borde opuesto al borde donde se instala la barra de suspensión, se usa cera como material no conductor con el fin de producir dos depósitos separados, o se deja crecer a los depósitos uniformemente alrededor del fondo de la placa madre produciendo un solo depósito. El problema de la cera es que se eliminaba por lavado de la placa madre y de los depósitos antes de la separación de los depósitos y luego volvía a aplicarse sobre la placa madre después de la separación, quedando todavía algo de cera en los depósitos después del lavado, produciendo contaminación del metal producido. El problema del depósito sencillo es que es mucho más complicado manipular el depósito durante la separación del depósito de la placa madre y que el depósito sencillo no es muy apropiado para algunos usos finales.

El objeto de la presente invención es eliminar algunas de las desventajas de la técnica anterior y conseguir un dispositivo nuevo y viable para separar los depósitos de metal creados en el proceso electrolítico de la placa madre afectando al menos parcialmente al crecimiento del depósito en el borde o en la proximidad del borde de la placa madre opuesto al borde donde se instala la barra de suspensión. Los nuevos rasgos esenciales de la invención resultarán evidentes en las reivindicaciones anexas.

De acuerdo con la invención, el cátodo a tratar en el dispositivo de la invención contiene una placa madre en forma de placa y una barra de suspensión que se instala en el borde de la placa madre. La placa madre del cátodo está provista en el borde, o en la proximidad del borde opuesto al borde donde se instala la barra de suspensión, de un medio para impedir parcialmente el crecimiento del depósito de metal. El medio que afecta al crecimiento es ventajosamente, por ejemplo, una ranura en el borde o en la proximidad del borde de la placa madre o se hace la placa madre más larga que el respectivo ánodo en el proceso de refino electrolítico de metal o de extracción electrolítica de metal y se reduce la velocidad de precipitación en ese área adicional y el crecimiento del depósito de metal es entonces más lento. Usando el área donde el crecimiento del depósito de metal es por lo menos parcialmente afectado, el depósito de metal se divide en dos piezas separadas durante/o después del proceso de retirada del depósito de metal.

El medio que afecta al crecimiento según la invención impide al menos parcialmente un crecimiento sensiblemente uniforme de un depósito de metal en la superficie de la placa madre con el fin de que, cuando se curva el depósito de metal, el mismo se rompa en dos partes en el emplazamiento donde se encuentra el medio que afecta al crecimiento. En una realización, el cambio en el crecimiento del depósito de metal se basa en que la ranura a usar como medio que afecta al crecimiento está conformada de manera que se cambie la estructura de grano del depósito de metal y se cambie también las propiedades de curvado en esa parte del depósito de metal. El medio que afecta al crecimiento, es, por ejemplo una ranura en forma de cuña cuyas paredes forman un ángulo agudo entre sí, de manera que la ranura sea más ancha en la superficie de la parte en forma de placa de la placa madre. La ranura se puede crear, por ejemplo, por maquinado en la placa madre. La ranura puede crearse también fijando un perfil de metal a la placa madre, de manera que el perfil de metal sea una de las paredes de la ranura y la placa madre misma sea la otra.

En otra realización se crea una ranura en la placa madre y esta ranura se llena con material de mala conductividad. Esta ranura se hace tan estrecha que el depósito de metal puede crecer en el área donde se está afectando al material de relleno, pero no es posible que el depósito de metal crezca a lo largo de la superficie del material de relleno. Por tanto, el depósito de metal crece sobre la superficie del material de relleno más lentamente que en la superficie de la placa madre y el depósito de metal es más delgado, y por lo tanto más fácil de curvar cuando el depósito de metal se encuentra en el proceso de liberación.

El medio que afecta al crecimiento crea en la placa madre una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal, irregularidad que se usa ventajosamente como miembro articulado cuando el depósito de metal creado en el proceso de refino electrolítico o de extracción electrolítica en la placa madre se retira de la placa madre con el dispositivo de separación. Durante la articulación el ángulo de inclinación del depósito de metal en relación con la placa madre del cátodo está comprendido ventajosamente entre 60 y 150º, siendo con preferencia de 90º aproximadamente. El depósito de metal se articula, por ejemplo, en el medio que afecta al crecimiento desde la superficie de la placa madre hasta una posición sensiblemente un ángulo recto con la placa madre. El depósito de metal puede articularse también sobre el medio que afecta al crecimiento poniendo el depósito de metal en un movimiento ascendente y descendente.

En la realización preferida de la invención los depósitos de metal de ambos lados del cátodo son tratados simultáneamente. Sin embargo, también es posible tratar por separado los depósitos de metal. El cátodo a tratar es soportado en la posición sensiblemente vertical. Los depósitos de metal de ambos lados del cátodo a tratar son liberados en primer lugar parcialmente partiendo del borde donde se instala la barra de suspensión. Estos depósitos de metal parcialmente liberados se inclinan entonces hasta que los depósitos de metal parcialmente liberados tienen un contacto con el miembro soportador o el miembro de prensión del dispositivo. En esta posición soportadora, los depósitos de metal son cogidos con por lo menos un miembro de prensión del dispositivo y estos miembros de prensión se usan para inclinar los depósitos de metal de forma que los depósitos de metal estén ventajosamente al fin en una posición sensiblemente horizontal. Cuando se inclina los depósitos de metal a la posición sensiblemente horizontal, los depósitos de metal están en un contacto al menos parcial con la placa madre del cátodo. Durante esta etapa de inclinación el medio de la placa madre que afecta al crecimiento se usa como miembro articulado de forma que los depósitos de metal se inclinen alrededor del área donde el crecimiento es afectado por este medio que afecta al crecimiento.

Con el fin de producir dos trozos separados de un depósito de metal en una realización de la invención, el depósito de metal sensiblemente horizontal con los miembros de prensión se desplaza a la posición de separación y se rompe a lo largo del área que afecta al crecimiento tirando de sus extremos en direcciones opuestas por los miembros de prensión. Cuando se completa la separación, los miembros de prensión, liberan los depósitos de metal y los miembros de prensión son devueltos para el tratamiento de depósitos de metal de un nuevo cátodo. La separación del depósito de metal en dos partes separadas puede realizarse también de manera que se efectúe la rotura después de haber inclinado el depósito de metal en una posición de separación y después de su liberación por los miembros de prensión en una estación de rotura separada. La rotura se efectúa pues tirando de los extremos del depósito de metal en direcciones opuestas o por cualquier otro medio de separación.

En una realización de la invención los depósitos de metal son separados completamente de la placa madre moviendo los medios de prensión en un movimiento ascendente y descendente en la etapa de inclinación del depósito de metal de manera que el medio que afecta al crecimiento se use como miembro articulado. Durante este movimiento ascendente y descendente, el depósito de metal se separa completamente de la placa madre alrededor del medio que afecta al crecimiento.

En el dispositivo separador de la invención el cátodo a tratar es soportado en una posición sensiblemente vertical y el cátodo mantiene su posición sensiblemente durante todo el tiempo en que son retirados los depósitos de metal. Los miembros de prensión que se usan para inclinar los depósitos de metal a la posición sensiblemente horizontal se mueven a lo largo de un miembro de guía. El miembro de guía instalado en un miembro de bastidor se conecta de manera pivotable a un miembro de bastidor del dispositivo. En una realización el miembro de separación que separa finalmente el depósito de metal de la placa madre, se instala ventajosamente sobre el mismo miembro de bastidor que el miembro de guía de los miembros de agarre. También es posible instalar el miembro de guía y el miembro separador de manera que tengan diferentes miembros de bastidor propios. El miembro de guía está arqueado ventajosamente de tal manera que el centro del arco sea coaxial con la línea que conecta los dos lados del depósito de metal, de tal modo que los depósitos de metal se inclinen alrededor del área donde se ve afectado el crecimiento. En la posición sensiblemente vertical del depósito de metal, el dispositivo separador proporciona un movimiento de los miembros de prensión frente a las direcciones que producen la rotura del depósito de metal a lo largo del área donde es afectado el crecimiento, produciendo dos trozos separados.

En otra realización adicional la placa madre del cátodo puede levantarse desde los depósitos de metal al menos parcialmente liberados antes de/o durante el movimiento ascendente y descendente. La elevación de la placa madre hará más efectivo el movimiento ascendente y descendente del depósito de metal. En ese caso se prefiere que la placa madre sea soportada por la barra de suspensión durante la liberación de los depósitos de metal.

Para el funcionamiento del dispositivo de la invención, se crea los movimientos deseados de los miembros para moverse en diferentes etapas del funcionamiento por unidades de regulación que son accionadas por medios neumáticos, hidráulicos o eléctricos.

La invención será descrita con más detalle haciendo referencia a los dibujos anexos, en los que:

la figura 1 es una ilustración en vista lateral esquemática de la realización preferida de la invención,

la figura 2 es una ilustración en vista lateral parcial y esquemática desde la dirección A-A de la realización de la figura 1,

la figura 3 es una ilustración esquemática en vista lateral de una realización de un cátodo para usar en el dispositivo de la invención,

la figura 4 es una ilustración esquemática en vista lateral de otra realización de un cátodo para usar en el dispositivo de la invención,

la figura 5 es una ilustración esquemática en vista lateral de otra realización de un cátodo para usar en el dispositivo de la invención,

la figura 6 es una ilustración esquemática en vista lateral de otra realización de un cátodo para usar en el dispositivo de la invención, y

la figura 7 es una ilustración esquemática en vista lateral de otra realización adicional de un cátodo para usar en el dispositivo de la invención.

De acuerdo con las figuras 1 y 2 un cátodo 1 para tratar en el dispositivo de la invención se posiciona entre dos aparatos separados 2 y 3 con el fin de que los depósitos de metal 4 de ambos lados 5 y 6 del cátodo 1 puedan ser tratados de forma sensiblemente simultánea. El depósito de metal 4 se libera primeramente de forma parcial del cátodo 1, a partir del borde de la placa madre 7 donde está instalada la barra de suspensión 8 de la placa madre, por un miembro de liberación (no ilustrado). Por medio de esta fuerza de liberación el depósito de metal 4 se inclina a una posición soportadora ilustrada como una línea de trazos interrumpidos. En esta posición soportadora el depósito de metal 4 es soportado por un miembro soportador 9 que es movible por un cilindro neumático 10. En la posición soportadora el depósito de metal 4, es cogido por miembros de prensión 11 en ambos bordes sensiblemente paralelos 12 y 13 del depósito de metal 4 cuyos bordes se liberan al menos parcialmente de la placa madre 7.

Cuando el depósito de metal 4 es cogido por los miembros de prensión 11, el miembro soportador 9 se mueve desde la posición soportada a la posición de reposo. El depósito de metal 4 es soportado entonces por los miembros de prensión 11, cuyos miembros de prensión 11 se instalan de forma movible en un miembro de guía 14. Con el fin de liberar el depósito de metal 4 cada vez más del cátodo 1, los miembros de prensión 11 así como el depósito de metal 4 se desplazan a lo largo del miembro de guía 14 por medio de cilindros hidráulicos 21. El miembro de guía 14 se posiciona en un miembro de bastidor 15 de forma que durante el movimiento del miembro de guía 14 el depósito de metal 4 se incline de forma simultánea alrededor de un medio 16 que afecta al crecimiento del cátodo 1. El miembro de guía 14 se instala en el miembro de bastidor 15 de forma que la distancia entre los miembros de prensión 11 y los medios que afectan al crecimiento 16 del cátodo se mantengan sensiblemente constantes desde la posición desde la posición soportadora creada por el miembro soportador 9 hasta la posición sensiblemente horizontal 17 del depósito de metal 4.

Después de inclinar el depósito de metal 4 a la posición sensiblemente horizontal 17 por medio de los miembros de prensión 11 y el medio 16 que afecta al crecimiento, el depósito de metal 4 es movido en posición sensiblemente horizontal por un miembro separador 18 de forma que el depósito de metal 4 se libere totalmente del cátodo 1. El miembro separador 18 está instalado en el miembro de bastidor 15. El miembro de bastidor 15 se instala de manera pivotable 20 con el bastidor principal 19 del dispositivo de forma que el deposito de metal 4 sea soportado por los miembros de prensión 11 durante la operación de separación del miembro separador 18. Después de separar el depósito de metal 4 del cátodo 1, se abren los miembros de prensión 11 y el depósito de metal 4 se transfiere a un tratamiento ulterior. Los miembros de prensión 11 son devueltos por el miembro de guía 14 para recibir un nuevo depósito de metal a separar.

En la realización de las figuras 1 y 2 los miembros de prensión 11 pueden trabajarse también de forma que los miembros de prensión 11 estén en un movimiento ascendente y descendente. Durante este movimiento el depósito de metal 4 se articula en el medio que afecta al crecimiento 16 y el depósito de metal 4 se rompe en dos partes en el emplazamiento del medio que impide el crecimiento 16. Después se inclina los medios de prensión 11 en la posición sensiblemente horizontal 17 y el depósito de metal 4 es liberado y transferido a un tratamiento ulterior.

De acuerdo con la figura 3 una barra de suspensión 22 está unida a una parte en forma de placa 23 de una placa madre 21. Se crea una ranura 24 con las paredes en ángulo agudo entre sí en el borde 25 de la placa madre 21 frente al borde donde se fija la barra de suspensión 22. La ranura 24 afecta al crecimiento de un depósito de metal (no ilustrado y proporciona una estructura de grano que se usa como articulación cuando se inclina el depósito de metal).

En la figura 4 una parte en forma de placa 32 de una placa madre 31 está provista de una herramienta 33 fijada a un borde 34 de la parte en forma de placa 32 de la placa madre 31 opuesta al borde donde se fija una barra de suspensión 35 de la placa madre 31. La herramienta 33 es en su superficie sensiblemente convergente con la superficie de la parte en forma de placa 32 de la placa madre 31. En la herramienta 33 hay una ranura 36 que tiene las paredes formando ángulo agudo entre sí y que se usa como miembro que afecta al crecimiento.

La realización de la figura 5 es similar a la realización de la figura 4, pero en vez de hacer la herramienta 33 de una pieza, la herramienta 37 de la figura 5 se compone de dos piezas.

En la realización de la figura 6 una parte en forma de placa 42 de una placa madre 41 está provista de un medio que afecta al crecimiento 43 en la proximidad de un borde 44 de la parte en forma de placa 42 de la placa madre 41 opuesto al borde donde se fija la barra de suspensión 45 de la placa madre 31. El medio que afecta al crecimiento 43 se fija a la superficie de la parte en forma de placa 42 de la placa madre 41 de forma que una pared del medio que afecta al crecimiento 43 forme un ángulo agudo con la superficie en forma de placa 42 de la placa madre 41.

De acuerdo con la figura 7 una parte en forma de placa 52 de una placa madre 51 está provista de una ranura 53 que es llenada con un material eléctricamente no conductor 54. La ranura 53 es un medio que afecta al crecimiento sobre cuya ranura 53 puede crecer un depósito de metal.

Claims (10)

1. Dispositivo para separar un depósito de metal de una placa madre usada como cátodo en un proceso electrolítico tal como el refino electrolítico de metal o la extracción electrolítica de metal, dispositivo en el que hay un miembro soportador para soportar el cátodo a tratar, un miembro para liberar al menos parcialmente un depósito de metal crecido durante el proceso electrolítico en una superficie de la placa madre, estando provista la placa madre de un cátodo con un medio afectador del crecimiento para crear una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal, y un miembro para soportar el depósito de metal liberado, caracterizado porque un medio afectador del crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) para crear una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) se encuentra en el borde o en la proximidad del borde de la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51), una ranura con las paredes formando ángulo agudo entre sí de manera que la ranura se encuentre en la parte más ancha de la superficie de la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) y el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) se usa como un miembro articulado cuando se inclina el depósito de metal (4) hacia la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) con el fin de romper el depósito de metal (4) en dos trozos separados a lo largo de la irregularidad en el crecimiento.

2. Dispositivo para separar un depósito de metal de una placa madre usada como cátodo en un proceso electrolítico tal como el refino electrolítico de metal o la extracción electrolítica de metal, dispositivo en el que hay un miembro soportador para soportar el cátodo a tratar, un miembro para liberar al menos parcialmente un depósito de metal crecido durante el proceso electrolítico en una superficie de la placa madre, estando provista la placa madre de un cátodo con un medio afectador del crecimiento para crear una irregularidad en el crecimiento del depósito de metal, y un miembro para soportar el depósito de metal liberado, caracterizado porque el medio afectador del crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) se basa en la densidad de la corriente eléctrica usada en el proceso electrolítico sobre el borde (25, 34, 44) o en la proximidad del borde de la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) opuesto al borde donde está instalada la barra de suspensión, y el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) se usa como un miembro articulado cuando se inclina el depósito de metal (4) hacia la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) con el fin de romper el depósito de metal (4) en dos trozos separados a lo largo de la irregularidad en el crecimiento.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53) se basa en la diferencia de longitud entre el cátodo y el respectivo ánodo en un proceso electrolítico.

4. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque un ángulo de inclinación del depósito de metal (4) para la separación a lo largo de la irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) creada por el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53), está comprendido entre 60 y 150º con la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51).

5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque un ángulo de inclinación del depósito de metal (4) para la separación a lo largo de la irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) creada por el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53), es esencialmente de 90º con la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51).

6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el depósito de metal (4) se pone en un movimiento ascendente y descendente para la separación a lo largo de la irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) creada por el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53).

7. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-5, caracterizado porque para la rotura del depósito de metal (4) en dos partes separadas a lo largo de la irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) creada por el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53), medios de prensión (11) del depósito de metal (4) se mueven en direcciones opuestas.

8. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-5, caracterizado porque para la rotura del depósito de metal (4) en dos partes separadas a lo largo de la irregularidad en el crecimiento del depósito de metal (4) creada por el medio que afecta al crecimiento (16, 24, 36, 43, 53), el depósito de metal (4) se transfiere a una estación de rotura separada para tirar del depósito de metal (4) en direcciones opuestas.

9. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) es levantada de los depósitos de metal (4) al menos parcialmente liberados antes del movimiento ascendente y descendente con el fin de hacer más eficaz el movimiento ascendente y descendente de los depósitos de metal (4).

10. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la placa madre del cátodo (1, 21, 31, 41, 51) es levantada de los depósitos de metal (4) al menos parcialmente liberados durante el movimiento ascendente y descendente con el fin de hacer más eficaz el movimiento ascendente y descendente de los depósitos de metal (4).