Спосіб виготовлення катода для електролітичного одержання міді.
Власники патенту UA 2439207:
Винахід відноситься до гідрометалургійного використання катодів, отриманих електролізом. Спосіб включає приварювання струмопідведення, виконаного у вигляді пластин з мідним покриттям, до матричної основи. При цьому мідне покриття беруть в облогу електролізом на попередньо підготовлену для збільшення шорсткості поверхню пластин струмопідводу. Технічним результатом є поліпшення електротехнічних властивостей катодів, зниження їхньої металоємності та підвищення довговічності.
Винахід відноситься до гідрометалургійного використання катодів, отриманих електролізом.
Ці недоліки успішно усуваються, якщо застосовувати катоди (матриці) з матричними листами з титану. У цьому випадку у зв'язку з низькою адгезією міді до титанової матричної основи, мастило роздільне не потрібно. Застосування титанових матричних основ дозволяє поліпшити такі характеристики катода, як дрібнозернистість, пружність, а отже, і якість подальшого осадження міді. Однак застосування титанових матричних основ пов'язане з низкою проблем, а саме для отримання катодів рівномірної товщини необхідно забезпечити однакову щільність струму по всій поверхні матричної основи. А для зниження втрат електроенергії та зменшення нагріву матричних основ у процесі експлуатації необхідно максимально зменшити величину перехідного електроопору між струмопідвідною шиною електролізної ванни та матричної основи (Козлов В.А та ін. Рафінування міді. - М.: Металургія, 1992).
Недоліком даної конструкції є те, що конструкція збирається принаймні з трьох деталей, виконаних з дорогого матеріалу - тонкого (товщиною 2-5 мм) титанового листа, і має межу розділу титан-титан звисоким перехідним опором, величина якого залежить від неплощинності деталей (біметалевих пластин і матричної основи) і може змінюватися в часі у зв'язку з нагріванням матричної основи та коробленням. Крім того, зварний нахлесточный шов, перехідний електричний опір якого нестабільний внаслідок малого перерізу і має значний розкид, призводить до нерівномірного розподілу струмових навантажень на робочих поверхнях матричних основ не тільки зразка до зразка, але і в часі. Це викликає помітну зміну співвідношення швидкостей електрокристалізації та масопереносу на різних матричних основах електролізної ванни, що призводить до значних відхилень товщин катодів в одній ванні, втрати електроенергії та зниження, внаслідок перегріву, терміну служби матричних основ. Також до недоліків даної конструкції відноситься розшарування мідного шару струмопідведення від титанової підкладки та його неремонтнопридатність. Для відновлення матричної основи необхідно відрізати дефектне струмопідведення і приварити нове струмопідведення, що призводить до короблення полотна в зоні приварки через виникнення напруги в зварних швах, довжина яких на струмопідвід становить понад 4000 мм.
Заявлений спосіб відрізняється від прототипу тим, що мідне покриття беруть в облогу електролізом на попередньо підготовлену для збільшення шорсткості поверхню пластин струмопідведення.
Мета винаходу - отримання катодів зі стабільними характеристиками, зниження втрати електроенергії та собівартості з можливістю відновлювального ремонту.
Технічним результатом цього винаходу є поліпшення електротехнічних властивостей катодів, зниження їхньої металоємності і підвищення довговічності.
Технічний результат досягається тим, що у способівиготовлення катода для електролітичного отримання міді, що включає приварювання струмопідведення, виконаного у вигляді пластин з мідним покриттям до матричної основи, мідне покриття осаджують електролізом попередньо підготовлену для збільшення шорсткості поверхню пластин струмопідведення.
Процес виготовлення струмопідведення матричних основ складається з декількох операцій. До полотна матричної основи приварюють дві пластини завтовшки 4 мм і завдовжки зварного шва лише 40 мм. Для посилення міцності токодвода з обох боків по всій довжині точковим зварюванням приварюються смуги шириною 20 см. З метою збільшення шорсткості струмопідведення обробляють наждаком і наносять насічки. Ці операції сприяють монолітному зчепленню шару, що осаджується, з титановою підкладкою, досягненню максимальної електропровідності струмопідводу.
Процес виготовлення струмопідведення протікає в електролізері, який виконується з вінілхлориду у формі короба, розділеного перегородками на 6 секцій. У кожну комірку з приймальної камери подається розчин. Матричні основи в осередках встановлюють на спеціальні ізоляційні підставки із зануренням в електроліт на глибину 40-45 мм. На перегородки укладають мідні пластини та приєднують до анодної шини. Установка підключена до випрямного агрегату з можливістю реверсування струму.
Процес виготовлення струмопідведення протікає за наступних технологічних параметрів.