Метод за производство на катод за електролитно производство на мед
Собственици на патент RU 2439207:
Изобретението се отнася до хидрометалургичното използване на катоди, получени чрез електролиза. Методът включва заваряване на токопровод, изработен под формата на помеднени пластини, към основа на матрица. В този случай медното покритие се отлага чрез електролиза върху повърхността на тоководещите плочи, предварително подготвени за увеличаване на грапавостта. Техническият резултат е подобряване на електрическите свойства на катодите, намаляване на тяхната металоемкост и увеличаване на издръжливостта.
Изобретението се отнася до хидрометалургичното използване на катоди, получени чрез електролиза.
Тези недостатъци се отстраняват успешно, ако се използват катоди (матрични основи) с титанови матрични листове. В този случай, поради ниската адхезия на медта към титановата матрица, не е необходим разделителен агент. Използването на титанови матрични основи също така позволява да се подобрят такива характеристики на катода като фин размер на зърното, еластичност и, следователно, качеството на последващото отлагане на мед. Използването на титанови матрични основи обаче е свързано с редица проблеми, а именно, за получаване на катоди с еднаква дебелина е необходимо да се осигури еднаква плътност на тока по цялата повърхност на матричната основа. И за да се намалят загубите на мощност и да се намали нагряването на матричните основи по време на работа, е необходимо да се сведе до минимум стойността на преходното електрическо съпротивление между тоководещата шина на електролизната вана и матричната основа (Козлов V.A. и др. Рафиниране на мед. - М .: Металургия, 1992).
Недостатъкът на този дизайн е, че дизайнът е сглобен от най-малко три части, изработени от скъп материал - тънък (2-5 mm дебелина) титанов лист и има интерфейс титан-титан свисоко преходно съпротивление, чиято стойност зависи от неравномерността на частите (биметални плочи и основа на матрицата) и може да се промени с времето поради нагряване на основата на матрицата и изкривяване. В допълнение, завареният шев, чието преходно електрическо съпротивление е нестабилно поради малкото напречно сечение и има значително разпространение, води до неравномерно разпределение на текущите натоварвания върху работните повърхности на матричните основи не само от проба до проба, но и във времето. Това води до забележима промяна в съотношението на скоростите на електрокристализация и масопренос на различни матрични основи на електролизната вана, което води до значителни отклонения в дебелината на катодите в една вана, загуби на мощност и намаляване на експлоатационния живот на матричните основи поради прегряване. Също така, недостатъците на този дизайн включват разслояването на медния слой на токопроводите от титановия субстрат и неговата непоправимост. За да възстановите основата на матрицата, е необходимо да отрежете дефектния токопровод и да заварите нов токопровод, което води до изкривяване на листа в зоната на заваряване поради напрежения в заваръчните шевове, чиято дължина на токопровода е повече от 4000 mm.
Заявеният метод се различава от прототипа по това, че медното покритие се нанася чрез електролиза върху повърхността на настоящите оловни плочи, предварително подготвени за увеличаване на грапавостта.
Целта на изобретението е да се получат катоди със стабилни характеристики, намаляване на загубите на електроенергия и разходите с възможност за възстановяване.
Техническият резултат от настоящото изобретение е да подобри електрическите свойства на катодите, да намали тяхната консумация на метал и да увеличи издръжливостта.
Техническият резултат се постига с това, че в методапроизводство на катод за електролитно производство на мед, което включва заваряване на токов проводник, направен под формата на плочи с медно покритие към матрична основа, като медното покритие се отлага чрез електролиза върху повърхността на токопроводните пластини, предварително подготвени за увеличаване на грапавостта.
Производственият процес на токопроводи на матрични основи се състои от няколко операции. Две плочи с дебелина 4 mm и дължина само 40 mm са заварени към основната лента на матрицата. За повишаване на здравината на токопровода се заваряват двустранно чрез точково заваряване по цялата дължина ленти с ширина 20 см. За увеличаване на грапавостта токопроводите се обработват с шмиргел и се нанасят нарези. Тези операции допринасят за монолитната адхезия на отложения слой към титановия субстрат, постигането на максимална електрическа проводимост на токопровода.
Производственият процес на токопровода се извършва в клетка, която е изработена от винилхлорид под формата на кутия, разделена с прегради на 6 секции. Във всяка клетка от приемната камера се подава разтвор. Основите на матрицата в клетките са монтирани върху специални изолационни опори с потапяне в електролита на дълбочина 40-45 mm. Медните пластини са положени върху преградите и свързани към анодната шина. Устройството е свързано към токоизправителен блок с възможност за реверсиране на тока.
Производственият процес на токопровода протича при следните технологични параметри.