專利名稱：一種用于清理電解槽的陽極的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于清理電解槽的陽極的方法，該方法特別是為清理由電解來生產諸如鋅和銅等有色金屬過程中所用的陽極而設計的。本發(fā)明的另一目的在于提出一種實施所述清理方法的設備。
在生產上述種類的金屬，特別是生產鋅以及諸如此類的金屬的電解過程中，由包含在電解質內的沉積物質所形成的一層沉積物沉積在陽極上，該沉積物基本上包含二氧化錳(MnO2)。
這一沉積層隨著時間逐漸增厚并成為一個電阻。隨著沉積層的寬度增加，維持某個電流所需的電壓也增大，這就證明沉積層增加了電能的消耗，因此如果要保持在電解過程中處于最佳狀態(tài)，就得用盡可能最有效的方法來消除沉積層。
而且，沉積層的寬度在達到某個極限之前是均勻增加的，此后，其就形成各種樹枝狀，并且，要開始形成樹枝狀其就會快速增加，這是由于通過樹枝狀沉積層的傳導電流因為“尖端”效應以及其離開陽極的距離越來越短而變得更大。當這些尖端中的一個碰到陽極時，就會產生短路。這種短路通常會損壞陽極，引起扭曲或穿孔，除了損耗陽極以外，這也意謂著鉛已被轉換成電解質，并在以后隨同鋅一起沉積，使生產的鋅不純凈。
由于這些原因，必須要定期地以有效的并且高效率的方法對陽極進行清理，以保證其具有正確的電氣工況和電性能，并且要經常作到足以能夠防止產生會污染鋅沉積層的可能的短路。
已知有各種對陽極進行清理以防止發(fā)生上述問題的方法，其中值得一提的有下列三種方法a)采用噴射高壓水;
b)采用具有平坦對置表面的板，將陽極放置在對置表面之間并施壓;
c)采用金屬刷。
這些系統(tǒng)中的第一個需要有供給高壓水的設備，所述設備需要高水平的維護并造成水的過多消耗。而且，在借助噴水的清理過程中噪聲級別是很高的，此外所得到的結果卻不能完全令人滿意，這主要是由于沉積層的附著力不同，并且水沖擊沉積層的作用力也不同的結果。
對于所述系統(tǒng)中的第二個來說，清理工作是通過在兩個具有平行表面的板之間對陽極施壓來進行的。這個作用試圖破碎沉積層，并使其脫離陽極表面。不過，在許多情況下，此時會使雜質緊密結合到陽極上，直到這些雜質在陽極上結殼為止，從而使它們成為實際上不能完全消除。
最后，在所述的第三個系統(tǒng)中，清理工作是通過帶有金屬硬絲的刷子的動作刮擦沉積來實現(xiàn)的。在清理過程中，對陽極表面也產生一定量的刷蝕，造成陽極的過早損耗。同樣的是，刷子在使用時，刷絲要逐漸被磨損。這種磨損是不均勻的，這就是說刷子后來在陽極上的作用也是不均勻的，造成不均勻的清理。
無論是采用哪一個系統(tǒng)，陽極在以后都要經受整平加工，這是因為對于電解過程來說由于陽極和陰極之間相距很近，它們必須具有平坦的表面。
本發(fā)明的目的是提出一種清理陽極的方法，借助于該方法可使所述陽極達到徹底有效的清理，而無損耗陽極的危險。此外，本發(fā)明的方法可以清理所有種類的陽極(疊層構造的、鑄造的、表面帶槽的等等)，并且是在一個相對較短的時間內完成的。
本發(fā)明的另一目的是提出一種設備，清理陽極的過程就是通過具有所述的特征和優(yōu)點的這種設備來進行的。
按照本發(fā)明的清理方法以組合的方式包含下列步驟a)借助在沉積層上制作出的一系列切割線用機械的方法破碎陽極的表面上的沉積層;b)通過噴射高壓水使破碎的沉積層從陽極的表面上脫落并分離;和c)對陽極板實施整平工序。
按照本發(fā)明，切割線是用一對或兩對平行旋轉切割輥制成，切割輥的周面均設有螺旋切割槽，陽極在所述切割輥之間通過，兩個切割輥的槽之間的間距保持大致相當于陽極的厚度。
切割輥的間距使得其在破碎沉積層過程中不會在陽極鉛板上產生凹槽。這一點可以借助限止在切割輥之間的最小距離的可調止擋來達到。
通過噴射高壓水的脫開階段可以利用定向排列的噴嘴作用到陽極的兩個一表面上來進行。
按照本發(fā)明，所述的過程是通過一種設備來進行的，該設備包含至少一對設置在同一高度上的平行的水平切割輥，兩排供給噴射高壓水并設置在所述切割輥的上方的噴嘴，設置在所述噴嘴的上方并且各自由它們的水平上軸懸掛而具有平坦的對置面的兩塊平板，以及在切割輥之間、在噴嘴排之間和在所述兩個平板之間的懸掛并提升陽極的裝置。
切割輥是旋轉的，其間距能夠調整，而它們在其周面上設有螺旋切割槽，其有一定的高度。最好是使每個切割輥在其側面上設有兩個對稱的螺旋槽，螺旋槽從中心的中平面開始，而分別朝向切割輥的端部延伸。此外，每個切割輥的槽相對于那些鄰近切割輥的槽有一個不同的延伸方向。
該設備可以包含兩對水平切割輥，它們設置在不同的高度上而且具有上述特征。
每對切割輥的各輥是裝在支架上，支架可以沿垂直于所述切割輥的方向移動。這些支架是通過一些作動缸相互連接的，作動缸朝切割輥的運動是按照陽極厚度和表面雜質的沉積層厚度而受到限制。
供給高壓水的噴嘴和在噴嘴之間的整平平板相對于垂直中平面占據(jù)對稱的位置，該垂直中平面在該對或多對切割輥之間穿過，噴嘴是定向地朝著所述平面的，而整平平板則是圍繞懸掛軸在一個整平平板平行的閉合位置與一個角度打開位置之間作樞軸轉動。
懸掛并提升陽極的裝置包含一個提升機構，該機構包含一個平的垂直底架，其長度大于陽極的頭部，所述底架設在下方，從其垂直側開始，以其對置托架支承陽極頭部的兩端。
破碎沉積層和整平陽極的階段可以借助各設在其一個表面上的帶有自由切割邊的細肋的兩塊平板一同實現(xiàn)，所述平板是對置的并且同時對著陽極的表面配置，在每一側上的平板可同時在沉積層上形成切割線并整平陽極。
本發(fā)明的其他目的、結構、方法以及全部特征將在下面參考著附圖對其作進一步的闡述，這些附圖以一個非限制性的例子示出了本發(fā)明的具體實施例。其中

圖1是清理電解槽的陽極用的設備的一個側視示意圖;
圖2是類似于圖1的一個視圖，其表示用不同設備構件裝配的一個系統(tǒng);
圖3是該設備的一個前視示意圖;
圖4是圖3所示設備的切割輥的一個平面視圖;
圖5為一個沿圖4的線Ⅴ-Ⅴ取向的視圖;
圖6為類似圖1的視圖，其表示另一個實施例;
圖7為一塊平板的內面視圖，該平板構成圖6中所示設備的一部分;和圖8為一個沿圖7的Ⅶ-Ⅶ線截取的截面視圖。
圖1至圖3所示清理電解槽的陽極用的設備包含有平行的水平切割輥1，兩排用于供給高壓水射流并且設置在切割輥1的上方的噴嘴2。
兩塊平板3設置在所述噴嘴的上方，并且每一個平板由其水平上軸4懸置，而且裝置5是為懸掛和提升陽極而設置的。
切割輥1是可自由轉動的并且成對地配置，每對切割輥的兩個輥設置在同一高度上，而各對切割輥的相應輥位于重合的垂直面內，如圖1中所示。此外，每對切割輥的各輥的間距是可調的。
切割輥1是有一種耐酸材料制成的，如在圖3和圖4中清楚可見，每個切割輥包含每個半部6和7，每個半部在其周向表面上均設有帶相反螺紋的螺旋切割槽。而且，這些切割輥是配置成使其相鄰各輥的螺旋槽也具有相反的螺紋。
再回到圖1上來看，切割輥1是安裝在支架8上，該支架使每對切割輥的各輥之間的間距是可調的。最后，在切割輥1的旁邊可以設置噴嘴9，以便供給高壓水來清洗所述切割輥。
噴嘴2可以配置成兩排，且供給高壓水，以便在用切割輥1把沉積層破碎后而使沉積層脫離陽極。
平板3是裝設在支架10上，支架10隨后則由前述的它們的上軸4所懸掛。這些支架10可以通過一個上齒輪系11相互連接，齒輪系11則保證各支架及各板之間有同步的角位移。支架10與其相應平板3的動作可以用液壓作動缸12來實現(xiàn)。
裝設在支架10上的板3可以在圖1所示的一個平行閉合位置和用虛線示出的一個角度張開位置3a之間作樞軸轉動，在平行閉合位置，平板的相對平面置靠在陽極的板13上，而在角度張開位置，支架10與其相應的平板是相互分開的，使陽極13可以被提升和落下。
懸掛陽極的裝置5(見圖3)可以包括一個提升機構，該機構則包含一個其長度大于陽極13的頭部14的平的垂直底架，并且該底架設在下方，從其垂直側開始，以其對置托架15來支承陽極的頭部14的兩端。底架5在其上方設有帶孔的連接片16，用于連接懸掛纜索17，纜索17則穿過安裝在一個框架結構19上的滑輪18，所述纜索是被連接到一個驅動機構上。底架5在其側面上設有滑動裝置20，該裝置由垂直導軌21支承，且保證底架5的運行，以使其保持在正確位置上。
圖3表示處于其下部位置上的準備接納一個陽極13a的頭部14a的陽極懸掛裝置的底架5a。當提升陽極懸掛裝置5a時，底架和陽極就相繼在各對切割輥1和用于供給高壓水的噴嘴2之間通過，直到其到達提升位置為止，在此提升位置陽極位于平板3之間。
圖2較詳細地示出框架結構19，其上裝有滑輪18以及切割輥1和供給高壓水用的噴嘴2的組件。
如圖2中清楚可見，平板3在其相對的表面上設有下部切口22和上部切口23，以用來在所述平板處于平行閉合位置時使陽極的頭部與平板上的下止動件或分離器相配合。
如圖2中還示出該設備可以包含一個用來運載陽極13的滑架24，滑架可以將一個陽極定位在正確的位置上，以便由懸掛裝置5將其抬起，該懸掛裝置將陽極提升，以使其在切割輥1和供給高壓水用的噴嘴2之間通過，直至其處于平板3之間為止，再由此位置將陽極用懸掛裝置再次放落，直至將它們放置在一個相應于滑架24的位置中為止。
提升和放落陽極的速度是可調的，而且在這些移動過程中，當陽極穿過不同位置或地點時這些陽極就觸發(fā)能對不同機構起作用的傳感器，以借助切割輥1、高壓水射流2和整平平板3來進行清理。
圖2示有一個裝設在框架結構19上的頭部25，由此借助水平軸4把載有板3的支架10懸掛起來。
每對切割輥1是由平行梁26來支承的，這些平行梁的端部被裝設在端板27與一個中間板28(見圖3)之間，所述這些板是由框架結構19來支承的。每對切割輥1的平行梁26通過作動缸29(見圖4)在其兩端相互連接，所述作動缸的作用是使平行梁26從而使切割輥1分開或靠近。平行梁26還設有外配重30。
可調止擋31配置在端板27與中間板28(見圖5)之間，所述止擋限制了平行梁26之間的最小間隔，因而也就限制了每對切割輥的各輥1之間的最小間距。止擋31應調整成使切割輥處于其最小間距時在陽極的鉛板上不會產生凹槽。止擋31還應相對陽極的寬度進行調整，使得切割輥的螺旋切割槽只穿透入要清除的沉積層內，而不會穿透到陽極的鉛板內。
使用所述設備清理陽極的方法是從一塊臟污的陽極一到達就開始了，此時裝有陽極的滑架24(見圖2)處于準備用提升裝置5抬起陽極的位置上。處于下部位置5a(見圖3)的提升裝置抬起陽極13a，并以規(guī)定的恒速開始提升。在其向上移動中陽極的頭部14a通過第一條線或第一對切割輥1時，由于作動缸29的作用使其彼此靠近(見圖4)，直至其分開的距離等同于陽極的鉛板厚度為止，該間隔是用止擋31預先設定的(見圖5)。這樣切割輥的螺旋切割螺紋就切入到沉積在陽極表面上的沉積層內。其后由于陽極向上移動的結果，陽極與切割輥1之間的摩擦力以及其螺旋切割螺紋使得切割輥轉動，而其螺旋切割螺紋則在陽極上沉積的沉積層上形成一些破裂線或切割線。
當陽極的頭部14在上部的一對切割輥1之間通過時重復同樣的過程，在沉積層上形成一些與下部一對切割輥形成的切割線相交叉的切割線，這樣就使沉積層完全被一系列相互交叉的破裂線所切割。
只要切割輥在運行中，就會通過噴嘴9(見圖1)連續(xù)地供給高壓水流，以便使所述切割輥保持清潔。
現(xiàn)在隨著沉積層被切割，陽極繼續(xù)提升，當其在噴嘴2之間通過時，就開始一個利用高壓水的沖洗過程，該清洗過程足以清除掉由切割輥1預先破裂成塊的整個沉積層。這一清理階段影響到陽極提升的速度，因為上升速度越慢清理就越有力，陽極經受高壓水噴射的時間就越長。
最后，當提升機構5到達上限位置上時，陽極就處于平板3之間，平板3繼而從平行閉合位置向角度打開位置3a移動。每次平板到達圖中用實線表示的閉合限止位置時，這些平板就沖擊陽極表面，而對陽極板進行矯直或整平。陽極板所需的沖擊次數(shù)可以由一個選擇器來確定。
一旦陽極被矯直之后，其就以均衡的速度下落，該速度通常大于上升的速度。
還可以選擇在陽極下落時用高壓水來沖洗陽極，以清除鉛板上所有那些由向上沖洗而留下的顆粒，以及在整平階段由平板遺留的顆粒。
最后，在陽極被清理之后將其放回到滑架24上，滑架就自動地移動，直至將另一塊臟污的陽極置于要由提升裝置5提升的位置上，以便進行清理。
圖6至圖8表示本發(fā)明設備的另一個實施例，其中切割輥1和整平平板3均用兩個平行板32來代替，如圖7和圖8清楚可見，這兩個平行板各具有內表面，各內表面帶有含切割邊的斜槽33它們呈相互交叉。這兩個板32是相同的，使得當將其放在一個對置位置上時每個板上的槽33就與另一個板上的槽相互交叉。
板32是通過作動缸34和35安裝的，支承其中一塊板的作動缸34的截面積大于對置板的作動缸的截面積。在由板32所占位置的下方是兩組噴嘴2，如上面所述實施例中一樣。
當陽極13由于懸掛裝置5提升到達其上部位置上時(見圖6)，其就處于板32之間，而當作動缸34和35作動時它們就對陽極13施壓，槽33就使沉積層破碎，同時對陽極板進行矯直或整平。
為了保護陽極而設有兩個獨立的系統(tǒng)。其中一個系統(tǒng)包含限制板32的運行，此時采用的方式是以其最小間隔使其間距等同于陽極的厚度。第二個保護系統(tǒng)是基于控制兩個板可以在其中間施加的最大作用力。這個系統(tǒng)是通過控制對其起作用的液壓線路來達到的。
第二組噴嘴配置在板32的上方供給高壓水。
作動缸34的運動是經計算獲得的，使得其處在最大伸出位置時它們頂靠在陽極13上，而不會移離開設備的中心平面。然后，開動作動缸35，因為作動缸35的截面積較小，所以它們不能使作動缸34向后移動，從而保證了把陽極13沿設備的中心垂直平面定位。
由圖6所示設備的清理過程類似于圖1至圖5所示的過程，就清理陽極來說，是為了使其位于板32之間的最高位置。在這個位置，開動作動缸34直至這些作動缸到達其最大伸出行程為止，在此位置板32緊靠在陽極13上。接著，用作動缸35推動對面的板直至所述板用所有預先設定的力對陽極13施壓。板32作用在陽極13上的壓力、施加該力的時間和板的移動都是可調的。
處理的兩個主要目的是靠對陽極13施壓來達到的首先，當帶槽的平板靠近在一起的時候，沉積在陽極13表面上的沉積層被切割，其次，在這些平板以所述方式接觸后，就從預定的作用力和持續(xù)時間施壓，其目的在于整平陽極。
在陽極被壓后，板32就被拉回到其收回位置上，陽極就下落一段距離，該距離相當于板的各槽之間的節(jié)距37的一半(見圖7)，并且開始第二次對陽極13施壓的循環(huán)，與上述的循環(huán)一樣。最后板32被再次打開，把陽極放落。同時，開始借助沖洗對陽極板進行清理的過程，沖洗是由噴嘴組36產生的，當繼續(xù)下落時由噴嘴組2供給的高壓水射流對陽極板進行清理。下落速度是可調整的，以用來改變對陽極施用高壓水射流的持續(xù)時間。當下落結束時，陽極就位于滑架24之上(圖2)，以便又能繼續(xù)進行前述的過程。
靠圖6至圖8所示的設備清理陽極過程，不需要如圖1至圖5所示設備那樣高的水壓，而且通過在板32上形成的槽就能破碎整個沉積層(即使沉積層非?？拷枠O絕緣體也是一樣)，或任何其他突出于陽極表面的障礙物。此外，清理工作較用切割輥時安靜。
在所述設備的兩種變型的任何一個中，其包含的機件和所述的變型相比較可以不同的次序配置，而且甚至可以有不同的布置。
權利要求
1.一種用于清理電解槽的陽極的方法，其特別適用于消除那些在用電解生產有色金屬的過程中粘附于陽極的表面上的雜質沉積層，其特征在于，該方法以組合的方式包含下列步驟a)用機械方法破碎陽極表面上的沉積層；b)在沉積層被破碎之后，使其從陽極的表面脫掉并分離；和c)使陽極的板經受整平工序；所述破碎步驟是靠在沉積層上制作出的間隔很密的切割線來實現(xiàn)的，而所述脫掉及分離步驟則是靠噴射到陽極表面上的高壓水射流來完成的。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，為了破碎沉積層，在陽極表面制作出兩組相互交叉的切割線。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，在破碎步驟之前使陽極經過一個沖洗工序，以便消除酸性物質。
4.按照權利1和2所述的方法，其特征在于，切割線是靠若干對平行旋轉的切割輥制作出的，這些對切割輥在其側面上設有螺旋切割槽，陽極是在所述切割輥之間穿過的，每個切割輥的切割槽之間的間距大致保持相當于所述陽極的厚度。
5.按照權利要求1和2所述的方法，其特征在于，破碎和整平階段是靠在其一側面上設有帶自由切割邊的細肋的兩塊平板一同實現(xiàn)的，所述平板是對置的，并且同時對陽極的表面施壓，在每一側的平板同時在沉積層內形成切割線并對陽極進行整平。
6.一種用于清理電解槽的陽極的設備，特別適用于消除粘附在用于有色金屬的電解中的陽極表面上的雜質沉積層，其特征在于，該設備包含至少一對位于同一高度上的平行的水平切割輥;兩組供給高壓水并且位于所述切割輥的上方的噴嘴;兩塊位于噴嘴的上方的平板，并且每塊平板由其水平上軸所懸掛，且平板還具有平坦的對置面;以及在所述切割輥、噴嘴和平板之間懸掛和提升陽極的裝置;所述那對切割輥是旋轉的，而其間距是可調的;所述兩組噴嘴和平板相對于在該對切割輥之間穿過的垂直中間平面占據(jù)對稱位置，噴嘴是以一定的角度定向地朝著所述中心平面，并且平板圍繞懸掛軸在一個閉合位置與一個角度打開位置之間作樞軸轉動，在閉合位置上，兩塊平板是平行的并且位于一個可調的大致相當于陽極厚度的間隔處。
7.按照權利要求6所述的設備，其特征在于，該設備包含位于不同的高度上的兩對水平切割輥。
8.按照權利要求6和7所述的設備，其特征在于，切割輥在其表面上設有螺旋切割槽，其高度是恒定的。
9.按照權利要求8所述的設備，其特征在于，每個切割輥在其側面設有兩個帶切割邊的螺旋槽，并且在橫向中心平面開始以相反的螺紋朝向切割輥端部伸展。
10.按照權利要求8和9所述的設備，其特征在于，每個切割輥的槽相對于鄰近切割輥的槽以相反的螺紋延伸。
11.按照權利要求6所述的設備，其特征在于，每對切割輥的各輥均裝在支架上，該支架可以在垂直于所述切割輥的共平面方向上移動，所述支架通過作動缸相互連接，作動缸朝向切割輥的行程是受止擋限制的，止擋則是根據(jù)陽極的厚度和雜質的表面沉積層的厚度而設定的。
12.按照權利要求6所述的設備，其特征在于，每塊平板是通過其外表面與作動缸連接的。
13.按照權利要求6所述的設備，其特征在于，懸掛并提升陽極的裝置包含一個提升機構，該機構由一個平的垂直底架構成，其長度大于陽極的頭部，所述底架是設在下方，從其垂直側開始，以其對置托架支承陽極頭部的兩端。
14.按照權利要求12所述的設備，其特征在于，所述平板是單獨的，由作動缸支承在一個平行的位置上，并且在其對置表面上設有切割槽，所述平板可以在一個作用位置與一個非作用位置之間移動，在作用位置上，這些平板以一個等于陽極的厚度的間隔分開，而在非作用位置上則以一個大于陽極的頭部的厚度的間隔分開。
全文摘要
一種用于清理電解槽的陽極的方法和設備，該方法包含下列工序用機械方法破碎陽極表面上的沉積層；在破碎后脫掉和分離沉積層；接著使陽極板經受整平工序。該方法是用這樣一種設備來實現(xiàn)的，該設備包含至少一對切割輥(1)、供給高壓水射流的噴嘴(2)，噴嘴位于切割輥(1)的上方，兩塊具有平坦對置表面的整平平板(3)，以及在切割輥(1)、噴嘴(2)和平板(3)之間通過的懸掛并提升陽極(13)的裝置。平板(3)可在其對置表面上設有切割槽。
文檔編號C25C7/06GK1102445SQ9411646
公開日1995年5月10日 申請日期1994年9月22日 優(yōu)先權日1993年9月24日
發(fā)明者F·J·西吉斯孟倫迪茲, F·西吉斯孟倫迪茲, F·阿爾瓦雷茲塔馬戈, J·M·馬丁內茲瓦爾迪斯 申請人:阿斯圖里安納迪津公司