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EP 0 017 085 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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25.07.1984 Patentblatt 1984/30 |
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Anmeldetag: 19.03.1980 |
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Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen, insbesondere
Kupfer
Process and apparatus for electro-depositing metals, in particular copper
Procédé et dispositif pour le dépôt électrolytique de métaux, notamment de cuivre
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH FR GB IT LU NL SE |
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Priorität: |
29.03.1979 DE 2912524
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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15.10.1980 Patentblatt 1980/21 |
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Anmelder: Hüttenwerke Kayser Aktiengesellschaft |
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D-4670 Lünen (DE) |
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Erfinder: |
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- Schatton, Helmut, Dipl.-Ing.
D-4670 Lünen (DE)
- Krickau, Walter
D-4670 Lünen (DE)
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Vertreter: Schulze Horn, Hannes |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen,
insbesondere Kupfer, bei dem zu Beginn der elektrolytischen Abscheidung Kathodenbleche,
insbesondere dünne Startkathodenbleche, zwischen Anodenplatten in den Elektrolyten
eingesetzt werden.
[0002] Bei der elektrolytischen Raffination und Gewinnung von Metallen, insbesondere von
Kupfer, werden in Elektrolytbäder eine große Zahl von Anoden und Kathoden in Plattenform
oder Blechform eingesetzt, damit sich das Metall auf den Kathodenblechen oder -platten
abscheiden kann. Um die Abscheideleistung zu erhöhen, werden die Anoden und Kathoden
so nah wie möglich aneinander angeordnet. Bekannterweise kommt es wegen der geringen
Abstände zwischen Anode und Kathode von Zeit zu Zeit zu Kurzschlüssen zwischen Anode
und Kathode, die die Stromausbeute verringern und die Abscheideleistung sinken lassen.
[0003] Um Kurzschlüsse zu verhindern, ist es z.B. aus der Deutschen OfFenlegungsschrift
25 08 094 bekannt, die Kathodenbleche an ihren Rändern in Halterungen aus nicht metallischem
Material zu führen. Der Investionsaufwand, der sich durch diese Halterungen ergibt,
ist jedoch beträchtlich Außerdem nehmen die Randzonen, die abgedeckt sind, an der
Abscheidung nicht teil.
[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Elektrolyseverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens anzugeben, das den bei der bekannten Halterung notwendigen Aufwand
erheblich verringert, die Ausnutzung der gesamten Kathodenfläche erlaubt und darüber
hinaus insbesondere für dünne Kathodenbleche geeignet ist, die z.B. dadurch erhalten
werden, daß eine auf einem Mutterblech ebenfalls elektrolytisch abgeschiedene dünne
Schicht, die anschließend von dem Mutterblech abgezogen wurde, als Kathodenblech verwendet
wird. Dabei sollen die Raum-Zeit Ausbeute und die Stromausbeute erhöht sowie der Energieverbrauch
verringert werden.
[0005] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kathodenbleche durch eine Festlegung einzelner
Punkte oder kleinerer Bereiche im Elektrolyten räumlich fixiert werden, wobei die
Lage der Fixierungspunkte oder Bereiche während des Abscheidungsprozesses geändert
wird. Durch die räumliche Fixierung über eine Festlegung einzelner Punkte oder kleiner
Bereiche der Kathodenfläche im Gegensatz zur bekannten Linienfixierung durch Einspannen
der Kanten wird erreicht, daß auch eine dünne Kathode keine Bewegung ausführen kann,
die ein Anliegen von Teilen der Kathode an die Anode zur Folge hätte. Auf diese Weise
wird die Sicherheit des Elektrolyseverfahrens so erheblich gesteigert, daß auf eine
fortwährende Überwachung des Elektrolysevorgangs auf Kurzschlüsse verzichtet werden
kann. Die Stromausbeute steigt, die Anodenrestmenge sinkt.
[0006] Überraschenderweise hat sich dabei herausgestellt, daß die Anzahl der Fixierungspunkte
oder -bereiche sehr klein sein kann, ohne daß der gewünschte Effekt der ausreichenden
räumlichen Fixierung verloren geht.
[0007] Diese Veränderung der Lage der Fixierungspunkte oder Bereiche sorgt dabei dafür,
daß die Kathodenbleche vorteilhaft lochfrei bleiben. Es genügt bereits eine relativ
geringfügige Lageänderung, insbesondere wenn weitgehend punktförmig anliegende Fixierungselemente
verwendet werden, um auch während einer längeren Fixierungszeit das Entstehen von
Vertiefungen zu verhindern und ein Einwachsen der Fixierungselemente zu vermeiden.
Der zeitliche Abstand von einer Lageänderung zur anderen kann groß sein.
[0008] In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Fixierung der Kathodenbleche
über eine mittelbare Abstützung der Kathodenbleche an den Anodenplatten erfolgt. Durch
diese Ausbildung kann vorteilhaft auf ein in horizontaler Richtung starres System
für die Fixierung verzichtet werden, da die Abstützung in Verzugsrichtung, d.h. senkrecht
zu den Kathodenfläche, von den stabilen Anoden vorgenommen wird. Es muß lediglich
noch eine vertikale Festlegung der Fixierungspunkte zwischen den Anoden und Kathoden
erfolgen. Eine seitliche Fixierung der Kathodenbleche ist überflüssig.
[0009] In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Fixierungspunkte
oder Bereiche auf den beiden Kathodenblechseiten ungleich verteilt sind. Hierdurch
kann vorteilhaft die Zahl der Fixierungspunkte weiter verringert werden. Die ungleiche
Verteilung ist, dadurch möglich, daß sich überraschenderweise gezeigt hat, daß die
Tendenz der Kathodenbleche, die nach der gleichen Herstellungsmethode hergestellt
worden sind, gleich ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn kostensparend auf einen
genauen Richtvorgang nach der Herstellung der Kathodenbleche verzichtet wird, diese
also weitestgehend im Rohzustand belassen werden.
[0010] Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Fixierungspunkte oder Bereiche auf den einzelnen
Kathodenblechseiten unsymetrisch verteilt sind. Hierdurch wird vorteilhaft der Tatsache
Rechnung getragen, daß die Kathodenbleche an ihrer Oberseite über Ohrenbänder und
Haltestangen bereits gegenüber den Anoden genügend fixiert sind. Es genügt beispielsweise,
wenn die zur Ausbeulung neigende Seite eines Kathodenbleches mit einer bis drei Fixierungen
im mittleren Bereich und die gegenüberliegende Seite etwa an der Unterkante mit zwei
Fixierungen versehen wird. Diese ungleichen und unsymetrischen Fixierungen ergeben
im Zusammenwirken mit der Tendenz der Kathodenbleche, sich nur nach einer Richtung
zu bewegen, eine überraschenderweise trotz der Einfachheit ausreichende, sehr kostensparende
räumliche Fixierung, die verhindert, daß sich die Kathoden und Anoden berühren können.
[0011] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Veränderung der Lage
der Fixierungspunkte oder Bereiche nach vorherbestimmten Rhythmus geschieht. Durch
diese Maßnahme kann die Veränderung der Lage der Fixierungspunkte den jeweiligen betrieblichen
Erfordernissen besonders günstig angepaßt werden. Insbesondere werden so zu große
Zeitintervalle vermieden.
[0012] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fixierung nach vorherbestimmter
Zeit entsprechend dem Abscheiden einer vorher bestimmten Metallschichtdicke aufgehoben
wird. Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, nach einer gewissen Zeit die Fixierung
der Kathodenbleche aufzuheben, ohne daß es zu einem Verzug der Kathodenbleche kommt.
Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die Zahl der in einer Elektrolyse einsetzenden
Fixierungsvorrichtungen herabzusetzen und so die Investitionskosten zu senken. daß
die Fixierung c. 24 Stunden nach ihrem Beginn, oder nach einem Vielfachen von 24 Stunden
beendet wird. Völlig überraschend hat sich herausgestellt, daß die Kathodenbleche
bereits am Tag nach dem Start der Elektrolyse, speziell nach 24 Stunden Abscheidungszeit,
eine Steifigkeit aufweisen, die einen Verzug ausreichend verhindert, obwohl sie mechanisch
noch ohne weiteres bewegt und gebeult werden können. Bereits nach 24 Stunden stehen
die Elektroden bei normalen Stromstärken, z.B. bei 180-200 A/m
2 und normaler Elektrolyttemperatur, z.B. 60°C, ausreichend. Sollte mit geringeren
Stromstärken oder ungünstigeren Temperaturen gearbeitet werden, genügt zumeist eine
Abscheidungszeit von 2 Tagen um eine genügende Steifheit der Kathodenbleche zu erreichen.
Der Tagesrhytmus ist dabei besonders vorteilhaft, da so die in Zusammenhang mit der
Fixierung anfallenden Arbeiten einer besonders geeigneten Schicht, z.B. der Morgenschicht,
übertragen werfen können. Das Aufheben der Fixierung schon nach 24 Stunden oder bei
Erreichen einer entsprechenden Abscheidedicke hat noch den weiteren Vorteil, daß auf
eine Änderung der Lage de Fixierungspunkte während dieser relativ zur Länge der Anodenreise
kurzen Zeit versichtet werden kann. Insgesamt ergibt sich ein sehr einfaches und praktikables
Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden.
[0013] In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Badoberfläche abgedeckt und
die Elektrolyttemperatur höher als 60°C eingestellt wird. So kann vorteilhaft ausgenutzt
werden, daß die räumliche, erfindungsgemäße Fixierung eine fortlaufende Überwachung
der Anoden und Kathoden auf Kurzschlüsse überflüssig macht.
[0014] Zur Durchführung des Verfahrens zum elektrolytischen Abscheiden von Kupfer ist vorgesehen,
daß zumindest auf einer Seite der Kathode ein während des Elektrolysevorganges beweg-
und entfernbare Fixierungsvorrichtung angeordnet ist, die auf der Kathodefläche anliegt
und aus Abstützelementen zwischen Anode und Kathode besteht. Hierdurch ist es vorteilhaft
möglich, die erfindungsgemäß räumliche, aufhebbare Fixierung der Kathode vorzunehmen.
Dabei wird vorteilhaft die natürliche Tendenz der Kathodenbleche berücksichtigt sich
auf Grund des gleichen Herstellungsverfahrens ähnlich zu verformen. Desweiteren wird
hierdurch verhindert, daß sich die Kathode als Reaktion auf eine Ausbeulung oder Verwerfung
als ganzes zur freien Seite hin bewegenm kann.
[0015] In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Punkte, an denen die Fixierungsvorrichtung
an den beiden Kathodenflächen anliegt, auf den beiden Kathodenflächen unterschiedlich
angeordnet und dabei insbesondere an den unteren Ecken und in der Mitte der Kathode
anliegend sind. Hierdurch kann vorteilhafterweise der in Versuchen ermittelten Hauptausbeulungstendenz
gezielt entgegengewirkt werden. Die Fixierung erfolgt so in der Weise, daß nur die
ausbeulungsgefährdeten Bereiche fixiert werden, die Zwischenbereiche aber ebenso wie
die obere Kante der Kathode, die durch die Ohrenbänder und die Kathodenhaltestange
bereits ausreichend fixiert ist, fixierungsfrei bleiben.
[0016] in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstützelemente als
Kugeln, Zylinder oder Prismen ausgebildet sind, die zusammen mit Halteelementen die
Fixierungsvorrichtung bilden. Kugeln, Zylinder oder Prismen weisen eine Oberflächengestalt
auf, die relativ unempfindlich gegen das Absetzen von Ablagerungen ist. So ist es
ohne weiteres möglich, die Abstützelemente, ohne sie zu reinigen, mehrere Tage zwischen
Kathode und Anode zu belassen. Eine Brückenbildung wird vorteilhaft vermieden. Die
Kugeln, Zylinder oder Prismen werden von Haltestangen oder ähnlichen Elementen in
ihrer vertikalen Position gehalten, so daß sie leicht und einfach in die gewünschte
Positonen zu bringen sind.
[0017] In weiterer Ausgestaltung der Erfingung ist vorgesehen, daß die Fixierungsvorrichtungen
für mehrere Kathoden durch Tragelemente zu einer Hantierungseinheit zusammengefaßt
sind. Hierdurch wird das Einbringen, Bewegen und Entfernen der Abstützelemente besonders
erleichtert, da so für eine größere Anzahl von Kathoden einer Elektrolysezelle eine
gleichzeitige Fixierung erreicht wird. Das Bewegen und Umsetzen der Fixierungselemente
erfordert somit einen nur geringen Aufwand, der weit unter dem Aufwand liegt, der
bei nicht fixierten Kathoden für die dauernde Temperaturüberwachung und Störungsbeseitigung
erforderlich ist.
[0018] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstützelemente und
ihre Halteelemente aus z.B. Porzellan, Hartgummi, Polypropylen oder Polyäthylen bestehen.
Diese Stoffe sind nicht nur elektrisch nicht leitend, sie werden auch von der Elektrolytflüssigkeit
nicht angegriffen und können so lange Zeit benutzt werden. Die Ablagerung von Schlamm
ist insbesondere auf Porzellan und glatten Kunststoffoberflächen behindert. Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung von Polyäthylen und Polypropylen. Aus diesen relativ
leichten Materialien, y=1,0, sind Kugeln, Rohre und Prismenprofile ohne weiteres im
Handel erhältlich. Bei der Verwendung dieser Kunststoffe ergibt sich eine besonders
günstige, leichte und haltbare Ausführung für die Fixierungsvorrichtung mit guten
Gebrauchseigenschaften.
[0019] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstützelemente und
die Halteelemente einer Reihe von Anlagepunkten an hintereinanderliegenden Kathoden
zu einer kammartigen Einsatzvorrichtung zusammengefaßt sind. So ergibt sich ein vorteilhaftes
starres Gebilde, dessen Fixierungselemente von Ablagerungen vollkommen frei bleiben.
Die Hantierung der kammartigen Einsatzvorrichtung ist problemlos, sie wird einfach
in die Zwischenräume zwischen den Anoden und Kathoden jeweils an vorherbestimmten
Stellen der Kathoden, z.B. an den Seiten und an der Mitte der Kathoden, eingesetzt.
[0020] In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Fixierungsvorrichtung auf den Kathodenhaltestangen
auflegbar ausgebildet ist, und daß sie auf ihrer Oberseite eine wärmedämmende Schutzhaube
trägt, die vorzugsweise die Kontaktstellen der Stromschienen mit den Anodenohren und
den Kathodenhaltestangen freiläßt. So kann die Hantierungsvorrichtung besonders einfach
ausgebildet und vorteilhaft eingesetzt werden. Durch die direkte Auflage auf die Kathodenhaltestangen
erübrigen sich gesonderte Auflagevorrichtungen und die Gesamthöhe der Bäder vergrößert
sich nur unwesentlich. Gleichzeitig ist eine direkte Auflage einer wärmedämmenden
Schutzhaube auf die Fixierungsvorrichtung möglich. Die Kontaktstellen der Stromschienen
werden vorteilhaft nicht mit abgedeckt, damit sie weiterhin von der Hallenluft gekühlt
werden. So kann vorteilhaft mit geringstem Aufwand bei gleicher Beheizung die Elektrolyttemperatur
erhöht und die Absacheideleistung des Elektrolyseverfahrens verbessert werden.
[0021] Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei
aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
[0022] Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Ausführung mit an Schnüren oder dünnen Stangen aufgehängten Kugeln
Fig. 2 eine kammartige Hantierungseinheit
Fig. 3 zwei Gußanoden und ein Kathodenblech mit einer erfindungsgemäßen Fixierungsvorrichtung.
[0023] In Fig. 1 bezeichnet 1 die Haltestange für die Abstützelemente 2. Die einzelnen Abstützelemente
2 sind durch Fäden oder dünne Stangen 3 mit der Haltestange 1 verbunden. Trotz der
einfachen Befestigung an den Fäden oder dünnen Stangen 3 verbleiben die Abstützelemente
2 in ihren Positionen zwischen Anode und Kathode, da sie nicht im Elektrolyten aufschwimmen.
Die Abstützelemente 2 können beliebige Gestalt aufweisen, z.B. als Doppelkegel oder
Pyramide ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch Kugeln oder Profilabschnitte,
die problemlos erhältlich oder für eine Nachrüstung selbst herstellbar sind.
[0024] Die Länge bzw. der Durchmesser der Abstützelemente 2 wird kleiner als der Sollabstand
zwischen Anode und Kathode gewählt, vorteilhaft etwa 5 mm kleiner. So werden die Unterschiede
in den Kathodendicken etc. berücksichtigt, so daß jederzeit ein einwandfreies und
leichtes Einführen, Bewegen und Herausnehmen der Abstützelemente 2 möglich ist. Die
Abstützelemente 2 sind vorzugsweise aus homogenem Kunststoffmaterial, sie können aber
auch Füllmittel, z.B. Quarzsand aufweisen, um ihre Herstellung zu verbilligen und/oder
ihr spezifisches Gewicht erhöhen.
[0025] Fig. 2 zeigt eine Zusammenfassung der Elemente 1, 2 und 3 aus Fig. 1 zu einer formstabilen
Hantierungseinheit 4, die kammartiges Aussehen hat. Die Abstützelemente 5 sind hier
vorzugsweise nicht mehr kugelförmig, zylindrisch oder prismatisch, sondern keilförmig
mit nach oben weisender Verjüngung. Die Zusammenfassung der Elemente 1, 2 und 3 zu
einer kammartigen Vorrichtung 4 ist für die Hantierung besonders vorteilhaft und die
Ausbildung der Abstützelemente 5 in Keilform ist für die Verhinderung der Brückenbildung
auf den Abstützelementen besonders vorteilhaft. Die Herstellung der kammartigen Vorrichtung
4 kann durch eine einfache Verklebung von entsprechenden Einzelteilen, z.B. von Plattenausschnitten
erfolgen, ebenso ist aber auch eine Herstellung durch Gießen o.ä. möglich. Die Gesamtlänge
der kammartigen Vorrichtung 4 beträgt vorzugsweise nicht mehr als 4 m, da längere
Vorrichtungen zu undhandlich werden.
[0026] Fig. 3 zeigt zwei Anoden 12 und 13 sowie ein zwischen den Anoden 12 und 13 angeordnetes
Kathodenblech 8, das sich mittels der Abstützelemente 6 und 7 an den Anoden 12 und
13 abstützt. Die Abstützelemente 6 und 7 sind auf den beiden Seiten des Kathodenblechs
8 ungleich angeordnet, einmal in der Mitte und einmal an der Unterkante. Sie werden
von Fäden oder dünnen Stangen 15 und 16 gehalten. Oben wird das Kathodenblech 8 von
den Ohrenbändern 9 gehalten, die auf die Kathodentragstange 10 aufgeschoben sind.
Die Kathodentragstange 10 ist in nicht gezeigter Weise ebenso wie die Ohren 11 der
Anoden auf Stromschienen aufgelegt. Auf die Kathodentragstangen 10 ist wiederum der
strichliert gezeichnete Rahmen 14 aufgelegt. Dieser vereinigt eine größere Anzahl
von Abstützelementen 6 und 7 mit ihren Fäden oder dünnen Stangen 15 zu einer Hantierungseinheit.
Der Rahmen 14 kann aus jedem beliebigen, den elektrischen Strom nicht leitenden Material
bestehen, z.B. aus PVC. Auf den Rahmen 14 wird eine nicht gezeigte Wärmedämmschicht,
vorzugsweise in Mattenform aufgelegt. Es können sowohl Faser als Schaummatten verwendet
werden. Wichtig ist, daß ihre Unterseite luftundurchlässig ist und daß ihre Wärmedämmung
so groß ist, daß kein H
20 an ihrer Unterseite kondensiert.
[0027] Das erfindungsgemäße Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen läuft
wie folgt ab: Kathodenstartbleche werden in üblicher Weise in den Elektrolyten eingesetzt
und anschließend wird die Fixierungsvorrichtung eingebracht, die von Zeit zu Zeit
lageverändert werden kann. Wahlweise folgt ein Abdecken des Elektrolyten. Spätestens
nach 2 bis 3 Tagen, meist jedoch schon nach 24 Stunden, hat die Kathode eine Steifheit
erreicht, die einen weiteren Verzug der Kathode verhindert. Die Fixierungsvorrichtung
wird jetzt entfernt und die Abscheidung geht ohne die Fixierungsvorrichtung störungsfrei
weiter, bis die gewünschte endgültige Kathodendicke erreicht ist.
[0028] Bei Versuchen, bei denen gegossene Anoden von 40 mm Dicke und Startkathoden mit einer
Dicke von 0,5 mm bei einer Raffinationselektrolyse (Elektrolyttemperatur 60°C, Abstand
Anoden-Kathoden 30 mm, Kathodengröße 1 m
2, 190 A/m
2) verwendet wurden, konnte die Stromausbeute von zuvor 94% auf 97% erhöht werden.
Dabei wurde auf das Aufbringen von Thermocolorfarben auf die Kathodenhaltestangen
und eine dauernde Überwachung verzichtet und nur alle 24 Stunden eine Kontrolle der
Kathodenhaltestangentemperaturen durch ein Kontakt-Oberflächenmeßgerät. vorgenommen.
Außer der Erhöhung der Stromausbeute auf 97% ergab sich eine Verringerung des Anodenrestanteils
um 9 kg bei einem ursprünglichen Anodengewicht von 330 kg.
[0029] Insgesamt ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eine Erhöhung des Raum-Zeit Ausbeute, eine Erhöhung der Stromausbeute
und eine Verringerung des Restanfalls bei verbesserter Kathodenqualität. Weiterhin
ergibt sich ein verringerter Arbeitsaufwand durch den Fortfall der fortlaufenden Entstörung
der Anlage sowie eine Einsparung der Thermocolorfarbe. Es kann weiterhin vorteilhaft
eine Abdeckung vorgenommen werden, die Heizdampf einspart und ein besseres Hallenklima
ergibt.
[0030] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wurden für die
Kupferraffination entwickelt. Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf die Kupferraffination
beschränkt. Sie kann überall dort angewendet werden, wo Metalle elektrolytisch auf
Kathodenblechen abgeschieden werden, z.B. bei der Nickel- oder Kobaltelektrolyse.
Auch bei der Verwendung inerter Kathodenbleche ergeben sich erhebliche Vorteile, da
die teueren Titan- oder Niro-Kathodenbleche dünner ausgelegt und so erhebliche Investitionskosten
gespart werden können.
1. Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen, bei dem zu Beginn der elektrolytischen
Abscheidung dünne Startkathodenbleche zwischen Anodenplatten in den Elektrolyten eingesetzt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenbleche durch eine Festlegung einzelner
Punkte oder kleinerer Bereiche im Elektrolyten räumlich fixiert werden, wobei die
Lage der Fixierungspunkte oder Bereiche während des Abscheidungsprozesses geändert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Kathodenbleche
über eine mittelbare Abstützung der Kathodenbleche an den Anodenplatten erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungspunkte
oder Bereiche auf den beiden Kathodenblechseiten ungleich verteilt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungspunkte
oder Bereiche auf den einzelnen Kathodenblechseiten unsymetrisch verteilt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung
der Lage der Fixierungspunkte oder Bereiche nach vorherbestimmten Rhythmus geschieht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung
nach vorherbestimmter Zeit entsprechend dem Abscheiden einer vorher bestimmten Metallschichtdicke
aufgehoben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung c. 24 Stunden
nach ihrem Beginn, oder nach einem Vielfachen von 24 Stunden beendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Badoberfläche abgedeckt und die Elektrolyttemperatur höher als 60°C eingestellt
wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum elektrolytischen Abscheiden von
Metallen, insbesondere Kupfer, nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest auf einer Seite der Kathode (8) eine während des Elektrolysevorgangs
beweg- und entfernbare Fixierungsvorrichtung angeordnet ist, die auf der Kathodenfläche
anliegt und aus Abstützelementen (2, 5, 6, 7) zwischen Anode (12, 13) und Kathode
(8) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte, an denen
die Fixierungsvorrichtung an den beiden Kathodenflächen anliegt, auf denen beide Kathodenflächen
unterschiedlich angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungsvorrichtung
an den unteren Ecken und in der Mitte der Kathode (8) anliegend ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente
(2, 5, 6, 7) als Kugeln, Zylinder oder Prismen ausgebildet sind, die zusammen mit
Halteelementen (3, 15, 16) die Fixierungsvorrichtung bilden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungsvorrichtungen
für mehrere Kathoden (8) durch Tragelemente (1, 14) zu einer Hantierungseinheit zusammengefaßt
sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützelemente (2, 5, 6, 7) und ihre Halteelemente (3) aus Porzellan, Hartgummi,
Polypropylen oder Polyäthylen bestehen.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstützelemente (5) und die Halteelemente einer Reihe von Anlagepunkten an hintereinanderliegenden
Kathoden (8) zu einer kammartigen Einsatzvorrichtung (4) zusammengefaßt sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sie auf die Kathodenhaltestangen (10) auflegbar ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
sie auf ihrer Oberseite eine wärmedämmende Schutzhaube trägt, die vorzugsweise die
Kontaktstellen der Stromschienen mit den Anodenohren (11) und den Kathodenhaltestangen
(10) freiläßt.
1. Electrolytic metal separation process, whereby thin initial cathode plates are
used between anode plates in the electrolyte at the beginning of the electrolytic
separation, characterized by the fact that cathode plates are locally fixed by determining
individual points or small areas within the electrolyte. The position of the fixed
points or areas will be changed during separation.
2. Process acc. to claim 1, characterized by the fact that the fixing of the cathode
plates is carried out by indirectly attaching the cathode plates to the anode plates.
3. Process acc. to claim 1 or 2, characterized by the fact that the fixed points or
areas are distributed on both sides of the cathode plates unequally.
4. Process acc. to claim 1, 2 or 3, characterized by the fact that the fixed points
or areas are spread over both sides of the cathode plates asymmetrically.
5. Process acc. to claim 1, 2, 3 or 4, characterized by the fact that the change in
position of the fixed points or areas follows a predetermined rhythm.
6. Process acc. to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized by the fact that the fixing
will be released in accordance with the separation of a predetermined thickness of
the metal after a predetermined time.
7. Process acc. to claim 6, characterized by the fact that the fixing will end abt.
24 hours after its beginning, or after a multiple of 24 hours.
8. Process acc. to one of above claims, characterized by the fact that the surface
of the bath is covered and that the temperature of the electrolyte will be higher
than 60 degrees C.
9. Device for the process of electrolytic metal separation acc. to one of claims 1-8,
characterized by the fact that, at least on one side of the cathode, there will be
installed a fixing device which is movable and removable during electrolysis, which
is attached to the surface of the cathode and consists of sustaining elements (2,
5, 6, 7) between anode (12, 13) and cathode (8).
10. Device acc. to claim 9, characterized by the fact that the points to which the
device for fixing is attached on both sides of the cathode, are distributed on these
both sides of the cathode differently.
11. Device acc. to claim 9 or 10, characterized by the fact that the fixing device
is attached to the cathode (8) in the lower corners and in the middle of the latter.
12. Device acc. to claim 9, 10 or 11, characterized by the fact that the sustaining
elements (2, 5, 6, 7) are built as balls, cylinders and prisms;which form, together
with holders, the fixing device.
13. Device acc. to claim 9, 10, 11 or 12, characterized by the fact that the devices
for fixing for several cathodes (8) are connected by sustaining devices (1, 14) to
form one operational unit.
14. Device acc. to one of claims 9, 10, 11, 12 or 13, characterized by the fact that
the sustaining elements (2, 5, 6, 7) and their holders (3) are made of porcelain hard
rubber, polypropylene or polyethylene.
15. Device acc. to one of above claims, characterized by the fact that the sustaining
elements (5) and the holders of a number of attaching points on cathodes (8) installed
behind each other are connected to form a comb-shaped inserting device.
16. Device acc. to one of above claims, characterized by the fact that it can be laid
atop of the cathode anker bar.
17. Device acc. to one of above claims, characterized by the fact that it carries
on its upper side a temperature-insulating protecting hood, preferably leaving uncovered
the points where the contactor rails meet the anode lug and the cathode fixation rod.
1. Procédé pour la séparation électrolytique des métaux sur lequel les tôles minces
des cathodes initiales sont disposées entre les plaques anodiques dans l'électrolyte
du début de la séparation électrolytique, caractérisé en ce que les tôles cathodiques
sont fixées localement dans l'électrolyte par une détermination des points du de sections
particuliers, la position des points de fixation ou des sections changeant pendant
le procédé de séparation.
2. Procédé svt. revendication 1, caractérisé en ce que la fixation des tôles cathodiques
ce fait indirectement sur les tôles anodiques.
3. Procédé svt. revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les points ou les sections
de fixation sont repartis irrégulièrement sur les deux côtés des tôles cathodiques.
4. Procédé svt. ravendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les points ou les sections
de fixation sont repartis asymétriquement sur les côtés particuliers des tôles cathodiques.
5. Procédé svt. revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que la modification
de la position des points de fixation ou des sections se fait à un rythme déterminé
à l'avance.
6. Procédé svt. revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la fixation
est intér- rompue svt. la séparation d'une épaisseur déterminée de la couche métallique
et cela après une période définie à l'avance.
7. Procédé svt. revendication 6 caractérisé en ce que la fixation prend fin env. 24
heures après le début ou bien après une période considérablement plus longue.
8. Procédé svt. les revendications ci-dessus, caractérisé en ce que la surface du
bain électrolytique est couverte et que la température de l'électrolyte dépasse 60
degrés.
9. Dispositif pour la séparation électrolytique des métaux svt. l'une des revendications
1 à 8, caractérisé en ce qu'une dispositif de fixation qui peut être enlevé pendant
le procédé est disposé au moins sur un côté de la cathode (8). Ce dispositif touche
la surface cathodique et consiste en éléments de fixation (2, 5, 6, 7) entre l'anode
(12, 13) et la cathode (8).
10. Dispositif svt. revendication 9 caractérisé en ce que les points touchés par le
dispositif de fixation sur les deux surfaces cathodiques, sont repartis différemment
sur ces dernières.
11. Dispositif svt. revendication 9 ou 10 caractérisé en ce que la fixation se fait
de façon qu'elle prenne contact aux coins inférieurs et au milieu de la cathode (8).
12. Dispositif svt. revendications 9, 10 ou 11 caractérisé en ce que les éléments
de support (2, 5, 6, 7) sont en forme de sphères, de cylindres ou de prismes formant
avec les éléments de fixation (3, 15, 16) le dispositif de fixation.
13. Dispositif svt. revendications 9, 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que les dispositifs
fixant plusieures cathodes (8) par les éléments porteurs (1, 14) sont groupés en un
ensemble.
14. Dispositif svt. une des revendications 9, 10, 11, 12 ou 13 caractérisé en ce que
les éléments de support (5, 6, 7) et leurs éléments de fixation (3) sont en porcelaine,
en caoutchouc durci, en polypropylène ou en polyéthylène.
15. Dispositif svt. une des revendications sus-mentionnées caractérisé en ce que les
éléments de support (5) et les éléments de fixation d'un nombre de points de contact
des cathodes (8) mises en série sont groupés en accessoire (4) qui ressemble à un
peigne.
16. Dispositif svt. l'une des revendications ci-dessus, caractérisé en ce que celui-ci
est construit de façon que l'on puisse le mettre sur les barres de fixation des cathodes
(10).
17. Dispositif svt. une des revendications ci-dessus, caractérisé en ce qu'il porte
sur son côté supérieur un capot de protection calorifuge, laissant libre de préférence
les points de contact des barres collectrices avec les suspensions des anodes (11)
et les barres de fixation des cathodes (10).