JPH0790668A - 電解タンク陽極のクリーニング方法と装置 - Google Patents
電解タンク陽極のクリーニング方法と装置Info
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Abstract
極を損傷することなく効率的に除去する方法と装置を提
供する。 【構成】 電解タンク陽極のクリーニング操作及び装置
に関するもので、該操作は陽極表面の沈積物を機械的に
破壊し、ひとたび破壊された沈積物を引き離して分離
し、ついで陽極プレートを平坦化する作業からなる。こ
の操作は少なくとも1対の切開ローラー(1)、該ロー
ラー(1)の上方に位置する加圧した水ジェットを供給
するノズル(2)、向かいあった平らな表面の2枚の平
坦化プレート(3)、及びローラー(1)、ノズル
(2)プレート(3)の間で陽極を吊り下げたり引き上
げたりする手段を含む装置で行う。プレート(3)の向
かい合う表面に切開溝が設けられていてもよい。
Description
ーニングするための操作に関するものであり、特に亜鉛
や銅等の非鉄金属を電解によって生産するプロセスに使
用される陽極をクリーニングするように設計したもので
ある。本発明のもう1つの目的は上記クリーニング操作
を実現するための装置に関するものである。
電解プロセス中、電解液に含まれる沈降物で基本的に二
酸化マンガン(MnO2 )からなるものによって形成さ
れる層が陽極上に沈積する。この層は時間と共に厚く成
長し、電気抵抗として作用する。層の幅が増すに連れて
一定の電流を流すに要する電圧が増加するが、このこと
は沈積物によって電気エネルギーの消費量が増すので電
解プロセスで最適の条件を維持しようとするならば、可
能なかぎりの最も有効な方法でこれを除去しなければな
らないことを確かなものとする。
様に増加し、その後何種類もの樹枝が形成され、それら
がひとたびでき始めると“点”効果並びに陰極からの距
離がますます短くなる結果として、それらを通る電流の
伝導が大きくなるという事実のため樹枝は急速に成長す
る。これらの点の一つが陰極に接触すると短絡が生ず
る。この短絡は常に陽極を損傷してねじれや孔を生ずる
が、これは陽極の劣化を別にしても鉛が電解液中に移
り、後に亜鉛とともに析出して亜鉛の生産を不純なもの
にすることを意味する。
標達成機能を保証し、また多くの場合亜鉛析出物を汚す
可能性のある短絡ができるのを十分に防止するには有効
で効率のよい方法により陽極を周期的に綺麗にする必要
がある。
ニングを実施する操作としては種々の方法が既に知られ
ているが、それらの中で次の3つを挙げるのは価値のあ
ることである。 a)加圧した水ジェットによる方法。 b)向かい合った平らな表面のプレートによる方法で、
陽極をその間に置いて圧しつける。 c)金属ブラシによる方法。
圧水を供給する装置を必要とし、該装置には高いレベル
の保守を要し、また水を過度に消費する。さらに水ジェ
ットによるクリーニングプロセス中雑音のレベルが高
く、これに加えて基本的に沈積物の接着力が異なること
や水の衝突する力が異なることのために得られる結果は
全体として満足のできるものではない。
の2枚のプレートの間に陽極を圧しつけてクリーニング
作業を行う。この作用は沈積物を破壊して陽極表面から
引き離そうとするものであるが、多くの場合不純物を陽
極上で引き締めて固くしそこに散りばめてしまうので、
実際上それらを除くことは不可能である。
毛のついたブラシの作用で沈積物を侵食することによっ
てクリーニングを行う。クリーニングプロセスの間に陽
極表面もある量の侵食を受け、陽極の早期の劣化を生ず
る。同様にブラシを使っているうちにブラシが漸次摩耗
する。この摩耗は不均一で陽極に対するその後のブラシ
の作用が同じく不均一になることを意味し、クリーニン
グが不規則になる。
極はその後平坦化プロセスにかけられるが、これは電解
プロセスでは陽極と陰極はそれらが近接するため表面が
平でなければならないからである。
を劣化させる危険をおかすことなく、その全体的で有効
なクリーニングが達成できるように該陽極をクリーニン
グする操作である。さらに本発明の操作は全ての種類の
陽極(ラミネートしたもの、鋳造したもの、溝つき表面
のものなど)のクリーニングを比較的短時間で行うこと
ができるようにする。本発明のもう一つの目的は、下記
の特性と利点のもとに陽極をクリーニングするプロセス
が実施できるような装置である。
ング操作は次の段階の組合せからなっている。a)沈積
物につくった一連の切開線によって陽極表面の沈積物を
破壊する、b)加圧した水ジェットによって破壊した沈
積物を陽極表面から引き離し分離する、c)陽極プレー
トを平坦化の作業にかける。
を設けた一対または二対の平行な回転ローラーで切開線
をつくり、陽極を該ローラーの間に通し両ローラーの溝
の間の間隙を陽極の厚さとほぼ等しく維持する。ローラ
ーの間隙は沈積物の破壊プロセス中に陽極の鉛プレート
上にローラーが圧痕をつくらない程度にする。これはロ
ーラー間の最小の距離を制限する調節可能なストッパー
によって達せられる。加圧した水ジェットによる引き離
しの段階は、陽極の両表面に作用する幾列ものノズルを
振り向けて行うことができる。
さに位置する少なくとも一対の平行で水平の切開ローラ
ー、加圧した水ジェットを供給し上記ローラーの上方に
位置する2系列のノズル、上記ノズルの上方に位置し水
平な上部の軸によってそれぞれ吊り下げられ、平らな表
面が向かい合った2枚のプレート、及びローラーの間、
幾系列もの水ジェットの間並びに上記2枚のプレートの
間で陽極を吊るしたり引き上げたりする手段からなる装
置によって行う。ローラーは回転し、その間隙は調節可
能であり、またそれらの側方表面には一定の高さで螺旋
状の切開溝が設けられている。好ましくは各切開ローラ
ーにはその側方表面に、中心の中央平面で始まりローラ
ーの端部に向かって走る2本の対称的な螺旋状の溝をつ
ける。さらに各ローラーの溝は隣のローラーの溝と異な
る方向に走らせる。
をもつ二対の水平な切開ローラーからなっていてもよ
い。それぞれのローラー対は該ローラーに垂直の方向に
動くことのできる支持体に取り付ける。これらの支持体
はローラーに向かっての動程が陽極と不純物の表面沈積
物の厚さによって制限される作動シリンダーと相互に連
結している。
ートは、一対又は幾対ものローラーの間を通る垂直な中
央平面に対して対称の位置を占め、ノズルは該平面の方
に向かい、プレートはそれらが平行になっている閉止位
置と角度開放位置の間で吊り下げ軸の回りを蝶番式に旋
回する。
は、陽極のヘッドよりも長い平らな垂直のシャシからな
るリフトからなり、該シャシはその下部に陽極ヘッドを
支えるための側部から始まるブラケットが設けられてい
る。沈積物を破壊し、陽極プレートを平坦化する段階は
プレートの表面の1つに設けられていて自由な切開エッ
ジを備えた細かいリブのついた2枚のプレートによって
一緒に行うことができ、該プレートは陽極の表面に対し
てそれぞれの面に1枚ずつ同時に向かい合って位置して
いて、沈積物に切開線を入れると同時に陽極を平坦化す
る。
て以下に極めて詳細に説明するが、これらの図面は非限
定的な例として1つの実際的な実施態様を示すものであ
る。
ーニングする装置は、平行な水平の切開ローラー
(1)、加圧した水ジェットを供給しローラー(1)の
上方に位置する2系列のノズル(2)からなっている。
2枚のプレート(3)が該ノズルの上方に位置してそれ
ぞれ水平な上部の軸(4)によって吊り下げられ、陽極
を吊るしたり引き上げたりする手段(図3)が設けられ
ている。
すように対になって配置されており、各対の2本のロー
ラーは同じ高さに位置し、且つそれぞれのローラー対は
一致した垂直平面に位置している。さらに各ローラー対
の間隙は調節を可能である。ローラー(1)は耐酸性の
材料でできており、図3及び図4で最もよく判るよう
に、それぞれ2つの半分(6)(7)からなり、その各
々の側方表面には反対向きの細線の螺旋状切開溝がつい
ている。さらにローラーは隣のローラーの溝とも反対向
きの細線となるように配置する。
ラーの間の間隙を調節することのできる支持体(8)に
取り付けられている。最後にローラー(1)に接近し
て、該ローラーをきれいにするために加圧した水を供給
するノズル(9)が設けてある。ノズル(2)は2列に
配置してもよく、加圧した水を供給して切開ローラー
(1)が破壊した後沈積物を陽極から引き離す。プレー
ト(3)は支持体(10)に取り付けられているが、こ
の支持体自身は上記の上部の軸(4)に取り付けられて
いる。これらの支持体(10)はギヤ(11)の上部シ
ステムによって相互に連結されていてもよく、これによ
って支持体とプレートの間の同期した角度の動きが保証
される。対応するプレート(3)がついた支持体(1
0)の作動は油圧シリンダー(12)によって行う。
ート(3)は、プレートの向かい合った表面が陽極のプ
レート(13)上にある図1に示す平行な閉止位置と、
支持体(10)及び対応するプレートが互いに分離して
陽極(13)を引き上げたり下げたりすることができる
ようにする点線で示した角度開放位置(3a)の間で蝶
番式に旋回することができる。
下に取り付ける陽極(13)のヘッド(14)よりも長
く、陽極のヘッド(14)の端を支える向かい合ったブ
ラケット(15)がついた垂直な側部のところから始ま
る垂直な平らなシャシからなるリフトからなっていても
よい。シャシ(5)は構造物(19)に取り付けたプー
リー(18)を通り抜ける吊り下げケーブル(17)を
連結するための孔がついたタブ(16)を上部に備えて
おり、該ケーブルは作動メカニズムに連結されている。
シャシ(5)の側部には垂直な軌道(21)によって支
えられ、シャシの移動を確かなものとして其を正しい位
置に保つ滑り手段(20)が設けられている。
陽極(13a)のヘッド(14a)を受け取る用意がで
きて下方の位置にあるのを示す。陽極吊り下げ手段が引
上げられるにつれて、シャシと陽極は幾対ものローラー
(1)と加圧した水を供給するノズル(2)の間を通り
抜けて高い位置に達し、プレート(3)の間に位置す
る。
いる構造物(19)並びにローラー(1)と加圧した水
を供給するノズル(2)の組立を極めて詳細に示したも
のである。図2で最もよく判るようにプレート(3)
は、それらの向かい合った表面に該プレートが平行な閉
止位置にあるとき、陽極のヘッド(14)及び下部スト
ッパー又はセパレーターをはめ込むための下部切下げ
(22)と上部切下げ(23)が設けられている。
3)を運び、吊り下げ手段(5)が取り上げるための正
しい場所に陽極を置く往復台(24)を含んでいてもよ
く、この吊り下げ手段はローラー(1)と加圧した水を
供給するノズル(2)の間を通ってプレート(3)の間
に位置するまで陽極を引上げ、そこから往復台(24)
に対応する場所で開放されるまで陽極を再び下げるもの
である。陽極を引き上げたり下げたりするスピードは調
整が可能であり、さらにこの移動中種々の位置と点を通
り過ぎるにつれて、陽極はセンサを誘発するがこのセン
サは切開ローラー(1)、加圧した水ジェット(2)及
び平坦化プレート(3)によるクリーニングのための種
々のメカニズムを始動することができる。
(25)を示し、これからプレート(3)を所持する支
持体(10)が水平の軸(4)によって吊り下げられて
いる。各対のローラー(1)は端のところで鏡板(2
7)と中板(28)(図3)に取り付けた平行なビーム
(26)によって支えられており、該板は構造物(1
9)によって支えられている。各対のローラー(1)の
ビーム(26)はシリンダー(29)(図4)によって
端が相互に連結され、該シリンダーの始動によってビー
ム(26)、従ってローラー(1)が分離したり互いに
近づいたりする。ビーム(26)には外部の釣合い重り
(30)も設けてある。
7)と中板(28)(図5)の間に配置され、該ストッ
パーはビーム(26)間の最小距離、従って各対のロー
ラー(1)の間の最小距離を制御する。ストッパー(3
1)はローラーが最小距離にある時、陽極の鉛プレート
に圧痕を生じないように調節する。ストッパー(31)
は、ローラーの螺旋状切開溝が陽極プレートの鉛の中ま
で突入することなく、除去されるべき沈積物の層のみ貫
通するように陽極の幅に調節する。
する操作は、陽極を運ぶ往復台(24)(図2)によっ
て持ち上げ手段(5)が取り上げる用意のできた位置に
置かれる汚れた陽極の到着で始まる。下方の位置(図
3)に位置した持ち上げメカニズムが陽極(13a)を
取上げ、所定の一定スピードでそれを引き上げ始める。
その上方への動きにおいて、陽極のヘッド(14a)が
第1のライン又は1対のローラー(1)を通過する時、
ローラーはストッパー(31)(図5)によって予めセ
ットされた陽極の鉛プレートの厚さに等しい距離だけ離
れているようになるまで、シリンダー(29)(図4)
の始動によって互いに近づく。このようにしてローラー
の螺旋状切開細線は陽極の表面に沈積したスラッジの層
に突っ込む。続いて陽極が上方に動く結果、それらとロ
ーラー(1)及びその螺旋状切開細線の間の摩擦がロー
ラーの回転を生じ、その螺旋状切開細線が陽極に沈積し
たスラッジの層に多数の割れ目又は切開線をつくり出
す。陽極のヘッド(14)が1対の上部ローラー(1)
の間を通り過ぎる時同じプロセスが繰り返され、下部の
ローラー対がつくり出した切開線と交差する切開線が沈
積物につくられる。このようにして沈積物の層は一連の
相互に交差する割れ目の線によって完全に切開される。
ローラーが作動している間、該ローラーの表面をきれい
に保つためノズル(9)(図1)を経て絶えず水が供給
される。
引き続いて上昇すると、ノズル(2)の間を通り過ぎる
につれて加圧した水を用いる注流のプロセスが始まる
が、これは前にローラー(1)によって破片にされた沈
降物の全体の層を持ち上げるに十分である。このクリー
ニング段階は、上昇のスピードが遅いほどクリーニング
が精力的に行われ、陽極はより長い時間加圧下の水ジェ
ットを受けることになるので陽極を引き上げるスピード
に影響する。
置に達すると、陽極はプレート(3)の間に位置する
が、これは連続的に平行な閉止位置から角度開放位置
(3a)へと動く。図面で実線によって表した閉止の限
界位置にプレートが達する時には、いつでもプレートは
陽極の表面をたたき、陽極プレートを真っ直ぐにし平坦
化する。陽極をたたくに必要な回数はセレクターによっ
て決められるであろう。ひとたび陽極が真っ直ぐにされ
ると、それは均一な速度で下げられるが、その速度は普
通上昇する時よりも速い。随意的に陽極の下降中にも加
圧した水を注流し、上昇時の注流が残したもの及び平坦
化段階でプレート(3)が除去したもののすべての粒子
を鉛プレートから取り除いてもよい。最後に、ひとたび
きれいになると陽極は往復台(24)に再び置かれ、往
復台は、きれいにするために持ち上げ手段(5)が取り
上げる場所に新しい汚れた陽極を置くまで自動的に動
く。
を表したもので、切開ローラー(1)と平坦化プレート
(3)が2枚の平行プレート(32)で置き換えられて
おり、これらの平行プレートは図7と図8で最もよく判
るように切開エッジのついた斜めの溝(33)が交差し
た内部表面を備えている。2枚のプレート(32)はそ
れらを向かい合った位置に置く時、それぞれの溝(3
3)が互いに交差するようにした同じものである。
4)(35)に取り付けられており、プレートの1枚を支
えるシリンダー(34)は反対側のプレートのそれより
も断面積が大きい。プレート(32)が占めている位置
の下には上記した実施態様と同じように幾組ものノズル
(2)が位置している。吊り下げ手段(5)(図6)の
持ち上げによって陽極(13)がその上部の位置に達す
ると、陽極はプレート(32)の間に位置し、シリンダ
ー(34)(35)が始動するとそれらは陽極(13)を
圧しつけ、溝(33)が沈積物を破壊し、同時に陽極プ
レートを真っ直ぐにし平坦化する。
テムを設ける。その1つはプレート間の距離が最小の
時、間隙が陽極の厚さに等しくなるような仕方でプレー
ト(32)の動程を制限することからなる。第2の安全
システムは、2枚のプレートがそれらの間で発揮する最
大の力をコントロールすることに基づいている。これは
プレートを作動する油圧回路をコントロールすることに
よって達せられる。加圧した水を供給するため、第2の
ノズル(36)の組をプレート(32)の上方に配置す
る。
で、陽極(13)を装置の中心平面から動かすことな
く、プレート(32)が陽極(13)にもたれかかるよ
うに計算する。その後シリンダ(35)を始動するが、
これらのシリンダは断面積が小さいのでシリンダ(3
4)を後に動かすことはできず、それによって陽極が装
置の中心垂直平面に沿って位置することが保証される。
ロセスは、陽極の取扱がそれをプレート(32)の間の
最高の位置に置くようにすることに関する限り図1〜図
5を参照して述べたのと同様である。最高点でシリンダ
(34)はそれらが最大の拡張動程に達するまで作動
し、その点でプレート(32)は陽極(13)にもたれ
かかる。それに続いて反対側のプレートが予めセットさ
れた全ての力で陽極(13)を圧しつけるまで、該プレ
ートはシリンダ(35)によって前進する。プレート
(32)が陽極(13)に作用する圧力、この力がかか
る時間及びプレートの移動速度は全て調節可能である。
処理の2つの基本的目的が達成される。即ち第1に溝の
ついたプレートが接近するにつれて、陽極(13)の表
面に沈積した沈積物の層が切開されること、第2に上記
の仕方でひとたびプレートが接触すると陽極を平らにす
る目的で、所定の力と時間による圧しつけ作用が生ずる
ことである。
ト(32)は引き下がった位置まで引っ張り戻され、プ
レートの溝の間にピッチ(37)(図7)の半分に等しい
距離だけ陽極が下がり、上記したと同じように陽極(1
3)を圧しつける第2のプロセスが始まる。最後にプレ
ート(32)が再び開き陽極は下げられる。同時にノズ
ル(36)の組がつくり出す注流により、また下降が続
くにつれてノズル(2)の組が供給する加圧した水ジェ
ットによって、プレートをクリーニングするプロセスが
始まる。下降の速度は加圧した水ジェットを陽極にかけ
る時間の長さを変えるように調節することができる。下
降が完了するとプロセスが前述のように続けられるよう
に、陽極は往復台(24)(図2)の上に置かれる。
リーニングは、図1〜図5に示す装置の場合ほど高い水
圧を必要としない。さらにプレート(32)に形成され
る囲いによって、陽極の絶縁材又は陽極の表面から突き
出しているその他の障害物の近くまでも、全体の沈積物
の層を破壊することができる。さらにクリーニング作業
はローラーの場合よりも静かである。上記した装置のい
ずれの変体においても、それらを構成する要素は上記の
ものと異なる順番で配置してもよいし、さらに異なる分
布をとっても構わない。
式的な側面図である。
図1と同様な側面図である。
る。
る。
1つの正面図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 電解タンクの陽極のクリーニング、特に
電解によって非鉄金属を生産するプロセス中に陽極表面
に付着する不純物の沈積物除去において、次の段階、即
ちa)陽極表面の沈積物の機械的な破壊、b)一度破壊
された沈積物の陽極表面からの切離しと分離、及びc)
陽極プレートの平坦化作業、を組み合わせてなり、上記
破壊は間隔の詰まった切開線を沈積物に入れて行い、上
記切離しと分離は加圧した水ジェットを陽極表面に当て
て行うことを特徴とする電解タンク陽極のクリーニング
方法。 - 【請求項2】 沈積物を破壊するために、互いに交差す
る2系列の切開線を陽極表面につくることを特徴とする
請求項1に記載のクリーニング方法。 - 【請求項3】 破壊段階の前に、陽極を注流作業にかけ
て酸類を除去することを特徴とする請求項1に記載のク
リーニング方法。 - 【請求項4】 側方表面に螺旋状の切開溝を設けた幾対
もの平行回転のローラーで切開線をつくり、陽極を該ロ
ーラーの間に通し、両ローラーの溝の間の間隙を上記陽
極の厚さにほぼ等しく維持することを特徴とする請求項
1又は2に記載のクリーニング方法。 - 【請求項5】 側面の1つに自由切開エッジをもつ細か
いリブを設けた2枚のプレートで破壊と平坦化の段階を
一緒に行い、該プレートは向かい合っていて陽極の表面
に各面1枚のプレートを同時に圧しつけ、沈積物への切
開線入れと陽極の平坦化を同時に行うことを特徴とする
請求項1又は2に記載のクリーニング方法。 - 【請求項6】 電解タンクの陽極のクリーニング、特に
非鉄金属の電解に用いる陽極表面に付着する不純物の沈
積物の除去において、同じ高さに位置する少なくとも1
対の平行で水平の切開ローラー、加圧した水ジェットを
供給し、上記ローラーの上方に位置する2系列のノズ
ル、該ノズルの上方に位置し水平の上部の軸によってそ
れぞれ吊り下げられている向かい合った平らな表面の2
枚のプレート、並びに上記ローラー、ノズル及びプレー
トの間で陽極を吊り下げ且つ引き上げる手段からなり、
上記のローラー対は回転して間隙を調節することがで
き、上記2系列のノズルとプレートはローラー対の間を
通る垂直な中央平面に対して対称の位置を占め、ノズル
は一定の角度で上記平面の方に向いており、プレートは
平行になっていて陽極の厚さにほぼ等しい調節可能な距
離で位置する閉止位置と角度開放位置の間で吊り下げ軸
の回りに蝶番式に旋回することを特徴とする電解タンク
陽極のクリーニング装置。 - 【請求項7】 2対の水平な切開ローラーが異なる高さ
に位置することを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 切開ローラーに表面に一定の高さの螺旋
状切開溝を設けたことを特徴とする請求項6又は7に記
載の装置。 - 【請求項9】 それぞれの切開ローラーの側方表面に切
開エッジを持ち、横方向中央平面から始まり反対向きの
細線としてローラーの端部まで走る2本の螺旋状の溝を
設けたことを特徴とする請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】 それぞれのローラーの溝が、隣合うロ
ーラーの溝に対して反対向きの細線として走ることを特
徴とする請求項8又は9に記載の装置。 - 【請求項11】 各対の切開ローラーが該ローラーに垂
直な同一平面方向に動くことのできる支持体に取り付け
られており、該支持体は陽極と不純物の表面沈積物の厚
さに対応するストッパーによってローラーに向かっての
動程が制限されている作動シリンダーによって相互に連
結されていることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項12】 プレートが外部表面によってそれぞれ
作動シリンダーに連結されていることを特徴とする請求
項6に記載の装置。 - 【請求項13】 陽極を吊り下げ引き上げる手段が陽極
のヘッドより長い垂直で平らなシャシによって形成され
るリフトからなり、該シャシは下に設けられていて陽極
のヘッドの端を支える向かい合ったブラケットのついた
垂直な側部から始まっていることを特徴とする請求項6
に記載の装置。 - 【請求項14】 プレートが独立しており、作動シリン
ダーで平行な位置に支えられており、それらの向かい合
った表面に切開溝が設けられているとともに、該プレー
トは陽極の厚さに等しい距離だけ離れている作動位置
と、陽極のヘッドの厚さよりも大きい距離だけはなれて
いる非作業位置の間で動くことができることを特徴とす
る請求項12に記載の装置。
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