JPS5857518B2 - 電解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 明細書 本発明は、 それぞれ懸架用耳を両側に備え交互に配置した陽極およ
び陰極から成る垂直に懸吊した電極群をそれぞれ含む並
置した複数の電解槽と、 隣接する電解槽を隔てる隔壁に設けてあって、隔壁毎に
、交互に配置した導電材料製支持部材と絶縁材料製支持
部材とからそれぞれ成り中央の電気接続素子の両側に延
びる支持部材の２つの列を含み、電極の懸架用耳を支持
するとともに電解槽を電気的に接続する支持・接続手段
と、 電極群を電解槽に導入し且つ電解槽から引出す操作手段
とを有する電解装置に関する。

この種の装置は、米国特許第４０２８２１１号に記載さ
れている。

この公知の装置においては、支持・接続手段は平坦であ
る。

従って、電解槽内に電極を懸吊した場合、電極の耳は、
電極の支持部材を越えて延びることができず、操作手段
は、耳の端部の下面に達し得ない。

操作手段は、陰極について、陰極の懸架用バーの中心の
両側で陰極を把持する１対の鉗子を有し、陽極全体につ
いて、陽極の懸架用耳に設けたスロットを介して陽極全
体を把持する２つのジョーを備えたグリップを有する。

従って、上記陽極は、大きな懸架用耳を必要とするので
、スクラップ率が太きい。

スクラップ率とは、陽極の、電解後に再溶融しなげれば
ならない部分の割合のことである。

即ち、上記の公知の装置には、操作手段の構造が複雑で
あり、使用する陽極のスクラップ率が太きいと云う欠点
がある。

本発明の目的は、公知の装置の欠点を排除した、上述の
種類の電解装置を提供することにある。

本発明の装置においては、 支持部材は中央の電気接続素子よりも突出し、電解槽内
に懸吊した電極の耳は支持部材を越えて延び、 操作手段は電極の耳の端部の下面を介して電極を上昇さ
せる。

本発明の他の細部及び特徴は、添付図面に示した本発明
の非限定的な一実施例に関する以下の記述から明らかと
なる。

第１図は銅の電気精練用の本発明装置の略平面図である
。

第２図は第１図の装置中の並置された３つの電解槽の一
部をより詳細に示す拡大平面図である。

第３図は第２図の隣接する２つの電解槽を隔てる隔壁に
設けられた支持・接続装置の一部をより詳細に示す拡大
平面図である。

第４図は第５図の装置を第３図の線ＩＶ−ｆＶに沿って
切断して示す垂直断面図である。

第５図は第３図の装置の１つの部材を示す平面図である
。

第６図は第３図の装置の他の部材を示す平面図である。

第７図は第１図の装置中の操作装置をより詳細に示す部
分拡大平面図である。

第８図は第７図の装置を第７図の線■−■に沿つて切断
して示す拡大断面図である。

第９図は第７図の装置の正面図である。

第１０図は第９図の装置の中央部をより詳細に示す拡大
図である。

第１１図及び第１２図は第８図の装置の動作を示す図で
ある。

第１３図及び第１４図は第８図の装置の別の実施例の動
作を示す図である。

各図において同一参照符は同一部材を示す。

第１図に示した装置は、並置した長方形電解槽２から成
る平行な４つの列１と、横梁５を懸架した往復台４を備
えた可動ブリッジ３とを有する。

車輪６を備えた可動ブリッジ３は、電動機（図示せず）
によって駆動され、電解槽列１に平行なレール７上を往
復運動することが出来る。

車輪８を備え電動機（図示せず）によって駆動される往
復台４は、電解槽列１．に対して横向きにブリッジ３に
固定したレール９上を往復運動できる。

可動ブリッジ３および往復台４は、公知のタイプであり
、従って、その構造についてはこれ以上説明しない。

第２図に示した如く、各電解槽２は、交互に配置した陽
極１０および陰極１１から成る電極群を有する。

上記電極は、電解槽２の縦軸線に対して横向きに等間隔
で垂直に懸吊しである。

２つの隣接電極の軸線の間の間隔は僅かである（例えば
、４９ｍｍ）。

各電解槽２は、例えば、３５の陽極１０と３６の陰極１
１とを有する。

陽極１０は、不純物を含む鋳造銅板から戒り、その上部
には、側方へ突出し陽極１０を電解槽２内に懸吊するこ
とを可能にする２つの耳（第１２，１３図をも参照）が
設けである。

陰極１１は、懸吊用ロッド１５を通すための２つの懸吊
用ループ１４を備えた純銅板１３から成る。

懸吊用ロッド１５は、銅板１３の側縁を越えて延びてお
り、ロッド１５の端部１６は、陰極１１の懸架片耳を形
成する（第１２．１４図をも参照）。

２つの隣接電解槽２０間の各隔壁１７には、電極の懸架
片耳１２，１６を支持し、隣接電解槽を電気的に接続す
る支持・接続装置１８が設けである（第１１，１３図を
も参照）。

第３図に示した如く、装置１８は、交互に配置した導電
材料製支持部材２１と絶縁材料製支持部材２２とから成
る第１、第２列１９．２０を有する。

上記列は、２つの列の導電性支持部材２１を電気的に接
続する中央の電気接続素子２３０両側に延びている。

第１列１９の導電性支持部材２１は、装置１８の左側の
電解槽２に含まれる陽極１０の耳１２を支持するのに役
立ち、上記列の絶縁性支持部材２２は、上記電解槽に含
まれる陰極１１の耳１６を支持するのに役立ち（または
、上記とは逆）、一方、第２列２０の導電性支持部材２
１は、装置１８の右側の電解槽２に含まれる陰極の耳１
６を支持するのに役立ち、上記列の絶縁性支持部材２２
は、上記電解槽に含まれる陽極１１の耳１２を支持する
のに役立つ（または、上記とは逆）。

第４．１１，１３図に示した如く、装置１８は、ポリ塩
化ビニル、ポリエステルまたは別の適当な絶縁材料から
成る第１部材と、銅または別の導電材料から成る第２部
材とから構成してあり、上記第１部材は、絶縁性支持部
材２２を形成するために側壁に歯を設けた第１ Ｕ字部
材２４と、セメント２６によって隔壁１７の上縁に底面
を固定し、且つ第１Ｕ字部材２４を嵌合する第２Ｕ字部
材２５とから構成されており、上記第２部材は、側壁が
鋭いエツジ２８で終わり、Ｕ字部材２４に嵌合するノツ
チを両側面に備え、導電性支持部材２１を形成する歯を
有するＵ字部材２７から構成しである。

Ｕ字部材２５は、隔壁１７と同一の長さを有する単一部
材から構成できる。

この種の部材は、通常、押出法で作製する。

Ｕ字部材２５は、更に、蟻ミゾ形結合要素を備えた一連
の短い部材２５′（第５図）から構成できる。

この種の部材は、通常、ダイカストで作製する。

一連の短い部材２４′（第６図）を並置してＵ字部材２
４を形成できる。

この種の部材は、ダイカストで作製する。

側壁が鋭いエツジで終わるＵ字部材◆気ダイカストで作
製できる。

この種の部材にノツチを設ければ、Ｕ字部材２７が得ら
れる。

電極１０，１１の耳１２，１６の長さは、これらの耳が
、例えば、約１０〜３０ｍｍ、その支持部材２１，２２
を越えて延び、横梁５（これについては、以下で説明す
る）が上記耳の端部の下面に接近できるよう、選択しで
ある（第１１．１３図参照）。

上記接近を可能とするには、更に、上記下面と中央の電
気接続素子２３の」二面、即ち、Ｕ字部材２７の底部の
上面との間の距離が十分に犬きくなげればならなＬ・（
例えば、約３０〜４０ｍｍ）。

この距離は、上記下面に接近できなげればならない横梁
の形状に依存する。

上記接近を可能とするには、更に、相互に向き合う支持
部材に支持した耳の間の距離が十分に大きくなげればな
らない（例えば、約４０〜６０ｍｍ）。

この距離も、上記形状に依存する。

各列１の最初の電解槽２および最後の電解槽２は、公知
の態様で、電源（図示せず）に接続しである。

適当な電解質が電解槽２を流れる。電解時、１低線度の
陽極１０は溶解し、純銅が陰極１１に析出する。

１つの電解槽２の陽極１０が消耗したならば、その電解
槽中の、薄い陽極と厚い陰極とから成る電極群は、厚い
陽極と薄い陰極とから成る新しい電極群と交換しなげれ
ばならない。

電極群１を交換する場合、後述の如く可動ブリッジ３、
往復台４および横梁５を利用する。

第７〜９図に示す如く、横梁５は、上部ヨーク２９およ
び下部ヨーク３０を有する。

上部ヨーク２９は、２つのトラバース（図示せず）およ
び２２つの横方向プレート３２によって結合した２つの
梁３１を有する。

横方向プレート３２には、それぞれ、懸吊用孔３４を備
えたブラケット３３および垂直案内要素３５が固定しで
ある。

垂直案内要素３５は、往復台４に固定したガイド３６内
を摺 ２動する。

横梁５は、懸吊用孔３４によって、公知の態様で、往復
台４に設けた公知の昇降装置（図示せず）に懸吊しであ
る。

下部ヨーク３０は、２つのトラバース３８によって結合
した２つの梁３７を有する。

下部ヨーク ３３０は、ボールケージ３９を介して上部
ヨーク２９に結合しである。

下部ヨーク３０は、上部ヨーク２９に固定したループ４
２と下部ヨーク３０に固定したループ４３との間に背中
合せに配置した２つの液圧シリンダ４０，４１０トルク
によつ ３て、ボールケージ３９の軸線のまわりに回転
させることができる。

シリンダ４０のロッド４４の端部は、ループ４２に固定
したヒンジ４５に枢着しである。

シリンダ４１のロッド４６の端部は、ループ４３に固定
したヒンジ４７に枢着しである。

４（シリンダ４０のロッド４４が完全に引込まれ、シ
リンダ４１０ロツド４６が完全に押出されると、下部ヨ
ーク３０の縦軸線は、位置Ｐ １．（第７図）を取り、
上部ヨーク２９の縦軸線に平行となる。

シリンダ４００ロツド４４が押出されると、下部ヨーク
３０の縦軸線は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動する。

シリンダ４１０ロツド４６が引込まれると、下部ヨーク
３０の縦軸線は、位置Ｐ１から位置Ｐ３へ移動する。

従って、下部ヨーク３０は、シリンダ４０，４１のスト
ロークに依存して、終端位置Ｐ２．Ｐ３の間の任意の位
置に置くことができる。

Ｐ２とＰ３との間の角度は、例えば、１０°である。

云うまでもないことであるが、上記角度は、各電解槽間
の非平行度に適合させなげればならない。

下部ヨーク３０には、車台４８および把持装置４９が設
けである。

車台４８は、ヨーク３０の下方に固定した２つの梁５０
と、車輪５３を備えた脚５２を端部に設けた２つのトラ
バース５１とを有する。

車台４８は、把持装置４９の２つのジョー５４が中央の
電気接続素子２３を破損することのないよう、常に、上
記ジョーを上記素子から離れた状態に保持する。

把持装置４９は、上記ジョー５４を固定した２つの補強
せる１字部材５５と、１字部材５５を移動させる手段と
を有する。

ジョー５４は、部材５５．５６から電気的に絶縁されて
いる（第１１図参照）。

１字部材５５は、それぞれ、トラバース３８の端部に固
定したループ５８に設けた２つのヒンジ５７によって支
持されている。

各部材５５は、ブラケット５９、自在継手６０、ロッド
６１および自在継手６２によって、垂直な液圧シリンダ
６５０ロツド６４に結合した中央プレート６３に連結し
である（第８，１０図参照）。

シリンダ６５のロッド６４が押出されると、プレート６
３が下降し、２つのジョー５４が、相互に離れ、即ち、
把持装置４９が開く。

シリンダ６５０ロツド６４が引込まれると、プレート６
３が上昇し、２つのジョー５４が、相互に接近し、即ち
、把持装置４９が閉じる。

第１０図に示す如く、プレート６３は、ガイド６７内を
摺動する２つの案内ロッド６６に固定しである。

案内ロンドロ６には、ナツト６９によって位置調節でき
るスリーブ６８が被せである。

スリーブ６８の下縁とガイド６７の上縁との間の距離が
、シリンダ６５０ストロークを決定する。

従って、スリーブ６８の位置を調節して上記ストローク
を調節することができる。

案内ロッド６６は、ガイド６７に支持したコイルバネ７
０を備えている。

このコイルバネは、シリンダ６５がプレート６３を押し
下げると、圧縮される。

従って、バネ７０は、何等かの理由でシリンダ６５０機
能が停止した場合、上記プレートの下降、即ち、把持装
置４９の開放を防止する。

シリンダ６５およびガイド６７は、上記の梁３７を結合
する２つのトラバース７２に固定した支持部材７１に取
付けである。

第１１，１２図に示す如く、ジョー５４は、電極１０，
１１の耳１２，１６を支持する足Ｔ１で終わっている。

第１３図および第１４図に、別のタイプのジョーを示し
た。

このジョー５４′は、支持すべき電極と同数のスペース
７３を有する格子７２で終わっている。

上述の装置は下記の如く操作できる。

電解槽内に交換すべき電極群が存在する場合、この電解
槽の上方まで往復台４を移動し、横梁５を下降し、その
把持装置４９を開き、交換すべき電極群の耳１２．１６
の近傍に２つのジョー５４または５４’を置く。

必要ならば、シリンダ４０および／または４１によって
、下方の装置１８に平行になるようジョー５４または５
４′の位置を調節する。

車台４８の車輪５３が電解槽の２つの隔壁１７の端部に
当接するまで、横梁を下降するのが有利である。

この時点では、ジョー５４または５４′は、第１１図お
よび第１３図に破線で示した位置を取る。

次いで、把持装置４９を閉じ、即ち、ジョー５４または
５４′を垂直位置に置き、横梁５を上昇する。

横梁５の上昇時、ジョー５４または５４′は、電極の耳
１２，１６の端部の下面に接触し、第１２図および第１
４図に示した如く、電極群を上昇する。

次いで、横梁５を図示しない装置へ送り、薄い陽極と厚
い陰極とから成る荷を下ろし、厚い陽極と薄い陰極とか
ら成る荷を積んで電解槽へもどし、上記荷を電解槽中に
下ろす。

本発明に係る装置は、もちろん、上述の実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内において、各種の設
計変更が可能である。

例えば、上述の装置は、２つの隣接電解槽の陽極を一列
に配置するウォーカーの電気精錬法に使用するよう構成
しである。

この装置は、第１電解槽の陽極を、第１電解槽に隣接す
る第２電解槽の陰極と一列に配置するホワイトヘッドの
電気精錬法にも使用できる。

このためには、装置１８を使用するだけでよい。

例えば、Ｕ字部材２７の側壁の端部は、鋭いエツジとし
てではなく、丸く構成できる。

Ｕ字部材２５は、別の形状の部材と置換えるか、除くこ
とができる。

しかしながら、上記部材を除いた場合は、Ｕ字部材２４
を隔壁１７の上端に固定しなげればならず、従って、上
記部材２４の交換が困難となる。

すべての電解槽２の隔壁１７が完全に平行であれば（但
し、既存の電気精錬プラントでは通常は平行でない）、
旋回不能な上部ヨーク２９および旋回自在な下部ヨーク
３０を旋回不能な単一のヨークと置換える。

ことができる。車台４８は除くことができるが、この場
合、横梁５の支持が複雑となる。

バネ７０は除くことができるが、その場合、何等かの理
由でシリンダ６５０機能が停止した場合、電極群が落下
する危険性が生ずる。

スリーブ６８は除くことができるが、この場合、シリン
ダ６５０ストロークの調節が不可能となる。

液圧作動手段４０，４Ｌ６５は、空気圧式作動手段また
は電気式作動手段と置換えることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ懸架用耳１２，１６を両側に備え交互に配
   置した陽極１０および陰極１１から成る垂直に懸吊した
   電極群をそれぞれ含む並置した複数の電解槽２と、 隣接する電解槽を隔てる隔壁１７に設げ゛てあって、隔
   壁毎に、交互に配置した導電材料製支持部材２１と絶縁
   材料製支持部材２２とからそれぞれ成り中央の電気接続
   素子２３０両側に延びる支持部材２１．２２の２つの列
   １９．２０を含み、電極の懸架用耳を支持するとともに
   電解槽を電気的に接続する支持・接続手段１８と、 電極群を電解槽に導入し且つ電解槽から引出す操作手段
   ５とを有する電解装置であって、支持部材２１．２２は
   中央の電気接続素子２３よりも突出しており、 電解槽内に懸吊した電極の耳１２．１６は支持部材２１
   ．２２を越えて延びており、 操作手段５は電極の耳１２，１６０端部の下面を介して
   電極を上昇させることを特徴とする装置。 ２ 支持・接続手段１８が、側壁に歯を設けた絶縁材料
   製Ｕ字部材２４と、両側にノツチを有し上記第１の部材
   ２４に嵌合する導電材料製Ｕ字部材２７とを含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 導電材料製Ｕ字部材２７の側壁が、鋭いエツジ２８
   で終っていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４ 導電材料製Ｕ字部材２７の側壁の上部の断面が、円
   形であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   装置。 ５ 支持・接続手段が、上記第１Ｕ字部材が嵌合する絶
   縁材料製の第２Ｕ字部材２５を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項、第３項または第４項記載の装置。 ６ 操作手段５が、下端に電極の耳の支持要素７１また
   は７２を形成した１対のジョー５４または５４′と、ジ
   ョーを相互に接近、離隔する手段５５．５７，５９〜６
   ７とから成る把持装置４９を支持するヨーク３０を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ７ 各ジョー５４または５４′が、ヒンジ５７に取付け
   たビーム５５に固定してあり、上記ビームには、自在継
   手６０を介してロッド６１の一端に連結したブラケット
   ５９が取付けてあり、上記ロツドの他端は、自在継手６
   ２を介して、垂直に変位できる中央プレート６３に連結
   しであることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   装置。 ８ 中央プレート６３が、下方へ向く液圧シリンダ６５
   ０ロツド６４に結合してあり、且つガイド６７内を摺動
   する垂直案内ロッド６６の下端に固定しであることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 案内ロッド６６の高さが、ガイド６７の高さよりも
   大きく、案内ロッド６６の上部の周囲には、ガイド６７
   に支持してあって、シリンダ６５によってプレート６３
   が下降された際に圧縮されるコイルバネ７０が設けであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 案内ロッド６６の高さが、ガイド６７の高さよ
   りも大きく、上記案内ロッドには、シリンダ６６によっ
   てプレート６３が下降された際にガイド６７に当接する
   スリーブ６８が被せてあり、上記案内ロッドには、スリ
   ーブ６８の位置を修正する手段６９が設けであることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １１ ヨーク３０には、更に、ジョー５４または５４
   ′の支持要素７１または７２を、常に、中央の電気接続
   素子２３から離れた状態に保持する車台４８か取付けで
   あるどとを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置
   。 １２ 操作手段５が、ボールケージ３９を介してヨー
   ク３０を懸架した上部ヨーク２９と、下部ヨーク３０を
   回動させる手段４０〜４７とを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第６〜１１項の１つに記載の装置。