NO880531L - Fremgangsmaate og apparat for galvanisk utfelling av kobber eller andre metaller og bipolare elektroder av bly. - Google Patents

Abstract

En elektrolyttisk fremgangsmåte samt apparat for fremstilling av kobberkatoder fra sure. oppløsninger av kobbersulfat med en direkte galvanisk utfelling av metallet på bipolare blyelektroder anordnet i serie i elektroly-serer som består av blyelektroder (3) som er sammenstilt med spesialrammer (1) beregnet på i fellesskap med elektrodene å av-grense elektrolyttiske celler som er fullstendig adskilt fra hverandre og beregnet på å forhindre enhver dannelse av forbikob-lingsstrømmer. Den vekselvise rekkefølge av rammer (1) og elektroder (3) bæres av en understøttende konstruksjon og blir så sammenpresset ved endene ved hjelp av to. hoder og er her hermetisk avtettet ved hjelp av pakninger som er plassert mellom en ramme og den hosliggende. Fremgangsmåten kan også. anvendes for andre metaller enn kobber.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for en galvanisk utfelling av kobber eller andre metaller på bipolare elektroder av bly. Det er kjent på fagområdet at når en opp-løsning av kobbersulfat, CuSO^, utsettes for elektrolyse, vil de positive ioner Cu<++>emigrere mot den negative pol eller katode hvor elektrodene som kommer fra den ytre krets vil bli nøytralisert for således å danne et lag til utfelling av metallisk kobber på elektroden.

Dette lag av metallisk kobber blir selvfølgelig dannet ved ladning av kobberionene i den elektrolyttiske oppløsning. Hvis det derfor ikke foregår noen erstatning av de ionene som er blitt fjernet med et nytt forråd av nye ioner, vil ionene bli meget hurtig forbrukt og prosessen ville derfor stoppe.

Erstatningen med nye Cu<++->ioner i den elektrolyttiske oppløs-ning - som er nødvendig for driften av et anlegg for fremstilling av kobber med en elektrolyttisk prosess - kan oppnås enten ved direkte oppløsning av metallet, dvs. ved bruk av kobber-anoder som under virkningen av gjennomgangen av den elektriske strøm bringes til å gå i oppløsning, eller kan oppnås ved et forråd av en regenerert oppløsning, dvs. anriket med Cu<++->ioner som erstatning for den som blir svakere og svakere med hensyn til ioneinnhold.

Som et resultat derav kan fremstillingen av kobberkatoder bli gjennomført i samsvar med de følgende to prosesser: Ved bruk av oppløsbare elektroder, dvs. ved å utsette kobber-elektrodene, som anoder, for en elektrolyttisk prosess, slik at under virkningen av den elektriske strøm vil kobber føres inn i oppløsningen i en mengde lik den for det kobber som utfelles på katodene.

Ved bruk av uoppløselige elektroder, som anoder, dvs. ved bruk

av uoppløselige elektroder (vanligvis blyelektroder). I dette tilfelle vil det være nødvendig å kompensere for tap av kobber-

ioner som, når de utfelles på katodene i deres metalliske tilstand, blir fjernet fra oppløsningen, slik at det blir nødven-dig å la dem bli erstattet ved tilsetning av en oppløsning som er anriket med Cu<++->ioner.

Den elektrolyttiske prosess blir vanligvis gjennomført i tanker som inneholder: Den elektrolyttiske oppløsning av kobbersulfat surgjort med svovelsyre; og et antall elektroder som utgjør en vekslende rekkefølge av anoder og katoder som er dyppet ned i oppløsningen. Tankene er utstyrt med elektriske forbindelser for mating av elektrisk strøm til elektrodene.

På sin side utgjøres et elektrolyseanlegg igjen av et antall elektrolysetanker.

Hva angår apparatet skal det imidlertid påpekes at fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse vil bli gjennomført, istedenfor under anvendelse av elektrolysetanker, med benyttel-sen av en lignende konstruksjon (i sin ytre form, men ikke i sin driftsmessige funksjon) til en filterpresse, slik at det istedenfor betegnelsen "elektrolysetanker" i det følgende vil bli benyttet det mere generelle uttrykk "elektrolysører".

Elektrolyttiske prosesser kan også skille seg fra hverandre ved den måten ved hvilken den elektriske forbindelse av elektrodene utføres, idet det er mulig å anordne elektrodene enten parallelt eller i serie. I motsetning til anordningen i paral-lel som vanligvis benyttes i elektrolyttiske prosesser, enten ved bruk av oppløselige elektroder eller ved bruk av uoppløse-lige elektroder, har anordningen i serie opp til nå bare blitt benyttet i forbindelse med oppløselige elektroder, dannet av plater fremstilt av kobber som skal raffineres, og som, etter-hvert som strømmen passerer derigjennom under virkningen av det elektriske felt, blir ladet positivt på en side og negativt på motsatt side, slik at materialet fra elektrodene går inn i oppløsningen fra den positive side, dvs. den anodiske side og samtidig på den negative side, dvs. den katodiske side vil vokse i tykkelse pga. den elektrolyttiske utfelling som blir dannet.

I motsetning hertil antas at industrielle prosesser for elektrolyttisk fjerning av kobber fra en oppløsning ved bruk av uoppløselige elektroder anordnet i serie frem til idag aldri er blitt utviklet.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrolyttisk prosess som er basert på sistnevnte metode, dvs. den som vedrører elektrolyse av oppløsningen av kobbersulfat surgjort med svovelsyre

(som fra nå av ganske enkelt vil bli betegnet "elektrolytt")

ved bruk av bipolare blyelektroder anordnet i serie, idet man trekker fordel av egenskapene for således anordnede elektroder, dvs. deres egenskaper med hensyn til å virke, på en av deres sider som anoder og på de motsatte sider som katoder, for å direkte oppnå dannelsen av kobberkatoder på elektrodeflaten som virker som katode, dvs. de flater som har en negativ polaritet, og som i det følgende vil bli betegnet som "katodesiden"

av elektrodene, mens den motsatte flate som har positiv polaritet vil bli kalt "anodesiden".

Valget av bly for elektrodene begrunnes med det faktum at et slikt materiale ved siden av å ha den kvalitet at de er uopp-løselige i elektrolytten også har en tilstrekkelig elektrisk ledningsevne såvel som en motstand mot den anodiske oksydasjon, vil være ytterligere velegnet pga. deres duktilitet, at de tillater fjerning av kobberkatodene som er blitt fremstilt på elektroden såvel som at de er istand til igjen å avflates for å tillate fornyet bruk.

En standard blyplate på markedet har en tykkelse på 1 mm og

er funnet velegnet til dette formål uten at det er nødvendig med noen ytterligere behandling.

På grunn av den enkle utforming av denne prosess og på grunnlag

av reduksjonen til et minimum av de elektriske forbindelser

som er karakteristisk for en anordning i serie, er fremgangsmåten funnet meget fordelaktig i sammenligning med andre kjente elektrolyttiske prosesser. For industriell gjennomføring derav må imidlertid de følgende betingelser bli tilfredsstilt: I Kobberkatodene som i løpet av elektrolysen vil bli dannet på blyelektrodene kan ikke finne en egnet understøttelse på elektrodene, som er klart uegnet for et slikt formål, men må tvertimot finne en pålitelig understøttelse på

en spesiell støtteramme. Videre vil elektrodeflaten som anleggets produktivitetskapasitet i alle tilfelle vil være direkte proporsjonalt avhengig av, måtte være tilstrekkelig stor for å være egnet for industrielt bruk.

II De operasjoner som skal gjennomføres for å bringe elektrodene i deres driftstilstand ved begynnelsen av elektrolysesyklusen og for å tillate deres fjerning fra driftsstilling ved slutten av hver syklus må være meget lett å gjen-nomføre .

III Elektrolytten i hver celle ("celle" betegner her hvert enkelt elementært elektrolyttisk system som i nærvær av elektrolytt vil dannes av hver elektrode enten med den umiddelbart forutstående elektrode eller med den umiddelbart deretter følgende elektrode) må ikke ha noen kontakt med den elektrolytt som sirkulerer i de andre celler.

I motsetning hertil vil den elektriske strøm istedenfor

å passere igjennom elektrodene (som pga. laget av dioksid som dannes på den anodiske siden av disse under elektro-lysevirkning vil gi en høy elektrisk motstand) vil passere nesten fullstendig gjennom elektrolytten (og således danne de såkalte forbipasseringsstrømmer) og som et resultat derav vil, med unntak av den første elektrode som har negativ polaritet ingen annen utfelling av metall vil bli oppnådd.

IV Til sist må det i hver av cellene som elektrolysøren kan anses oppdelt i av elektrodene, foreligge én tilnærmet kon tinuerlig sirkulasjon av elektrolytt for å oppnå et forråd av ny elektrolytt anriket med Cu++-ioner som erstatning for de som blir fjernet.

En egnet innretning for å gi slike betingelser er modulsammensatte elementrammer ved hjelp av hvilke en elektrolysør med blyelektroder kan sammensettes og som tillater gjennomføring av fremgangsmåten som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse.

En slik elektrolysør blir således utformet av en konstruksjon svarende til den for en filterpresse, som nemlig består av et antall modulelementer eller rammer som er anbragt i vekslende rekkefølge med blyelektrodene. Nevnte konstruksjon er hermetisk lukket ved sin ende ved hjelp av hodestykker. Videre er den hermetisk lukket mellom en ramme og den hosliggende ved hjelp av en egnet pakning. Den kan således ha form av en tank som er oppdelt av elektrodene i så mange celler som det er rammer.

Nevnte rammer må være dannet av et elektrisk isolerende materiale som må være korrosjonsmotstandsdyktig, som f.eks. PVC eller annet plastmateriale med lignende egenskaper.

Hvert element har en konstruksjon svarende til en hul ramme for å tillate sirkulasjon av elektrolytten, slik det vil bli bedre illustrert i det følgende. Dens nedre del er konveks og gradvis hellende nedover for å tillate muligheten for fullstendig tømming av den hule ramme gjennom en utløpsinnretning anordnet ved dens nederste del.

Fremgangsmåten, elektrolysøren, elektrodene og modulelementene eller rammen ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives mere detal-jert under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: - Fig. 1 er et skjematisk riss av elektrodene i et vanlig elek-trolyseapparat, hvor de er anordnet parallelt, - fig. 2 viser skjematisk elektrodene i et vanlig elektrolyse-

apparat, anordnet i serie,

- fig. 3 viser skjematisk en anordning av elektroder i serie, idet på denne figur noen av banene for forbikoblingsstrømmen som kunne bli dannet er antydet, hvis slike strømmer ikke

forhindres ved hjelp av egnede innretninger,

- fig. 4 viser et frontriss av et modulelement ifølge den foreliggende oppfinnelse,

- fig. 5 er et lengdesnitt langs linjen A-A på fig. 4,

- fig. 6 er en- detalj, i forstørret målestokk av snittrisset på fig. 5, - fig. 7 viser tverrsnittet sett langs linjen B-B på fig. 4, fig. 8 viser et aksielt riss langs linjen C-C på fig. 5,

hvor pilene antyder banen for elektrolytten,

- fig. 9 viser en serie modulelementer sammensatt med hverandre i deres driftsstilling, idet noen av disse er vist i deres

sideriss og noen i et tverrsnittsriss, og

- fig. 10 et perspektivriss av en rekke elementer under sammen-setningstrinnet.

Som det fremgår av fig. 4 vil hvert modulsammensatt element, dvs. den angjeldende rammekonstruksjon 1, som, slik det er an-ført ovenfor har en rammekonstruksjon, omfatte to vertikale deler la, lb som er forbundet med hverandre ved deres øvre ender med en tverrdel lc og ved deres nedre ender ved hjelp av en basisdel som er konveks i sitt nederste område.

Tverrdelen lc som er vist i tverrsnitt på fig. 5 er U-formet og har en meget smal basis og en av sidene i U-formen er høyere enn den andre side. Den del av den høyere side som utstrekker seg ut over den kortere er utformet for å tjene som feste for elektroden 3 til rammen 1 ved hjelp av en tynn stav som har form av en omvendt U.

Basisen ld er ved sin nederste ende Id' utstyrt med en utløps-innretning le for å muliggjøre fullstendig tømming av cellen ved enden av elektrolysesyklusen.

Den vertikale del la er i sitt indre hulrom utformet med en strømningsbryter eller demper 7, hvis utforming og virkning vil bli illustrert i det følgende.

De vertikale deler la, lb, tverrdelen lc og basisdelen ld er hule og er utformet slik at de står i innbyrdes forbindelse med hverandre for derved å tillate en elektrolyttsirkulasjon slik det vil bli nærmere forklart nedenfor.

Det øvre område av den tverrgående del lc er åpen og åpningen har til formål å tillate fri utstrømning av det oksygen som utvikles på anodesiden av elektroden (i en mengde svarende til kobberutfellingen derpå) såvel som for å tillate eventuelle inspeksjoner som ved br.uk av tilpasset utstyr kan nå inn i cellens indre rom.

Det nedre område av tverrdelen lc, dvs. basisdelen eller steg-delen av denne er i frontområdet (med hensyn til rommet som er utformet for å romme kobberkatoden) utstyrt med slisser lc<1>; også elementet 4 er utstyrt med slisser 4', hvilket element 4 har et U-formet tverrsnitt og er innsatt i den øvre den av basisdelen ld. Disse slisser er nødvendig for å tillate at elektrolytten kan komme ut av basisdelen ld inn i cellen (dvs. i rommet mellom elektrodene) og så komme ut derfra sammen med det oksygen som utvikles på anoden og deretter gå inn i tverrdelen lc. På yttersidene av de vertikale deler la, lb er det to skuldre 2a henholdsvis 2b for understøttelse av rammen i dens arbeidsstilling på en føringsbæreinnretning. Utformingen av blyelektrodene 3 har et gjensidig forhold til utformingen av rammene 1. Den flate som er innesluttet i kvadratet a, b, c, d (fig. 4) kalles den katodiske flate og svarer til den indre avgrensning i rammene 1, mens flaten til elektrodene 3 svarer til den for den katodiske flate, men øket med en om-kretsgrensedel på 8-10 cm ved den øvre side a-d og med ca.

5-6 cm nær de andre tre sider. Tilstedeværelsen av grenseområdene er nødvendig for å tillate sikker festing av elektrodene 3 mellom en ramme og den hosliggende i samsvar med den følgende utforming.

En del av det øvre grenseområde på hver elektrode, dvs. det øvre bånd av nevnte grenseområde vil være sikkert forbundet med den øvre del av den høyere side av tverrdelen lc ved hjelp av den tynne stav 5 med et tverrsnitt lik en omvendt U, hvis funksjon er at den skal tillate sammenklemming av delene på elektroden og på tverrdelen. I realiteten vil, da elektroden skal forbindes sikkert med tverrdelen lc elektroden automatisk bli festet til sistnevnte og dette finner sted hvor et smalt fremspring er anbragt nær kanten av elektroden. Dette fremspring virker mot konstruksjonens høyere kant og forhindrer således at elektroden kan beveges bort fra denne og gli ned.

Etter å ha montert rammene 1 sammen med de respektive elektroder 3 i rekkefølge etter hverandre på den førende bæreinnret-ning (ikke vist) vil grenseområdene på alle fire kanter av elektrodene forbli automatisk innsatt mellom en ramme og den hosliggende når, etter montering av hodene (ikke vist), hele elektrolysørkonstruksjonen sammenpresses ved hjelp av den egnede innretning mellom de sistnevnte i den retning som er antydet med pilene Fl og F2 på fig. 10 (på samme måte som det gjøres i en filterpresse ) .

I praksis vil altså de øvre grenseområder av elektrodene (med unntak av de områder som er innsatt i staven 5) forbli klemt mellom en ramme og de hosliggende og mer nøyaktig mellom bak-siden av den tverrgående del til hvilken elektrodene er låst av staven 5 og frontsiden på den fremre tversgående del av rammen. Den forannevnte forskjell i høyde mellom de to paral-lelle sider av tverrdelen er blitt utformet nøyaktig svarende til det som er nødvendig for å gi tilstrekkelig rom for opptak av staven 5.

Dette låsesystem for elektrodene 3 muliggjør bruk uten noen vanskelighet av blyelektroder i form av flater med en tykkelse på 1 mm og med en katodeflate på minst 70 dm (et slikt over-flateareal er industrielt gunstig).

Den dårlige første mekaniske motstand for blyplatene som danner elektrodene vil progressivt bli forbedret av kobberlaget (skjematisk vist på fig. 9), hvilket lag vil ha en stadig økende tykkelse uten noen risiko for dannelsen av spenninger mellom de to metaller .

Selvfølgelig vil utformingen av kobberkatodene svare til av-grensningen av det indre rom a, b, c, di rammene 1, i hvilke katodene vil bli dannet. Etter hvert som elektrolysen skrider frem vil tykkelsen på katodene øke mer og mer og også deres vekt, som i overveiende grad vil bli båret av den nedre del av rammen og mer spesielt en spesiell leppe som er anordnet på elementet 4 på tverrdelen ld som er åpen i det øvrige område. Kobberkatodene kan bli vurdert som egnet for salg etter at

de har nådd en tykkelse på 6-7 mm. Derfor blir ved oppnåelsen av dette tidspunkt elektrolysøren tømt for elektrolytt og således demontert mens blyelektrodene og kobberkatodene som frem-deles forblir sammen først blir separert fra rammene.

Deretter blir kobberkatodene igjen adskilt fra blyelektrodene. Denne siste operasjon utgjør ingen vanskelighet da det til

dette formål bare er nødvendig å belegge katodeflaten på elektrodene før begynnelsen av elektrolysen med et tynt lag av olje eller fett slik det vanligvis gjøres i parallellkjørte prosesser ved bruk av "moderplater" for å fjerne katodeflakene eller flatene.

Etter at kobberkatoden er blitt fjernet må blyelektrodene bare igjen avflates slik at de igjen er tilpasset til å bli benyttet i den neste elektrolysesyklus osv. fra en syklus til den neste.

Således ville de første to betingelser som er nødvendig for

å løse oppgaven i henhold til oppfinnelsen således tilfredsstilt .

Med hensyn til den tredje betingelse vil det være klart at

den spesielle måte ifølge hvilken elektrodene 3 holdes i deres operative stilling (dvs. med deres grenseområder sikkert fast-

holdt mellom rammene 1), vil forhindre at elektrolytten fra hver enkelt celle kan komme i kontakt med den til de andre celler slik at det ikke dannes noen forbikoblingsstrømmer gjennom disse baner.

Den vannavstøtende virkning av flatene på rammene som er fremstilt av plastmateriale (som vanligvis har slike egenskaper) såvel som det tynne fettlag som belegger elektrodene vil for seg være tilstrekkelig til å forhindre inntrengning av elektrolytt i mulige mellomrom slik at bruken av pakningsinnretninger ikke alltid er nødvendig for å oppnå en tilstrekkelig adskillelse av elektrolytten. I motsetning hertil er det nødvendig med anbringelse av paknings- eller tetningsinnretninger 6 (fig. 4-10) anbragt i en omkretsplassering langs ytterkanten av elektrodene for å sikre en hermetisk tetning av elektrolysøren.

Det er videre hensiktsmessig at pakningselementet 6 utstrekker seg med en flat flens under kantdelen av elektrodene, slik at pakningselementene 6 på denne måten lettere kan anbringes på rammene 1 og også fordi pga. denne forlengede utforming disse pakningsinnretninger foruten å virke som en støtdemper,

dvs. som en "pute" plassert mellom en elektrode og en ramme også kan sikre en mere effektiv låsing av elektrodene (mellom en ramme og den hosliggende) og således forhindre at elektrodene kan gli langs rammens stive og glatte flate. For ikke å gjøre de vedlagte tegninger for komplisert er de flate deler av pakningene 6 bare vist på fig. 6 og 9.

De andre baner langs hvilke eventuelle avledede eller forbi-koblede strømmer kunne bli overført, dvs. ledningene gjennom hvilke elektrolytten strømmer inn og ut av hver enkelt celle er tvertimot forbudt eller forhindret ved bruk av egnede innretninger 7<1>henholdsvis 7, dvs. ved bruk av de allerede nevnte elektrolyttstrømningsbrytere.

Ved gjennomgangen av elektrolytten vil innretningene danne gjentatte brudd av væskestrømningen som bevirker disse avbrudd i den elektriske ledningsevne. Innretningene består i kombina- sjonen av en liten utfellingstank som er beregnet på å tømmes med en sifongvirkning, og av en underliggende ledning som inn-befatter overlappede, hellende veggelementer. Sifongen tjener til å bryte væskestrømmen under lagringsfasen for elektrolytten slik at den føres inn i utfellingstanken, mens en slik ledning har til oppgave å holde strømningen brutt under fasen i hvilken elektrolytten kommer ut av utfellingstanken og derved bevirke at elektrolyttvolumet i hver syklus ikke er tilstrekkelig til å fylle opp hele ledningen.

Væskestrømningsbryterne er anbragt ved inngangen og utgangen

av hver celle og to av bryterne er derfor forbundet med hver celle.

Den siste betingelse blir også tilfredsstilt. Sirkulasjonen

av elektrolytten gjennom hver celle tillates av det indre led-ningssystem for rammene 1. Tilførsel av elektrolytt til innløps-åpningen E på hver ramme (fig. 8) finner sted gjennom en for-deler 8 som har til oppgave å fordele elektrolytten (som nå igjen har opprinnelig konsentrasjon) i lik mengde til hver celle, idet elektrolytten før den når hver innløpsåpning 8 bringes til å passere gjennom en elektrolyttstrømningsbryter 7' (fig. 8) som det allerede er henvist til. Pilene på fig.

8 viser hvordan elektrolytten sirkulerer i cellen. Etter å

ha blitt ført inn i innløpsåpningen E beveger elektrolytten seg langs den vertikale ledning som er anordnet i den vertikale del lb fra hvilken elektrolytten går ned i det indre hulrom av basisdelen ld i rammen 1 og derfra i henhold til prinsippet for kommuniserende kar tilbakestigende til mellomrommet mellom en elektrode og den hosliggende, passerer så gjennom slissene 4a i elementet 4 montert i det øvre område av delen ld og vil så gå inn igjen i den hule konstruksjon lc, og passerer gjennom slissene lc ' anordnet i det nedre område av den tversgående del lc. Deretter vil elektrolytten komme ut derfra gjennom åpningen lc'<1>og falle ned i elektrolyttstrømningsbryteren 7, gjennom hvilken den når utløpsåpningen U fra hvilken elektrolytten faller ned til slutt i manifolden 9.

For å fullføre beskrivelsen skal det påpekes at komponentene

av elektrolysøren holdes i deres operative tilstand ved hjelp av et bærende rammeverk på hvilket rammene er opphengt og på hvilket hele vekten av elektrolysøren overføres, samt ved hjelp av en kompresjonsinnretning som tjener til å presse sammen de sammenstilte rammer og elektroder, den ene mot den neste mellom de to trykkhoder.

Disse sistnevnte konstruksjoner og innretninger er vanlige

og i det vesentlige lik de som benyttes i en filterpresse,

slik at det ikke skulle være nødvendig å beskrive dem mere detalj ert.

Selvfølgelig vil endeelektrodene, dvs. den første og den siste være anbragt direkte på hodene som ved hjelp av egnede forbin-delses innretninger er forbundet med den elektriske strømmate-krets .

For ytterligere å fullføre beskrivelsen er det nødvendig å tilføye følgende.

Det er blitt antatt at rammen har en tykkelse på ca. 2 cm og at deres tykkelse svarer til den første avstand mellom elektrodene. Selvfølgelig vil i løpet av den elektrolyttiske prosess avstanden avta med en størrelse lik tykkelsen på kobberlaget som utfelles på den katodiske side av elektrodene, slik at det nær slutten av den elektrolyttiske syklus vil foreligge en avstand som blir mindre enn 1 cm. Hvis således tykkelsen for rammene økes, vil det oppnås en større avstand mellom elektrodene med fordelen av en høyere pålitelighet mot mulige kort-slutningskretser mellom elektrode og den hosliggende, men med den ulempe at det foreligger en høyere elektrisk motstand for cellene og derfor høyere elektrisk kraftforbruk pr. produkt-ehhet. De andre dimensjoner for rammene avhenger av arealet for den katodiske flate som vil bli benyttet. Med anvendelsen av en katodisk flate på ca. 70 dm vil det indre område av rammene være et rektangulært rom a, b, c, d med en basis på ca. 8:0 cm og en høyde på 90 cm og således vil også alle de andre dimensjoner bli bestemt, som vil bli proporsjonalt beregnet i samsvar med det foran angitte.

Elektrolyttsirkulasjonen med unntak av den lille diskontinui-tet av fluidstrømning (pga. tilstedeværelsen av strømningsbry-terne 7 og 7<1>) oppnås på en kontinuerlig måte ved hjelp av en pumpe som mottar elektrolytten som kommer ut av elektroly-sørene, og som på forhånd har vært ført inn i en reaktor som sørger for gjentatt etablering av den opprinnelige kationekon-sentrasjon. Deretter returneres elektrolytten til elektrolysø-ren for å fullføre syklusen.

Ingenting må derimot sies om elektrolyttsammensetningen og

om strømtetthetsverdien.som benyttes i prosessen fordi anordningen "i serie" av elektrodene ikke påvirker de kjemisk-fysi-kalske reaksjoner for den elektrolyttiske prosess, slik at valg av parametre gjøres i henhold til de samme kriterier som andre kjente prosesser.

Derimot er det med hensyn til forskjellene i potensial nødven-dig å påpeke at det pga. den høyere elektriske motstand som fremkommer pga. blyelektrodene og pga. det oksidlaget som vil bli dannet på deres anodiske sider vil den kreve spenning for hver celle, som i tilfelle av strømmer som varierer fra 100-200 ampere vil variere mellom 1,85 og 2,05 volt .og selvfølgelig,

da det benyttes en forbindelse "i serie", må potensialforskjel-len i elektrolysøren være lik summen av potensialforskjeller for de enkelte celler som sistnevnte er sammensatt av.

Det ville være tilrådelig at elektrolysørene i henhold til

den foreliggende oppfinnelse blir utstyrt med egnede innretninger som tillater at alle mulige elektrolyttap samles og returneres i driftssyklusen, tap som vil kunne oppstå pga. pakninger som ikke gir en hermetisk tetning, slik at det på denne måten ikke oppstår uønskede problemer. Det er også nødvendig at det er anbragt samlere eller andre innretninger som er utformet for å tillate en lett tømming og fylling av elektroly-sørene med elektrolytt.

Det er også foreslått bruken av den foreliggende prosess for andre metaller enn kobber, dvs. metaller som tillater en elektrolyttisk adskillelse fra sure oppløsninger eller deres sul-fater og hvor blyelektroder kan benyttes slik som tilfellet er for kobber. Mere generelt kan den foreliggende fremgangsmåte benyttes overalt hvor det vil være mulig å benytte elektroder som er uløselige i oppløsningen som utsettes for en elektro-lyseprosess, og som tillater at katodene fjernes for å kunne brukes på nytt eller som vil ha så begrensede kostnader at de kan benyttes for en enkel syklus (dvs. engangselektroder).

Claims (8)

1. Elektrolyttisk fremgangsmåte for fremstilling av kobberkatoder fra vandige oppløsninger av kobbersulfat, CuSO^ , som er surgjort med svovelsyre, ved hjelp av en direkte galvanisk utfelling av metallet på katodesiden av bipolare uløselige blyelektroder (3) som er anordnet i serie, karakterisert ved at elektrodene holdes i deres operative tilstand ved hjelp av modulsammensatte rammer (1) som må være korrosjonsmotstandsdyktige, og som er elektrisk ikke ledende, ved hjelp av hvilke det oppnås en elektrolysør som er dannet ved en.avvekslende sammenstilling av elektroder og rammer i et mer eller mindre stort antall, og som understøt-tes av et bærerammeverk og som er sammenpresset og lukket ved sine ender av to hoder og er hermetisk lukket når det gjelder elektrolytten, ved hjelp av tilstedeværelsen av pakninger (8) innsatt mellom en ramme og det hosliggende, hvilken rammerekke-følge er beregnet på å bære blyelektroder (3) med en stor flate basert på det faktum at elektrodene som på forhånd er hengt over tverrdeler (lc) på hver ramme ved hjelp av en tynn stav (5) forblir innesluttet idet alle deres fire kanter ligger mellom en ramme og en hosliggende ramme.

2. Elektrolyttisk fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vekten av de kobberkato der som skal fremstilles bæres direkte av rammene (1) ved hjelp av en leppe som er anordnet ved det øvre område av den tversgående basisdel (ld) på hver ramme og ved at de flate deler av pakningene (6) forblir sikkert holdt mellom en. ramme og den hosliggende elektrode, hvilke flate deler tjener til sikker festing av elektrodene (3) i deres driftstilling.

3. Elektrolyttisk fremgangsmåte ifølge de foranstående krav, karakterisert ved at rammene er fremstilt av et plastmateriale og har en hul konstruksjon som danner indre forbindelsesledninger utstyrt med slisser (4a, lc <1> ) anordnet i den øvre del av den tversgående basisdel (ld) såvel som i den nedre del av den øvre tversgående del (lc), beregnet på å tillate en kontinuerlig sirkulasjon av elektrolytt i hver av cellene som danner elektrolytten, og som er adskilt av elektrodene, hvilken sirkulasjon ble oppnådd pga. forskjellen i nivå mellom inngangs- og utgangsåpninger for cellene, hvilken sirkulasjon også fremmes av den vertikale stigning som bevirkes i cellene av oksygenet som utvikles ved anodene.

4. Elektrolyttisk fremgangsmåte ifølge de foranstående krav, karakterisert ved at enhver forbikoblings-strøm forhindres i elektrolysøren, i og med at elektrolytten i hver celle adskilles fra de i.de andre celler enten pga. en tilstrekkelig sperring av grenseområdene av elektrodene mellom en ramme og den hosliggende, eller under virkningen av gjentatte brudd i den elektrolyttiske strømning som sirkulerer i ledningene, som frembringes av spesielle innretninger (7, 7') som betegnes strømningsbrytere, som hver celle er utstyrt med i innløpsledningene etter fordeleren (8) og i utløps-ledningen i innsiden av delen (la) på hver ramme.

5. Elektrolyttisk strømningsbryter (7, 7') ifølge krav 4, som består av en liten utfellingstank som kan tømmes med en sifongvirkning, og som utgjør en tilførsel av elektrolytt til en underliggende ledning, omfattende et antall hellende veggelementer og med en slik lengde at den ikke fylles fullstendig av væskemengden som kommer ut fra utfyllingstanken i hver syklus slik at det mellom inngangsdelen og utgangsdelen av innret-ningen fremkommer minst ett avbrudd i den elektrolyttstrømning som dannes.

6. Sammensettbare modulrammer for gjennomføring av den elektrolyttiske fremgangsmåte ifølge de foranstående krav, karakterisert ved at rammen omfatter en nedre del (ld) med en konveks nederste del (ld') utstyrt med en ut-løpsåpning (le), to vertikale deler (la, lb), idet den øvre del (lc) og den nedre del (ld) er hule og satt i forbindelse med hverandre.

7. Sammensettbar modulramme ifølge krav 6, karakterisert ved at de vertikale deler (la og lb) har utoverragende skuldre (2a, 2b) for understøttelse av rammen (1) i sin driftsstilling, at det nedre område av den øvre tverrdel (lc) er utstyrt med slisser (lc <1> ), mens andre slisser (4a) er anordnet i et element (4) med et tverrsnitt med U-lignende form, som er innsatt i den øvre del av den tversgående basisdel (ld) langs hele dens lengde, at den bakre del av den tversgående del (lc) er høyere enn frontdelen for å tillate at elektroden blir sikkert forbundet med den bakre del uten å oppta grensesonen av elektrodene som er utformet for å innsettes deri.

8. Fremstilling av katoder av et annet metall enn kobber ved hjelp av fremgangsmåten ifølge de foranstående krav ved bruk av blyelektroder eller ikke, men som har det som er nød-vendig for å være uløselige i de benyttede elektrolyttiske oppløsninger.