[发明专利]由阳极吊钩装置和增强了几何结构的阳极组成的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括用于在电解提纯过程中使用的铜阳极的可重复使用的耳状物的系统，其解决了需要这些相同的阳极它们自己形成耳状物的需求。现在，这些耳状物只用于电接触功能并且用作电流阳极支承体，并且因此当在阴极上完成电解沉积过程时，该材料被原封不动地留下并且必须被再熔炼以形成新的阳极。本发明能够使用没有耳状物的阳极，这允许生产的碎片最小并且将随后的相关成本降到最低。

背景技术

高纯度铜产品生产过程从接收并取样铜精矿开始涉及若干阶段。根据铜、铁、硫、硅浓度以及杂质（例如主要是砷、锑和锌），将铜精矿取样并分类是很重要的。

在分类过程之后，浓缩物进入干燥阶段，在该阶段湿度从8%下降至0.2%，然后干燥后的浓缩物进入熔化过程，其目的在于实现状态改变，允许浓缩物从固态变为液态，从而使铜可以从包括浓缩物的其它成分中分离出来。

铜浓缩物熔化是在高温（高于1200°）发生的瞬间自燃的产物。在该过程中，浓缩物从固态变为液态，浓缩物中出现的包括矿石的成分根据它们的重量被分离，较轻的部分保留在被熔炼的物质（熔融金属）的上部，其被称为熔渣，主要是高的铁和硅物相，而较重的结合至硫的铜集中在所述反应器的下部，其被称为巴氏合金或轴承合金。因此，通过由在不同水平面的出渣通道将它们从反应器取出，从而能够将两部分分离。

必须不断地装载并一直轻敲熔化反应器和熔炉，高铜材料以液态形式经由罐或通道被运送至转化过程，在该过程，生产被称为粗铜的高铜物相（98.5Cu）。该产品随后以液态形式经由罐或通道被运送至精炼处理，在该处理主要移除杂质，例如溶解硫、溶解氧、和尤其例如砷、锑、铋、铅的杂质，使得最后导致获得称为阳极铜的产品具有平均纯度为99.5%的铜。

阳极铜通过采用具有耳状物2的矩形几何形状的阳极板1模制和固化，如图1所示。浇铸阳极铜的最常用的方式是用包括确定量的铜模的铸造轮，其中铜在小于等于1200℃的温度被倒出，一旦铜被倒入铸造轮，铸造轮开始旋转并且熔融的铜在第一阶段在相邻的温度开始冷却直到铜的上部变成固态，然后铜经过包括上层水冷却和下层水冷却的冷却阶段。在这个阶段，铜的温度降低直到达到完全的固态以被运送至电解提纯设备中从而生产具有99.9%以上含铜量的高纯度阴极。

阳极铜形成在包括容纳形成阳极板1的液态铜的中心矩形腔8的模具7上。在所述模具7的上部上以及朝向中心腔8的角落设置有两个容纳液态铜的腔9，所述腔包括如图6和7所示的耳状物2。

在冶炼厂，根据要使用的具有其各自的吊杆5的技术，阳极1被导入具有固定的或作为母片的阴极4的电解池3。用酸溶液填充电解池3并且将电流施加至接触体6从而进行铜从阳极1朝向阴极4的电解沉积，如图2至图5所示。在该过程中，阳极1只保持浸入至耳状物2的连续区域，并且由于这个原因，该阳极1的上部不参与电解过程，如图3中详细所示，由此耳状物2只用来运输相同的部分并用来电接触。

当完成电解循环，阳极的该部分保持原封不动并且与没有溶解的材料一起，称为碎片，成为余下的阳极的重要部分。该材料必须被再次熔化以形成新的阳极1并且继续完成循环；在所有现有冶炼厂形成该产品并且再处理成本很高，其中所述产品是由市场中现有的不同技术制造的。

本发明提出了一种新的几何图形的阳极1，其通过保持要被使用的电解提纯技术所需尺寸的矩形结构或者其他形状，使阳极主体的耳状物2分离，随后和下游的模制过程必须结合固定系统，根据现有电解提纯技术所用的几何尺寸，该固定系统已在工厂中被设定尺寸并且标准化。固定系统由耐在电腐蚀中使用的酸溶液的金属形成并且具有允许向修改的阳极传送电流的导电元件，从而电接触能够对于电解过程是适合的。

在现有技术的状态下，一直试图形成具有耳状物的杆，其用于在有色金属内在不同的过程中悬挂阴极和阳极。因而，例如，1988年9月28日公开的文献EP0284128公开了一种用于在金属的电解提纯中的阳极片和阴极片的悬挂杆，其中悬挂杆的核部分由具有高耐弯性且高机械阻力的材料形成，并且由具有好导电性能的材料的护套包围。具有好导电性能的材料，诸如铜，靠近悬挂杆的至少一个端部，优选地靠近两个端部，长度至少3厘米且至多5厘米，护套一直连续到核部分的端部。另外，该文献公开了一种用于制造悬挂杆的方法，在该方法中铜护从铜管开始套盖上钢铁核部分。铜和钢铁核部分被导入铜管内，随后护套通过增加的另外的核部分被拉动，达到基本上对应于由于拉动所产生的铜管的长度改变的总长度，最终产生的杆被锯开成在铜核部分所处的点上具有期望的杆尺寸。朝着中心，杆具有两个钩，以在一些情况下悬挂阳极或者阴极。