具有保護罩和所注射的密封物的電解陰極組件的制作方法
【專利說明】具有保護罩和所注射的密封物的電解陰極組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年8月10號提交的、美國臨時申請61/681，780的優(yōu)先權(quán)，據(jù)此其全部內(nèi)容通過弓I用的方式包含在本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體上涉及通常用于金屬的精煉或提煉的電解陰極組件。
【背景技術(shù)】
[0004]以下內(nèi)容并不是承認本部分所論述的任何內(nèi)容屬于現(xiàn)有技術(shù)或本領(lǐng)域技術(shù)人員的認識的一部分。
[0005]國際申請PCT/CA2008/001470中描述了一種通常用于金屬的精煉或提煉的電解陰極組件，所述電解陰極組件具有導電懸掛桿和淀積板，所述淀積板沿上端部附接于懸掛桿從而形成接合處。陰極組件還包括保護罩，所述保護罩具有側(cè)邊緣并且包圍懸掛桿和淀積板的部分上端部，從而基本圍住接合處并且使懸掛桿的端部部分暴露在保護罩的側(cè)邊緣之外。保護罩的各個端部包括防腐蝕材料，所述防腐蝕材料設置為用以形成保護罩與懸掛桿之間基本連續(xù)的密封物，由此至少阻礙流體流入保護罩。還描述了制造和使用所述電解陰極組件的方法。
[0006]國際申請PCT/CA2011/050656中描述了一種電解陰極組件，這種電解陰極組件包括中空的懸掛桿和沉積板，其中沉積板包括附接到所述懸掛桿的上邊緣。所述懸掛桿可以基本由銅形成。至少一個支撐元件可以被配置為支撐所述懸掛桿。所述支撐元件可以內(nèi)置于所述懸掛桿內(nèi)，并且可以部分地在所述懸掛桿的多個桿端部之間延伸。支撐元件可以包括第一支撐元件和第二支撐元件，其中每個支撐元件置于與所述多個桿端部中分別的一個相鄰。所述懸掛桿可以包括伸出部分，所述支撐元件可以至少部分地置于所述伸出部分內(nèi)。所述支撐元件可以包括內(nèi)端部，所述內(nèi)端部相對于所述沉積板的板邊緣向內(nèi)偏移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]以下內(nèi)容的目的在于向讀者介紹遵從權(quán)利要求主題、但是并非對其進行限定或限制的詳細說明。
[0008]在本發(fā)明的一方面，制造電解陰極組件的方法包括:將沉積板沿著上端部附接到導電懸掛桿，從而限定接合處；形成具有側(cè)邊緣的保護罩；將保護罩布置成大體上包圍沉積板的一部分上端部和懸掛桿，以基本圍住接合處；向保護罩和懸掛桿之間的通道注入防腐蝕材料，以形成在懸掛桿周圍延伸的基本連續(xù)的密封，從而至少阻礙流體從側(cè)邊緣流入保護罩中。
[0009]形成步驟包括在保護罩中形成大體上鄰近側(cè)邊緣的通道。形成步驟包括由一張材料制成保護罩。形成步驟包括折彎這張材料以形成若干側(cè)壁，所述若干側(cè)壁限定用于容納懸掛桿的中央腔體。形成步驟包括折彎這張材料，使得保護罩的若干側(cè)壁被間隔分開，以便采用滑動配合的方式容納懸掛桿。布置步驟包括折彎側(cè)壁使其大體上與懸掛桿接合。形成步驟包括折彎這張材料以使得保護罩的縱向邊緣被間隔分開，以便采用滑動配合的方式容納沉積板。布置步驟包括將縱向邊緣焊接到沉積板上。
[0010]注入步驟包括將防腐蝕材料注入到與通道流體連通的至少一個入口中。形成步驟包括在保護罩中形成至少一個入口。形成步驟包括在保護罩的頂側(cè)壁中形成與通道對準(registrat1n)的至少一個入口。
[0011 ] 所述方法還包括將至少一個支撐元件內(nèi)置于所述懸掛桿內(nèi)。所述方法還包括通過至少一個焊縫將沉積板附接到懸掛桿上，并且通過至少一個焊縫將保護罩附接到沉積板上。防腐蝕材料可以包括環(huán)氧樹脂(epoxy)。沉積板和保護罩由不銹鋼形成。懸掛桿由銅形成。
[0012]在本發(fā)明的一方面，電解陰極組件包括:導電懸掛桿、沉積板、保護罩、和防腐蝕材料；沉積板沿上端部附接于懸掛桿從而形成接合處；保護罩具有側(cè)邊緣，保護罩布置成大致包圍沉積板的一部分上端部和懸掛桿，以基本圍住接合處；防腐蝕材料置于保護罩和懸掛桿之間的通道中，用以形成在懸掛桿周圍延伸的基本連續(xù)的密封，從而至少阻礙流體從側(cè)邊緣流入保護罩中。
[0013]通道形成在保護罩中并且與側(cè)邊緣相鄰。電解陰極組件還包括至少一個與通道流體連通的入口。至少一個入口形成在保護罩中。至少一個入口形成在保護罩的頂側(cè)壁中，與通道對準。
[0014]電解陰極組件還包括至少一個內(nèi)置于懸掛桿內(nèi)的支撐元件。沉積板通過至少一個焊縫附接到懸掛桿上，保護罩通過至少一個焊縫附接到沉積板上。防腐蝕材料可以包括環(huán)氧樹脂。沉積板上和保護罩由不銹鋼形成。懸掛桿由銅形成。
[0015]電解池包括:包含有電解槽的容器、包含在電解槽中的陽極組件、包含在電解槽中的如這里描述的陰極組件、以及電連接到陽極組件和陰極組件以形成電解池的電源。
[0016]在電解池中電解精煉或電解提煉金屬的方法包括:提供包含電解槽的容器；在電解槽中提供陽極組件；在電解槽中提供這里描述的陰極組件；提供電源；將電源電連接到陽極組件和陰極組件以形成電解池；應用足夠的電流給電解池，以使得電解槽中的金屬離子沉積在陰極組件的沉積板的表面上。
[0017]在本發(fā)明的一方面，形成用于電解陰極組件(電解陰極組件具有導電懸掛桿和沿上端部附接于懸掛桿從而形成接合處的淀積板)的保護罩的方法包括:提供至少一張材料；折彎這張材料以形成限定用于容納電解陰極組件的懸掛桿的中央腔體的多個側(cè)壁，其中保護罩的所述多個側(cè)壁被間隔分開，以便采用滑動配合的方式容納懸掛桿。
[0018]折彎步驟包括至少一個模具成形操作。這張材料被布置成大體上包圍懸掛桿和沉積板的上端部的一部分，以基本圍住接合處。這張材料的側(cè)壁被折彎以大致與懸掛桿接合。這張材料的縱向邊緣焊接在沉積板上。
[0019]所述方法還包括在這張材料中形成通道，并且向保護罩和懸掛桿之間的通道中注入防腐蝕材料，以形成在懸掛桿周圍延伸的基本連續(xù)的密封。形成步驟包括至少一個模具成形操作。所述方法還包括在這張材料中生成至少一個與通道流體連通的入口，以及注入步驟包括將防腐蝕材料注入到至少一個入口中。生成步驟包括至少一個模具成形操作。
【附圖說明】
[0020]這里包括的附圖用于示出本發(fā)明裝置和方法的多個例子，并不用于以任何方式限制所教導的范圍。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)第一個例子的電解陰極組件的部分側(cè)視圖；
[0022]圖2是圖1中的陰極組件的部分立體圖；
[0023]圖3是圖1的陰極組件的側(cè)端的放大的部分側(cè)視圖；
[0024]圖4是沿圖1中的線4-4的截面圖；
[0025]圖5是沿圖1中的線5-5的截面圖；
[0026]圖6和圖7分別是圖1的陰極組件的保護罩在至少第一形成步驟之前和之后的側(cè)端部的部分立體圖；
[0027]圖8、圖9和圖10是圖6和圖7的保護罩在至少第二形成步驟后的立體圖、端視圖和俯視圖；
[0028]圖11是圖1的陰極組件的側(cè)端部的反轉(zhuǎn)、放大的部分立體圖；
[0029]圖12是沿圖3中的線12-12的截面圖；以及
[0030]圖13是示例性的電解池的示意立體圖。
【具體實施方式】
[0031]以下描述了多個裝置或方法以提供每個要求保護的發(fā)明的實施例的例子。下面描述的實施例均不限制任何要求保護的發(fā)明，并且任何要求保護的發(fā)明可以涵蓋與下面描述不同的裝置和方法。要求保護的發(fā)明并不限制為具備下面描述的任一裝置或方法的全部特征的裝置和方法，或者并不限制為以下描述的多個或全部裝置或方法共同的特征。以下描述的裝置或方法可以不是任何要求保護的發(fā)明的實施例。在以下描述的裝置或方法公開的但是在本文件中沒有要求保護的任何發(fā)明可以是其他保護的文件(例如，延續(xù)的專利申請)的主題名稱，申請人、發(fā)明人和/或權(quán)利人通過在本文件中的公開并非意在放棄、否認任何這種發(fā)明或?qū)⑵浞瞰I給公眾。
[0032]金屬的電解精練需要將陽極和陰極一起放置在合適的電解槽中，其中陽極由需要被精練的粗金屬制成。在陰極和陽極之間施加電壓，引起粗金屬氧化，純金屬離子進入溶液中并且穿過電解槽向陰極電解地移動。沉積在陰極上的純金屬離子作為精煉金屬，通常具有非常高的純度。大部分雜質(zhì)留在了電解槽中。
[0033]金屬的電解提煉需要將陽極和陰極一起放置在合適的電解槽中，其中陽極由不同于待精煉金屬的金屬制成。待精煉的金屬以可溶形式(例如，通過浸出和溶劑提取工藝進行制備)添加到電解槽中。在陽極和陰極之間施加電壓，使得金屬從溶液移動到陰極上并沉積在其上，作為高純度的精煉金屬。
[0034]典型的陰極組件包括沿著上端部附接到導電懸掛桿的平整的沉積板。懸掛桿與外部電源電接觸。在某些配置下，懸掛桿的兩端部位于沿著容器邊緣延伸的導電母線上。在其它配置下，懸掛桿的一個端部位于沿著水池容器一個邊緣延伸的導電母線上，懸掛桿的另一個端部位于沿著容器的相對邊緣延伸的電絕緣桿上。懸掛桿支撐位于電解槽中的淀積板，并為電源和淀積板之間的電流提供路徑。
[0035]在沉積到沉積板表面上的精練金屬到達合適的厚度后，將陰極組件從電解槽中移出。在淀積板是永久的情況下(例如，由不同于待精煉的金屬的其他金屬形成)，精煉后的金屬可以通過任何已知的剝離技術(shù)重新獲得。通常，沉積板的豎直側(cè)邊緣被覆蓋或保護，以使銅或其他需要的金屬只在沉積板的平整側(cè)面以及沉積板的下邊緣周圍沉積。