DE3221371C2 - Elektroden-Rahmen für die elektrolytische Gewinnung oder Raffination von Metallen - Google Patents

Abstract

Ein Elektrodenrahmen für die elektrolytische Gewinnung oder Raffination von Metallen besteht aus den vier Rahmenschenkeln (1-4). Er dient zur Spannung je eines beidseitig zur Rahmenebene angeordneten Filtertuches, zwischen denen der Rahmeninnenraum (5) eingeschlossen ist. Zur Konstanthaltung der Spannung der Filtertücher ist mindestens einer (4) der Schenkel (1-4) von einer im Abstand und im wesentlichen parallel zu ihm verlaufenden Druckstrebe (6) flankiert, die durch Federdruck in vom Rahmeninnenraum (5) weggewandter Richtung (7) beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen bei der elektrolytischen Gewinnung oder Raffination von Metallen einzusetzenden Elektroden-Rahmen aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen (DE- $ OS 28 53 672).

j-J Bei der elektrolytischen Gewinnung von Metallen,

pj beispielsweise Kupfer, Nickel, Silber od. dgl., befinden

A' sich eine Anode aus inertem Werkstoff, beispielsweise

:·:; Blei, sowie eine Kathode, auf der das Metall niederge-

> schlagen werden soll, in einem gemeinsamen Elektrolyten. Die Kathode ist dabei mit dem Minuspol und die '*> Anode mit dem Pluspol einer Gleichstromquelle verbunden. I läufig sind die Kathoden- und Anodcnriiumc durch ein Diaphragma voneinander getrennt und es sind Umwälzpumpen vorgesehen, die den Elektrolyten in den Kathodenraum fördern. Bei den Elektroden selbst handelt es sich in der Regel um rechteckige Platten unterschiedlichen Gewichtes, wobei die Gewichte bis in die Größenordnung von 100 kg ansteigen können. Insbesondere bei der Kathode ist es so, daß zunächst bei Beginn der Elektrolyse von einem verhältnismäßig dünnen Starterblech ausgegangen wird, welches dann aber im Verlauf der Elektrolyse anwächst und ebenfalls Gewichte in der Größenordnung von 50 bis 100 kg, mitunter auch darüber erreicht

Das geschilderte Verfahren der elektrolytischen Metallgewinnung kann auch mit geringen Abwandlungen zum elektroiytischen Raffinieren von Metallen, beispielsweise Kupfer, Nickel, Silber od. dgl. angewandt

ίο werden. In diesem Fall besteht die Anode aus dem zu raffinierenden Metall und taucht zusammen mit der Kathode in den gemeinsamen Elektrolyten ein. Beim Stromdurchgang wird das zu raffinierende Metall auf der Kathode niedergeschlagen, wobei sich gleichzeitig eine äquivalente Menge von der Anode ablöst

Um Berührungen der Elektroden untereinander zu verhindern, sowie auch das Auswechseln zu erleichtern, sind die Elektroden in der Regel von einem Rahmen umgeben, der das Elektrodengewicht abfängt und auf die Wände des Elektrolysegefäßes überträgt Der Rahmen selbst besteht aus elektrisch nicht leitfähigem Material, was erforderlich ist da sich andernfalls Metall auch auf dem Rahmen abscheiden und insbesondere die Kathode mit dem Rahmen zusammenwachsen würde.

Zur vollständigen Trennung ist dann noch ein Diaphragmentuch über den Rahmen samt Inhalt gezogen, das entweder an besonderen Befestigungsvorrichtungen des Rahmens angeheftet ist oder einfach nach Art eines flachen Schlauches oder Beutels über den Rahmen mitsamt der darin befindlichen Elektrode gezogen ist

Es hat sich herausgestellt, daß diese Tücher leicht entweder zu straff oder zu locker am Rahmen angeordnet sind. Dies beruht auch darauf, daß die Tücher während der Einsatzdauer des Elektroden-Rahmens ihre Länge ändern. Eine zu straffe Spannung beruht meist auf einer Tuchschrumpfung und bewirkt eine Öffnung des Gewebes. Bei einer zu "lockeren Spannung kann z. B. Nickel in das Tuch wachsen, so daß die Platte nicht mehr aus dem Rahmen entfernt werden kann und sich ein ungleichmäßiger Aufbau der Rahmenbespannung ergibt Wird die Bespannung aus einem Tuchbeutel gebildet, so müssen bei dessen Herstellung genaue Abmessungen eingehalten werden, wenn die gewünschte Tuchspannung in vergleichsweise engen Toleranzen eing ■ halten werden soll.

Aus der DE-AS 26 15 350 ist eine Anordnung bekannt, bei der eine rahmenlos in das Bad eingesetzte Elektrode verwendet wird. Die Elektrode ist von einem Gewebesieb umgeben, das über die Elektrode nach oben gezogen worden ist. Da es sich um eine rahmenlose Elektrode handelt, liegt das Gewebesieb unmittelbar auf der Elektrodenoberfläche auf. Außerdem dient das Gewebesieb nicht als Diaphragma.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodenrahmen der eingangs genannten Art zu schaffen, der über die Einsatzdauer des Elektrodenrahmens eine gleichmäßige Tuchspannung gewährleistet. Die unter Federdruck beweglichen Druckstreben üben auf das gespannte Filtertuch bzw. den gespannten FiI-tertuchbeutel eine Spannkraft aus, so daß lockere Tücher gcsiraffi werden und eine Ttichschrumpfung durch Nachgeben kompensiert wird. Die Federelemente können beispielsweise durch Spiralfedern oder elastische Gummielemente gebildet sein. Diese Aufgabe wird

durch die im Kennzeichen des Anspruches i enthaltenen Merkmale gelöst.

In den Unteransprüchen sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ge-

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kennzeichnet Bei der Ausführungsform nach Anspruch Elektroden dient Soll der Rahmen als Kathodenrahmen

2 tritt an die Stelle wenigstens eines festen Schenkels ein verwende· werden, so wird zu Beginn der Aiteit durch

als Druckstrebe ausgebildeter und folglich beweglicher den Schlitz 17 das Starterblech eingeführt und am Ende

Schenkel. Die AusffihninRsrorm nach Anspruch 6 hat der F.icktroly.sc die gewachsene Kathode entnommen,

den Vorteil, daß keine Tuehbeutel mehr genäht werden 5 Soll der Rahmen als Anodenrahmen eingesetzt werden,

müssen sondern z. B. beidseitig in einfacher Weise je ein so ist zu Beginn die maximal starke Anodenplatte durch

Tuch eingespannt werden kann. Dabei erweist sich das den Schlitz 17 zu schieben und am Ende der Elektrolyse

Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 5 als beson- sind etwa noch verbleibende Anodenreste durch den

ders vorteilhaft, weil auch im Bereich des Gummifeder- Schlitz 17 zu entnehmen.

elements eine vollkommene Abdichtung des Elektro- io Wenn die beidseitig den Rahmeninnenrauni abdek-

denrahrnens durch das Tuch gewährleistet ist. kenden Filtertücher durch einen Tuehbeutel gebildei

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figu- sind, wird dieser zu seiner Fixierung am Rahmen von

ren erläutert Es zeigt unten über den unteren Hori/ontalschenkel 2 und die

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß aus- beiden Seitcnschenkel 3,4 sowie die Druckstrebe 6 nach

gebildeten Elektrodenrahjmens lotrecht zur Rahmen- 15 oben gezogen. Mit seinem oberen Saum wird er über

_eDene Bänder am oberen Horizontalschenkel 1 fixiert Durch

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Rahmen entsprechend die Druckstrebe 6 werden die gespannten Filtertücher

Pfeil Il in F i g. 1. oder die beiden Seiten des Filtertuchbeutels einer SoIl-

F i g. 3 eine Seitenansicht des Rahmens entsprechend spannung ausgesetzt Verändert sich diese Spannung

Pfeil IH in F i e. 1. 20 während der Betriebsdauer des Elci.irodenrahmens, so

F ig. 4 und" 5 unterschiedliche Querschrittsformen vergrößert oder verkleinert sich je nach Änderung der

von Rahmenschenkeln entsprechend der Schnittlinie Abstand 8 der Druckstrebe 6 zum benachbarten Seiten-

IV-IV in F i g. 1. schenkel 4. Dadurch ist für eine gleichbleibende Span-

F i g. 6 eine Draufsicht auf die Außenseite des unteren nung der Filtertücher in deren den Rahmeninnenraum

Rahmenteiles. 25 überspannendem Bereich gesorgt Außerdem wird da-

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des unteren rech- durch einer Deformation z. B. der starren Seitenschen-

ten Rahmenschenkelstoßes in Pfeilrichtung VII in kel 3,4 durch eine Tuchschrumpfung entgegengewirkt

F i g. 8 ausschnittweise eine perspektivische Darstel- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

lung eines Rahmenschenkels oder einer Druckstrebe mit in einer umlaufenden Nut fixiertem Filtertuch.

Der Rahmen gemäß F i g. 1 besieht aus dem oberen Horizontalschenkel 1, dem unteren Horizontalschenkel 2 sowie den beiden Seitenschenkeln 3, 4. Die Schenkel 1—4 bestehen aus Polypropylen. Der rechte Seitenschenkel 4 ist auf seiner dem Rahmeninnenraum S abgewandten Seite von einer parallel zu ihm verlaufenden Druckstrebe 6 flankiert, die durch Federdruck in vom Rahmenir.nenraum 5 weggewandter, rechtwinklig zur Längsrichtung der Seitenschenkel 3, 4 verlaufender Pfeilrichtung 7 beaufschlagt ist Die Druckstrebe 6 verläuft in einem einen ausreichenden Federweg auch zum nachgiebigen Einwärtsfedern gewährleistenden Abstand 8 parallel zu dem ihr benachbarten rechten Seitenschenkel 4. Die Federelement«? sind durch Gummiblöcke 9,10 gebildet, die an die beiden Enden 11,12 dtr Druckstrebe 6 angesetzt sind und als deren Fortsetzung einen Übergang zu den Enden des benachbarten Seitenschenkels 4 bzw. der benachbarten Horizontalschenkel 1,2 herstellen.

Bei der Ausführungsiorm nach Anspruch 2 ist der Seitenschenkel 4 mit der Druckstrebe 6 identisch.

Der Rahmen ist auf seinen parallel zur Rahmenebene verlaufenden Seiten mit einer umlaufenden Schwalbenschwanznut 13 versehen, die zur Einlage einer das FiI-tertuch 14 in der in F i g. 8 dargestellten Weise fixierenden Rundschnur 15 bestimmt ist Dort wo eine Rahmenaußenseite durch eine Druckstrebe 6 gebildet ist, verläuft die Nut 13 jeweils längs der Druckstrebe 6 und nicht längs etwa des parallel zu dieser verläufenden Seitenschenkels 4. Dabei durchsetzt die Nut 13 auch die Seitenflächen der Gummiblöcke 9,10.

In F i g. 6 und 7 sind die Schwalbenschwanznuten 13 in den Seitenschenkeln 3 und 4 nochmals dargestellt Mit

16 sind dort Bohrungen für die Aufnahme von Montageschrauben bezeichne'..

Der obere Horizontalschenkel 1 ist mit einem Schlitz

17 versehen, der der Einführung und Entnahme der

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mit einem Diaphragmentuch überzogener Elektroden-Rahmen für die elektrolytische Gewinnung oder Raffination von Metallen mit einem oberen und einem unteren Horizontalschenkel sowie mit zwei diese miteinander verbindenden Seitenschenkeln, wobei die Schenkel vorzugsweise aus Polypropylen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schenkel (1—4) auf seiner dem Rahmeninnenraum (5) abgewandten Seite von einer im wesentlichen parallel zu ihm verlaufenden Druckstrebe (6) flankiert ist, die durch Federdruck in vom Rahmeninnenraum (5) weggewandter Richtung (7) beaufschlagt ist, um eine gleichmäßige Spannung des Diaphragmentuches zu gewährleisten.

2. Elektroden-Rahmen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schenkel (1 —4) selbst <&s Druckstrebe ausgebildet ist

3. Eiektröäcii-Rahrrier. nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstrebe (6) über endseitig angebrachte Federelemente an einem angrenzenden Rahmenschenkel (1, 2, 4) abgestützt ist

4. Elektroden-Rahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus einem Gummiblock (9,10), insbesondere aus thermoplastischem Material besteht

5. Elektroden-Rahmen nach einem der Ansprüche 3 oder 4, daiurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Druckstrebe (6) ein Gummiblock angesetzt ist, der als Fortsetzung der Druckstrebe (6) deren Übergang zu dem benachbarten Rahmenschenkel (1^) herstellt

6. Elektroden-Rahmen nach einem der Ansprüche ! bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroden-Rahmen auf der außenliegenden Seite, insbesondere auf seinen parallel zur Rahmenebene verlaufenden Seiten, mit einer umlaufenden Nut (13) zur Einlage einer ein Filtertuch (14) fixierenden Rundschnur (15) versehen ist, wobei die Nut (13) in die jeweilige Druckstrebe (6) eingebracht ist.