JP2004115889A - Electrode smelting electrode cooling device - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の電解製錬用電極の冷却装置においては、ブスバー上に水を流すことでブスバーを冷却しているためブスバーの冷却が不均一となり、電気抵抗の上昇を十分に阻止できないがあった。
【解決手段】本発明の電解製錬用電極の冷却装置においては、電解製錬用電極に通電するためのブスバー外端面側における上記ブスバー上面から下方の地点から上記ブスバーの上面上部に向って斜めに冷却水を噴霧する手段を設ける。上記ブスバー上面の上部に向って噴霧された冷却水を受け止めるため上記ブスバー上面上部に傘状部材を設ける。上記傘状部材の下面は凹面である。
【選択図】 図2In a conventional cooling device for an electrode for electrolytic smelting and refining, the bus bar is cooled by flowing water over the bus bar, so that the cooling of the bus bar becomes uneven, and the rise in electric resistance cannot be sufficiently prevented. Was.
In a cooling device for an electrode for electrolytic smelting of the present invention, an obliquely extending from a point below the upper surface of the bus bar on the outer end surface side of the bus bar for energizing the electrode for electrolytic smelting toward an upper portion of the upper surface of the bus bar. Is provided with means for spraying cooling water. An umbrella-shaped member is provided on the upper portion of the bus bar to receive the cooling water sprayed toward the upper portion of the upper portion of the bus bar. The lower surface of the umbrella-shaped member is concave.
[Selection] Fig. 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電解製錬用電極の冷却装置、特に、高電流を通電する個所について、主に、電解製錬における電解槽の電極接点部分並びに通電部の冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5及び図6は従来の電解製錬装置を示し、1は電解槽、2は電極、2′はその耳部、3はブスバー、4は散水パイプ、5は電解槽1同志の接合部、6は電解液面である。
【0003】
通常、上記電解槽1は横4〜5m、縦2〜4m、深さ2〜3mの箱状である。上記ブスバー3は断面が約400×90mm角で、長さが5mの銅製の角棒である。上記電極2の耳部2′の厚さは10〜50mmであり、上記ブスバー3と接触する部分の厚さは10〜50mm、長さが30〜50mmである。
【0004】
電解製錬は、酸に金属を含ませた酸溶液中に、純度が90〜98%程度の回収金属よりなる電極と、回収金属を採取のための電極を挿入し、通電させ、目的の回収金属を純度99.99%程度にて回収する方法である。
【0005】
前記電極2は、一般的に金属の純度を上げて回収する側をカソード、他方をアノードと呼んでいる。
【0006】
上記のように電解槽1は、電極2を搭載、かつ通電可能なように、両側に電気を通電するブスバー3を有する。
【0007】
通電、電解製錬では、アノード並びにカソードへの通電は、電極2の耳部2′とブスバー3との接触により行われる。この場合、電極2の自重によりブスバー3との接触を保持している。
【0008】
このため、電極2とブスバー3の接触部に異物が混入したり、通電中の熱により通電抵抗が変化し、所望の回収量が得られない、または回収量に対しての電力消費量が予想より上回る効率の悪化が生じていた。
【0009】
また、電解製錬での電極2の数は、一槽あたり30〜50枚に及び、その電解槽1が数十あることから電極2の数が多く、電極2の自重も数百kgもあるため、衝突した時の衝撃力があり、簡易な装置でも破損してしまう。また、1つの電解槽1の数十枚ある電極2の1枚でも通電不良が発生しただけでもその電解槽1全体に影響を与えてしまうため、1枚1枚の電極2の接点における電気的安定が重要である。
【0010】
そのため、例えば特開平6−212472号公報に示すようにブスバー3と電極2との接点近傍に水を流すことで接点の電気的安定を図っていた。また、水を流すことで同時にブスバーの冷却を兼ねていた。ブスバー3は高電流が常時流れるため、熱を持ち、冷却することで電気抵抗を下げ、電力費を抑制することができる。
【0011】
特願平4−176090号のように水管を用いて冷却する方法が提案されている。それ以上簡易なものがさらに望まれていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、前述のように電解槽1は数十あり、その電極2の総数も多数であるため水道コストがかかり、また、単に水を流して冷却するだけでは冷却にムラを生じ通電部の熱上昇による電気抵抗の上昇、また熱のばらつきによる抵抗のばらつきもあり接点の管理に多大な労力を要していた。
【0013】
従って、より簡便で接点の電気的安定の維持ができコストのかからない手段が求められていた。本発明者は種々実験研究の結果、単に水を散水するのではなく噴霧せしめれば極めて好ましいことを見出した。本発明はこのような知見によって得られたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の電解製錬用電極の冷却装置は、電解製錬用電極に通電するためのブスバー上に冷却水を噴霧するためのスプレー手段を設けたことを特徴とする。
【0015】
上記スプレー手段は、上記ブスバー外端面側における上記ブスバー上面から下方の地点から上記ブスバーの上面上部に向って斜めに冷却水を噴霧する手段であることを特徴とする。
【0016】
また、上記ブスバー上面の上部に向って噴霧された冷却水を受け止めるため上記ブスバー上面上部に配置した傘状部材を有することを特徴とする。
【0017】
上記傘状部材の下面は、凹面であることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【0019】
本発明においては図1及び図2に示すように上記ブスバー3の長辺の中心部外端面側における上記ブスバー3の上面から下方へ約5cm下がった地点に冷却水を噴霧するためのスプレー手段7を配置し、このスプレー手段7のスプレー開口8から上記ブスバー3の上面上部に向って斜めに略円錐状に冷却水を噴霧せしめるようにする。
【0020】
なお、上記スプレー開口8をブスバー3の長辺の中心付近に配置したのは、ここがブスバー3において最も発熱が多い箇所であるためであり、スプレー手段7の個数、配置位置はブスバー3の長さや、発熱状況により適宜決めるものとする。
【0021】
噴霧の形状は特には問わないが、なるべく噴霧する水粒子は、細かく、流速が遅いのが良い。これは、流速が早い噴霧ではブスバー3に付着した水粒子がすぐに流れ落ちてしまうのと、ブスバー3に当たる水粒子が跳ね返り、電解槽1の周りに飛散するためである。スプレー開口8はより広範囲に噴霧できるものを配置する。
【0022】
噴霧量は例えば0.3リットル/分とし、1回の噴霧時間を10分とし20分間隔とする。例えば噴霧面積は長径1〜2.5m×短径0.2〜0.3mの楕円の面積とする。
【0023】
本発明の他の実施例においては図3及び図4に示すようにブスバー3の上方約5cmに直径10cmの弧を有する半円弧状の傘9をブスバー3に向って凹面を向けるように配置する。
【0024】
この実施例においては噴霧された水粒子8′が上記傘9の下面に付着し、傘9の端部を介して水滴がブスバー3と電極2の耳部2′の接点部に滴下する。
【0025】
半円弧状の凹面によって噴霧した水粒子8′は捕集しやすく、滴下速度も適度となる。また、スプレー開口8から噴霧された噴霧水が電解槽1上に飛び、電解槽1内の酸溶液中に達するのを上記傘9によって阻止できるようになる。
【0026】
上記条件にて、15時間電解操業を行ない、ブスバー3の表面温度を噴霧口と対面する点を中心に中心と、左右両側1m間隔で計3点測定した結果、ブスバー3の温度は、平均温度52℃、3点でのばらつきは9℃以下であった。接触の不具合により通電の電圧が上がってしまう通電不良は発生せず、安定した電流供給であった。また、ブスバー3の表面は、間欠噴霧にもかかわらず、表面は常に水で濡れた状態であった。
【0027】
【発明の効果】
上記のように本発明の電解製錬用電極の冷却装置によれば、ブスバー3を従来の冷却手段に比べより均一に冷却することが出来、冷却効率を極めて大きく改良することができるため電気抵抗を下げ電力費を抑制できるようになる。また、傘9を用いれば噴霧水が電解槽1に迄飛び、酸溶液中に達することを阻止できるようになると共に、水量を節約できるようになる大きな利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解製錬用電極の冷却装置を説明するための平面図である。
【図2】図1に示す電解製錬用電極の冷却装置の要部の縦断側面図である。
【図3】本発明の他の実施例における電解製錬用電極の冷却装置を説明するための平面図である。
【図4】図3に示す電解製錬用電極の冷却装置の要部の縦断側面図である。
【図5】従来の電解槽の説明用平面図である。
【図6】図5に示す電解製錬用電極の冷却装置の要部の縦断側面図である。
【符号の説明】
1 電解槽
2 電極
2′ 耳部
3 ブスバー
4 散水パイプ
5 接合部
6 電解液面
7 スプレー手段
8 スプレー開口
8′ 水粒子
9 傘[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for an electrode for electrolytic smelting, and more particularly to a cooling device for an electrode contact portion and an energizing portion of an electrolytic cell in a portion where a high current is applied.
[0002]
[Prior art]
5 and 6 show a conventional electrolytic smelting apparatus, wherein 1 is an electrolytic cell, 2 is an electrode, 2 'is an ear portion, 3 is a bus bar, 4 is a sprinkling pipe, 5 is a joint of the electrolytic cells 1 and, 6 is an electrolyte surface.
[0003]
Usually, the electrolytic cell 1 is in the shape of a box having a width of 4 to 5 m, a length of 2 to 4 m, and a depth of 2 to 3 m. The
[0004]
In the electrolytic smelting, an electrode made of a recovered metal having a purity of about 90 to 98% and an electrode for collecting the recovered metal are inserted into an acid solution containing a metal in an acid, and the electrode is energized, and the desired recovery is performed. This is a method of recovering a metal at a purity of about 99.99%.
[0005]
The
[0006]
As described above, the electrolytic cell 1 has the
[0007]
In energization and electrolytic smelting, energization to the anode and the cathode is performed by contact between the
[0008]
For this reason, foreign matter may be mixed into the contact portion between the
[0009]
In addition, the number of
[0010]
For this reason, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-212472, electric stability of the contact is achieved by flowing water near the contact between the
[0011]
As disclosed in Japanese Patent Application No. 4-176090, a cooling method using a water pipe has been proposed. Even simpler ones have been desired.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, there are dozens of electrolytic cells 1 and the total number of the
[0013]
Therefore, there has been a demand for a simpler and less expensive means for maintaining the electrical stability of the contacts. As a result of various experimental studies, the present inventor has found that it is extremely preferable to spray water instead of simply spraying water. The present invention has been obtained based on such findings.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A cooling device for an electrode for electrolytic smelting of the present invention is characterized in that a spray means for spraying cooling water on a bus bar for supplying electricity to the electrode for electrolytic smelting is provided.
[0015]
The spraying means is means for spraying cooling water obliquely from a point below the upper surface of the bus bar on the outer end surface side of the bus bar toward an upper portion of the upper surface of the bus bar.
[0016]
Further, an umbrella-shaped member is provided on the upper portion of the bus bar to receive the cooling water sprayed toward the upper portion of the upper surface of the bus bar.
[0017]
The lower surface of the umbrella-shaped member is concave.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a spraying means 7 for spraying cooling water to a point about 5 cm below the upper surface of the
[0020]
The reason why the spray opening 8 is arranged in the vicinity of the center of the long side of the
[0021]
The shape of the spray is not particularly limited, but the water particles to be sprayed are preferably fine and have a low flow rate. This is because the water particles attached to the
[0022]
The spray amount is, for example, 0.3 liter / minute, and the time of one spray is 10 minutes, and the interval is 20 minutes. For example, the spray area is an elliptical area having a major axis of 1 to 2.5 m and a minor axis of 0.2 to 0.3 m.
[0023]
In another embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, a semicircular umbrella 9 having an arc having a diameter of 10 cm about 5 cm above the
[0024]
In this embodiment, the sprayed
[0025]
The water particles 8 'sprayed by the semi-circular concave surface are easily collected, and the dripping speed becomes appropriate. In addition, the umbrella 9 can prevent the spray water sprayed from the
[0026]
Under the above conditions, the electrolytic operation was performed for 15 hours, and the surface temperature of the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the electrode smelting electrode cooling apparatus of the present invention, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining a cooling device for an electrode for electrolytic smelting of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional side view of a main part of the cooling device for the electrode for electrolytic smelting shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view for explaining a cooling device for an electrode for electrolytic smelting in another embodiment of the present invention.
4 is a vertical sectional side view of a main part of the cooling device for the electrode for electrolytic smelting shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory plan view of a conventional electrolytic cell.
6 is a vertical sectional side view of a main part of the cooling device for the electrode for electrolytic smelting shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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Cited By (2)
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CN103261491A (en) * | 2010-12-23 | 2013-08-21 | 通用电气-日立核能美国有限责任公司 | Modular anode assemblies and methods of using the same for electrochemical reduction |
US9920443B2 (en) | 2010-12-23 | 2018-03-20 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Modular cathode assemblies and methods of using the same for electrochemical reduction |
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2002
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