JPH033750B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕 本発明は一般に陽極に関するものであり、特に
特殊の陽極形状とその製造方法とに関するもので
ある。 〔背景技術〕 簡単に述べれば、銅の電気精錬は、不純陽極か
ら銅が溶出して純粋銅の陰極上にメツキされる電
気化学工程である。これらの電極を浸漬する電解
質は、一般に酸性化された硫酸銅溶液である。 現在、不純溶銅を鋳型の中に鋳込むことによつ
て陽極が製造される。慣行によつて、鋳型は固定
式とし、または回転式鋳造ホイール中に載置され
る。 いずれの場合にも、陽極の全体形状は第１図に
図示されている。特に、その出張り部（lug）の
通常のプロフイルが第２図に図示されている。 このような出張り部プロフイルを備えた陽極は
電解槽中に鉛直に着座することなく、陽極と陰極
間の短絡が発生する。これを防止するため、電解
槽の中で出張り部を手作業で強打することによつ
て曲げ、あるいは出張り部の下にクサビを挿入す
る。また一部の会社は、特殊加工機を使用して陽
極出張り部を加工する。これらの事後の作業はす
べて費用がかかる。また他の会社はフルサイズの
出張り（第３図）を鋳造している。このような場
合、陽極を型出しするため、出張り部の型穴の中
に特殊の埋め金を配置しなければならない。これ
は人手を要する作業であり、またこのような陽極
が（厚い出張りの故に）電解槽の中に占めるスペ
ースを広くする必要がある。その結果、電解槽あ
たりの生産量が低下する。陽極の連続鋳造法を開
発したJ.M.ドンパス、M.ゴバート、K.ヘンスの
論文一体的出張り部を備えた陽極の連続鋳造法
（AIME、シカゴ、1981年２月）において、この
問題の解決法が提案されている。その陽極出張り
部のプロフイルを第４図に示す。このような陽極
は薄い出張り部を有し、電解槽の中に鉛直に着座
し、他の工作を必要としない。しかしこの方法
は、特殊の複雑な機械加工を必要とし、従つて投
資コストが非常に高い。 〔発明の要約〕 本発明は、鋳造後に他の工作を必要とすること
なく電解槽中に鉛直に着座する銅陽極が通常の陽
極鋳造ホイール上で直接に鋳造できるという発見
に基づいている。陽極の懸垂点が陽極重心の垂直
上方に来るように、鋳型の出張り部区域が成形さ
れる。陽極の型出しを容易に成しまた陽極と導電
性ロツドとの電気的接触を容易にするため、鋳造
に際して鋳型の出張り部区域に黒鉛懸濁液または
その他の潤滑剤を噴霧する。 〔発明の好ましい実施態様〕 第１図について述べれば、従来型の陽極１０が
図示されている。この陽極１０は本体部１２と出
張り部１４とを有する。この陽極１０は出張り部
１４によつて電気精錬槽（図示されず）の中に吊
下げられる。 出張り部１４の断面を第２図に示す。この出張
り部１４は、陽極１０の正面１８の方に傾斜した
上面１６と、後面２０および前面２２、および陽
極正面１８の方に向かつて上向きに傾斜した下面
２４とから成る。 先に述べたように、第１図と第２図に図示の陽
極１０の全体形状はこの陽極１０を電気精錬槽の
中に鉛直に配置させない（第９図参照）。従つて、
出張り部１４をむりに曲げなければならない。こ
れは骨の折れる。中途はんぱな手段にすぎない。
このような構造の代替物として、フルサイズ鋳造
出張り部２６（第３図）がある。これは陽極１０
の本質的に無反応の首部にムダな余分量の銅を使
用する。さらに、陽極を鋳型から型出しするため
に鋳型中に特殊の埋め金を使用しなければならな
い。J.M.ドンパスほかは、連続鋳造法を開発し、
この場合陽極１０は薄い出張り部２８を有し、電
解槽の中において鉛直である。第４図参照。 第５図は本発明の出張り部３０の部分断面図を
示す。陽極３２の上部が薄くなされている状態を
注意せよ。すなわち、本体３６は首部５６におい
て、出張り部３０に向かつて先細に成されてい
る。陽極３２は、陽極の正面３６に向かつて下向
きに傾斜した上面３４と、前面３８および後面４
０、および下面４２を含む。この下面４２は、下
方傾斜面４４と、垂直段部４６と、上向き傾斜面
４８とを含む、角度Ａは第２図に比べて逆方向角
度を成す。垂直段部４６は、理想的には、重心６
０を通る面Ｆ（垂直面）と一致する。陽極３２が
精錬槽の中に挿入されたとき、下方傾斜面４２と
段部４６との交りによつて形成された先端部６２
が陽極懸垂縁部として作用し、重心６０が垂直面
下と整列したとき、陽極は鉛直に懸垂される。 第６図は陽極３２の斜視図である。寸法Ｇは約
1.5インチ（3.8cm）である。 出張り部３０を備えた陽極３２は精錬槽の中に
鉛直に着座し、他の追加工作を必要としないこと
が確認された。この型の出張り部３０を備えた陽
極３２は通常の鋳造ホイール上で鋳造することが
でき、その際に鋳型の出張り区域に鋳造中に周期
的に軽い黒鉛スプレーをもつて被覆する。黒鉛は
２つの機能を有する。その第１は鋳型の出張り区
域を潤滑して陽極の型出しを容易にするにある。
第２の機能は、黒鉛が還元剤およびすぐれた導電
剤として、酸化銅の形成を防止し、精錬槽中にお
いて陽極を載置した銅バーと陽極との間の電気的
接触を改良する。黒鉛スプレーのほかに、鋳型の
反りを制御する。鋳型の反り制御法はカナダ特願
第号に記載のようなダブルキヤビテイ鋳型を使用
するにある。 第７図には、所望の出張り部３０の構造の補形
を成す鋳型５０が図示されている。第８図は出張
り部型穴５２の細部図である。“標準型”36イン
チ×36インチ（0.914m×0.914m）陽極３２の場
合、逆角Ａは約5゜であり、寸法Ｄは約１インチ
（2.54cm）、また寸法Ｅは約1/8インチ（3.2mm）で
ある。寸法Ｅは陽極の鉛直性（下記に説明）の関
数である。 第５図に図示のように出張り部３０を作るため
の出張り部型穴５２を備えたダブルキヤビテイ鋳
型５０（すなわち両側型鋳型）を標準的な鋳造ホ
イールの上に設置する。陽極３２は系統的に鋳造
され、また鋳型５０の出張り部型穴５２に黒鉛ス
プレーを加える。黒鉛潤滑剤は水中または他の液
中の黒鉛懸濁液であつて、類似特性の分散剤また
はその他の薬剤を使用しまたは使用しない。アパ
チユア５４に挿通された押上げピンによつて陽極
３２を鋳型５０から簡単に型出しすることができ
る。逆角の出張りはそのゼオメトリーの故に簡単
に型出しできないと思われていたので、このよう
な陽極３２の簡単な型出しは全く驚くべきことで
あつた。 陽極とその製造方法の効率を確認するために多
数の実験的ヒートを作つた。その結果を下記に示
す。 一定期間に、４グループの陽極（各グループは
38個の陽極を含む）を集めて、“鉛直性”につい
て測定した。第９図に示す通常の陽極１０に見ら
れる鉛直性は、精錬槽の中に懸垂された場合の陽
極と真垂直線Ｃとの距離Ｂで現わされる。点５８
は陽極の重心である。この値Ｂが０に近いほど、
陽極は鉛直に近い。場合によつて陽極が第６図と
反対の側に揺動すれば、陽極の鉛直度はマイナス
になる。第８図に戻れば、この鉛直度の大きさと
符号に応じて寸法Ｅを変更することができる。ま
たこの寸法は陽極の反りの関数である。反り度が
大きいほど、寸法Ｅは小でなければならない。

【表】 ホイール鋳造によつて第５図と第６図に示すよ
うな出張り部３０を備えた陽極３２は、電解槽の
中に吊下げられた通常の陽極１０よりも性能にお
いてすぐれていることが明らかになつた。 電解槽上に垂直に懸垂される陽極は、通常の鋳
造ホイール上において、鋳型の出張り区域の潤滑
のために黒鉛を用いて鋳造することができる。本
発明の陽極は電解槽中において、通常の陽極より
も鉛直に着座する。その結果、電解槽において大
幅に人手を省き、また電流効率を増大する。この
ような改良は最小限の投資によつて達成される。
実際に、回収時間は連続鋳造システムに比べて約
100倍短いと見積られる。 本発明は前記の説明のみに限定されるものでな
くその主旨の範囲内において任意に変更実施でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の陽極の側面図、第２図は第
１図の２−２線に沿つた部分断面図、第３図は他
の先行技術の陽極の部分断面図、第４図はさらに
他の先行技術の陽極の部分断面図、第５図は本発
明による陽極の部分断面図、第６図は本発明の陽
極の斜視図、第７図は陽極鋳型の斜視図、第８図
は第７図の鋳型の部分拡大図、また第９図は第１
図の陽極の側面図である。 １０……陽極、１２……本体、１４，３０……
出張り部、３２……陽極、３４……出張り部上
面、３６……本体正面、４２……出張り部下面、
４４……下面４２の下方傾斜部分、４６……段差
部、４８……上方傾斜部分、５０……鋳型、５２
……出張り部型穴、５６……本体先細部、６０…
…陽極重心、６２……先端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体と、本体に整列された逆角出張り部とを
   含み、本体は正面と背面とを有し、本体は出張り
   部に向かつて先細形を成し、逆角出張り部が陽極
   を電解槽中に鉛直に懸垂するようにしたものであ
   り、前記逆角出張り部は上面と下面とを含み、上
   面は正面に向かつて下方に傾斜し、下面は複数部
   分に分割され、これらの部分は陽極を電解槽中に
   鉛直に懸垂するように方向づけられており、前記
   逆角出張り部の下面は、本体正面に向かつて下方
   に傾斜した第１部分と、第１部分から上方に延び
   た第２部分と、第２部分から本体正面に向かつて
   上方に傾斜した第３部分とを含む陽極。 ２ 銅を含有する特許請求の範囲第１項による陽
   極。 ３ 逆角は約5゜である特許請求の範囲第１項によ
   る陽極。 ４ ａ 成形された出張り部のプロフイルが上面
   と下面とを含み、上面は陽極の正面に向かつて
   下方に傾斜し、下面は複数の部分に分割され、
   これらの下面部分が陽極を電解槽中に鉛直に懸
   垂するように配向される形状の出張り部型穴を
   含む逆角鋳型を使用する段階と、 ｂ 鋳造ホイール上に鋳型を配置する段階と、 ｃ 出張り部型穴の中に潤滑剤を噴霧する段階
   と、 ｄ 鋳型中に溶融物質を鋳込む段階と、 ｅ 鋳造ホイールを回転させる段階と、 ｆ 溶融物質を固化させる段階と、 ｇ 陽極を鋳型から型出しする段階とを含み、 前記出張り部型穴は、出張りの下部が本体正面
   に向かつて下方に傾斜した第１部分と、第１部分
   から上方に延びた第２部分と、第２部分から本体
   正面に向かつて上方に傾斜した第３部分とを成す
   ような形状を持つ陽極の鋳造方法。 ５ 溶融物質は銅を含む特許請求の範囲第４項に
   よる方法。