用于金属电解提取池的阳极结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于电解提取池的阳极结构，所述阳极结构包括阳极吊架杆、绝缘材料的支撑结构、具有设置有催化涂层的阀金属基板的至少一个阳极网格，所述至少一个阳极网格被细分为至少两个相互绝缘的子网格，所述子网格通过与所述阳极吊架杆连接的导电装置被单独地供应电流，所述阳极结构还设置有包括至少一个电子系统，所述至少一个电子系统包括至少一个电流探针和至少一个致动器以单独测量并且控制向所述子网格中的每个的电流供应。
【专利说明】
用于金属电解提取池的阳极结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种适于管理金属沉积物的均匀生长的阳极结构，用于尤其是电解提取或电解精炼非铁金属的工厂中使用的电解池中，防止短路或减少阳极的电损害。
【背景技术】
[0002]特别是对于金属电解提取或电解精炼工厂，供应到电化学工厂的电解池的电流可能以非常多样的非均匀方式被分配到单个电解池电极，从而对生产有负面影响。由于多种不同原因，导致可能发生这种现象。例如，特别对于金属电解提取或电解精炼工厂而言，为了允许收获沉积在负极性电极(阴极)上面的产品，从负极性电极(阴极)的底座(seat)将负极性电极频繁抽出，随后将其放回适当位置，以便进行后续生产周期。通常对大量阴极执行的这个频繁操纵经常导致在汇流杆(bus-bar)上的重新定位并不完美并且远远达不到完美电接触，这也是由于相关底座上可能形成的污垢而导致的。还可能的是，在电极上以不规则形式发生产品沉积，伴随着形成使阴极表面轮廓改变的产品质量梯度。当发生这个时，由于事实上不再是沿着整个表面恒定的阳极-阴极间隙，导致达成了电失衡条件:随着各阳极-阴极对之间间隙的变化而变化的电阻变为可变的，使电流分布不均匀问题恶化。例如，对于铜而言，经常观察到这种现象，其中较少的沉积发生阴极的上部分，而在沉积较少处存在大量气体，造成电阻增大。
[0003]对于铜而言，同样十分常见的另一个问题是偶尔形成枝晶状沉积物，该枝晶状沉积物与局部阳极-阴极间隙减小一样快地局部生长，直到达成了短路条件。在发生短路的情况下，电流往往会集中在短路阴极上而将电流从剩余的阴极抽走，严重妨碍了生产，而在短路阴极与电解池断开连接之前，这是不可修复的。
[0004]如以上提到的，电流的不均匀分布还引起质量和生产能力的损失，使由钛网格(mesh)制造的现代理念的阳极的完整性和寿命受到挑战。
[0005]在工业工厂中，在给定存在大量电解池和电极的情况下，保持均匀沉积、防止短路或减少由于短路造成的阳极损害的工作十分复杂并且难以实施。
【发明内容】
[0006]本发明允许管理在电解提取池的阴极表面上沉积的金属的均匀生长和/或防止例如由于枝晶(dendrite)、不规则沉积生长的现象或因可使阳极和阴极直接电接触的机械事故而导致可能出现的短路或阳极损害。
[0007]此外，本发明允许在上述情况发生的情况下，通过只对阳极的有限部分选择性断开电流流动来保持阳极操作，从而限制生产损失并且优化金属沉积处理。
[0008]因此，本发明提升了生产能力和产品质量并且保护了阳极结构。
[0009]在随附权利要求书中阐述了本发明的各个方面。
[0010]在一个方面，本发明涉及一种用于电解提取池的阳极结构，所述阳极结构包括阳极吊架杆、由绝缘材料制成的支撑结构、包括设置有催化涂层的阀金属基板的至少一个阳极网格，所述至少一个阳极网格被细分为至少两个相互绝缘的子网格，通过与所述阳极吊架杆连接的导电装置向所述子网格单独地供应电流，所述阳极结构还设置有至少一个电子系统，所述至少一个电子系统包括至少一个电流探针和至少一个致动器以单独测量并且控制对各个单独的子网格供应的电流。
[0011]术语“阳极网格”旨在定义面对相应的阴极的电极。
[0012]术语“子网格”旨在定义将阳极网格细分得到的一系列投影(projected)几何表面。
[0013]术语“网格”是指有孔结构。
[0014]根据本发明的阳极结构可包括连接到同一吊架杆并且位于支撑结构相对侧的两个阳极网格，其中各阳极网格面对相应的阴极，并且其中各阳极网格被细分成至少两个子网格。阳极结构还可包括夹在两个阳极网格之间的纤薄(slim)面板。该面板可由多个较小的子面板构成。该面板可具有与阳极网格的投影表面面积相当的整体面积并且是几毫米厚；它可由诸如塑料或树脂材料制成，耐受酸性电解液并且易于在电解池的操作温度下工作。
[0015]将阳极网格细分得到的子网格可具有相等或不同的面积。
[0016]优选地，绝缘材料的支撑结构以及在阳极结构操作期间浸没在电解液中的所有元件应该耐受酸性电解液环境。
[0017]根据本发明的阳极结构可具有以下优点:通过其电流控制系统，通过仅断开阳极网格中正受到电流不规则影响的片段，从而允许阳极的连续操作，即使是在阴极处的金属存在枝晶或高度不规则沉积的情况下。
[0018]以上描述的子网格可与诸如塑料或树脂的材料相互电绝缘。另外地或可选择地，子网格可因其间存在的物理间隙而相互绝缘。物理间隙(如果存在的话)可被有利地选择为超过3mm，例如8mm左右。
[0019]可用直接测量或借助于间接评估流入子网格的电流(诸如，例如评估局部温度变化或触发对无源电子部件(例如，热敏电阻或可恢复熔丝，其中，它们均可既充当电流探针又充当电子系统的致动器)中电流密度的特定电响应)对供应到各个单独的子网格的电流执行单独测量。
[0020]在根据本发明的所述阳极结构的一个实施例中，所述至少一个阳极网格被细分为面积范围在25cm2和225cm2之间的子网格。
[0021 ]术语“面积”旨在定义几何投影面积。
[0022]在一个实施例中，根据本发明的所述阳极结构的导电装置是金属杆、面板或线缆。所述导电装置可被小型化和/或被组装在一个或多个电子电路中。
[0023]在一个实施例中，根据本发明的所述阳极结构的所述金属杆、板或线缆由电阻率是1.5 X 10—8至3.0 X 10—8 Ω Xm的导电材料(诸如，铜、铝或其合金)制成。所述导电装置的电阻率是指用使用四线测量设置的万用表在20°C下执行的测量。
[0024]在一个实施例中，根据本发明的所述阳极结构使相互电绝缘的所述子网格被紧固装置固定到所述绝缘材料的支撑结构。
[0025]在其他实施例中，根据本发明的所述阳极结构使所述导电装置和所述至少一个电子系统通过诸如树脂或塑料的材料被嵌入和密封在所述支撑结构内部。
[0026]在其他实施例中，根据本发明的所述阳极结构的各子网格装配有至少一个电子系统，所述电子系统单独地控制所述子网格的电流供给。
[0027]在另一个实施例中，所述电子系统包括有源部件(诸如，晶体管、M0SFET、开关、负载晶体管、运算放大器、微控制器单元(MCU)、模数转换器(ADC))和/或无源电子部件。
[0028]使用有源部件可具有以下优点:允许进行有源控制并且提供记录和管理流入子网格的电流的能力。
[0029]可以利用根据本发明的所述阳极结构和电解器的阴极池间杆(cathodicintercell bar)或平衡杆(如果存在的话)之间的电位差来向这些有源部件供电。电子系统或其部件中的一个或多个可与导电装置(诸如，金属线缆)电连接，导电装置从阳极结构延伸并且与阴极池间杆或平衡杆电接触。
[0030]在另一个实施例中，电子系统包括诸如热敏电阻或可恢复熔丝(诸如，可恢复PTTC恪丝，也被称为聚合正温度系数恪丝、聚合恪丝(polyfuse)或聚合开关(polyswitch))的无源部件。发明人已经发现，使用这些无源部件可简化系统设置。热敏电阻和可恢复熔丝是自致动的无源器件，提供对流过电路的电流的间接测量并且提供控制和消除过电流的简单装置，从而既充当电流探针又充当电子系统的致动器。它们的特性在于电压和电流之间的高度非线性响应关系并且它们在不需要外部电源或第三方干涉的情况下通过自触发电路中的电流流动的中断/启动来防止过电流故障。可结合可用于记录和警告目的的有源部件地实现用于电流控制的这些无源部件。
[0031]在另一个方面，本发明涉及一种将金属沉积在包括至少一个如上所述的阳极结构的电化学金属电解提取工厂中的系统。所述系统还可用于电镀和电解精炼工厂中并且可用于防止短路的发生，减少由于枝晶接触而导致的阳极损害和/或用于管理金属的均匀沉积。所述系统还由于将阳极网格分隔成至少两个子网格而通过只断开阳极结构的一部分，允许将阳极维持在操作中，即使是发生了局部电流异常的情况下。
[0032]发明人已经发现，通过利用电子系统选择性中断向特定子网格的供电，可以有效阻止沿着与阳极表面垂直的方向在阴极上形成的任何枝晶以及可以在阴极上得到均匀的金属沉积。
[0033]在另一个方面，本发明涉及一种将金属沉积在包括至少一个如上所述的阳极结构的金属电解提取工厂中的系统，其中，各子网格与选自正温度系数热敏电阻或可恢复熔丝之中的至少一个无源电子系统串联电连接。为了防止过电流故障，根据各无源电子系统的特性电流参数来选择各无源电子系统。当无源系统是正温度系数可恢复熔丝时，可如下文中所述地有利选择其特性电流参数:I)保持电流值，其等于可以在操作条件下供应到各个单独的子网格的最大标称电流;2)跳闸电流(trip current)值，其低于各子网格的最大安全电流。可取的是，选择在标称操作条件下压降稳定并且压降值低的无源电子系统，以使无源器件在低于保持电流的电流下操作时的能量损失和过热减至最少。
[0034]以下定义是指在如上所述的阳极结构的操作温度(通常为45°C至55°C)下测得的量。
[0035]术语“跳闸电流”旨在定义无源电子系统通过其值时中断电流流动的无源电子系统的特性电流阈值。在“跳闸”状态下，仅仅小值的杂散电流(被称为漏电流)可流过无源部件。
[0036]术语“保持电流”旨在定义当低于或等于其值时保证无源部件不让装置跳闸的特性电流阈值。
[0037]术语“最大安全电流”旨在定义没有危及单独的子网格和电路的安全和保护的最大电流。
[0038]术语“标称电流”旨在定义在理想操作条件下(S卩，在生产过程中没有出现相关临界状况的情况下)流入子网格的电流。
[0039]上述的热敏电阻或可恢复熔丝可被封在由空气或泡沫填充的腔室中，以将它们与环境热隔离并且确保它们在操作期间的可靠性。
[0040]发明人已经发现，即使是在阳极/阴极接触件枝晶接触或误对准的情况下，借助于无源电子系统(诸如，热敏电阻或可恢复熔丝)供应到特定子网格的电力的选择性的和及时的中断也以有利简化的方式防止了对子网格的相当大的短路损害，因为这些无源部件不需要外部电源并且它们的操作是自调节的。
[0041]上述的系统可与警告和/或数据记录系统配对。例如，阳极结构可与发光二极管(LED)配对，可使用LED提供关于阳极结构的至少一个子网格中异常出现的电流的可视警告。另外地或可替代地，根据本发明的所述阳极结构可装配有将关于系统操作的数据发送到主中央计算机的无线通信装置。
[0042]在另一个方面，本发明涉及一种在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，其中，对于各阳极网格，所述电子系统以预定时间间隔检测各子网格中的电流。在执行测量之后，所述电子系统为各阳极网格确定在其子网格中循环的相对最大电流并且断开向与检测到的相对最大电流对应的一个子网格或多个子网格的电流供应。在这样的至少一个子网格中，系统断开电流，直到进行后续测量。这种方法促进了在阴极表面上沉积的金属的均匀生长。
[0043]由于在阳极结构和被断开的子网格(其电位对应于电解液电位的)之间存在电位差，因此本领域技术人员可使用此能量差完全地或部分地为电子系统和/或警告或电流记录装置的有源部件供电。
[0044]在另一个方面，本发明涉及一种在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，其中所述电子系统以预定时间间隔为各阳极网格检测各子网格中的电流。在执行测量之后，所述电子系统为各阳极网格确定在其子网格中循环的相对最大电流并且将该相对最大电流与特定的预定值进行比较。如果相对最大电流值超过所述预设阈值，则所述电子系统断开向与检测到的相对最大电流对应的一个子网格或多个子网格的电流供应，直到进行下一次测量。可在每次测量之后，重新定义预设的电流阈值。其值可由MCU基于例如子网格的电流值历史来限定。
[0045]在金属电解提取或电解精炼工厂中，可例如为了均匀沉积金属、防止短路或减少对阳极的短路损害而有利地采用上述方法。
[0046]在另一个方面，本发明涉及一种将金属沉积在电化学金属沉积工厂中的方法，其中所述电子系统以预定时间间隔为各阳极网格测量各子网格的电流并且断开其中电流值超过特定预设阈值的那些子网格(如果存在的话)中的电流供应。在这些子网格中，系统断开电流，直到进行后续测量。另外，在这种情况下，可在进行每次测量之后重新定义预设电流阈值，并且对于不同的子网格，该预设电流阈值可以是不同的。对于各阳极网格，可以预设在操作期间可被断开的子网格的最大数量，以避免系统有任何崩溃风险。在这种情况下，通过根据子网格的电流值、相对位置和先前的电流历史为子网格赋予优先级来选择要断开的子网格。可例如为了防止短路或减少对阳极的短路损害，有利地采用上述方法。
[0047]在另一个方面，本发明涉及一种将金属沉积在包括至少一个如上所述的阳极结构的金属电解提取工厂中的方法，所述方法适于防止短路或减少对阳极的短路损害，其中，所述电子系统以预定时间间隔为各阳极网格检测各子网格中的电流。对于各阳极网格，所述电子系统计算流入将阳极网格细分得到的子网格的平均电流并且计算它们与平均值的相对偏差。相对偏差的意思是子网格的电流值和平均值之差除以平均电流值。所述系统断开向其中相对偏差超过预定值的子网格的电流供应。在此子网格中，所述系统断开电流，直到进行后续测量。所述预定值可以在子网格之间改变并且适时改变，例如，所述预定值可由MCU在每次测量之后重新定义所述预定值，并且其值可以基于电流值历史和子网格位置。
[0048]现在，将参照附图描述例示本发明的一些实现方式，其唯一目的是图示相对于本发明的所述特定实现方式的不同元件的相互布置;特别地，附图并不一定按比例绘制。
【附图说明】
[0049]图1示出根据本发明的阳极结构的三维视图，所述阳极结构具有被细分成一百个子网格的两个阳极网格。
[0050]图2示出子网格-阳极吊架杆连接以及有源电流调节/与其关联的连接断开的一种可能的系统的示意图。
[0051]图3示出子网格-阳极吊架杆的连接以及无源电流调节/与其关联的连接断开的一种可能的系统的示意图。
[0052]图4示出实现具有聚合熔丝的无源控制系统的根据本发明的阳极结构的示意性表示，面板(I)和(II)示出阳极结构的正视图和侧视图；面板(III)和(IV)分别示出阳极结构的指定剖视图和该剖视图的指定部分的放大图。
[0053]图5示出实现包括MCU和功率晶体管的有源控制系统的根据本发明的阳极结构的示意性表示，面板(I)和(II)示出阳极结构的正视图和侧视图，面板(III)和(IV)分别示出阳极结构的指定剖视图和该剖视图的指定部分的放大图。
【具体实施方式】
[0054]在图1中，示出阳极吊架杆100，阳极吊架杆100支撑机械连接到五个垂直杆110的支撑结构的两个阳极网格。部分隐藏后阳极网格(未标出)的前阳极网格101被细分为100个子网格(诸如，子网格102)。另外，示出电连接线缆103、子网格之间的绝缘间隙104和阴极106。可对应于位置1051布置电流调节的电子系统。另外地或可替代地，可直接对应于要控制的子网格(诸如，子网格102的位置1052)布置电流调节的电子系统。
[0055]在图2中，示出有源电子微电路的示意图，有源电子微电路是指对应于电子系统电路105的区域，电子系统电路105—侧借助相关连接线缆103连接到子网格102，另一侧连接到阳极吊架杆100。有源电子系统电路105包括电阻器109以及控制器107和有源部件108的组合。后一个部件可以是例如晶体管、M0SFET、开关晶体管或负载开关。元件107和108可将电阻器处的压降与预定参考电压进行比较；当电阻器的压降大于电压参考达预设时间段时，元件107触发元件108的门控锁定(gate lock)。
[0056]在图3中，示出无源电子系统的示图，无源电子系统是指对应于无源电子器件101的区域，无源电子器件101可以是正温度系数热敏电阻或可恢复熔丝，无源电子器件101 —侧借助相关连接线缆103连接到子网格102，另一侧连接到阳极吊架杆100。
[0057]在图4中，面板I和II分别示出实现无源电流探针和控制部件的阳极结构的正视图和侧视图，其包括具有端子接触件101的导电吊架杆100以及均划分成36个子网格(诸如，子网格102)的两个阳极网格。子网格102通过导电且耐化学的铆钉(riVet)300连接到支撑装置110，铆钉300可由例如钛或其合金制成。面板III示出面板I沿着点划线截取的阳极结构的剖视图。在面板IV中放大了包括支撑装置110和子网格102的用虚线区域包围的区域，面板IV示出子网格102和支撑装置110之间的连接的放大。电连接到阳极吊架杆(未示出)的支撑装置110包括导电杆500，导电杆500借助铆钉350固定到印刷电路板450。导电杆500借助印刷电路板迹线550连接到聚合熔丝410的一个引脚。聚合熔丝410的第二引脚通过铆钉300电接触子网格102。聚合熔丝410被包围在热绝缘区250(可被例如热绝缘泡沫或空气填充)中。电绝缘和耐化学材料200的重叠密封、绝缘并且保护以上提到的部件和电路(除了铆钉300之外)免受电解液影响，铆钉300部分地从支撑装置露出并且将子网格102固定到结构IlOo
[0058]在图5中，面板I和II分别示出实现有源电流控制部件的阳极结构的正视图和侧视图，其包括具有端子接触件101的导电吊架杆100和由6 X 6个子网格(诸如，子网格102)组成的两个阳极网格。阳极结构还包括至少一个MCU 130。线缆连接件120在一侧将MCU连接到阴极池间杆或阴极平衡杆(如果存在的话)，在另一侧将MCU连接到吊架杆100(未示出其连接)。子网格102通过导电且耐化学铆钉300连接到支撑装置110，铆钉300可由例如钛或其合金制成。面板III示出面板I沿着点划线截取的阳极结构的剖视图。在面板IV中放大了包括支撑装置110和子网格102的用虚线区域包围的区域。面板IV示出子网格102和支撑装置110之间的连接的放大图。电连接到阳极吊架杆(未示出)的支撑装置110包括导电杆500，导电杆500借助铆钉350固定到印刷电路板450。导电杆500借助印刷电路板迹线550连接到晶体管420的一个端子。晶体管420还与分流电阻430连接，分流电阻430借助铆钉300与子网格102电接触。在图中未示出分流电阻430和MCU 130之间的连接以及MCU 130和晶体管420的栅极之间的连接。这些连接分别携载输入到MCU的信号和从MCU输出的信号，MCU可装配有模数转换器(未示出)。晶体管420和分流电阻430可根据图2的示图连接到额外的控制晶体管(未示出)。电绝缘且耐化学材料200(诸如，树脂或塑料)的重叠密封、绝缘并且保护以上提至_部件和电路(除了铆钉300之夕卜)免受电解液影响，铆钉300部分地从支撑装置露出并且将子网格102固定到结构110。
[0059]在以下示例中给出了发明人得到的最显著结果中的一些，这些示例不旨在限制本发明的范围。
[0060]示例I
[0061]在电解提取池内部执行实验室测试活动，该电解提取池包含阴极和装配有源电流控制电子系统的阳极。使用3mm厚、50mm宽和100mm高的AISI 316不锈钢片材作为阴极；阳极由2mm厚、150mm宽和I OOOmm高的钛扩展网格组成，通过铱和钽的混合氧化物的涂层活性化，被细分成均Idm2的子网格。阴极和阳极垂直地面对彼此，其外表面之间的间隙是40mm。通过将作为成核中心的螺杆(screw)垂直于阳极地垂直插入不锈钢板中来人为地制作枝晶，螺杆的顶端与阳极分隔4mm。根据图2的示图，各子网格电连接到阳极吊架杆和电子系统。对于各子网格，电子系统包括两个不同的MOSFET晶体管，一个用作功率开关108，另一个用作控制器107。功率开关的特征在于，漏极-源极击穿电压是-30V，并且在栅极阈值电压是-1OV时导通电阻是8πιΩ。控制器晶体管的特征在于，漏极-源极击穿电压是-30V，并且在栅极阈值电压是4.5V时导通电阻是85πιΩ。使用2πιΩ的分流电阻来取代图2的电阻器109。32位、67MHz MCU以I毫秒的时间间隔记录各子网格的电流值，从而计算与各子网格的平均电流的相对偏差。对MCU进行编程，以中断其中相对偏差超过5 %的子网格中的电流。另外，无线ZigBee无线电通信系统安装在阳极上，并且将MCU收集到的信息发送到主控制计算机，以用于管理和警告的目的。在进行4天操作之后，在枝晶上确有横向生长的铜，而没有达到阳极表面。在面对剩余子网格的区域中铜的生成没有表现出不规则。
[0062]反例I
[0063]在不启动电子控制系统的情况下，在相同条件下测试示例I的阳极结构。在进行4小时操作之后枝晶到达阳极表面，不可挽回地损害阳极。
[0064]示例2
[0065]在模拟电解提取池的实验室电解池中执行实验室测试活动，该电解池包含阴极和装配无源电流控制电子系统的阳极结构。使用3mm厚、150_宽和I OOOmm高的Al SI 316不锈钢片材作为阴极；阳极由180mm长、20mm宽和40mm高的铜吊架杆以及Imm厚、155mm宽和1030mm高的钛扩展网格组成，通过铱的混合氧化物的涂层具有活性，被细分成18个子网格，各子网格均为75mm宽且11Omm高，各对子网格之间的间隙是8mm。阳极结构还装配LED、ZigBee无线电通信装置和输出电压为3.3V的升压器。使用升压器为LED和ZigBee装置供电，LED和ZigBee装置是出于警告和操作管理目的而安装的。根据图3的示图，各子网格电连接到阳极吊架杆和电子系统。更具体地，电子系统包括正温度系数聚合熔丝，正温度系数聚合熔丝的特性在于在23°C下的保持电流和跳闸电流规定分别为14.0A和23.8A(发明人对这些参数执行温度依赖式的表征方式，以估计和验证电解池操作温度下聚合熔丝的性能。40°C下，保持电流是12.2A，而跳闸电流是25.4A)。各子网格还连接到二极管。总共连接18个二极管来形成二极管-或(OR)电路，该电路向升压器供电并且只在一个或多个子网格和阴极之间发生电接触的情况下才启动LED。
[0066]阴极和阳极垂直地面对彼此，其外表面之间的间隙是35mm。通过将作为成核中心的螺杆垂直于阳极网格地垂直插入阴极不锈钢板中来人为地制作枝晶；螺杆的顶端与阳极分隔4mm。在恒电位下操作I天之后，在电解池电压是1.8V的情况下，沉积在螺杆顶端的铜将接触面对的阳极子网格，从而导致铜沉积在特定的子网格上，LED被点亮并且从ZigBee通信装置向主中央计算机发出警告信号。测试继续进行60个小时，在此过渡期间，铜将沿着子网格面板的边缘生长。在测试结束时，在阳极网格上不存在由于短路导致的机械损害；电流将在55-65A的范围内。最终，面对剩余子网格的区域中铜的生成没有表现出不规则。
[0067]反例2
[0068]在相同条件下测试与示例2的阳极结构类似的阳极结构，但没有为该阳极结构设置电子控制系统。枝晶在进行I天操作之后到达阳极表面，不可挽回地损害阳极网格。
[0069]之前的描述不应当被认为是对本发明的限制，可在不脱离本发明的范围的情况下根据不同实施例使用该描述，而本发明的范围仅仅由随附权利要求书限定。
[0070]在本申请的通篇说明和权利要求书中，术语“包括”及其变型不旨在排除其他元件、部件或额外处理步骤的存在。
【主权项】
1.一种用于电解提取池的阳极结构，所述阳极结构包括阳极吊架杆、绝缘材料的支撑结构、具有设置有催化涂层的阀金属基板的至少一个阳极网格，所述至少一个阳极网格被细分为至少两个相互绝缘的子网格，所述子网格被通过与所述阳极吊架杆连接的导电装置单独地供应电流，所述阳极结构还设置有至少一个电子系统，所述至少一个电子系统包括至少一个电流探针和至少一个致动器以单独测量和控制向每个所述子网格的电流供应。2.根据权利要求1所述的阳极结构，其中，所述至少一个阳极网格被细分为面积范围从25cm2至225cm2的子网格。3.根据权利要求1或2所述的阳极结构，其中，所述导电装置是金属板、杆或线缆。4.根据权利要求3所述的阳极结构，其中，所述金属杆、板或线缆由在20°C下电阻率为I.5 X 10—8至3.0 X 10—8 Ω Xm的导电材料制成。5.根据权利要求4所述的阳极结构，其中，所述导电材料选自铜、铝或其合金。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的阳极结构，其中，所述相互绝缘的子网格被紧固装置固定到所述绝缘材料的支撑结构。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的阳极结构，其中，所述导电装置和所述至少一个电子系统通过树脂或塑料被嵌入和密封在所述绝缘支撑结构内部。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的阳极结构，其中，每一所述子网格装配有所述至少一个电子系统。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的阳极结构，其中，所述电子系统包括有源电子部件或无源电子部件。10.根据权利要求9所述的阳极结构，其中，所述无源电子部件是热敏电阻或可恢复熔丝。11.一种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的系统，所述系统包括至少一个根据权利要求I至10中的任一项所述的阳极结构。12.—种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的系统，所述系统包括至少一个根据权利要求10所述的阳极结构，其中，每个子网格装配有至少一个可恢复熔丝，并且其中每个所述可恢复熔丝的特性在于: -正温度系数； -等于预定电流值的保持电流值，其中，所述预定电流值对应于供应到每个单独的子网格的最大标称电流； -比每个子网格的最大安全电流低的跳闸电流值。13.—种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，所述金属电解提取工厂包括至少一个根据权利要求1至9中的任一项所述的阳极结构，所述方法包括以下步骤: -通过所述电子系统以预定时间间隔检测每个阳极网格的每个子网格中的电流； -确定与相对电流最大值对应的每个阳极网格的子网格； -断开向与相对电流最大值对应的所述子网格的电流供应，直到进行后续检测。14.一种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，所述金属电解提取工厂包括至少一个根据权利要求1至9中的任一项所述的阳极结构，所述方法包括以下步骤: -通过所述电子系统以预定时间间隔检测每个阳极网格的每个子网格中的电流； -确定与相对电流最大值对应的每个阳极网格的子网格； -如果检测到的电流超过预定阈值，则断开向与相对电流最大值对应的所述子网格的电流供应，直到进行后续检测。15.—种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，所述金属电解提取工厂包括至少一个根据权利要求1至10中的任一项所述的阳极结构，所述方法包括以下步骤: -通过所述电子系统，以预定时间间隔检测每个阳极网格的每个子网格中的电流； -断开向其中电流超过预定值的子网格的电流供应，直到进行后续检测。16.—种用于在金属电解提取工厂中沉积金属的方法，所述金属电解提取工厂包括至少一个根据权利要求1至9中的任一项所述的阳极结构，所述方法包括以下步骤: -通过所述电子系统，以预定时间间隔检测每个阳极网格的每个子网格中的电流； -为每个阳极网格计算子网格中的平均电流值； -断开向其中检测到的电流和平均电流之间的差值超过预定阈值的子网格的电流供应，直到进行后续检测，所述差值是用每个阳极网格的平均电流的百分比表达的。
【文档编号】C25C7/02GK106034404SQ201580009410
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年2月3日
【发明人】F·普拉多皮尤欧
【申请人】德诺拉工业有限公司