具有保护罩和所注射的密封物的电解阴极组件的制作方法
【专利说明】具有保护罩和所注射的密封物的电解阴极组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年8月10号提交的、美国临时申请61/681，780的优先权，据此其全部内容通过弓I用的方式包含在本申请中。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及通常用于金属的精炼或提炼的电解阴极组件。
【背景技术】
[0004]以下内容并不是承认本部分所论述的任何内容属于现有技术或本领域技术人员的认识的一部分。
[0005]国际申请PCT/CA2008/001470中描述了一种通常用于金属的精炼或提炼的电解阴极组件，所述电解阴极组件具有导电悬挂杆和淀积板，所述淀积板沿上端部附接于悬挂杆从而形成接合处。阴极组件还包括保护罩，所述保护罩具有侧边缘并且包围悬挂杆和淀积板的部分上端部，从而基本围住接合处并且使悬挂杆的端部部分暴露在保护罩的侧边缘之外。保护罩的各个端部包括防腐蚀材料，所述防腐蚀材料设置为用以形成保护罩与悬挂杆之间基本连续的密封物，由此至少阻碍流体流入保护罩。还描述了制造和使用所述电解阴极组件的方法。
[0006]国际申请PCT/CA2011/050656中描述了一种电解阴极组件，这种电解阴极组件包括中空的悬挂杆和沉积板，其中沉积板包括附接到所述悬挂杆的上边缘。所述悬挂杆可以基本由铜形成。至少一个支撑元件可以被配置为支撑所述悬挂杆。所述支撑元件可以内置于所述悬挂杆内，并且可以部分地在所述悬挂杆的多个杆端部之间延伸。支撑元件可以包括第一支撑元件和第二支撑元件，其中每个支撑元件置于与所述多个杆端部中分别的一个相邻。所述悬挂杆可以包括伸出部分，所述支撑元件可以至少部分地置于所述伸出部分内。所述支撑元件可以包括内端部，所述内端部相对于所述沉积板的板边缘向内偏移。
【发明内容】
[0007]以下内容的目的在于向读者介绍遵从权利要求主题、但是并非对其进行限定或限制的详细说明。
[0008]在本发明的一方面，制造电解阴极组件的方法包括:将沉积板沿着上端部附接到导电悬挂杆，从而限定接合处；形成具有侧边缘的保护罩；将保护罩布置成大体上包围沉积板的一部分上端部和悬挂杆，以基本围住接合处；向保护罩和悬挂杆之间的通道注入防腐蚀材料，以形成在悬挂杆周围延伸的基本连续的密封，从而至少阻碍流体从侧边缘流入保护罩中。
[0009]形成步骤包括在保护罩中形成大体上邻近侧边缘的通道。形成步骤包括由一张材料制成保护罩。形成步骤包括折弯这张材料以形成若干侧壁，所述若干侧壁限定用于容纳悬挂杆的中央腔体。形成步骤包括折弯这张材料，使得保护罩的若干侧壁被间隔分开，以便采用滑动配合的方式容纳悬挂杆。布置步骤包括折弯侧壁使其大体上与悬挂杆接合。形成步骤包括折弯这张材料以使得保护罩的纵向边缘被间隔分开，以便采用滑动配合的方式容纳沉积板。布置步骤包括将纵向边缘焊接到沉积板上。
[0010]注入步骤包括将防腐蚀材料注入到与通道流体连通的至少一个入口中。形成步骤包括在保护罩中形成至少一个入口。形成步骤包括在保护罩的顶侧壁中形成与通道对准(registrat1n)的至少一个入口。
[0011 ] 所述方法还包括将至少一个支撑元件内置于所述悬挂杆内。所述方法还包括通过至少一个焊缝将沉积板附接到悬挂杆上，并且通过至少一个焊缝将保护罩附接到沉积板上。防腐蚀材料可以包括环氧树脂(epoxy)。沉积板和保护罩由不锈钢形成。悬挂杆由铜形成。
[0012]在本发明的一方面，电解阴极组件包括:导电悬挂杆、沉积板、保护罩、和防腐蚀材料；沉积板沿上端部附接于悬挂杆从而形成接合处；保护罩具有侧边缘，保护罩布置成大致包围沉积板的一部分上端部和悬挂杆，以基本围住接合处；防腐蚀材料置于保护罩和悬挂杆之间的通道中，用以形成在悬挂杆周围延伸的基本连续的密封，从而至少阻碍流体从侧边缘流入保护罩中。
[0013]通道形成在保护罩中并且与侧边缘相邻。电解阴极组件还包括至少一个与通道流体连通的入口。至少一个入口形成在保护罩中。至少一个入口形成在保护罩的顶侧壁中，与通道对准。
[0014]电解阴极组件还包括至少一个内置于悬挂杆内的支撑元件。沉积板通过至少一个焊缝附接到悬挂杆上，保护罩通过至少一个焊缝附接到沉积板上。防腐蚀材料可以包括环氧树脂。沉积板上和保护罩由不锈钢形成。悬挂杆由铜形成。
[0015]电解池包括:包含有电解槽的容器、包含在电解槽中的阳极组件、包含在电解槽中的如这里描述的阴极组件、以及电连接到阳极组件和阴极组件以形成电解池的电源。
[0016]在电解池中电解精炼或电解提炼金属的方法包括:提供包含电解槽的容器；在电解槽中提供阳极组件；在电解槽中提供这里描述的阴极组件；提供电源；将电源电连接到阳极组件和阴极组件以形成电解池；应用足够的电流给电解池，以使得电解槽中的金属离子沉积在阴极组件的沉积板的表面上。
[0017]在本发明的一方面，形成用于电解阴极组件(电解阴极组件具有导电悬挂杆和沿上端部附接于悬挂杆从而形成接合处的淀积板)的保护罩的方法包括:提供至少一张材料；折弯这张材料以形成限定用于容纳电解阴极组件的悬挂杆的中央腔体的多个侧壁，其中保护罩的所述多个侧壁被间隔分开，以便采用滑动配合的方式容纳悬挂杆。
[0018]折弯步骤包括至少一个模具成形操作。这张材料被布置成大体上包围悬挂杆和沉积板的上端部的一部分，以基本围住接合处。这张材料的侧壁被折弯以大致与悬挂杆接合。这张材料的纵向边缘焊接在沉积板上。
[0019]所述方法还包括在这张材料中形成通道，并且向保护罩和悬挂杆之间的通道中注入防腐蚀材料，以形成在悬挂杆周围延伸的基本连续的密封。形成步骤包括至少一个模具成形操作。所述方法还包括在这张材料中生成至少一个与通道流体连通的入口，以及注入步骤包括将防腐蚀材料注入到至少一个入口中。生成步骤包括至少一个模具成形操作。
【附图说明】
[0020]这里包括的附图用于示出本发明装置和方法的多个例子，并不用于以任何方式限制所教导的范围。在附图中:
[0021]图1是根据第一个例子的电解阴极组件的部分侧视图；
[0022]图2是图1中的阴极组件的部分立体图；
[0023]图3是图1的阴极组件的侧端的放大的部分侧视图；
[0024]图4是沿图1中的线4-4的截面图；
[0025]图5是沿图1中的线5-5的截面图；
[0026]图6和图7分别是图1的阴极组件的保护罩在至少第一形成步骤之前和之后的侧端部的部分立体图；
[0027]图8、图9和图10是图6和图7的保护罩在至少第二形成步骤后的立体图、端视图和俯视图；
[0028]图11是图1的阴极组件的侧端部的反转、放大的部分立体图；
[0029]图12是沿图3中的线12-12的截面图；以及
[0030]图13是示例性的电解池的示意立体图。
【具体实施方式】
[0031]以下描述了多个装置或方法以提供每个要求保护的发明的实施例的例子。下面描述的实施例均不限制任何要求保护的发明，并且任何要求保护的发明可以涵盖与下面描述不同的装置和方法。要求保护的发明并不限制为具备下面描述的任一装置或方法的全部特征的装置和方法，或者并不限制为以下描述的多个或全部装置或方法共同的特征。以下描述的装置或方法可以不是任何要求保护的发明的实施例。在以下描述的装置或方法公开的但是在本文件中没有要求保护的任何发明可以是其他保护的文件(例如，延续的专利申请)的主题名称，申请人、发明人和/或权利人通过在本文件中的公开并非意在放弃、否认任何这种发明或将其奉献给公众。
[0032]金属的电解精练需要将阳极和阴极一起放置在合适的电解槽中，其中阳极由需要被精练的粗金属制成。在阴极和阳极之间施加电压，引起粗金属氧化，纯金属离子进入溶液中并且穿过电解槽向阴极电解地移动。沉积在阴极上的纯金属离子作为精炼金属，通常具有非常高的纯度。大部分杂质留在了电解槽中。
[0033]金属的电解提炼需要将阳极和阴极一起放置在合适的电解槽中，其中阳极由不同于待精炼金属的金属制成。待精炼的金属以可溶形式(例如，通过浸出和溶剂提取工艺进行制备)添加到电解槽中。在阳极和阴极之间施加电压，使得金属从溶液移动到阴极上并沉积在其上，作为高纯度的精炼金属。
[0034]典型的阴极组件包括沿着上端部附接到导电悬挂杆的平整的沉积板。悬挂杆与外部电源电接触。在某些配置下，悬挂杆的两端部位于沿着容器边缘延伸的导电母线上。在其它配置下，悬挂杆的一个端部位于沿着水池容器一个边缘延伸的导电母线上，悬挂杆的另一个端部位于沿着容器的相对边缘延伸的电绝缘杆上。悬挂杆支撑位于电解槽中的淀积板，并为电源和淀积板之间的电流提供路径。
[0035]在沉积到沉积板表面上的精练金属到达合适的厚度后，将阴极组件从电解槽中移出。在淀积板是永久的情况下(例如，由不同于待精炼的金属的其他金属形成)，精炼后的金属可以通过任何已知的剥离技术重新获得。通常，沉积板的竖直侧边缘被覆盖或保护，以使铜或其他需要的金属只在沉积板的平整侧面以及沉积板的下边缘周围沉积。