專利名稱：用于電解精煉或電解提取的容器的模塊化陣列的制作方法
技術領域：
本發明涉及可由預制板組裝的容器的模塊化陣列，所述預制板可與特定施加的其他等同或類似的預制板接合和密封，但是不限于盛裝腐蝕性溶液，尤其用于金屬電解精煉和電解提取設備如銅、鈷、鋅和鎳。
背景技術：
在電解提取(EW)工藝中，酸性溶液中包含的金屬的提取通過電解過程來進行，其中金屬從溶液中沉積到陰極上，所述陰極被周期性“收集”以釋放所附金屬。該過程在電解池型的矩形容器的陣列中進行，所述矩形容器陣列平行布置在EW設備內，彼此略微分開， 形成多行容器。電解精煉(ER)以類似的方式進行，但是與電解提取相比，金屬經過電解由被污染的陰極回收，而不是從含有金屬的溶液回收。無論如何，在兩種工藝中池的設計和容納它們的建筑物非常類似。特別地，載有電極(陽極和陰極)的容器必須符合一些要求i)其由一種或更多種能夠耐受電解溶液腐蝕作用的材料制成；ii)所述材料能夠足以承受容器所經受的機械載荷，包括容器自身的重量、電極的重量、電解質的液靜壓、以及來自容器內側和外側之間的差異的熱梯度，所述熱梯度可為 25°C至50°C，取決于該工藝為EW還是ER和容納所述池的建筑物是開放的或封閉的；和iii)考慮到目前的趨勢日益朝大長度的容器發展(這迫切要求具有復雜和高成本的設備和方法)，容器和安裝系統的幾何形狀允許對所述池進行精確地整平和對準，使其保證符合設計的低尺寸公差。現有容器一般對應于整體設計；即模制成一件的主體，通常由聚合物混凝土制成， 對此通常使用特制用于該目的的模具。在這些情況下，因為在可以對所述池脫模并在其免受結構損傷的情況下進行操作前所需的最小固化時間為8小時，所以每個模具每天僅能制造一個池，這使得需要兩個以上的模具以每天制造多于一個的池。這種類型的制造的不便之處在于，由于前述尺寸要求，模具復雜，并且其制造通常耗費幾個月，因此其成本高。另一缺點在于，容器重達數噸，因此其操作需要重型設備。由于大的體積和重量，所以到礦場的運輸成本有時是評價項目可行性的制約因素。電解池制造的一種替代方法在智利專利42. 760中描述，其公開了利用已知模制技術(其利用比用于一體式容器的模具小和簡單的模具)制造的結構。另外，這些結構可容易地并且成本有效地堆疊和運輸。所述容器的組裝也非常簡單，因為操作的是與其他等同或類似的單元組裝的低重量和小體積單元，所述其他等同或類似的單元來自可以為多種形狀和尺寸的一個或多個耐腐蝕容器。專利42. 760的結構形式允許組裝由與相鄰池之間的公用壁平行安裝的多個池制成的模塊化陣列，其減少了要制造的壁的數目，結果節省制造成本。另外，該結構通過消除所述相鄰壁之間的空余空間而允許降低酸液的溫度損失，由此降低電解設備在加熱電解質的燃料燃耗方面的成本。
在根據現有技術的用于EW的典型電解池組裝件中，在將容器組裝、支撐和調平于合適的支撐結構如混凝土梁或柱上之后，安裝管道系統以進料和分布所裝入的電解質并且排放用過的電解質；然后安裝電極隔離和間隔元件或蓋板和導電棒和電連接件，和最后放置電極。用于EW或ER的酸液或電解溶液進料和分布系統通常包括管道，其通常由熱塑性材料如PVC制成，朝容器內側延伸并通過多種手段固定至其內壁。這種傳統的供給電解質的方式的缺點在于其高成本和對管的高損傷發生率，尤其是在安裝和周期性取下電極以回收沉積的金屬和/或進行清潔期間。然而，也有一些系統試圖克服這些不便之處。專利EP 0 431 313描述了用于腐蝕性電解質的容器，其具有用于電解質進料的經覆蓋的垂直通道或現鑄管道。國際申請WO 01/32962描述了一種電解池，在其一個實施方案中，其具有用于電解質進料并分布到池中的歧管，所述歧管布置在沿池側壁整個內側延伸的凹陷上。其還描述了在共用壁兩側的通過間隔和隔離板保護的懸臂管結構，其適合用于在相鄰池之間具有共用壁的容器陣列。作為替代方案，提及了一個實施方案，其中歧管可安裝在池側壁內側。然而，該變化方案的任何細節既未解釋也未示出。所述最后一個實施方案將是優選的，因為其提供了更多的保護，并且由于所述進料和分配管被整合到所述池的壁中，所以其在組裝和維護方面有成本效率。結果，將期望用于電解工藝、尤其用于電解提取和電解精煉的具有平行放置的容器的模塊化陣列，其將智利專利42. 760中公開的結構設置的優點和整體式、保護電解質進料和分配系統的優點組合。而且，將期望容器的模塊化陣列可由預制結構組裝，所述預制結構可與其他等同或類似的預制結構接合和密封，所述容器不僅在相鄰容器之間具有共用壁和允許添加整體式、經保護的電解質進料和分配系統，而且便于使在至少所述共用壁方面的減重(例如通過減小其寬度以減小陣列的重量)與對陣列的結構穩定性和機械阻力的需要以及保持允許安裝電極的間隔和隔離元件的壁寬度的需要相容。
發明內容
為了實現上述目的，已經開發了平行放置的容器的模塊化陣列，其用于金屬電解過程中、尤其用于電解提取和電解精煉過程使用的電解溶液，所述容器的模塊化陣列可由預制板組裝，所述預制板可與其他等同或類似的預制板接合和密封，所述容器的模塊化陣列包括至少一對相對的端壁、側壁、多個中間橫壁和底板，其中所述中間橫壁在兩個相鄰容器之間限定共用壁，所述容器的模塊化陣列的特征在于至少所述中間壁各自包括整合到所述壁中的通道，用于保護電解溶液進料和分配，并且所述壁在中間的壁寬相對于其至少一端以及上部和下部減小，所述壁的至少一端以及上部和下部由邊緣形成物限定，其中所述形成物的至少其一中具有所述通道。如此設計的陣列提供陣列所需的結構穩定性和機械阻力，并且允許將電極間隔物和隔離物安裝在所述壁的上表面上。優選地，不僅所述中間壁內具有所述結構和通道，而且所述容器陣列的所述側壁也具有所述結構。
所述通道可由埋入所述壁材料中的管限定，其可由在壁的模制過程中模制在邊緣形成物內的導管限定，或者其可由任意的其他已知方法形成。此外，其可以具有多種結構。根據本發明的一個簡單的實施方案，所述通道只包括在所述壁的一端的垂直方向上延伸的邊緣形成物內的垂直主部。或者，該簡單通道包括沿所述壁的所述上部的邊緣形成物的內側水平延伸的單個水平部。以逐漸更復雜的方式，所述通道包括沿至少一個其他邊緣形成物、甚至所有的邊緣形成物的內側延伸的一個延伸部，除了在所述壁的下部和上部以外，其可在所述壁的兩端形成。而且，所述通道的所述主部和/或延伸部可以定位在所述邊界形成部內中央，或者在所述邊緣形成物中(如果所述通道只包括一個主部的話)或在至少一個形成物中具有一個或更多個平行分叉或分支，優選形成與在所述壁的兩側的形成物的外表面相鄰的兩個平行分支。優選地，所述通道具有與電解溶液的供給源相連的上入口和電解質進入所述容器的至少一個出孔，優選多個出孔，更優選多個電解質出孔設置為使至少一個孔面朝相鄰電極之間的空間，由此確保均勻分配電解溶液。通道入口優選經過在與所述入口相鄰的端壁中的通孔或切口與電解質供給源相連，以使所述通道通過所述孔或切口與電解質供給源的管相連。側壁和中間壁與端壁的對準和固定裝置提供在側壁、中間壁和端壁中，而在端壁中提供彼此之間的固定裝置。因而，底板具有用于緊緊地容納側壁和中間壁的裝置和將所述板支撐、錨固和調平在支撐柱或梁上的支撐和錨固裝置。包括容器陣列的壁和底板是四邊形的，并且優選利用熱塑性抗腐蝕組合物和熱穩定的樹脂如在智利發明專利42. 760中公開的那些制成。為了提高壁和底板的絕緣性，它們優選由預制板制成，所述預制板具有由空的空間或填充有絕緣材料的空間限定的芯。然后采用合理的組裝順序來組裝所述容器。首先，將底板安裝在支撐柱或梁上，在該處與底板的支撐和錨固裝置相容的元件已經被放置到位。以原始方式，這些錨固和調平元件由每個柱上的調平板和整合到柱的連接U型螺栓或各個連接螺栓組成，其匹配在底板的支撐和錨固裝置中，以利用所述調節螺栓和螺母將底板錨固和調平至所述柱。在第二步驟中，所述板的連接用布置用于所述目的的裝置密封，其中所述裝置與待密封的所述板的構成材料相容。在第三步驟中，安裝所述容器陣列的壁(其可以無差別地為端壁，然后是中間壁， 或者反之亦然)，以使其利用提供的對準和固定裝置相互連接，使它們牢固地接合在一起， 并且在底板上調平。以該方式繼續進行所述順序，直至包括容器陣列的所有的壁(包括側壁)都被調平并相互牢固連接。為了確保容器不透水，作為組裝的最后一個步驟，在壁以及壁和底板的交界處或連接區中提供密封物。所述密封物可由與待密封的壁和板的表面材料相容的熱塑性或熱穩定組的材料制成并且其中所述材料的應用方法可以是實踐中已知的和現有的任一種方法。作為替代方案或者額外地，可以在形成板的邊緣時在板的連接區域中施加彈性體
7密封物。
圖1是根據本發明原理的容器的模塊化陣列的一個優選實施方案的正視圖；圖2是圖1的容器的模塊化陣列的部分分解圖，其以部分截面圖示出端板、三個底板(一個側板和兩個內板)、側壁和兩個最近的中間板；圖3是圖1和2的容器的模塊化陣列的壁(其可為中間壁或側壁)的縱向剖面圖， 其顯示進料和分配電解質的通道；圖4是本發明的容器的模塊化陣列的底板的局部放大圖，其詳細顯示緊緊地容納所述側壁和中間壁的裝置，并且顯示將支撐物和支撐、錨固和調平這些容器在支撐柱或梁上的錨固裝置；和圖5是根據本發明一個替代實施方案的容器的模塊化陣列的截面的局部放大圖， 其顯示一個中間壁被容納在底板上，并且其中這些底板被支撐、錨固和調平在柱上。
具體實施例方式圖1和2顯示根據本發明的平行放置的容器的模塊化陣列的一個優選實施方案， 其具有區別元件密封在一起的至少一對相對的端壁(1、2)(在實施方案中顯示為兩個，可以在每個端點處觀察到)、側壁(3、4)、多個底板(5)和多個中間橫壁(6)，并且其中所述中間橫壁(6)與兩個相鄰容器之間的公用壁一致。所述陣列支撐在柱(25)上，并且所述容器陣列一端的端壁⑵具有在所述壁中形成的溢流盒(26)，溢流盒(26)的數目與容器的數目相等以排放電解溶液。如圖2中可以更清楚地看到的，邊緣形成物(9、10、11、12)在中間壁(6)的兩端垂直延伸，并且沿所述壁(6)的上部和下部水平延伸。每個邊緣形成物(9、10、11、12)具有關于每個壁的縱向對稱面對稱的設計，以使中間壁(6)具有雙“T”形橫向剖面。側壁(3、4)也具有邊緣形成物(9、10、11、12)，但是只相對于所述壁的縱向對稱面的一側，以使側壁(3、4)具有“C”形橫向剖面。同樣，中間壁(6)和側壁(3、4)具有進料和分配電解溶液的通道(7、8)，在圖1至 3的實施方案中，所述通道(7、8)包括定位在限定所述壁(3、4、6)的一端和下部的邊緣形成物(9、12)中央的單個導管。根據這些圖，通道(7、8)具有與電解溶液供給源相連的上部入口(14)和用于將電解質排放到每個容器中的多個孔(13)。所述通道包括在限定所述壁(3、4、6)的端點之一的所述形成物(9)內的垂直主部 (7)和沿限定所述壁(3、4、6)的下部的形成物(12)內側延伸的單個臂(8)。在與每個通道 (7,8)的入口(14)相鄰的端壁(1)中的切口(15)允許所述通道與電解溶液供給源的歧管相連。為了將側壁(3、4)和中間壁(6)與端壁(1、2)接合，提供對準裝置，其包括相容且相互匹配的槽(16)和突出物(17)。另外，側壁(3、4)和中間壁(6)具有與端壁(1、2) —起的補充固定裝置，其包括在端壁(1、2)中的橫向通孔(18)和在所述側壁(3、4)和中間壁(6)的末端處與所述通孔 (18)對準的鉆孔(19)，其中所述通孔(18)和鉆孔(19)適于容納從端壁(1,2)外側引入并緊固到螺母(未顯示)或類似相容的插孔連接器型元件中的插入所述鉆孔(19)中的螺栓 (未顯示)ο固定裝置(未顯示)布置為將端壁(1、幻相互連接，其通常包括底面上具有鉆孔的側面凹陷以將帶有螺栓的固定板置于每個凹陷中。底板(5)具有周邊降低或臺階00)用于緊緊地容納側壁(3、4)和中間壁(6)。周邊降低或臺階00)具有斜面，其有助于和提高電解質向溢流盒06)的排放。另一方面，如圖4和5中詳細示出的，將底板(5)支撐、錨固和調平到柱05)上的支撐和錨固裝置包括在底板( 斜面OO)上的凹陷01)。每個凹陷對準并面朝下一個底板(5)中的相應的類似凹陷01)。此外，每個凹陷都具有垂直通槽02)，以容納整合到柱05)中的U型連接螺栓03)以及用于將底板(5)緊固和固定在固定至柱05) 上表面的調平板(XT)上的調節螺母04)。圖5描述本發明的第二實施方案，其中用于進料和分配電解質的通道包括形成為與在壁下部兩側的形成物(1 的外表面相鄰的一對平行臂(8)。
權利要求
1.一種平行放置的容器的模塊化陣列，其用于在金屬電解過程中、尤其用于金屬電解提取和電解精煉過程中使用的電解溶液，所述容器的模塊化陣列可由預制板組裝，所述預制板可與其他等同或類似的預制板接合和密封，所述容器的模塊化陣列包括至少一對相對的端壁(1、2)、側壁(3、4)、多個底板(5)和多個中間橫壁(6)，其中所述中間橫壁(6)在兩個相鄰容器之間限定共用壁，其特征在于至少所述中間壁(6)均包括用于保護電解溶液進料和分配的整合到所述壁中的通道(7、8)，并且在于所述壁在中間的壁寬相對于其至少一端以及上部和下部減小，所述壁的至少一端以及上部和下部由邊緣形成物(9、10、11、12) 限定，其中所述形成物的至少其一中具有所述通道。
2.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于與所述中間壁 (6)類似，所述側壁(3、4)也均具有用于保護所述電解溶液進料和分配的整合通道(7、8)和邊緣形成物(9、10、11、12)。
3.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述中間壁(6) 具有雙“T”形橫向剖面。
4.根據權利要求2所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述側壁(3、4) 具有“C”形橫向剖面。
5.根據前述權利要求中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述壁(3、4、6)的兩端均由邊緣形成物(9、10)限定。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道包括在限定所述壁末端之一的所述邊緣形成物(9、10)內垂直延伸的垂直主部(7)。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道包括在限定所述壁的所述上部的所述邊緣形成物(11)內水平延伸的水平主部(7)。
8.根據權利要求6或7所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道還包括在至少一個其余形成物內延伸的一個或更多個延伸部(8)。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于在所述形成物(9、10、11、1幻的至少一個中的所述通道(7、8)包括一個或更多個平行的分支或臂。
10.根據權利要求9所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述兩個平行的臂形成為與所述壁兩側的所述形成物(9、10、11、1幻的外表面相鄰。
11.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道(7、8) 具有與所述電解溶液的供給源相連的上入口(14)和將所述電解質充入所述容器中的至少一個出孔(13)。
12.根據權利要求7至10中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道(7、幻包括所述電解質進入所述容器中的多個出孔(13)。
13.根據權利要求12所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述多個孔布置為使得存在至少一個面朝相鄰電極之間的空間的孔。
14.根據權利要求11至13中任一項所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道(7、8)的所述上入口(14)通過與所述入口(14)相鄰的端壁中的通孔或切口(15) 與所述電解溶液的供給源的管相連。
15.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道(7、8)由埋入所述壁的材料中的管限定。
16.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述通道(7、8) 由模制于所述壁中的導管限定。
17.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述側壁(3、 4)、中間壁(6)和端壁(1,2)具有將所述側壁(3,4)和中間壁(6)與所述端壁(1,2)對準的對準裝置(16、17)。
18.根據權利要求17所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述對準裝置包括在所述端壁(1、2)中的槽(16)、以及在所述側壁(3、4)和所述中間壁(6)中的突出物 (17)，所述槽和所述突出物相容且互相匹配。
19.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述側壁(3、 4)、中間壁(6)和端壁(1,2)具有將所述側壁(3,4)和中間壁(6)與所述端壁(1,2)固定的固定裝置(18、19)。
20.根據權利要求19所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述固定裝置包括在所述端壁(1、2)中的橫向通孔(18)、以及在所述側壁(3、4)和中間壁(6)的末端處與所述通孔(18)對準的鉆孔(19)，以容納插入所述鉆孔(19)中的緊固至螺母或類似相容的插孔連接器型元件中的螺栓。
21.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述端壁(1、2) 具有相互固定裝置。
22.根據權利要求21所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述端壁的相互固定裝置包括底部上具有鉆孔的側向凹陷以將具有螺栓的固定板置于每個凹陷中。
23.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述底板(5)具有用于緊緊地容納側壁和中間壁的裝置(20)、以及將所述底板(5)支撐、錨固和調平在柱 (25)或底面上的其他類似支撐元件上的支撐和錨固裝置(21、22)。
24.根據權利要求23所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述用于緊緊地容納側壁(3、4)和中間壁(6)的裝置包括周邊降低或臺階(20)。
25.根據權利要求23所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述底板(5) 的所述支撐和錨固裝置包括在所述底板(5)的所述周邊降低(20)中的凹陷(21)，其中每個凹陷(21)對準并面朝下一個底板(5)中對應的相似凹陷(21)，并且每個凹陷(21)都具有設計為容納整合到柱(25)中的U型連接螺栓(23)的臂和螺母(24)的垂直通槽(22)，用于將底板(5)緊固和固定至所述柱(25)，調平板(27)固定至所述柱(25)的上表面。
26.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述容器的模塊化陣列的一端的端壁(2)具有模制的溢流盒(26)，其數目與所述模塊化陣列的平行容器相等，以排放所述電解質。
27.根據權利要求24和27所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述周邊降低或臺階(20)具有斜面，其有助于和提高所述電解質朝所述溢流盒(26)的排放。
28.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于所述壁(1、2、3、 4、6)和所述底板(5)由耐腐蝕的熱塑性組合物和熱穩定的樹脂制成。
29.根據權利要求1所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于彈性體密封物設置在所述壁(1、2、3、4、6)的接合區域，容納在所述壁(1、2、3、4、6)的邊緣中。
30.根據權利要求觀或四所述的平行放置的容器的模塊化陣列，其特征在于密封物設置在所述壁(1、2、3、4、6)、所述壁與所述底板、所述底板相互之間的相交處或接合區域中， 所述密封物由與所述相交處或接合區域表面的材料相容的熱塑性或熱穩定組的材料制成。
全文摘要
具有平行放置的容器的模塊化組裝件，其用于在金屬電解過程中、尤其用于電解提取和電解精煉過程使用的電解溶液，其可由可與其他等同或類似的預制板接合和密封的預制板組裝，包括至少一對相對的端壁(1、2)、側壁(3、4)、多個底板(5)和多個中間橫壁(6)，所述模塊化容器組裝件在兩個相鄰容器之間具有由所述中間橫壁(6)限定的共用壁。至少組裝件的所述中間壁(6)均包括用于保護充入的電解溶液的進料和分配的整合到所述壁中的通道(7、8)，并且這些壁在中間的壁寬相對于其至少一端以及上部和下部小，所述壁的至少一端以及上部和下部由邊緣形成物(9、10、11、12)限定，其中所述形成物的至少其一中具有所述通道。
文檔編號C25C7/00GK102257183SQ200980147882
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月28日 優先權日2008年10月30日
發明者米格爾·馬爾多納多拉米雷斯德阿雷拉諾 申請人:復合材料技術有限公司