КАТОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к электролитическому получению цветных металлов из водных растворов их солей и может быть использовано в металлургической и химической промышленностях.
7
Известен катодный элемент, содержащий матрицу, по крайней мере, на двух противоположных сторонах которой выполнены однородные краевые пояски из сополимера этиленовой кислоты или пропилена (см. патент PCT/WO №97/21851, кл. МПК С 25 С 7/02, В 29 С 47/02, опубл. 19.06.97 г.).
Недостатками такой конструкции является то, что наиболее подверженный коррозии участок матрицы на границе раздела фаз «электролит-воздух» не предохраняется от коррозионного разрушения, катод в процессе работы на указанном участке быстро разрушается и приходит в негодность. При нанесении краевого пояска на нижнюю кромку матрицы затрудняется сдирка осаждаемого металла, а при отсутствии пояска, осаждение металла происходит на всей поверхности матрицы, что затрудняет сдирку и увеличивает расход электроэнергии.
7
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является катодный элемент для электролитического осаждения металлов, состоящий из матрицы с электроизоляционным пояском из полимерного материала по ее боковым кромкам и границе фаз «электролит-воздух», паза на всю ширину нижней торцевой кромки матрицы, под пояском которой выполнены сквозные отверстия (см. патент RU №2205250, МПК С 25 С 7/02, опубл. 25.05.2003 г.).
Недостатками прототипа являются то, что при эксплуатации, запрессованная в паз фторопластовая пластина, имеет коэффициент объемного расширения, отличный от материала матрицы и при
колебаниях температур выпадает из паза, обнажая нижнюю кромку матрицы, в результате чего осаждение происходит на нижней кромке матрицы и приводит к ухудшению сдирки металла и повышению расхода электроэнергии.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение срока службы катодного элемента, снижение трудоемкости работ по сдирке осадка и расхода электроэнергии.
Решение технической задачи достигается тем, что в известном катодном элементе для электролитического осаждения металлов, состоящим из матрицы с электроизоляционным пояском из полимерного материала по ее боковым кромкам и границе фаз «электролит-воздух», паза на всю ширину нижней торцевой кромки матрицы, и сквозных отверстий под пояском, согласно полезной модели, паз в нижней торцевой кромке заполнен зигзагообразно тем же полимерным материалом, образуя единый, замкнутый электроизоляционный поясок, а с обеих сторон матрицы по границам боковых кромок под пояском выполнены канавки.
Данная конструкция катодного элемента для электролитического осаждения металлов позволит увеличить срок службы, сократить трудоемкость сдирки осадка и расход электроэнергии.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид катодного элемента, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1, на фиг 5 - разрез по Г-Г на фиг.1, на фиг 6 - вид D на фиг.1.
Катодный элемент для электролитического осаждения металлов состоит из матрицы 1, токоподводящих контактов 2, подвески 3. Матрица 1 на границе фаз «электролит-воздух», по боковым кромкам снабжена электроизоляционным пояском 4 из полимерного материала. В нижней торцевой кромке матрицы 1 выполнен паз 5 (см. фиг.6), который заполнен зигзагообразно тем же полимерным материалом, замыкая
поясок 4 боковых кромок матрицы 1 с образованием замкнутого пояска 4. В матрице 1 под пояском 4 по всему его контуру выполнены сквозные отверстия 6, а с обеих сторон матрицы 1 по границам боковых кромок под пояском 4 выполнены канавки 7 (см. фиг.2, 3).
Катодный элемент изготавливают следующим образом.
В матрице 1, перед нанесением пояска 4 на участках его расположения, сверлили сквозные отверстия 6 в шахматном порядке для монолитного соединения пояска 4 с матрицей 1.
На нижней торцевой кромке матрицы 1 прорезали паз 5 для заполнения его полимерным материалом зигзагообразной формы, изолируя противоположные плоскости матрицы 1, шириной, равной 1/3 толщины матрицы 1 и глубиной, равной 15-20 мм, а с обеих сторон матрицы 1 по границам боковых кромок под пояском 4 выполняли канавки 7, глубиной 2-4 мм и шириной 4-6 мм для лучшей фиксации пояска 4.
Нанесение электроизоляционного пояска 4 осуществляли с помощью специально изготовленной пресс-формы, в которую устанавливали катодный элемент и фиксировали в ней, затем всю эту конструкцию нагревали до 130-160°С и через литниковые каналы нагнетали во внутреннюю полость пресс-формы под давлением 10,0-13,0 МПа полимерный материал до полного ее заполнения. Указанное давление выдерживали 3-5 минут и пресс-форму «запирали». После этого производили естественное охлаждение до температуры окружающей среды, затем пресс-форму разбирали, готовый катод, с нанесенным на матрицу 1 пояском 4, извлекали из пресс-формы.
В результате образуется химическая и механическая связи между электроизоляционным пояском 4 и матрицей 1, что предотвращает доступ электролита под поясок 4. Электроизоляционный поясок 4 с матрицей 1 за счет сквозных отверстий 6 образует единую, монолитную конструкцию
высокой прочности и предотвращает доступ электролита под электроизоляционный поясок 4.
Использование предлагаемого катодного элемента для электролитического осаждения металлов позволит по сравнению с прототипом повысить срок его службы, сократить расход электроэнергии и облегчить процесс сдирки осаждаемого на матрице металла.