用于金屬電解提取池的陽極結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于電解提取池的陽極結構，所述陽極結構包括陽極吊架桿、絕緣材料的支撐結構、具有設置有催化涂層的閥金屬基板的至少一個陽極網格，所述至少一個陽極網格被細分為至少兩個相互絕緣的子網格，所述子網格通過與所述陽極吊架桿連接的導電裝置被單獨地供應電流，所述陽極結構還設置有包括至少一個電子系統，所述至少一個電子系統包括至少一個電流探針和至少一個致動器以單獨測量并且控制向所述子網格中的每個的電流供應。
【專利說明】
用于金屬電解提取池的陽極結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種適于管理金屬沉積物的均勻生長的陽極結構，用于尤其是電解提取或電解精煉非鐵金屬的工廠中使用的電解池中，防止短路或減少陽極的電損害。
【背景技術】
[0002]特別是對于金屬電解提取或電解精煉工廠，供應到電化學工廠的電解池的電流可能以非常多樣的非均勻方式被分配到單個電解池電極，從而對生產有負面影響。由于多種不同原因，導致可能發生這種現象。例如，特別對于金屬電解提取或電解精煉工廠而言，為了允許收獲沉積在負極性電極(陰極)上面的產品，從負極性電極(陰極)的底座(seat)將負極性電極頻繁抽出，隨后將其放回適當位置，以便進行后續生產周期。通常對大量陰極執行的這個頻繁操縱經常導致在匯流桿(bus-bar)上的重新定位并不完美并且遠遠達不到完美電接觸，這也是由于相關底座上可能形成的污垢而導致的。還可能的是，在電極上以不規則形式發生產品沉積，伴隨著形成使陰極表面輪廓改變的產品質量梯度。當發生這個時，由于事實上不再是沿著整個表面恒定的陽極-陰極間隙，導致達成了電失衡條件:隨著各陽極-陰極對之間間隙的變化而變化的電阻變為可變的，使電流分布不均勻問題惡化。例如，對于銅而言，經常觀察到這種現象，其中較少的沉積發生陰極的上部分，而在沉積較少處存在大量氣體，造成電阻增大。
[0003]對于銅而言，同樣十分常見的另一個問題是偶爾形成枝晶狀沉積物，該枝晶狀沉積物與局部陽極-陰極間隙減小一樣快地局部生長，直到達成了短路條件。在發生短路的情況下，電流往往會集中在短路陰極上而將電流從剩余的陰極抽走，嚴重妨礙了生產，而在短路陰極與電解池斷開連接之前，這是不可修復的。
[0004]如以上提到的，電流的不均勻分布還引起質量和生產能力的損失，使由鈦網格(mesh)制造的現代理念的陽極的完整性和壽命受到挑戰。
[0005]在工業工廠中，在給定存在大量電解池和電極的情況下，保持均勻沉積、防止短路或減少由于短路造成的陽極損害的工作十分復雜并且難以實施。
【發明內容】
[0006]本發明允許管理在電解提取池的陰極表面上沉積的金屬的均勻生長和/或防止例如由于枝晶(dendrite)、不規則沉積生長的現象或因可使陽極和陰極直接電接觸的機械事故而導致可能出現的短路或陽極損害。
[0007]此外，本發明允許在上述情況發生的情況下，通過只對陽極的有限部分選擇性斷開電流流動來保持陽極操作，從而限制生產損失并且優化金屬沉積處理。
[0008]因此，本發明提升了生產能力和產品質量并且保護了陽極結構。
[0009]在隨附權利要求書中闡述了本發明的各個方面。
[0010]在一個方面，本發明涉及一種用于電解提取池的陽極結構，所述陽極結構包括陽極吊架桿、由絕緣材料制成的支撐結構、包括設置有催化涂層的閥金屬基板的至少一個陽極網格，所述至少一個陽極網格被細分為至少兩個相互絕緣的子網格，通過與所述陽極吊架桿連接的導電裝置向所述子網格單獨地供應電流，所述陽極結構還設置有至少一個電子系統，所述至少一個電子系統包括至少一個電流探針和至少一個致動器以單獨測量并且控制對各個單獨的子網格供應的電流。
[0011]術語“陽極網格”旨在定義面對相應的陰極的電極。
[0012]術語“子網格”旨在定義將陽極網格細分得到的一系列投影(projected)幾何表面。
[0013]術語“網格”是指有孔結構。
[0014]根據本發明的陽極結構可包括連接到同一吊架桿并且位于支撐結構相對側的兩個陽極網格，其中各陽極網格面對相應的陰極，并且其中各陽極網格被細分成至少兩個子網格。陽極結構還可包括夾在兩個陽極網格之間的纖薄(slim)面板。該面板可由多個較小的子面板構成。該面板可具有與陽極網格的投影表面面積相當的整體面積并且是幾毫米厚；它可由諸如塑料或樹脂材料制成，耐受酸性電解液并且易于在電解池的操作溫度下工作。
[0015]將陽極網格細分得到的子網格可具有相等或不同的面積。
[0016]優選地，絕緣材料的支撐結構以及在陽極結構操作期間浸沒在電解液中的所有元件應該耐受酸性電解液環境。
[0017]根據本發明的陽極結構可具有以下優點:通過其電流控制系統，通過僅斷開陽極網格中正受到電流不規則影響的片段，從而允許陽極的連續操作，即使是在陰極處的金屬存在枝晶或高度不規則沉積的情況下。
[0018]以上描述的子網格可與諸如塑料或樹脂的材料相互電絕緣。另外地或可選擇地，子網格可因其間存在的物理間隙而相互絕緣。物理間隙(如果存在的話)可被有利地選擇為超過3mm，例如8mm左右。
[0019]可用直接測量或借助于間接評估流入子網格的電流(諸如，例如評估局部溫度變化或觸發對無源電子部件(例如，熱敏電阻或可恢復熔絲，其中，它們均可既充當電流探針又充當電子系統的致動器)中電流密度的特定電響應)對供應到各個單獨的子網格的電流執行單獨測量。
[0020]在根據本發明的所述陽極結構的一個實施例中，所述至少一個陽極網格被細分為面積范圍在25cm2和225cm2之間的子網格。
[0021 ]術語“面積”旨在定義幾何投影面積。
[0022]在一個實施例中，根據本發明的所述陽極結構的導電裝置是金屬桿、面板或線纜。所述導電裝置可被小型化和/或被組裝在一個或多個電子電路中。
[0023]在一個實施例中，根據本發明的所述陽極結構的所述金屬桿、板或線纜由電阻率是1.5 X 10—8至3.0 X 10—8 Ω Xm的導電材料(諸如，銅、鋁或其合金)制成。所述導電裝置的電阻率是指用使用四線測量設置的萬用表在20°C下執行的測量。
[0024]在一個實施例中，根據本發明的所述陽極結構使相互電絕緣的所述子網格被緊固裝置固定到所述絕緣材料的支撐結構。
[0025]在其他實施例中，根據本發明的所述陽極結構使所述導電裝置和所述至少一個電子系統通過諸如樹脂或塑料的材料被嵌入和密封在所述支撐結構內部。
[0026]在其他實施例中，根據本發明的所述陽極結構的各子網格裝配有至少一個電子系統，所述電子系統單獨地控制所述子網格的電流供給。
[0027]在另一個實施例中，所述電子系統包括有源部件(諸如，晶體管、M0SFET、開關、負載晶體管、運算放大器、微控制器單元(MCU)、模數轉換器(ADC))和/或無源電子部件。
[0028]使用有源部件可具有以下優點:允許進行有源控制并且提供記錄和管理流入子網格的電流的能力。
[0029]可以利用根據本發明的所述陽極結構和電解器的陰極池間桿(cathodicintercell bar)或平衡桿(如果存在的話)之間的電位差來向這些有源部件供電。電子系統或其部件中的一個或多個可與導電裝置(諸如，金屬線纜)電連接，導電裝置從陽極結構延伸并且與陰極池間桿或平衡桿電接觸。
[0030]在另一個實施例中，電子系統包括諸如熱敏電阻或可恢復熔絲(諸如，可恢復PTTC恪絲，也被稱為聚合正溫度系數恪絲、聚合恪絲(polyfuse)或聚合開關(polyswitch))的無源部件。發明人已經發現，使用這些無源部件可簡化系統設置。熱敏電阻和可恢復熔絲是自致動的無源器件，提供對流過電路的電流的間接測量并且提供控制和消除過電流的簡單裝置，從而既充當電流探針又充當電子系統的致動器。它們的特性在于電壓和電流之間的高度非線性響應關系并且它們在不需要外部電源或第三方干涉的情況下通過自觸發電路中的電流流動的中斷/啟動來防止過電流故障。可結合可用于記錄和警告目的的有源部件地實現用于電流控制的這些無源部件。
[0031]在另一個方面，本發明涉及一種將金屬沉積在包括至少一個如上所述的陽極結構的電化學金屬電解提取工廠中的系統。所述系統還可用于電鍍和電解精煉工廠中并且可用于防止短路的發生，減少由于枝晶接觸而導致的陽極損害和/或用于管理金屬的均勻沉積。所述系統還由于將陽極網格分隔成至少兩個子網格而通過只斷開陽極結構的一部分，允許將陽極維持在操作中，即使是發生了局部電流異常的情況下。
[0032]發明人已經發現，通過利用電子系統選擇性中斷向特定子網格的供電，可以有效阻止沿著與陽極表面垂直的方向在陰極上形成的任何枝晶以及可以在陰極上得到均勻的金屬沉積。
[0033]在另一個方面，本發明涉及一種將金屬沉積在包括至少一個如上所述的陽極結構的金屬電解提取工廠中的系統，其中，各子網格與選自正溫度系數熱敏電阻或可恢復熔絲之中的至少一個無源電子系統串聯電連接。為了防止過電流故障，根據各無源電子系統的特性電流參數來選擇各無源電子系統。當無源系統是正溫度系數可恢復熔絲時，可如下文中所述地有利選擇其特性電流參數:I)保持電流值，其等于可以在操作條件下供應到各個單獨的子網格的最大標稱電流;2)跳閘電流(trip current)值，其低于各子網格的最大安全電流。可取的是，選擇在標稱操作條件下壓降穩定并且壓降值低的無源電子系統，以使無源器件在低于保持電流的電流下操作時的能量損失和過熱減至最少。
[0034]以下定義是指在如上所述的陽極結構的操作溫度(通常為45°C至55°C)下測得的量。
[0035]術語“跳閘電流”旨在定義無源電子系統通過其值時中斷電流流動的無源電子系統的特性電流閾值。在“跳閘”狀態下，僅僅小值的雜散電流(被稱為漏電流)可流過無源部件。
[0036]術語“保持電流”旨在定義當低于或等于其值時保證無源部件不讓裝置跳閘的特性電流閾值。
[0037]術語“最大安全電流”旨在定義沒有危及單獨的子網格和電路的安全和保護的最大電流。
[0038]術語“標稱電流”旨在定義在理想操作條件下(S卩，在生產過程中沒有出現相關臨界狀況的情況下)流入子網格的電流。
[0039]上述的熱敏電阻或可恢復熔絲可被封在由空氣或泡沫填充的腔室中，以將它們與環境熱隔離并且確保它們在操作期間的可靠性。
[0040]發明人已經發現，即使是在陽極/陰極接觸件枝晶接觸或誤對準的情況下，借助于無源電子系統(諸如，熱敏電阻或可恢復熔絲)供應到特定子網格的電力的選擇性的和及時的中斷也以有利簡化的方式防止了對子網格的相當大的短路損害，因為這些無源部件不需要外部電源并且它們的操作是自調節的。
[0041]上述的系統可與警告和/或數據記錄系統配對。例如，陽極結構可與發光二極管(LED)配對，可使用LED提供關于陽極結構的至少一個子網格中異常出現的電流的可視警告。另外地或可替代地，根據本發明的所述陽極結構可裝配有將關于系統操作的數據發送到主中央計算機的無線通信裝置。
[0042]在另一個方面，本發明涉及一種在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，其中，對于各陽極網格，所述電子系統以預定時間間隔檢測各子網格中的電流。在執行測量之后，所述電子系統為各陽極網格確定在其子網格中循環的相對最大電流并且斷開向與檢測到的相對最大電流對應的一個子網格或多個子網格的電流供應。在這樣的至少一個子網格中，系統斷開電流，直到進行后續測量。這種方法促進了在陰極表面上沉積的金屬的均勻生長。
[0043]由于在陽極結構和被斷開的子網格(其電位對應于電解液電位的)之間存在電位差，因此本領域技術人員可使用此能量差完全地或部分地為電子系統和/或警告或電流記錄裝置的有源部件供電。
[0044]在另一個方面，本發明涉及一種在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，其中所述電子系統以預定時間間隔為各陽極網格檢測各子網格中的電流。在執行測量之后，所述電子系統為各陽極網格確定在其子網格中循環的相對最大電流并且將該相對最大電流與特定的預定值進行比較。如果相對最大電流值超過所述預設閾值，則所述電子系統斷開向與檢測到的相對最大電流對應的一個子網格或多個子網格的電流供應，直到進行下一次測量。可在每次測量之后，重新定義預設的電流閾值。其值可由MCU基于例如子網格的電流值歷史來限定。
[0045]在金屬電解提取或電解精煉工廠中，可例如為了均勻沉積金屬、防止短路或減少對陽極的短路損害而有利地采用上述方法。
[0046]在另一個方面，本發明涉及一種將金屬沉積在電化學金屬沉積工廠中的方法，其中所述電子系統以預定時間間隔為各陽極網格測量各子網格的電流并且斷開其中電流值超過特定預設閾值的那些子網格(如果存在的話)中的電流供應。在這些子網格中，系統斷開電流，直到進行后續測量。另外，在這種情況下，可在進行每次測量之后重新定義預設電流閾值，并且對于不同的子網格，該預設電流閾值可以是不同的。對于各陽極網格，可以預設在操作期間可被斷開的子網格的最大數量，以避免系統有任何崩潰風險。在這種情況下，通過根據子網格的電流值、相對位置和先前的電流歷史為子網格賦予優先級來選擇要斷開的子網格。可例如為了防止短路或減少對陽極的短路損害，有利地采用上述方法。
[0047]在另一個方面，本發明涉及一種將金屬沉積在包括至少一個如上所述的陽極結構的金屬電解提取工廠中的方法，所述方法適于防止短路或減少對陽極的短路損害，其中，所述電子系統以預定時間間隔為各陽極網格檢測各子網格中的電流。對于各陽極網格，所述電子系統計算流入將陽極網格細分得到的子網格的平均電流并且計算它們與平均值的相對偏差。相對偏差的意思是子網格的電流值和平均值之差除以平均電流值。所述系統斷開向其中相對偏差超過預定值的子網格的電流供應。在此子網格中，所述系統斷開電流，直到進行后續測量。所述預定值可以在子網格之間改變并且適時改變，例如，所述預定值可由MCU在每次測量之后重新定義所述預定值，并且其值可以基于電流值歷史和子網格位置。
[0048]現在，將參照附圖描述例示本發明的一些實現方式，其唯一目的是圖示相對于本發明的所述特定實現方式的不同元件的相互布置;特別地，附圖并不一定按比例繪制。
【附圖說明】
[0049]圖1示出根據本發明的陽極結構的三維視圖，所述陽極結構具有被細分成一百個子網格的兩個陽極網格。
[0050]圖2示出子網格-陽極吊架桿連接以及有源電流調節/與其關聯的連接斷開的一種可能的系統的示意圖。
[0051]圖3示出子網格-陽極吊架桿的連接以及無源電流調節/與其關聯的連接斷開的一種可能的系統的示意圖。
[0052]圖4示出實現具有聚合熔絲的無源控制系統的根據本發明的陽極結構的示意性表示，面板(I)和(II)示出陽極結構的正視圖和側視圖；面板(III)和(IV)分別示出陽極結構的指定剖視圖和該剖視圖的指定部分的放大圖。
[0053]圖5示出實現包括MCU和功率晶體管的有源控制系統的根據本發明的陽極結構的示意性表示，面板(I)和(II)示出陽極結構的正視圖和側視圖，面板(III)和(IV)分別示出陽極結構的指定剖視圖和該剖視圖的指定部分的放大圖。
【具體實施方式】
[0054]在圖1中，示出陽極吊架桿100，陽極吊架桿100支撐機械連接到五個垂直桿110的支撐結構的兩個陽極網格。部分隱藏后陽極網格(未標出)的前陽極網格101被細分為100個子網格(諸如，子網格102)。另外，示出電連接線纜103、子網格之間的絕緣間隙104和陰極106。可對應于位置1051布置電流調節的電子系統。另外地或可替代地，可直接對應于要控制的子網格(諸如，子網格102的位置1052)布置電流調節的電子系統。
[0055]在圖2中，示出有源電子微電路的示意圖，有源電子微電路是指對應于電子系統電路105的區域，電子系統電路105—側借助相關連接線纜103連接到子網格102，另一側連接到陽極吊架桿100。有源電子系統電路105包括電阻器109以及控制器107和有源部件108的組合。后一個部件可以是例如晶體管、M0SFET、開關晶體管或負載開關。元件107和108可將電阻器處的壓降與預定參考電壓進行比較；當電阻器的壓降大于電壓參考達預設時間段時，元件107觸發元件108的門控鎖定(gate lock)。
[0056]在圖3中，示出無源電子系統的示圖，無源電子系統是指對應于無源電子器件101的區域，無源電子器件101可以是正溫度系數熱敏電阻或可恢復熔絲，無源電子器件101 —側借助相關連接線纜103連接到子網格102，另一側連接到陽極吊架桿100。
[0057]在圖4中，面板I和II分別示出實現無源電流探針和控制部件的陽極結構的正視圖和側視圖，其包括具有端子接觸件101的導電吊架桿100以及均劃分成36個子網格(諸如，子網格102)的兩個陽極網格。子網格102通過導電且耐化學的鉚釘(riVet)300連接到支撐裝置110，鉚釘300可由例如鈦或其合金制成。面板III示出面板I沿著點劃線截取的陽極結構的剖視圖。在面板IV中放大了包括支撐裝置110和子網格102的用虛線區域包圍的區域，面板IV示出子網格102和支撐裝置110之間的連接的放大。電連接到陽極吊架桿(未示出)的支撐裝置110包括導電桿500，導電桿500借助鉚釘350固定到印刷電路板450。導電桿500借助印刷電路板跡線550連接到聚合熔絲410的一個引腳。聚合熔絲410的第二引腳通過鉚釘300電接觸子網格102。聚合熔絲410被包圍在熱絕緣區250(可被例如熱絕緣泡沫或空氣填充)中。電絕緣和耐化學材料200的重疊密封、絕緣并且保護以上提到的部件和電路(除了鉚釘300之外)免受電解液影響，鉚釘300部分地從支撐裝置露出并且將子網格102固定到結構IlOo
[0058]在圖5中，面板I和II分別示出實現有源電流控制部件的陽極結構的正視圖和側視圖，其包括具有端子接觸件101的導電吊架桿100和由6 X 6個子網格(諸如，子網格102)組成的兩個陽極網格。陽極結構還包括至少一個MCU 130。線纜連接件120在一側將MCU連接到陰極池間桿或陰極平衡桿(如果存在的話)，在另一側將MCU連接到吊架桿100(未示出其連接)。子網格102通過導電且耐化學鉚釘300連接到支撐裝置110，鉚釘300可由例如鈦或其合金制成。面板III示出面板I沿著點劃線截取的陽極結構的剖視圖。在面板IV中放大了包括支撐裝置110和子網格102的用虛線區域包圍的區域。面板IV示出子網格102和支撐裝置110之間的連接的放大圖。電連接到陽極吊架桿(未示出)的支撐裝置110包括導電桿500，導電桿500借助鉚釘350固定到印刷電路板450。導電桿500借助印刷電路板跡線550連接到晶體管420的一個端子。晶體管420還與分流電阻430連接，分流電阻430借助鉚釘300與子網格102電接觸。在圖中未示出分流電阻430和MCU 130之間的連接以及MCU 130和晶體管420的柵極之間的連接。這些連接分別攜載輸入到MCU的信號和從MCU輸出的信號，MCU可裝配有模數轉換器(未示出)。晶體管420和分流電阻430可根據圖2的示圖連接到額外的控制晶體管(未示出)。電絕緣且耐化學材料200(諸如，樹脂或塑料)的重疊密封、絕緣并且保護以上提至_部件和電路(除了鉚釘300之夕卜)免受電解液影響，鉚釘300部分地從支撐裝置露出并且將子網格102固定到結構110。
[0059]在以下示例中給出了發明人得到的最顯著結果中的一些，這些示例不旨在限制本發明的范圍。
[0060]示例I
[0061]在電解提取池內部執行實驗室測試活動，該電解提取池包含陰極和裝配有源電流控制電子系統的陽極。使用3mm厚、50mm寬和100mm高的AISI 316不銹鋼片材作為陰極；陽極由2mm厚、150mm寬和I OOOmm高的鈦擴展網格組成，通過銥和鉭的混合氧化物的涂層活性化，被細分成均Idm2的子網格。陰極和陽極垂直地面對彼此，其外表面之間的間隙是40mm。通過將作為成核中心的螺桿(screw)垂直于陽極地垂直插入不銹鋼板中來人為地制作枝晶，螺桿的頂端與陽極分隔4mm。根據圖2的示圖，各子網格電連接到陽極吊架桿和電子系統。對于各子網格，電子系統包括兩個不同的MOSFET晶體管，一個用作功率開關108，另一個用作控制器107。功率開關的特征在于，漏極-源極擊穿電壓是-30V，并且在柵極閾值電壓是-1OV時導通電阻是8πιΩ。控制器晶體管的特征在于，漏極-源極擊穿電壓是-30V，并且在柵極閾值電壓是4.5V時導通電阻是85πιΩ。使用2πιΩ的分流電阻來取代圖2的電阻器109。32位、67MHz MCU以I毫秒的時間間隔記錄各子網格的電流值，從而計算與各子網格的平均電流的相對偏差。對MCU進行編程，以中斷其中相對偏差超過5 %的子網格中的電流。另外，無線ZigBee無線電通信系統安裝在陽極上，并且將MCU收集到的信息發送到主控制計算機，以用于管理和警告的目的。在進行4天操作之后，在枝晶上確有橫向生長的銅，而沒有達到陽極表面。在面對剩余子網格的區域中銅的生成沒有表現出不規則。
[0062]反例I
[0063]在不啟動電子控制系統的情況下，在相同條件下測試示例I的陽極結構。在進行4小時操作之后枝晶到達陽極表面，不可挽回地損害陽極。
[0064]示例2
[0065]在模擬電解提取池的實驗室電解池中執行實驗室測試活動，該電解池包含陰極和裝配無源電流控制電子系統的陽極結構。使用3mm厚、150_寬和I OOOmm高的Al SI 316不銹鋼片材作為陰極；陽極由180mm長、20mm寬和40mm高的銅吊架桿以及Imm厚、155mm寬和1030mm高的鈦擴展網格組成，通過銥的混合氧化物的涂層具有活性，被細分成18個子網格，各子網格均為75mm寬且11Omm高，各對子網格之間的間隙是8mm。陽極結構還裝配LED、ZigBee無線電通信裝置和輸出電壓為3.3V的升壓器。使用升壓器為LED和ZigBee裝置供電，LED和ZigBee裝置是出于警告和操作管理目的而安裝的。根據圖3的示圖，各子網格電連接到陽極吊架桿和電子系統。更具體地，電子系統包括正溫度系數聚合熔絲，正溫度系數聚合熔絲的特性在于在23°C下的保持電流和跳閘電流規定分別為14.0A和23.8A(發明人對這些參數執行溫度依賴式的表征方式，以估計和驗證電解池操作溫度下聚合熔絲的性能。40°C下，保持電流是12.2A，而跳閘電流是25.4A)。各子網格還連接到二極管。總共連接18個二極管來形成二極管-或(OR)電路，該電路向升壓器供電并且只在一個或多個子網格和陰極之間發生電接觸的情況下才啟動LED。
[0066]陰極和陽極垂直地面對彼此，其外表面之間的間隙是35mm。通過將作為成核中心的螺桿垂直于陽極網格地垂直插入陰極不銹鋼板中來人為地制作枝晶；螺桿的頂端與陽極分隔4mm。在恒電位下操作I天之后，在電解池電壓是1.8V的情況下，沉積在螺桿頂端的銅將接觸面對的陽極子網格，從而導致銅沉積在特定的子網格上，LED被點亮并且從ZigBee通信裝置向主中央計算機發出警告信號。測試繼續進行60個小時，在此過渡期間，銅將沿著子網格面板的邊緣生長。在測試結束時，在陽極網格上不存在由于短路導致的機械損害；電流將在55-65A的范圍內。最終，面對剩余子網格的區域中銅的生成沒有表現出不規則。
[0067]反例2
[0068]在相同條件下測試與示例2的陽極結構類似的陽極結構，但沒有為該陽極結構設置電子控制系統。枝晶在進行I天操作之后到達陽極表面，不可挽回地損害陽極網格。
[0069]之前的描述不應當被認為是對本發明的限制，可在不脫離本發明的范圍的情況下根據不同實施例使用該描述，而本發明的范圍僅僅由隨附權利要求書限定。
[0070]在本申請的通篇說明和權利要求書中，術語“包括”及其變型不旨在排除其他元件、部件或額外處理步驟的存在。
【主權項】
1.一種用于電解提取池的陽極結構，所述陽極結構包括陽極吊架桿、絕緣材料的支撐結構、具有設置有催化涂層的閥金屬基板的至少一個陽極網格，所述至少一個陽極網格被細分為至少兩個相互絕緣的子網格，所述子網格被通過與所述陽極吊架桿連接的導電裝置單獨地供應電流，所述陽極結構還設置有至少一個電子系統，所述至少一個電子系統包括至少一個電流探針和至少一個致動器以單獨測量和控制向每個所述子網格的電流供應。2.根據權利要求1所述的陽極結構，其中，所述至少一個陽極網格被細分為面積范圍從25cm2至225cm2的子網格。3.根據權利要求1或2所述的陽極結構，其中，所述導電裝置是金屬板、桿或線纜。4.根據權利要求3所述的陽極結構，其中，所述金屬桿、板或線纜由在20°C下電阻率為I.5 X 10—8至3.0 X 10—8 Ω Xm的導電材料制成。5.根據權利要求4所述的陽極結構，其中，所述導電材料選自銅、鋁或其合金。6.根據權利要求1至5中的任一項所述的陽極結構，其中，所述相互絕緣的子網格被緊固裝置固定到所述絕緣材料的支撐結構。7.根據權利要求1至6中的任一項所述的陽極結構，其中，所述導電裝置和所述至少一個電子系統通過樹脂或塑料被嵌入和密封在所述絕緣支撐結構內部。8.根據權利要求1至7中的任一項所述的陽極結構，其中，每一所述子網格裝配有所述至少一個電子系統。9.根據權利要求1至8中的任一項所述的陽極結構，其中，所述電子系統包括有源電子部件或無源電子部件。10.根據權利要求9所述的陽極結構，其中，所述無源電子部件是熱敏電阻或可恢復熔絲。11.一種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的系統，所述系統包括至少一個根據權利要求I至10中的任一項所述的陽極結構。12.—種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的系統，所述系統包括至少一個根據權利要求10所述的陽極結構，其中，每個子網格裝配有至少一個可恢復熔絲，并且其中每個所述可恢復熔絲的特性在于: -正溫度系數； -等于預定電流值的保持電流值，其中，所述預定電流值對應于供應到每個單獨的子網格的最大標稱電流； -比每個子網格的最大安全電流低的跳閘電流值。13.—種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，所述金屬電解提取工廠包括至少一個根據權利要求1至9中的任一項所述的陽極結構，所述方法包括以下步驟: -通過所述電子系統以預定時間間隔檢測每個陽極網格的每個子網格中的電流； -確定與相對電流最大值對應的每個陽極網格的子網格； -斷開向與相對電流最大值對應的所述子網格的電流供應，直到進行后續檢測。14.一種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，所述金屬電解提取工廠包括至少一個根據權利要求1至9中的任一項所述的陽極結構，所述方法包括以下步驟: -通過所述電子系統以預定時間間隔檢測每個陽極網格的每個子網格中的電流； -確定與相對電流最大值對應的每個陽極網格的子網格； -如果檢測到的電流超過預定閾值，則斷開向與相對電流最大值對應的所述子網格的電流供應，直到進行后續檢測。15.—種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，所述金屬電解提取工廠包括至少一個根據權利要求1至10中的任一項所述的陽極結構，所述方法包括以下步驟: -通過所述電子系統，以預定時間間隔檢測每個陽極網格的每個子網格中的電流； -斷開向其中電流超過預定值的子網格的電流供應，直到進行后續檢測。16.—種用于在金屬電解提取工廠中沉積金屬的方法，所述金屬電解提取工廠包括至少一個根據權利要求1至9中的任一項所述的陽極結構，所述方法包括以下步驟: -通過所述電子系統，以預定時間間隔檢測每個陽極網格的每個子網格中的電流； -為每個陽極網格計算子網格中的平均電流值； -斷開向其中檢測到的電流和平均電流之間的差值超過預定閾值的子網格的電流供應，直到進行后續檢測，所述差值是用每個陽極網格的平均電流的百分比表達的。
【文檔編號】C25C7/02GK106034404SQ201580009410
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年2月3日
【發明人】F·普拉多皮尤歐
【申請人】德諾拉工業有限公司