用于经由湿法冶金途径生产金属的系统 |
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| 申请号 | CN200920145782.2 | 申请日 | 2009-04-15 | 公开(公告)号 | CN201567378U | 公开(公告)日 | 2010-09-01 |
| 申请人 | 保尔伍斯股份有限公司; | 发明人 | 帕特里克·胡特马赫; 弗雷德·帕拉斯基; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于经由湿法 冶金 途径生产金属的系统，其中，通过在浸入于 电解 槽 中的 阴极 上的电解而形成金属片。该系统包括：至少一个电解系统；至少一个剥离装置；传送带；其特征在于，包括 粉碎 装置；以及熔融炉，其中，在所述剥离装置与所述粉碎装置之间设置传送带，并且在所述粉碎装置与所述熔融炉之间设置滑片或传送带。一旦剥离， 收获 的金属片就被粉碎以形成更小的金属碎片。与采用阴极 捆 束操作相比，这大大地简化了 电沉积 金属的处理、储存和 熔化 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于经由湿法冶金途径生产金属的系统，包括： |
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| 说明书全文 | 用于经由湿法冶金途径生产金属的系统技术领域[0002] 背景技术 [0003] 众所周知，许多金属诸如铜、锌或镍的湿法冶金生产包括电解工艺过程，其中所需的金属通过电流而向阴极聚集。通常，电解工艺过程在填充有电解质和浸入于电解质中的多个板状阳极和阴极的电解槽中进行，该多个板状阳极和阴极由导电材料制成并以交替方式放置。在它们的顶部边缘，阳极和阴极都设置有用于将它们悬挂于电解槽边缘并将它们连接到电源电路的接线片或杆。在电解期间，金属沉积于位于浸没于电解槽中的高度上的所暴露的阴极表面上，形成通过它们的底部边缘连接的两块金属片(在阴极板的每一侧面上各一块)。 [0005] 应该注意到，这样的从电解工艺过程获得的金属片必须被熔化和浇铸成合适的形状和尺寸用于商业销售和使用。那么这通过将成堆的金属片装进熔融炉中而进行，其中通常通过与炉子顶部一体形成的装料杆(charging shaft)。 [0006] 尽管成堆的金属片的处理和装料在金属的电解提取和电解精炼工业中是标准的，但是从工艺方法的角度而言却是十分有局限性的。首先，这就隐含表明剥离的金属箔要进行适当的收集以避免损毁，并且要经过合适的处理以将它们水平堆放，以便形成堆/捆束。这些捆束必须被适当放置/排列在传送带上用于将它们传送至储存区域和从储存区域传送走，然后将它们传送到熔融炉中。 [0007] 当处理箔和捆束时，金属枝状物从金属箔中分离开，并散布于整个生产区域。而且传送金属片捆束也并不是特别容易。而且，当这些捆束通过垂直的装料杆装料到熔融炉中时，垂直的装料杆被构造成用于预定尺寸的金属片，而不能与更大的金属片相容。 [0008] 因此，需要任何用于加工从阴极收获的金属片的更为容易的方法。 [0009] 实用新型内容 [0011] 因此，根据本实用新型的用于经由湿法冶金途径生产金属的系统包括： [0012] 至少一个用于在浸入于电解槽中的阴极上电沉积金属片的电解系统； [0013] 至少一个用于从阴极移除金属片的剥离装置； [0014] 用于将所述金属片转变成金属碎片的粉碎装置；以及 [0015] 用于熔化所述金属碎片的熔融炉。 [0016] 根据本实用新型的用于经由湿法冶金途径生产金属的系统，包括：至少一个电解系统；至少一个剥离装置；传送带；其特征在于，包括粉碎装置；以及熔融炉，其中，在所述剥离装置与所述粉碎装置之间设置传送带，并且在所述粉碎装置与所述熔融炉之间设置滑片或传送带。 [0017] 根据本实用新型的系统，其特征在于，所述熔融炉包括进料杆。 [0019] 根据本实用新型的系统，其特征在于，具有往复冲头/活塞的推料机装置能够被布置于所述进料杆内用于迫使所述金属碎片进入所述熔融炉中。 [0020] 根据本实用新型的系统，其特征在于，所述进料杆的下端处于距离所述熔融炉底部的预定距离处。 [0021] 根据本实用新型的系统，其特征在于，所述熔融炉是感应炉。 [0022] 根据本实用新型的系统，其特征在于，包括适合于对来自所述熔融炉的金属进行连续或模内浇铸的铸造系统。 [0023] 如本文中使用的术语“粉碎”一般是指通过任何用于形成更小尺寸的金属碎片的合适的技术加工电沉积金属片(从电解槽收集并从阴极分离)的操作。即，术语粉碎意在涵盖撕碎、切碎、压碎、压延(reduce)、碾碎或磨碎金属片的操作或任何类似的操作。因此所获得的金属碎片可以具有各种形式，这取决于对粉碎步骤所使用的技术，诸如例如：方形的、矩形的或不规则的碎片，而且还有带状、条状、碎片状、板条状等。 [0024] 本系统能够用于在电解槽中通过湿法冶金生产途径生产的任何类型的金属，其中电沉积金属片是通过收获阴极和从阴极上剥离金属片而获得的。因此金属片可以是电沉积的锌或铜片，而且也可以是钴、镍或其他能够经过电解聚集于阴极上的金属。 [0025] 粉碎所收获的金属片，避免了对单个或捆束形式的金属片的传统的、精细处理。优选金属片在从金属片形成于其上的阴极上剥离后直接在粉碎装置中经受粉碎过程。所得的金属碎片然后可以使用任何合适类型的传送带储存或转移到熔融炉中，或者同时进行这两种操作。 [0026] 正如应该理解到的是，不仅金属片的粉碎简化了处理工序，而且这也证实了在熔化方面是有利的。实际上，采用比电沉积金属片更小的金属碎片提高了熔融炉的生产率，并且容许其中物料流的更好的、连续的以及灵活的装料和/或定量给料。金属碎片可以连续地或成批地装料进入熔融炉中。 [0027] 熔融炉优选包括进料杆，通过进料杆能将金属碎片引入到炉子中。为了改进对物料流速的控制，可以在进料杆中迫使金属碎片向下进料。例如，耦合于马达的进料螺杆可以轴向地安装于进料杆中。可替换地，具有往复冲头/活塞的推料机装置能够被布置于进料杆内。 [0028] 进料杆优选被构造成使得其下端处于距离炉子底部的预定距离处。该距离被有利地选择，使得进料杆的下端在一定工作时间之后浸入在金属浴中。从此点起，金属碎片从进料杆直接进入到金属浴中，避免了在金属浴上方可能发生的任何飞溅或任何氧化作用。 [0029] 无论金属碎片是否通过进料杆由于重力而简单地引入，或者金属碎片是否被用力向下推入，进料杆通常在其横截面上和在其高度的至少一部分上被金属碎片包裹着，这最小化了气体从炉子内部逸出以及空气进入到炉子中的情况。 [0031] 现在通过举例的方式参照附图对本实用新型进行描述，在附图中： [0032] 图1是本系统的原理图；以及 [0033] 图2是利用由粉碎装置获得的金属碎片进料的熔融炉的草图。 [0034] 具体实施方式 [0035] 众所周知，许多金属诸如锌和铜可以经由湿法冶金途径进行生产，这涉及到电解工艺过程，其中所需的金属通过电流而向阴极聚集。电解工艺过程通常在填充有包含硫酸的电解质和浸入于电解质中的多个板状阳极和阴极的电解槽中进行，多个板状阳极和阴极由导电材料制成并以交替方式放置。在这样的电解槽中，金属沉积可经过所谓的“电解提取”而发生，其中阳极是简单的电极，而待电镀(plate)的金属在开始时溶解于电解质中；或者金属沉积可经过“电解精炼”而发生，其中开始时阳极由待精炼的所需金属制成，然后使其穿过电解质并沉积到阴极上。 [0036] 在电解期间，金属沉积于位于浸没在电解槽中的高度上的所暴露的阴极表面上。一旦已达到所需金属的电镀厚度，就从电解槽中移除阴极，附着在阴极上的金属沉积物就从其上分离开。这传统上是在阴极剥离机中进行的，该阴极剥离机容许从阴极侧面将所形成的金属片分离开。 [0037] 这一点对于本领域技术人员而言是清楚的，金属沉积物形成于阴极的两个侧面上，由此剥离时分离出两个金属片，通常金属片通过它们的底部边缘相连(例如就锌的情况而言，金属沉积物在其底部边缘处桥接于两个阴极侧面之间)。 [0038] 考虑到传统阴极板的尺寸，电沉积金属片例如可以具有在0.6m到高达约1m的范围内的宽度和高达1.6m的高度，以及高达约3mm的厚度。这样的示例性尺寸不要被解释成限制性的，而可以根据工业上的约束条件和技术进行变化。 [0039] 在传统的工业加工中，在上述阴极收获之后，平面金属片被收集并堆放以形成所谓的金属片堆、束或捆，即，基本上是以堆形式布置的和适当排列的电沉积金属片堆。这样的堆/堆积在本领域中也被称为“阴极堆(cathode pile)”或“阴极捆(cathode bundle)”。 [0040] 从阴极剥离的时刻起，传统的实施则一直需要首先处理平面金属片，然后进行捆扎直至熔化，其中用这样的阴极捆束对熔融炉进行进料。 [0041] 尽管绝对是传统的，但是这种平面金属片(单独的或以捆束形式)的处理证实了实际上是十分麻烦的。 [0042] 为了方便加工/处理从电解槽中收获的电沉积金属片，本实用新型提出了在粉碎装置中加工这些金属片以便获得更小尺寸的金属碎片。 [0043] 将剥离的金属片压延成更小的碎片允许更容易地处理收获的金属，使其更类似于颗粒物料。因此电沉积金属就能够类似于传统颗粒或微粒状物料被传送到和储存在料箱中。 [0044] 使用金属碎片代替捆束，还在熔融炉的定量给料和装料方面提供了很大的灵活性。特别是，当熔融炉配备有进料杆时，就消除了与进料杆横截面有关的金属片尺寸的问题。 [0045] 至于粉碎装置，其功能是将通常是平面的剥离金属片压延成更小尺寸的碎片。可以采用用于这样的操作的任何合适的技术，此处使用术语粉碎以涵盖任何撕碎、切碎、压碎、压延、碾碎或磨碎金属片，如已经陈述的。这种粉碎技术可以根据金属性质(特别要考虑其延展性)和金属片厚度进行选择。因此金属碎片的最终形状取决于粉碎装置的类型。金属碎片可以例如是方形的、矩形的或不规则的碎片，而且还可以采用带状、条状、碎片状、板条状等形式。 [0046] 例如，可以选择粉碎装置以形成例如10cm×5cm的矩形碎片；或具有20、10、5或甚至2cm宽度的方形金属碎片。这些尺寸不应该被当作限制性的，而可以根据工业约束条件进行适应。 [0047] 对于使用铜或锌金属片，人们可以例如使用所谓的双杆撕碎机(或甚至是多杆撕碎机)或锤式粉碎机。这样的装置对于金属回收领域的技术人员而言是已知的，并且不需要在本文中进一步详细描述。如以上所述的，适用于粉碎金属片的任何类型的装置都可以被采用。 [0048] 至于熔融炉的装料，采用与剥离金属片的初始尺寸相比相对更小的金属碎片，可以使处理、传送和进料更加容易。金属碎片-Zn、Cu等-能够在适用于颗粒物料的传送带上移动，例如包括箱子或篮子，由此金属颗粒如枝状物或其他微粒保持在容器中而不会散布在传送带和工作区。 [0049] 比起大捆束的金属片来说，将小碎片形式的金属定量给料、传送和进料到炉子中，很明显是更加灵活和方便的。该进料能够适用于任何类型的炉子，并且装料开口的尺寸也不再是个重要的问题。 [0050] 图1的示图示出了具有本系统的优选加工过程的图解，其中剥离的金属片在粉碎装置中被直接加工，而随后在熔化之前进行储存。该粉碎装置能够被设置成使得剥离的金属片例如在滑片上或经过传送带直接进入到粉碎装置中。这将金属片的处理降低到最小程度。当然，在粉碎之前也可以例如成堆地储存金属片。然后就从储料处用金属碎片对熔融炉进料。一种可替代的方式是将熔融炉与粉碎装置连接成行，但是这可能并不适合于工业化生产，最后采用单个粉碎装置。 [0051] 现在将根据图2解释对熔融炉进料的优选的方式。附图标记10是指熔融炉(部分显示)，优选具有感应类型，其用于根据本实用新型生产金属，因此如上所解释采用通过粉碎金属片而获得的金属碎片进行进料。在图2中，出于举例起见，以同一炉子来图示说明对炉子10装料的四种方式。炉子限定为包括底表面12、侧壁14和盖16。 [0052] 从图2中的左手边开始，进料杆20布置为通过炉盖16并在炉子内部向下垂直延伸(也能够是倾斜的)。进料杆20可以是圆形截面的圆柱，优选固定到炉盖16的开口处，使得其末端与炉子底部12保持预定距离。如由箭头所示，通过粉碎从电极移除的金属片而获得的标示为15的金属碎片在进料杆20中被成批地装料以进料到炉子10中。金属碎片由此通过重力被推向炉子底部12。 [0053] 在可替代的进料杆30中，上部分(炉子外部)被改变以包括通过马达34而可轴向旋转的进料螺杆32、以及侧向进料支管36。粉碎的金属碎片经由进料支管36被引入，并且金属碎片通过旋转进料螺杆32而被迫使向下行进。 [0054] 在进料杆40的变型中，可以用推料器42代替进料螺杆，该推料器42包括在杆40中可轴向移动的活塞44(或冲头)以迫使金属碎片向下行进。 [0055] 另一个可能的构造是被布置在侧向炉壁中的进料杆50的构造。杆50自身被倾斜地布置并以其下末端开口在炉子内部。粉碎的金属碎片经由侧向支管52引入到杆内，并且金属碎片例如通过进料螺杆54(也可以是推料器或任何其他合适的设备)而被迫进入炉子10中。 [0056] 尽管没有示出，但进料杆的下部分能够被稍微增大以便于物料流入。 [0057] 以上述方式向熔融炉中进料具有很多益处： [0058] -使用比从阴极上移除的金属片更小的金属碎片，提高了熔融炉的生产率； [0059] -这种方式容许物料流更好地、连续地和灵活地装料和/或定量给料； [0060] -与采用重量可以在1至2吨之间的平面阴极捆束来装料相比，当重新启动熔化过程时，使首批体积的金属的装料更加容易，特别是避免了飞溅； [0061] -采用垂直(或倾斜)进料杆是有利的，因为金属碎片至少可以通过重力而被向下推入到金属浴中，并且使用例如进料螺杆或推料器能够更好地控制金属流速； [0062] -用在其中形成圆柱的金属碎片填充杆，这也具有紧凑效果，并且避免了气体(烟道气)从炉子中选出和空气进入炉子中。 |
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