способ отделения электролитических осадков с катодов

Формула изобретения

СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ОСАДКОВ С КАТОДОВ, включающий ударное воздействие на поверхность осажденного на подложку металла, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения аппаратурного оформления процесса, ударное воздействие производят электрогидравлическим высоковольтным разрядом в жидкой среде.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам, применяемым при отделении осажденных электролизом металлов, например цветных металлов от катодов, и может быть использовано для механизированного съема электролитических осадков.

Известен способ отделения от катодов цветных металлов, полученных электролизом путем воздействия, по меньшей мере, на верхнюю часть отделяемого листа импульсным магнитным полем.

Недостатками известного способа является то, что он обладает малой производительностью и низким КПД, обусловленным наличием промежуточных преобразований: электрической энергии в энергию магнитного поля, а магнитной в электрическую и механическую энергию. Кроме того, наличие промежуточных преобразователей усложняет конструкцию устройства.

Известен способ съема катодных цинковых осадков вибрационно-пневматическим методом.

Недостатками известного способа являются сложность механизма сдирочной машины и его малая производительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ съема катодных осадков при механическом ударном воздействии на поверхность осажденного на подложку металла, при котором между подложкой и осажденным металлом образуются мельчайшие полости, а далее при помощи подачи сжатого газа в полости и ввода клиньев в получаемый зазор отделяют осажденный металл от катодов.

Недостатками известного способа являются: сложность практической реализации процесса съема осадков, включающего воздействие механического удара, подачу и отключение сжатого газа и ввода клиньев в образовавшийся зазор. Это снижает производительность способа.

Целью изобретения является повышение производительности и упрощение практической реализации процесса снятия электромеханических осадков с катодов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе отделения электролитических осадков, включающем ударное воздействие на поверхность осажденного на подложку металла, ударное воздействие производят за счет электрогидравлического эффекта, вызванного высоковольтным разрядом в жидкой среде.

Сущность использования электрогидравлического эффекта, вызванного высоковольтным разрядом в жидкой среде при отделении катодных осадков, заключается в том, что можно превращать электрическую энергию в механическую без промежуточных звеньев. При высоковольтном разряде в жидкости возникают кавитационные явления, которые сопровождаются образованием ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью. Давление в жидкости при этом достигает 150-200 МПа. Это давление импульсного характера.

Полное отделение осадков происходит в результате механического ударного действия жидкости, кавитационных процессов, звукового и ультразвукового излучений, а также резонансных явлений. С другой стороны в осадках и катоде, помещенных в зону упругого воздействия ударных волн, возникают упругие и остаточные деформации. Вследствие разности модулей упругости и частоты собственных колебаний осадка и матрицы происходит сдвиг на границе раздела металлов.

Такой способ передачи механической энергии позволяет производить практически мгновенное отделение осадков от катода, что существенно упрощает и интенсифицирует съем осадков от катода и не требует последующих действий.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что ударное воздействие на поверхность электролитических осадков и катода производят электрогидравлическим высоковольтным разрядом. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Известны технические решения, в которых съем осадков производят вибрационно-пневматическим методом, но передача механической энергии катоду производится через промежуточные звенья, что усложняет механизм сдирочной установки. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

П р и м е р. Предлагаемый способ отделения электролитических осадков с катодов реализован на опытной установке, включающей однофазную резонансную схему питания (см. фиг. 1). Схема состоит из зарядного и разрядного контуров. Зарядный контур включает выпрямитель-трансформатор (ВТ). Разрядный контур-конденсатор (С), разрядник (Р) и рабочий промежуток (РП), образующий между электродом (Э) и катодом (К). Когда напряжение на конденсаторе (С) возрастает до значения, на которое установлен разрядник (Р), происходит его пробой и все напряжение импульсно подается на рабочий промежуток между электродом (Э) и катодом (К), находящийся в ванне (В), заполненной жидкостью (Ж). При этом промежуток пробивается высоковольтным разрядом, в результате чего возникает электрогидравлический удар. Затем цикл повторяется с частотой, определяемой скоростью зарядки конденсатора.

В бак диаметром 0,6 м и высотой 0,8 м залили 0,15 м³ воды и поместили на дно образцы катода размером 200 x 200 мм с электролитическим осадком цинка с обеих сторон. Через крышку бака вводили изолированный высоковольтный электрод, вторым электродом служит корпус бака. Устанавливали рабочий зазор 60-100 мм и производили разряд в жидкости. Количество разрядов устанавливали достаточным для отделения осадков. Разряд осуществляли при следующих параметрах разрядного контура: С = 2,5 мкф; U = 40 кВ; частота следования импульсов 2 импульса/c; расчетная энергия в импульсе 4,5 кДж. При одновременном помещении в бак двух, трех или четырех образцов полный отрыв электролитических осадков, как правило, происходит при последовательном следствии 2-4 импульсов. При этом время отрыва осадков с одного образца составляет 1-2 с. Таким образом, использование предлагаемого способа для отделения электролитических осадков от катодов позволит значительно увеличить производительность процесса сдирки, упростить конструктивное оформление его. Способ позволит производить сдирку до 500-800 катодов в час.