PRODUÇÃO DE ZINCO METÁLICO"

CAMPO TÉCNICO

[0001] Refere-se o presente modelo de utilidade a um aperfeiçoamento em cátodo utilizado no processo de eletrodeposição de zinco metálico em cubas eietrolíticas e, mais especificamente, à proteção lateral para os cátodos utilizados no processo de eletrodeposição de zinco metálico.

ESTADO DA TÉCNICA

t0002] Um dos processos utilizados para a obtenção de zinco metálico é a eletrodeposição. A instalação utilizada neste processo é composta basicamente por uma cuba contendo sulfato de zinco diluído em uma solução aquosa ácida, na qual são inseridos de forma alternada ânodos e cátodos. Submetendo estes a uma diferença de potencial elétrico se provoca a migração dos íons de zinco da solução pára a superfície do cátodo, onde se forma uma camada de zinco metálico em cada uma das faces da chapa de alumínio que constitui a parte do cátodo que permanece imersa na solução contida na cuba. Após um determinado tempo de deposição, os cátodos são retirados da cuba e as camadas de zinco são destacadas dos mesmos obtendo-se assim o zinco metálico.

[0003] Caso a camada de zinco depositada em cada lado da chapa se unisse, contornando a borda, à camada depositada no lado oposto, a retirada do zinco do cátodo se tornaria dif ícil e muito onerosa. Para evitar que isso ocorra são colocadas, nas laterais da chapa de alumínio, proteções que impedem que a camada de zinco de um lado da chapa se una, através da borda, à camada do lado oposto. A função destas proteções é evitar o contato entre os dois lados do zinco depositado na superfície do cátodo.

[0004] Estas proteções são compostas basicamente de perfis de material polimórico fixados nas laterais da chapa de alumínio. Pela tecnologia atualmente em uso, estes perfis tem secção em formato de U e são encaixados nas bordas da chapa. A resistência ao longo do tempo da fixação destes perfis à chapa é aspecto crítico, devido ao alto poder de corrosão da solução na qual são imersos e às solicitações (pressão lateral e possíveis impactos) que os mesmos recebem toda vez que o cátodo é retirado da cuba para retirada do zinco.

[0005] A fixação é feita através de atrito (pressão das abas do perfil sobre as borda da chapa), aderência (aplicação de colas e resinas especiais) e fixação mecânica (sulco na chapa no qual se encaixa um 'dente ^* do perfil ou pinos passantes que atravessam a chapa e as abas do perfil). Estes métodos de fixação podem se somar ou não.

[0006] Em todos os casos existe sempre uma sobreposição das abas do perfil com as superfícies principais da chapa e estes trechos sobrepostos tem a finalidade de fixar os perfis à chapa.

SUMÁRIO

[0007] O presente modelo de utilidade se refere a um cátodo de cuba eletrolítica para produção de zinco metálico que apresenta uma proteção lateral com nova geometria e novo conceito de fixação que aumenta a área de deposição do zinco metálico e diminui a probabilidade de ocorrerem batidas ou interferências.

[0008] Portanto, um objetivo do presente modelo de utilidade é prover um cátodo de cuba eletrolítica com proteção lateral que cobre inevitavelmente parte da superfície da chapa de alumínio, reduzindo a área da superfície de deposição do zinco.

[0009] Ainda um outro objetivo do presente modelo de utilidade é prover um cátodo de cuba eletrolítica com proteção lateral que não sobressai à superfície da chapa de alumínio, facilitando a retirada do zinco e diminuindo a probabilidade de ocorrerem batidas ou interferências que provocam o descolamento da dita proteção.

[0010] Os óbjetivos do presente modelo de utilidade são alcançados com a provisão de uma proteção lateral para um cátodo de uma cuba eletrolítica para a produção de zinco metálico, o cátodo compreendendo uma chapa dotada de uma espessura e primeira e segunda bordas laterais, e uma barra presa à parte superior da chapa, a proteção lateral compreendendo um perfil tendo uma espessura e meios de fixação do perfil às primeira e segunda bordas laterais da chapa, a largura útil da superfície de deposição do zinco sendo igual à largura superficial da chapa. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] O modelo de utilidade poderá ser melhor compreendido através da seguinte descrição detalhada em consonância com as figuras em anexo, onde:

[0012] A FIGURA 1 é uma vista lateral em corte de uma cuba eletrolítica.

[0013] A FIGURA 2 é uma vista frontal do cátodo da técnica anterior.

[0014] A FIGURA 2A é uma vista do detalhe A do cátodo com a proteção lateral da técnica anterior.

[0015] A FIGURA 2B é uma vista em seção transversal ao longo da linha B~B' do cátodo com a proteção lateral da técnica anterior.

[0016] A FIGURA 2C é uma vista em seção transversal ao longo da linha C-C do cátodo com a proteção lateral da técnica anterior.

[0017] A FIGURA 3 é uma vista frontal do cátodo de acordo com o presente modeio de utilidade,

[0018] A FIGURA 3A é uma Vista do detalhe A do cátodo com a proteção lateral do presente modelo de utilidade.

[0019] A FIGURA 3B é uma vista em seção transversal ao longo da linha B-B' do cátodo com a proteção lateral do presente modeio de utilidade.

[0020] A FIGURA 3C é uma vista em seção transversal ao longo da linha C-C do cátodo com a proteção lateral do presente modelo de utilidade,

[0021] A FIGURA 3D é uma vista em seção transversal ao longo da linha C-C do cátodo com outro exemplo da proteção lateral do presente modelo de utilidade.

[0022] A FIGURA 3E é uma vista em seção transversal ao longo da finha C-C do cátodo com ainda outro exemplo da proteção lateral do presente modelo de utilidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MODELO DE UTILIDADE

[0023] Com referência á Figura 1, pode-se observar uma cuba eletrolítica 3 contendo uma pluralidade de cátodos 1 e uma pluralidade de ânodos 2 dispostos alternadamente e imersos em uma solução eletrolítica 4>

[0024] A Figura 2 ilustra um cátodo 1 dentre a pluralidade de cátodos da técnica anterior ilustrada na Figura 1. Cada cátodo 1 compreende uma chapa 10, preferencialmente feita de alumínio, e uma barra 20 fixada a esta chapa 10.

[0025] Um contato de cobre 50 é soldado ainda à barra 20 para realizar a condução elétrica da barra 20 para o sistema de alimentação elétrica da cuba eletrolítica 3. A parte superior da barra 20 possui ainda garras 30 responsáveis por auxiliar na retirada do cátodo 1 de dentro da cuba eletrolítica 3.

[0026] Uma proteção lateral 40 com perfil em U está fixada às primeira e segunda bordas laterais 17 da chapa 10, conforme pode ser depreendido do detalhe A ilustrado separadamente na Figura 2A.

[0027] Como pode ser observado a partir das Figuras 2A a 2C, a proteção lateral 40 tem a função de isolar fisicamente o acúmulo de zinco de uma face 11 do acúmulo de zinco da outra face 12 da chapa 10, evitando assim, a formação de um corpo único, o que impossibilitaria a retirada desse zinco sem danificar a chapa 10.

[0028] As Figuras 3 a 3E do presente pedido ilustram um novo modelo de proteção lateral 160 dotado de um perfil 60 que elimina a necessidade das abas laterais 13 e 14 do perfil em U da proteção lateral 40 e, com isso, a sobreposição das faces 11 , 12 da chapa 10. A fixação é feita somente às primeira e segunda bordas laterais da chapa 17. Os meios de fixação do perfil 60 às primeira e segunda bordas laterais a serem utilizados incluem fixação por aderência utilizando colas ou resinas especiais, fixação por soldagem ou encaixe ou por uma combinação de tais meios de fixação. No presente modelo de utilidade, o perfil 60 das proteções laterais 160 é, preferencialmente, feito de material polimerico. Entretanto, outros materiais isolantes podem ser usados na fabricação das ditas proteções laterais.

[0029] A espessura da chapa e _c é determinada pela distância entre as superfícies 11 e 12 da chapa 10 enquanto a espessura do perfil ep ó determinada peia distância entre as superfícies 15 e 16 do perfil 60 da proteção lateral 160. Conforme pode ser depreendido das Figuras 3B a 3E, a espessura e _P é igual à espessura e _c . Entretanto, deve-se deixar claro que a espessura do perfil da proteção lateral ep pode ser tanto maior quanto menor que a espessura ec da chapa 10, sem prejudicar os objetivos do presente modelo.

[0030] As Figuras 3C a 3E ilustram formatos distintos que o perfil da proteção lateral 160 poda assumir dependendo da chapa 10 utilizada para realização do cátodo. Conforme pode ser depreendido da Figura 3C, para uma chapa 10 com borda lateral 17 dotada de ranhura longitudinal, o perfil 60 assume um formato de T, obviamente sempre obedecendo que a largura útil da superfície de deposição do zinco Lz seja sempre igual à largura superficial da chapa Lr,

[0031] Para uma chapa 10 com borda lateral 17 plana, conforme pode ser observado na Figura 3D, o perfil 60 assume um formato retangular, também atendendo à exigência da largura útil da superfície de deposição do zinco Lz ser igual à largura superficial da chapa Lr.

[0032] Por fim, conforme ilustrado na Figura 3E, para uma chapa 10 com a borda lateral 17 apresentando uma saliência longitudinal, o perfil 60 assume um formato de C, da mesma forma, tendo a largura útil da superfície de deposição do zinco Lz igual à largura superficial da chapa LT. Tal formato se distingue do perfil 40 da técnica anterior uma vez que, conforme pode ser observado da Figura 2C, a largura útil da superfície de deposição do zinco Lz será sempre menor que a largura superficial da chapa LT.

[0033] Convém ressaltar que a espessura do perfil da proteção lateral pode ser menor ou maior que a espessura da chapa 10, contanto que a largura útil da superfície de deposição do zinco Lz seja igual à largura superficial da chapa LT.

[0034] Portanto, em qualquer das situações acima, como pode ser observado a partir da Figura 3B, quando observada em conjunto com as Figuras 3C a 3E, a largura útil da superfície de deposição do zinco Lz será igual à largura superficial da chapa LT.

[0035] O novo tipo de proteção lateral 160 permite portanto eliminar os dois principais problemas apresentados pelo modelo atualmente em uso, conforme ilustrado na Figura 8 do presente pedido:

- eliminar a cobertura, por parte da proteção lateral, de parte das faces principais da chapa 10, permitindo que a totalidade da superfície destas esteja disponível para deposição do zinco. Desta forma, com esta nova disposição, a proteção lateral 160 do presente modelo de utilidade aumenta quantidade de zinco depositado, incrementando a produtividade do cátodo 1 e, consequentemente, da célula eletrolítica; e

- eliminar a saliência das proteçoes laterais com relação à superfície das chapas 10 tomando mais fácil a retirada do zinco e reduzindo o risco de ocorrerem batidas ou interferências que provoquem o descolamento das mesmas.

[0036] Deve ser observado que variações, modificações e alterações do modelo de utilidade aqui descrito são possíveis àqueles versados na técnica, sem fugir do espírito e do escopo do presente modelo de utilidade ou equivalentes deste, englobadas pelas reivindicações anexas e suas equivalentes.