CN113631762B - 电解装置和电解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能一边抑制沉淀物的卷起一边改善供给至电解槽内的电解液的混合状态的电解装置和电解方法。一种电解装置,其将由以沿着容纳电解液的电解槽(1)的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替配置的多个阳极板和多个阴极板构成的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,该电解装置具备:供液配管(2),从设于与阳极板及阴极板的侧面对置的电解槽(1)的第一侧壁(11)侧的多个供液口(21a、21b、……21x)向与第一侧壁(11)对置的第二侧壁(12)侧供给电解液;以及排液配管(3),从设于第二侧壁(12)侧且配置为比供液口(21a、21b、……21x)相对靠下方的多个排液口(31a、31b、……31x)排出电解液。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解装置和电解方法。
背景技术
在以往的电解装置中,进行从电解槽的长尺寸方向的一端侧的下部供给电解液、从另一端侧的上部排出电解液的被称为下进上出方式的电解液的供排液。为了提高例如电解铜的品质和电解成绩,将电解槽内的液体组成和添加剂浓度保持均匀是重要的技术之一,迄今为止正在研究各种方法。
例如,在日本特开2007-204779号公报(专利文献1)中,提出了从电解槽的长尺寸方向的一端侧向电解液的上层部和下层部供给电解液,从相反侧的端部侧的液面上层部排液的方法。在日本特开2015-209550号公报(专利文献2)中,提出了从电解槽的长尺寸方向的一端的上部朝向侧面供给电解液,从另一端的下部排液的方法。此外,作为完全不同的方法,在日本特开2014-189851号公报(专利文献3)和专利第5227404号公报(专利文献4)中,提出了从电解槽的底、电解槽旁边供给电解液的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-204779号公报
专利文献2:日本特开2015-209550号公报
专利文献3:日本特开2014-189851号公报
专利文献4:日本专利第5227404号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,当进行电解时,在电解槽内产生液体的浓度差,越趋向电解槽底越积存比重更重的液体。从供液口供给来的液体的比重比电解槽的底部的电解液轻,因此,在进行专利文献1和2所记载那样的下进上出方式的电解液的供排液的情况下,在比供液位置靠下方产生未供给电解液、添加剂的死角空间(dead space)。当在电解槽内产生未供给添加剂的区域时,有时电沉积物的表面粗糙,或者有时液体中的铜浓度因未供给电解液而局部上升而容易引起钝化。
在专利文献3所记载的发明中,通过从电解槽的下方且阴极的侧方供给电解液,从电解槽的上部的电解液排出口排出电解液,能防止排液侧的电解槽底部的铜浓度上升。然而,供液侧与以往同样地从上方供给,因此在供液侧的电解槽下方产生未供给电解液的死角空间,不能说能充分改善电解槽内的混合状态。
在专利文献4所记载的发明中,通过从电解槽的底和电解槽旁边供给电解液,能改善电解槽内的电解液的混合状态。然而,在专利文献4中,通过强制地使电解液从下方向上方对流,恐怕会产生因沉淀物的卷起等导致的阴极的污染的问题。
鉴于上述问题,本公开提供一种能一边抑制沉淀物的卷起一边改善供给至电解槽内的电解液的混合状态的电解装置和电解方法。
用于解决问题的方案
在一个方案中,本发明的实施方式的电解装置将由以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替配置的多个阳极板和多个阴极板构成的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,所述电解装置具备:电解液供给部(供液配管),从设于与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽的第一侧壁侧的多个供给口(供液口)向与第一侧壁对置的电解槽的第二侧壁侧供给电解液;以及电解液排出部(排液配管),从设于第二侧壁侧且配置于比供给口相对靠下方的多个排出口(排液口)排出电解液。
优选的是,在本发明的实施方式的电解装置中,供给口配置于距电解液的液面400mm以内的高度。此外,优选的是,排出口以电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围。进一步优选的是,电解液供给部以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽内供给电解液。进一步优选的是,电解液供给部在电解液的液面的附近沿电解槽的长尺寸方向延伸,沿着电解液供给部的长尺寸方向配置有多个供给口,以便向阳极板与阴极板的空间分别供给电解液。
在另一方案中,本发明的实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管,沿着在电解槽的长尺寸方向上延伸的第一侧壁延伸,具有以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口;导液部,所述导液部以将供液配管容纳于内部的方式沿着第一侧壁延伸,储留从多个供液口供给的电解液,使该电解液溢出而向电解槽内供给;以及排液配管,沿着与第一侧壁对置的第二侧壁延伸,配置于比导液部靠下方,具备以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口,从该排液口排出电解槽内的电解液。
优选的是,在本发明的实施方式的电解装置中,还具备辅助配管,与供液配管的长尺寸方向中央部连接,向供液配管供给电解液。此外,优选的是,还具备辅助配管,与供液配管的长尺寸方向下游侧的前端部连接,向排液配管供给电解液。进一步优选的是,导液部具备用于使电解液溢出的开口部,开口部配置于距电解液的液面50mm以内的高度。进一步优选的是,还具备排液箱,所述排液箱具备比电解液的液面靠下方的底面,在该底面连接有排液配管的出口,能汲取排液配管内的电解液。进一步优选的是,排液箱在与电解槽内的电解液相接的一侧的侧壁具备用于将电解槽内的电解液中的异物向排液箱输送的切口部。进一步优选的是,还具备排液部,将排液箱内的电解液向电解槽之外排出的排液部,还具备调整板,配置于排液箱与排液部之间,调整排液箱内的电解液的液面的高度与电解槽内的电解液的液面的高度之差。进一步优选的是,排液配管具备至少两根以上的配管。
在又一方案中,本发明的实施方式的电解装置具备:电解槽,容纳电解液,将以沿着长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极浸渍于电解液中而进行电解处理;供液配管,沿着在电解槽的长尺寸方向上延伸的第一侧壁延伸,具备用于向与第一侧壁对置的第二侧壁侧供给电解液的多个供液口;排液配管,配置于比供液配管相对靠下方的位置,沿着第二侧壁延伸,具备排出电解液的多个排液口;排液部,设于电解槽的一端,向电解槽外供给电解液;以及排液箱,与排液部和排液配管连接,具备比电解液的液面靠下方的底面,在底面连接有排液配管的出口,能汲取排液配管内的电解液。
优选的是,在本发明的实施方式的电解装置中,排液口的开口面积大于供液口的开口面积。此外,优选的是,排液配管的管径大于供液配管的管径。进一步优选的是,排液箱在与电解液相接的一侧的侧壁具备用于将电解槽内的电解液中的异物向排液箱输送的切口部。进一步优选的是,还具备调整板,配置于排液箱与排液部之间,调整排液箱内的电解液的液面的高度与电解槽内的电解液的液面的高度之差。
在又一方案中,本发明的实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管,沿着在长尺寸方向上延伸的电解槽的第一侧壁延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口,向与第一侧壁对置的电解槽的第二侧壁供给电解液;排液配管,配置于比供液配管靠下方,沿着第二侧壁延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口排出电解液;以及排液部,将由排液配管排出的电解液向电解槽外排出,供液配管具备能对电解槽的至少上游侧和下游侧分别独立地供给电解液的两根以上的配管部。
优选的是,在本发明的实施方式的电解装置中,配管部的端部彼此以在电解槽内一部分重叠的方式配置。此外,优选的是,配置为位于一个配管部与其他配管部重叠的区域的供液口的总开口面积与一个配管部所具备的供液口的总开口面积之比为1/4以上。进一步优选的是,排液配管的管径大于供液配管的管径。进一步优选的是,还具备排液箱,与排液部和排液配管连接,具备比电解液的液面靠下方的底面,在底面连接有排液配管的出口,能汲取排液配管内的电解液。
在又一方案中,本发明的实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管,沿着在长尺寸方向上延伸的电解槽的第一侧壁延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口向与第一侧壁对置的电解槽的第二侧壁侧供给电解液;排液配管,配置于比供液配管靠下方,沿着第二侧壁延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口排出电解液;以及排液部,将由排液配管排出的电解液向电解槽外排出,排液配管具备沿着长尺寸方向延伸的至少两根以上的配管。
优选的是,在本发明的实施方式的电解装置中,还具备排液箱,所述排液箱具备比电解液的液面靠下方的底面,在底面连接有排液配管的出口,能汲取排液配管内的电解液。此外,优选的是,排液配管具备能回收长尺寸方向上游侧的电解液的第一配管和能回收长尺寸方向下游侧的电解液的第二配管这样的至少两根以上的配管。进一步优选的是,排液配管的管径大于供液配管的管径。而且优选的是,排液口的开口面积大于供液口的开口面积。进一步优选的是,排液箱在与电解液相接的一侧的侧壁具备用于将电解槽内的电解液中的异物向排液箱输送的切口部。进一步优选的是,还具备调整板,配置于排液箱与排液部之间,调整排液箱内的电解液的液面的高度与电解槽内的电解液的液面的高度之差。进一步优选的是,在排液箱设有用于将连接有排液配管的出口的底面分割成多个区域的分割壁。
在一个方案中,在本发明的实施方式的电解方法中,将由以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替配置的多个阳极板和多个阴极板构成的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解方法包括:从与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽的第一侧壁的上方向电解槽内供给电解液,从与第一侧壁对置的电解槽的第二侧壁的下方向电解槽外排出电解液。
优选的是,在本发明的实施方式的电解方法中,包括:从沿着第一侧壁延伸并具备多个供液口的供液配管供给电解液,将从供液配管供给来的电解液储留于将供液配管容纳于内部并沿着第一侧壁延伸的导液部内,使所储留的电解液从导液部的上部溢出而向电解槽内供给,从沿着第二侧壁延伸且配置于比导液部靠下方的排液配管排出电解槽内的电解液,所述排液配管具备以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口。
优选的是,在本发明的实施方式的电解方法中,向电解槽外排出电解液包括:利用排液箱汲取排液配管内的电解液而向电解槽外排出,所述排液箱具备比电解液的液面靠下方的底面,在底面连接有排出电解槽内的电解液的排液配管的出口。
优选的是,在本发明的实施方式的电解方法中,向电解槽内供给电解液包括:从设于供液配管的多个供液口向第二侧壁侧供给电解液,所述供液配管具备至少能对电解槽的上游侧和下游侧分别独立地供给电解液的两根以上的配管部。
优选的是,在本发明的实施方式的电解方法中,向电解槽外排出电解液包括:经由排液配管排出电解液,所述排液配管具备沿着长尺寸方向延伸的至少两根以上的配管。
发明效果
根据本公开,能提供一种能一边抑制沉淀物的卷起一边改善供给至电解槽内的电解液的混合状态的电解装置和电解方法。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的电解装置的一个例子的概略图。
图2是本发明的第二实施方式的电解装置的上表面概略图。
图3是表示从侧面观察本发明的第二实施方式的电解装置的情况下的供液配管与排液配管的位置关系的概略图。
图4是表示排液箱与排液配管的电解槽内的配置位置的说明图。
图5是表示供液部和排液箱的上表面概略图。
图6是表示电解液从排液箱向供液部流动的情形的剖面概略图。
图7的(a)是本发明的第三实施方式的电解装置的上表面概略图,图7的(b)是本发明的第三实施方式的电解装置的剖面概略图。
图8是表示供液配管所具备的供液口和排液配管所具备的排液口的说明图。
图9是表示供液部和排液箱的上表面概略图。
图10是表示排液箱所具备的切口部的侧面概略图。
图11的(a)是本发明的第四实施方式的电解装置的上表面概略图,图11的(b)是本发明的第四实施方式的电解装置的剖面概略图。
图12是表示由一根供液配管构成的情况下的向电解液中添加的动物胶等添加剂的沿着电解槽1长尺寸方向的浓度分布的模拟结果的例子的说明图。
图13是表示本发明的第四实施方式的供液配管的配置例的俯视图。
图14是本发明的第五实施方式的电解装置的上表面概略图。
图15是表示从侧面观察本发明的第五实施方式的电解装置的情况下的供液配管与排液配管的位置关系的概略图。
图16是表示比较例1和比较例2的电解装置的概略图。
图17的(a)和图17的(b)是分别表示使用图1的电解装置(实施例1)而分别测定沿着电解槽长尺寸方向面的电极正交面中的九个点的Cu浓度和动物胶浓度的情况下的Cu浓度分布和动物胶浓度分布的曲线图,图17的(c)和图17的(d)是分别表示使用图16的(A)所示的电解装置(比较例1)的情况下的Cu浓度分布和动物胶浓度分布的曲线图,图17的(e)和图17的(f)是分别表示使用图16的(B)所示的电解装置(比较例2)的情况下的Cu浓度分布和动物胶浓度分布的曲线图。
图18的(a)和图18的(d)是表示对实施例1的电解槽内的九个点的电解液进行采样的结果的表,图18的(b)和图18的(e)是表示对比较例1的电解槽内的九个点的电解液进行采样的结果的表,图18的(c)和图18的(f)是表示对比较例2的电解槽内的九个点的电解液进行采样的结果的表。
图19的(a)和图19的(b)是表示使用具有图1所示的构成的电解装置的情况下(实施例1)的沿着电解槽短尺寸方向的电极平行面三处(第1张、第25张、第49张)的Cu浓度和动物胶浓度的分布的平均值的曲线图。
图20的(a)和图20的(b)是表示对于沿着电解槽短尺寸方向的电极平行面三处(第1张、第25张、第49张)分别逐一测定了九处的情况下的Cu浓度和动物胶浓度,将供液Cu浓度和供液动物胶浓度设为1.00的情况下的相对浓度比的表。
图21的(a)是示出第二实施例的沿着电解槽的长尺寸方向的中央部剖面Cu浓度分布的模拟结果的说明图,图21的(b)是表示本实施例的电解槽的中央部的电极间剖面Cu浓度分布的说明图,图21的(c)是示出本实施例的沿着电解槽的长尺寸方向的中央部剖面动物胶浓度分布的模拟结果的说明图,图21的(d)是表示本实施例的电解槽的中央部的电极间剖面动物胶浓度分布的说明图。
图22是表示第二实施例的电解装置的电解槽内的动物胶浓度的浓度分布的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的电解装置和电解方法进行说明。需要说明的是,以下所示的各实施方式举例示出了用于将本发明的技术构思具体化的装置、方法,本发明的技术构思并不将各构成部件的构造、配置以及顺序等特定于下述内容。
(第一实施方式)
-电解装置-
如图1所示,本发明的第一实施方式的电解装置具备用于容纳电解液的长方体状的电解槽1。作为电解槽1的尺寸,可以形成为例如电解槽1的长度(长尺寸方向X的内径)为5200~5900mm,宽度(短尺寸方向Y的内径)为1095~1110mm,深度为1275~1510mm。
电解槽1具有:第一侧壁11,沿着与长尺寸方向X平行的方向延伸;第二侧壁12,与第一侧壁11对置;第三侧壁13,在长尺寸方向X的一端与第一侧壁11和第二侧壁12垂直地延伸;以及第四侧壁14,在长尺寸方向X的另一端与第一侧壁11和第二侧壁12垂直地延伸,与第三侧壁13对置。
在电解槽1的第一侧壁11的上方配置有电解液供给部(以下,也称为“供液配管”)2,在容纳于电解槽1内的电解液的成为液面或液面附近的高度处沿着电解槽1的长尺寸方向X延伸。电解液供给部2可以由配管等构成。在电解液供给部2中,优选沿着长尺寸方向X等间隔地设有多个供给口(以下,也称为“供液口”)21a、21b、21c……21x。为了改善电解液的混合状态,多个供给口21a、21b、21c……21x优选配置于距电解液面400mm以内的高度,更优选配置于距电解液面200mm以内的高度,进一步优选配置于距电解液面50mm以内的高度。
在电解槽1的第二侧壁12的下方侧配置有沿着长尺寸方向X延伸的电解液排出部(以下,也称为“排液配管”)3。电解液排出部3可以由配管等构成。在电解液排出部3中,以沿着长尺寸方向X相互具有规定间隔的方式设有多个排出口(以下,也称为“排液口”)31a、31b、31c……31x。多个排出口31a、31b、31c……31x优选以比多个供给口21a、21b、21c……21x相对靠下方的方式等间隔地配置。如此,通过以使电解液从第一侧壁11侧朝向第二侧壁12侧并从上方向下方流动的方式配置有电解液供给部2和电解液排出部3,电解液从上方向下方流动,因此能一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷起,一边使电解液的混合状态、特别是电解液中的金属离子、添加剂的混合状态更良好。
若电解液排出部3所具备的多个排出口31a、31b、31c……31x过于接近底部,则有时会卷入电解槽1的底部的沉淀物等而产生排出口31a、31b、31c……31x的堵塞或不良情况等。由此,排出口31a、31b、31c……31x优选以电解槽1的电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围,更优选配置于上方100mm、下方100mm的范围。
如图1所示,电解液被供给至第一侧壁11侧的位于最上游侧的供给口21a,经由供给口21b、21c……21x分别朝向与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12侧供给。朝第二侧壁12侧所供给的电解液经由多个排出口31a、31b、31c……从第二侧壁12侧的位于最下游侧的排出口31x侧向电解槽1的外部排出。
进一步优选的是,通过与配置有阳极板和阴极板的位置的关系来调整供给口21a、21b、21c……21x和排出口31a、31b、31c……31x的位置。例如,可以构成为:将设于电解液供给部2的多个供给口21a、21b、21c……21x和设于电解液排出部3的多个排出口31a、31b、31c……31x以分别面向设于阳极板与阴极板之间的间隙的方式设置,将电解液向阳极板与阴极板的空间供给。通过如此在阳极板和阴极板的表面产生液流,能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
在容纳于电解槽1内的阳极板与阴极板之间的空间中,不仅可以针对每一空间分别配置一个供给口21a、21b、21c……21x和排出口31a、31b、31c……31x,也可以与阳极板与阴极板之间的空间的宽度相对应地在空间内配置多个供给口21a、21b、21c……21x和排出口31a、31b、31c……31x。此外,也可以使从电解液、特别是添加剂的混合状态容易恶化的电解槽1的长尺寸方向中央侧至排液侧的供给口21a、21b、21c……21x和排出口31a、31b、31c……31x的个数比从电解槽1的长尺寸方向中央侧至供液侧的个数多。
阳极板和阴极板的构成没有特别限定。阳极板成为进行电解纯化或电解冶金时的阳极,由粗金属制的板材构成。阴极板成为进行电解纯化或电解冶金时的阴极,由导电性优异的板状的金属构成。
容纳于电解槽1的电解液可以含有添加剂,所述添加剂用于在包含纯化的金属的酸性的水溶液中使电沉积于阴极板表面的金属的表面平滑化。在对铜进行电解纯化的情况下,作为电解液,可以使用在硫酸铜和硫酸的混合水溶液中混合有动物胶、硫脲等添加剂的电解液。
电解液供给部2优选以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽1内进行供给。当电解液的供给流量低于20L/分钟时,添加剂在遍布电解槽1内前分解,有时电沉积的金属的平滑性受损、引起钝化。从电解效率方面考虑,优选电解液的供给流量高,但当电解液的供给流量超过100L/分钟时,有时电解槽1内的沉淀物被卷起而附着于阴极板表面。
在第一实施方式的电解装置中,采用从第一侧壁11的上侧供给并从第二侧壁12的下侧排出电解液的方式,并且将供给流量设为20~100L/分钟,由此,能一边抑制沉淀物的卷起一边进一步改善供给至电解槽1内的电解液的混合状态,能实施效率更高的电解纯化。需要说明的是,电解液的供给流量优选设为30~90L/分钟,更优选设为30~70L/分钟,进一步优选设为50~70L/分钟。
而且,在图1的电解装置中设有未图示的电解液的回流机构。回流机构在从电解槽1的排出口31x排出的电解液中追加动物胶、硫脲等添加剂,并且进行需要的成分调整和温度调整,将调整后的电解液从供给口21a向电解槽1内进行回流。在电解装置中设有未图示的供电机构。供电机构具备向阳极板与阴极板之间施加直流电流的电源装置和布线。
为了改善电解槽1内的电解液的混合状态而进行了各种研究,但在使电解液从电解槽1内的长尺寸方向的一端侧向长尺寸方向的另一端侧流动的以往的下进上出方式的电解装置中,在电解液供给方向上游侧和下游侧,电解液中的铜等金属离子浓度和添加物的浓度产生偏差,并且随着电解进行,倾向于越从电解槽1的上部趋向底部金属离子浓度越高。
根据第一实施方式的电解装置,采用所谓的“横进上进下出方式”,即,构成为从电解槽1的宽度(X)方向即从电解槽1的第一侧壁11侧向第二侧壁12侧供给电解液,并且第一侧壁11侧的供给口21a、21b、21c……21x的设置位置比第二侧壁12侧的排出口31a、31b、31c……31x相对靠上方。其结果是,能有效地抑制电解槽1的底部的铜离子浓度等金属离子浓度的上升,并且能使电解液中所含的各种添加剂的浓度分布在整个电解槽1内更均匀化。
而且,通过在电解槽1中使电解液从上方向下方流动,沉淀物的卷起的可能性也变少。因此,即使增大电解液的供给流量,也能一边抑制沉淀物的卷起一边改善电解液的混合状态,电沉积物的电沉积效率与以往相比也能改善。而且,能使对电沉积物的表面性状造成影响的动物胶等添加物均匀地遍布整个电解槽,因此会得到在整个电解槽1中品质一致的电沉积物。
-电解方法-
通过使用第一实施方式的电解装置对电解液进行电解,能使铜等金属电沉积于多个阴极板。以下,作为使用本发明的实施方式的电解装置进行电解的例子,对精炼粗铜的情况进行说明。
首先,例如将纯度为99质量%左右的粗铜的板材设为阳极板,将纯度为99.99质量%左右的铜的板材或不锈钢板设为阴极板,将多个阳极板和多个阴极板交替地在板厚方向上隔开间隔,以电极板的下端与电解槽1的底面隔开规定的间隔的方式配置于电解槽1内。在电解槽1的内部,从电解液供给部2的多个供给口21a、21b、21c……21x向硫酸铜和硫酸的混合水溶液中供给添加了动物胶、硫脲等添加剂的电解液,通过回流机构使电解液循环。
使用供电机构向阳极板与阴极板之间施加直流电流,使阳极板的铜在电解液中作为离子溶出而电沉积于阴极板。此时,以如下方式产生液流:从与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽1的第一侧壁11的上方向电解槽1内供给电解液,从与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12的下方向电解槽1外排出电解液。
如此,与使电解液从电解槽1的长尺寸方向X的一端侧向另一端侧流动的以往的方式相比,通过使电解液从电解槽1的宽度方向Y的一端向宽度方向Y的另一端侧且从上方朝向下方并从沿着电解槽1的长尺寸方向X的多个部位流动,能使电解槽1内的电解液的混合状态更良好。特别是,根据本发明的实施方式的电解方法,能抑制电解槽1下部的铜离子等金属离子浓度的上升,使金属离子更均匀地分散于液体中,因此能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
(第二实施方式)
-电解装置-
如图2所示,本发明的第二实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽1的长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极(未图示)浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管2,沿着在电解槽1的长尺寸方向X上延伸的第一侧壁11延伸,具有以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口21a、21b……21x;导液部4,以将供液配管2容纳于内部的方式沿着第一侧壁11延伸,储留从多个供液口21a、21b……21x供给的电解液,使所储留的电解液溢出而向电解槽1内供给;以及排液配管3,沿着与第一侧壁11对置的第二侧壁12延伸,配置于比导液部4靠下方,具备以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口31a、31b……31x,从排液口31a、31b……31x排出电解槽1内的电解液。
在电解槽1的第一侧壁11的上方配置有供液配管2,在容纳于电解槽1内的电解液的成为液面或液面附近的高度处沿着电解槽1的长尺寸方向X延伸。供液配管2与配置于电解槽1的第三侧壁13的上方的供液部20连接。供液部20可以具备:供液主管(未图示),也能对除了图2和图3所示的电解槽1以外的其他电解槽供给电解液;以及分支配管(未图示),使电解液从供给主管向供液配管2分支。
供液配管2优选以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽1内进行供给。当电解液的供给流量低于20L/分钟时,添加剂在遍布电解槽1内前分解,有时电沉积的金属的平滑性受损、引起钝化。从电解效率方面考虑,优选电解液的供给流量高,但当电解液的供给流量超过100L/分钟时,有时电解槽1内的沉淀物被卷起而附着于阴极板表面。
在第二实施方式的电解装置中,通过将供给流量设为20~100L/分钟,能一边抑制沉淀物的卷起一边进一步改善供给至电解槽1内的电解液的混合状态,能实施效率更高的电解纯化。需要说明的是,电解液的供给流量优选设为30~90L/分钟,更优选设为30~70L/分钟,进一步优选设为50~70L/分钟。
在供液配管2的上部,优选沿着长尺寸方向X等间隔地设有多个供液口21a、21b……21x。多个供液口21a、21b……21x的数量没有特别限定。如图3所示,导液部4配置于电解槽1的第一侧壁11的上方,在内部容纳供液配管2,沿着第一侧壁11的长尺寸方向延伸。
导液部4为了储留从供液配管2的多个供液口21a、21b……21x供给的电解液而具有凹形状。如图2所示,导液部4可以具备:第一壁部42,固定于第一侧壁11上,沿着第一侧壁11的长尺寸方向X延伸;第二壁部43,与第一壁部42隔开固定间隔地对置;多个梁部44,支承第一壁部42和第二壁部43;以及从图2观察不到的底面。
梁部44只要以在第一壁部42与第二壁部43之间隔开固定间隔而具有能支承第一壁部42和第二壁部43的程度的间隔的方式配置多个即可,梁部44的个数没有特别限定。第一壁部42与第二壁部43之间的间隔只要具有不与插入至电解槽1内的电极碰撞的程度的间隔即可,没有特别限定。导液部4能由对电解液具有耐腐蚀性的材料例如不锈钢(SUS)、氯乙烯、纤维增强复合材料(FRP:Fiber Reinforced Plastics)等形成。
在导液部4的上方形成有多个开口部41a、41b、……41x。电解液从供液配管2的多个供液口21a、21b……21x供给来而暂时储留于导液部4的内部。储留于导液部4的内部的电解液的一部分从开口部41a、41b、……41x溢出,向电解槽1内流动。
如此,从供液配管2供给来的电解液在导液部4的内部暂时储留后被供给至电解槽1内,由此在细长的供液配管2内产生的差压在导液部4内被均匀化,因此能在整个电解槽1均匀地供给电解液。此外,通过在导液部4内暂时储留电解液,能使电解液和添加剂的成分沿着电解槽1的长尺寸方向均匀化,因此能在整体上改善供给至电解槽内的电解液的混合状态。
此外,通过溢出而向电解槽1内供给电解液,不需要用于将电解液从导液部4内抽出至导液部4外而排出的泵等动力,实现装置的简化。
当导液部4的开口部41a、41b、……41x的高度相对于电解液的液面过高时,有时从导液部4溢出的电解液与电解液的液面碰撞而产生气泡,对电解造成影响。另一方面,当导液部4的开口部41a、41b、……41x的高度比电解液的液面低时,有时电解槽1内的电解液流入导液部4侧,供液无法顺畅地进入。
导液部4的开口部41a、41b、……41x的高度优选配置为距电解液的液面400mm以内的高度,更优选配置为距电解液的液面200mm以内的高度,进一步优选配置为距电解液的液面50mm以内的高度。
沿着电解槽1的深度方向的导液部4的宽度可以根据供液配管2的管径、电解槽1的装置规模而适当变更。在图3的例子中,示出了将沿着深度方向的导液部4的宽度设为50~100mm的例子,但为了使供给至导液部4的电解液的压力的偏差更均匀化,也可以使沿着导液部4的深度方向的导液部4的宽度大于100mm。
如图3所示,在供液配管2的下方设有辅助配管5,所述辅助配管5固定于第一侧壁11上,将从供液部20供给来的电解液沿着电解槽1的长尺寸方向从上游侧向下游侧供给。辅助配管5经由配置于电解槽1的长尺寸方向中央部的供给部51、52与供液配管2的长尺寸方向中央部连接。从供液部20供给来的电解液经由辅助配管5的供给部51、52流入供液配管2内。
向供液配管2供给的电解液从位于靠近供液部20的电解槽1的第三侧壁13侧的排液口31a侧大量流出,有时越靠近位于第四侧壁14侧的排液口31x,电解液越不充分流出。如图3所示,通过也经由辅助配管5从供液配管2的长尺寸方向中央部供给电解液,从而也向供液配管2的长尺寸方向中央部充分地供给电解液,因此能向整个电解槽1更均匀地供给电解液。
而且,在设有电解液的供给量最少的供液口21x的供液配管2的长尺寸方向下游侧的前端部配置有辅助配管6,所述辅助配管6在第一侧壁11上固定于辅助配管5的更下方,沿着第一侧壁11的长尺寸方向延伸,前端部与供液配管2的前端部连接。在辅助配管6的前端部设有供给部61,从供液部20供给来的电解液经由供给部61供给至辅助配管6的前端部。由此,也经由辅助配管6从供液配管2的长尺寸方向前端部供给电解液,因此能向整个电解槽1更均匀地供给电解液。
在电解槽1的第四侧壁14侧上方设有用于将电解槽1内的电解液向电解槽1外排出的排液部30和与排液部30连接的排液箱32。如图4所示,在排液箱32分别连接有多个排液配管3a、3b、3c。如图3所示,排液配管3a、3b、3c配置于比供液配管2靠下方,固定于第二侧壁12上并沿着第二侧壁12延伸,具备以相互隔开间隔的方式沿着电解槽1的长尺寸方向配置的多个排液口31a~31x。
在图3的例子中,上下分离地分别配置有具备能排出电解槽1的上游侧即靠近供液部20的一侧的电解槽1内的电解液的排液口31a、31b、31c的排液配管3a、具备能排出电解槽1的中央附近的电解液的排液口31d、31e、31f的排液配管3b、具备能排出靠近电解槽1的排液箱32的一侧的电解液的排液口31g、31x的排液配管3c这三根配管。然而,排液配管3a、3b、3c的配置当然并不限定于图3的配置。
例如,当然也可以将配管的长度最长的排液配管3a配置于最靠近电解槽1的底部的位置,将配管的长度最短的排液配管3c配置于三个排液配管3a、3b、3c中的最上部。
排液配管3a、3b、3c在分别与排液箱32连接的一端侧的相反侧的前端部分别设有排液口31a~31x。如图3所示,与一根排液配管的整体均匀地设有排液口的情况相比,通过在排液配管3a、3b、3c的前端部选择性地设有排液口31a~31x,能分别缩短形成有排液口31a~31x的区域的沿着电解槽1的长尺寸方向的长度,因此能减小压力损失,容易更高效地排出配置有排液口31a~31x的各区域的电解液。由此,不易产生电解槽1的长尺寸方向的排液不均。
需要说明的是,位于各个排液配管3a、3b、3c最前端部的例如排液口31a、31d、31g位于距排液箱32最远的位置,因此有时因流过排液配管3a、3b、3c内的电解液的阻力、压力损失等而无法充分排液。如图3所示,排液配管3a、3b、3c的排液口31a~31x的前端部,即排液口31c与排液口31d、排液口31f与排液口31g以相互上下重叠的方式配置,由此能构成为在排液配管3a、3b、3c的前端部也充分进行排液。由此,不易产生电解槽1的长尺寸方向的排液不均。
排液配管3a、3b、3c的管径优选以大于供液配管2和辅助配管5、6的管径的方式构成。供液配管2和辅助配管5、6的管径可以相同也可以不同。通过使排液配管3a、3b、3c侧的管径大于供液配管2的管径,在利用电解液的水头压力(head pressure)差使电解液从排液箱32向电解槽1外排出时,能进一步减小排液配管3a、3b、3c的压力损失的影响。由此,能容易更顺畅地将被吸上至供液配管2内的电解液向电解槽1之外排出。
排液配管3a、3b、3c的管径可以比供液配管2和辅助配管5、6的管径大1.5倍以上,更优选大2倍以上,进一步优选大4倍以上。
若排液配管3a、3b、3c的高度过于接近底部,则有时会卷入电解槽1的底部的沉淀物等而产生排液口31a~31x的堵塞或不良情况等。排液口31a~31x例如优选以容纳于电解槽1内的电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围,更优选配置于上方100mm、下方100mm的范围。
优选以排液配管3a、3b、3c所具备的排液口31a、31b……31x的开口面积大于供液配管2所具备的供液口21a、21b、21c……21x的开口面积的方式形成。通过增大排液口31a、31b……31x的开口面积,能进一步减小使排液配管3a、3b、3c内的电解液向电解槽1外排出时的压力损失的影响。
虽然并不限定于以下内容,但能使排液口31a~31x的各开口面积相对于供液口21a~21x的各开口面积增大1~400倍,更典型的是增大100~200倍。由此,能高效地从排液口31a~31x排出电解槽1内的电解液。供液口21a~21x和排液口31a~31x的形状、孔径(狭缝径)以及间隔可以根据电解槽1的大小等而适当调整。
如图3所示,在电解槽1的第四侧壁14侧配置有向电解槽1外排出电解液的排液部30。在排液部30连接有排液箱32。在排液部30设有用于排出电解槽1内的电解液的排出口300。如图5所示,在排出口300的下方设有用于向电解槽1外排出电解液而与排出口300连接的排出配管301。
如图6所示,排液箱32具备比电解液的液面LS靠下方的底面32a。如图5所示,在底面32a分别连接有排液配管3a、3b、3c的出口3A、3B、3C。如图6所示,从电解槽1向排液配管3a、3b、3c内排出的电解液通过电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H被汲取。
在排液部30与排液配管3a、3b、3c之间配置有排液箱32,通过利用电解液的液面LS与向排液箱32内流入的电解液的液面的高度之差H,能不使用泵等动力,且一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷入,一边从电解槽1的下方向电解槽1的外部抽出电解液。
排液箱32的与电解液相接的一侧的侧壁32b的上端部的高度配置为相对于电解槽1内的电解液的液面LS为几mm~几十mm的上方。排液箱32优选在与容纳于电解槽1内的电解液相接的一侧的侧壁32b具备用于将电解槽1内的电解液中的异物向排液箱32输送的切口部33。如图4所示,该切口部33具有其开口宽度AW从电解槽1的上方侧向下方侧变小的形状。作为切口部33的形状,可以采用V字形状、U字形状、梯形形状等各种形状,但具体的形状没有特别限定。
在电解槽1内,有时随着进行电解而在电解液的液面LS积存垃圾等异物。若该异物留在电解槽1内,则恐怕会对电解造成不良影响。根据本发明的实施方式的电解装置,能使积存于电解槽1的电解液的液面LS附近的包含垃圾等异物的电解液从切口部33溢出而排出,因此能抑制电解槽1内的电解液的液面LS附近的垃圾的滞留。
如图5和图6所示,在排液箱32与排液部30之间配置有调整板35,所述调整板35配置为阻挡从排液箱32向排液部30流动的电解液。通过配置调整板35,经由排液配管3(3a、3b、3c)回收至排液箱32内的电解液从调整板35的上端溢出而向排液部30流动。
例如,通过配置大小不同的调整板35,可以变更调整板35的距排液箱32的底面32a的高度h。通过变更调整板35的高度h,能调整电解槽1内的电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H。由此,调整由电解槽1内的电解液的液面LS与电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差,无论供液量如何,都能将电解槽1内的电解液的液面LS的高度保持为恒定。
进一步优选的是,在排液箱32上设有分割壁37,所述分割壁37用于将连接有排液配管3a、3b、3c的出口3A、3B、3C的底面32a分割成多个区域。即使不配置分割壁37也能掌握从各出口3A、3B、3C分别排出的电解液的量,但通过在排液箱32配置分割壁37,能通过目视容易地掌握从各出口3A、3B、3C分别排出的电解液的量。
在第二实施方式的电解装置中设有图2~图5中未图示的电解液的回流机构。回流机构在从电解槽1的排液部30排出的电解液中追加动物胶、硫脲等添加剂,并且进行需要的成分调整和温度调整,将调整后的电解液从供液配管2向电解槽1内进行回流。在电解装置中设有未图示的供电机构。供电机构具备向包含沿着电解槽1内的长尺寸方向而交替配置的阳极板与阴极板的电极之间施加直流电流的电源装置和布线。
为了改善电解槽1内的电解液的混合状态而进行了各种研究,但在使电解液从电解槽1内的长尺寸方向的一端侧向长尺寸方向的另一端侧流动的以往的下进上出方式的电解装置中,在电解液供给方向上游侧和下游侧,电解液中的铜等金属离子浓度和添加物的浓度产生偏差,并且随着电解进行,倾向于越从电解槽1的上部趋向底部金属离子浓度越高。
根据第二实施方式的电解装置,采用所谓的“横进上进下出方式”,即,构成为从电解槽1的宽度(Y)方向即从电解槽1的第一侧壁11侧向第二侧壁12侧供给电解液,并且供液配管2的供液口21a、21b……23x的设置位置比排液配管3a、3b、3c的排液口31a、31b……31x相对靠上方。其结果是,能有效地抑制电解槽1的底部的铜离子浓度等金属离子浓度的上升,并且能使电解液中所含的各种添加剂的浓度分布在整个电解槽1内更均匀化。
而且,通过在电解槽1中使电解液从上方向下方流动,沉淀物的卷起的可能性也变少。因此,即使增大电解液的供给流量,也能一边抑制沉淀物的卷起一边改善电解液的混合状态,电沉积物的电沉积效率与以往相比也能改善。而且,能使对电沉积物的表面性状造成影响的动物胶等添加物均匀地遍布整个电解槽,因此会得到在整个电解槽1中品质一致的电沉积物。
-电解方法-
通过使用第二实施方式的电解装置对电解液进行电解,能使铜等金属电沉积于多个阴极板。例如将纯度为99质量%左右的粗铜的板材设为阳极板,将纯度为99.99质量%左右的铜的板材或不锈钢板设为阴极板,将多个阳极板和多个阴极板交替地在板厚方向上隔开间隔,以电极板的下端从电解槽1的底面隔开规定的间隔的方式且以电极板的侧面不与导液部4接触的方式配置于电解槽1内。
从与配置于图2的供液部20内的供液主管连接的供液配管2所具备的多个供液口21a、21b……23x向硫酸铜和硫酸的混合水溶液中供给添加了动物胶、硫脲等添加剂的电解液。而且,从辅助配管5和辅助配管6向供液配管2的长尺寸方向中央部和前端部供给电解液。由供液配管2和辅助配管5、6供给来的电解液储留于导液部4内。然后,使储留于导液部4内的电解液从导液部4的上部的开口部41a、41b……41x溢出而向电解槽1内供给。另一方面,从与排液箱32和排液部30连接的排液配管3a、3b、3c的多个排液口31a、31b……31x排出电解槽1内的电解液,通过未图示的回流机构使电解液循环。
使用供电机构向阳极板与阴极板之间施加直流电流,使阳极板的铜在电解液中作为离子溶出而电沉积于阴极板。电解液以如下方式产生液流:如上述那样从电解槽1的位于第一侧壁11的导液部4的上方向电解槽1内供给电解液,在与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12的下方向排液配管3a、3b、3c内排出电解液。
向排液配管3a、3b、3c内排出的电解液因水头压力被排液箱32汲取,经由排液部30排出。漂浮于电解槽1内的电解液的上层的垃圾等异物通过溢流而从排液箱32所具备的切口部33容纳至排液箱32内,向电解槽1的外部排出。
根据第二实施方式的电解方法,与使电解液从电解槽1的长尺寸方向X的一端侧向另一端侧流动的以往的方式相比,通过使电解液从电解槽1的短尺寸方向Y的一端向短尺寸方向Y的另一端侧且从上方朝向下方并从沿着电解槽1的长尺寸方向X的多个部位流动,能使电解槽1内的电解液的混合状态更良好。
特别是,根据第二实施方式的电解方法,能抑制电解槽1下部的铜离子等金属离子浓度的上升,使金属离子更均匀地分散于液体中,因此能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
(第二实施方式的变形例)
供液配管2和排液配管3a、3b、3c分别具备的供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x的位置能通过与配置有浸渍于电解槽1内的阳极板和阴极板的位置的关系来调整。例如,可以构成为:将设于供液配管2的多个供液口21a、21b……23x和设于排液配管3a、3b、3c的多个排液口31a、31b……31x以分别面向设于阳极板与阴极板之间的间隙的方式设置,将电解液向阳极板与阴极板的空间供给。通过如此在阳极板和阴极板的表面产生液流,能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
在容纳于电解槽1内的阳极板与阴极板之间的空间中,不仅可以针对每一空间分别配置一个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x,也可以与阳极板与阴极板之间的空间的宽度相对应地在空间内配置多个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x。此外,也可以是,使从电解液、特别是添加剂的混合状态容易恶化的电解槽1的长尺寸方向中央侧至排液侧的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的个数比从电解槽1的长尺寸方向中央侧至供液侧的个数多。
虽然示出了供液配管2和排液配管3a、3b、3c分别具备的供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x的各开口面积基本上沿着长尺寸方向X分别成为相等的大小的例子,但也可以是,在电解槽1的长尺寸方向X上游侧和下游侧具有不同的开口面积。供液配管2和排液配管3a、3b、3c可以使用多个配管或一个配管沿长尺寸方向分支呈枝状的配管。排液配管3a、3b、3c也可以不是由多根而是由一根构成。此外,当然也可以利用由多个供液配管2构成的配管构成。
(第三实施方式)
-电解装置-
如图7的(a)和图7的(b)所示,本发明的实施方式的电解装置具备:电解槽1,容纳电解液,将以沿着长尺寸方向相互隔开间隔的方式配置的电极浸渍于电解液中而进行电解处理;供液配管2,沿着在电解槽1的长尺寸方向X上延伸的第一侧壁11延伸,具备用于向与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12侧供给电解液的多个供液口21a、21b……21x;排液配管3,配置于比供液配管2相对靠下方的位置,沿着第二侧壁12延伸,具备排出电解液的多个排液口31a、31b……31x;排液部30,设于电解槽1的一端,向电解槽外排出电解液;以及排液箱32,与排液部30和排液配管3连接,具备比电解液的液面靠下方的底面32a,在底面32a连接有排液配管3的出口3A,能汲取排液配管3内的电解液。
如图7的(b)所示,在电解槽1的第一侧壁11的上方配置有供液配管2,在容纳于电解槽1内的电解液的成为液面或液面附近的高度处沿着电解槽1的长尺寸方向X延伸。供液配管2与配置于电解槽1的第三侧壁13的上方的供液部20连接。
在供液配管2中,优选沿着长尺寸方向X等间隔地设有多个供液口21a、21b……21x。为了改善电解液的混合状态,多个供液口21a、21b……21x优选配置于距电解液面400mm以内的高度,更优选配置于距电解液面200mm以内的高度,进一步优选配置于距电解液面50mm以内的高度。
供液配管2优选以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽1内进行供给。当电解液的供给流量低于20L/分钟时,添加剂在遍布电解槽1内前分解,有时电沉积的金属的平滑性受损、引起钝化。从电解效率方面考虑,优选电解液的供给流量高,但当电解液的供给流量超过100L/分钟时,有时电解槽1内的沉淀物被卷起而附着于阴极板表面。
在第三实施方式的电解装置中,采用从第一侧壁11的上侧供给并从第二侧壁12的下侧排出电解液的方式,并且将供给流量设为20~100L/分钟。由此,能一边抑制沉淀物的卷起一边进一步改善供给至电解槽1内的电解液的混合状态,能实施效率更高的电解纯化。需要说明的是,电解液的供给流量优选设为30~90L/分钟,更优选设为30~70L/分钟,进一步优选设为50~70L/分钟。
在电解槽1的第二侧壁12的下方侧配置有沿长尺寸方向X延伸的排液配管3。排液配管3可以由配管等构成。在排液配管3中,以沿着长尺寸方向X相互具有规定间隔的方式设有多个排液口31a、31b……31x。多个排液口31a、31b……31x优选以比多个供液口21a、21b……21x相对靠下方的方式等间隔地配置。如此,通过以使电解液从第一侧壁11侧朝向第二侧壁12侧并从上方向下方流动的方式配置供液配管2和排液配管3,电解液从上方向下方流动,因此能一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷起,一边使电解液的混合状态、特别是电解液中的金属离子、添加剂的混合状态更良好。
若多个排液口31a、31b……31x过于接近底部,则有时会卷入电解槽1的底部的沉淀物等而产生排液口31a、31b……31x的堵塞或不良情况等。排液口31a、31b……31x例如优选以容纳于电解槽1内的电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围,更优选配置于上方100mm、下方100mm的范围。
如图8所示,优选以排液口31a、31b、……的开口面积大于供液口21a、21b、21c……的开口面积的方式形成。通过增大排液口31a、31b、……的开口面积,能进一步减小使排液配管3内的电解液向电解槽1外排出时的压力损失的影响。虽然并不限定于以下内容,但能使排液口31a、31b、……的各开口面积相对于供液口21a、21b、21c……的各开口面积增大1~400倍,更典型的是增大100~200倍。由此,能高效地从排液口31a、31b、……排出电解槽1内的电解液。
优选的是,排液配管3的管径形成为大于供液配管2的管径。通过使排液配管3侧的管径大于供液配管2的管径,在利用排液箱32内的电解液的水头压力与电解槽1内的电解液的水头压力之差使电解液向电解槽1外排出时,能进一步减小排液配管3的压力损失的影响。由此,能容易更顺畅地将被吸上至供液配管2内的电解液向电解槽1之外排出。
排液配管3的管径可以比供液配管2的管径大1.5倍以上,更优选大2倍以上,进一步优选大4倍以上。
供液配管2和排液配管3的管径、供液口21a、21b、21c……和排液口31a、31b、……的形状、孔径(狭缝径)以及间隔可以根据电解槽1的大小等而适当调整。在如图8所示的例子中,供液口21a、21b、21c……具有圆形状或椭圆形状,以相互隔开间隔d1的方式配置。排液口31a、31b、……具备具有狭缝径d2的长圆或大致长方形状,以相互隔开间隔d3的方式配置。
虽然并不限于以下内容,但在图8的例子中,在供液配管2上形成有电解槽间隔d1为50mm间隔且孔径为5φ的圆或椭圆形状的供液口21a、21b、21c……。在排液配管3上以具有200mm的间隔d3的方式配置有宽度10mm、狭缝径(d2)400mm的长圆形状或大致矩形形状的排液口31a、31b、……。
如图7的(a)和图7的(b)所示,在电解槽1的第四侧壁14配置有向电解槽1外排出电解液的排液部30。如图7的(a)所示,在排液部30设有用于向其上部排出电解槽1内的电解液的排出口300。如图9所示,在排液口31a的下方设有用于向电解槽1外排出电解液而与排出口300连接的排出配管301。
如图7的(b)所示,排液箱32连接于排液部30与排液配管3之间。如图6所示,排液箱32具备比电解液的液面LS靠下方的底面32a。在底面32a连接有排液配管3的出口3A。从电解槽1向排液配管3内排出的电解液通过由电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差被汲取。
根据本发明的第三实施方式,通过在排液部30与排液配管3之间配置排液箱32,能不使用泵等动力,且一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷入,一边从电解槽1的下方向电解槽1的外部抽出电解液。
排液箱32的与电解液相接的一侧的侧壁32b的上端部的高度配置为相对于电解槽1内的电解液的液面LS为几mm~几十mm的上方。排液箱32优选在与容纳于电解槽1内的电解液相接的一侧的侧壁32b具备用于将电解槽1内的电解液中的异物向排液箱32输送的切口部33。如图10所示,该切口部33具有其开口宽度AW从电解槽1的上方侧向下方侧变小的形状。作为切口部33的形状,除了例如图10所示的V字形状以外,还可以采用U字形状、梯形形状等各种形状,但具体的形状没有特别限定。
在电解槽1内,有时随着进行电解而在电解液的液面LS积存垃圾等异物。若该异物留在电解槽1内,则恐怕会对电解造成不良影响。根据本发明的实施方式的电解装置,能使积存于电解槽1的电解液的液面LS附近的包含垃圾等异物的电解液从切口部33溢出而排出,因此能抑制电解槽1内的电解液的液面LS附近的垃圾的滞留。
如图9所示,在排液箱32与排液部30之间配置有调整板35,所述调整板35配置为阻挡从排液箱32向排液部30流动的电解液。通过配置调整板35,经由排液配管3回收至排液箱32内的电解液从调整板35的上端溢出而向排液部30流动。
例如,通过配置大小不同的调整板35,可以变更调整板35的距排液箱32的底面32a的高度h。通过变更调整板35的高度h,能调整电解槽1内的电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H。由此,调整由电解槽1内的电解液的液面LS与电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差,无论供液量如何,都能将电解槽1内的电解液的液面LS的高度保持为恒定。
在图7的(a)和图7的(b)的电解装置设有未图示的电解液的回流机构。回流机构在从电解槽1的排液部30排出的电解液中追加动物胶、硫脲等添加剂,并且进行需要的成分调整和温度调整,将调整后的电解液从供液口21a、21b、21c……21x向电解槽1内进行回流。在电解装置中设有未图示的供电机构。供电机构具备向包含沿着电解槽1内的长尺寸方向而交替配置的阳极板与阴极板的电极之间施加直流电流的电源装置和布线。
阳极板和阴极板的构成没有特别限定。阳极板成为进行电解纯化或电解冶金时的阳极,由粗金属制的板材构成。阴极板成为进行电解纯化或电解冶金时的阴极,由导电性优异的板状的金属构成。
为了改善电解槽1内的电解液的混合状态而进行了各种研究,但在使电解液从电解槽1内的长尺寸方向的一端侧向长尺寸方向的另一端侧流动的以往的下进上出方式的电解装置中,在电解液供给方向上游侧和下游侧,电解液中的铜等金属离子浓度和添加物的浓度产生偏差,并且随着电解进行,倾向于越从电解槽1的上部趋向底部金属离子浓度越高。
根据本发明的第三实施方式的电解装置,采用所谓的“横进上进下出方式”,即,构成为从电解槽1的宽度(X)方向即从电解槽1的第一侧壁11侧向第二侧壁12侧供给电解液,并且第一侧壁11侧的供液口21a、21b……21x的设置位置比第二侧壁12侧的排液口31a、31b……31x相对靠上方。其结果是,能有效地抑制电解槽1的底部的铜离子浓度等金属离子浓度的上升,并且能使电解液中所含的各种添加剂的浓度分布在整个电解槽1内更均匀化。
而且,通过在电解槽1中使电解液从上方向下方流动,沉淀物的卷起的可能性也变少。因此,即使增大电解液的供给流量,也能一边抑制沉淀物的卷起一边改善电解液的混合状态,电沉积物的电沉积效率与以往相比也能改善。而且,能使对电沉积物的表面性状造成影响的动物胶等添加物均匀地遍布整个电解槽,因此会得到在整个电解槽1中品质一致的电沉积物。
而且,在配置于电解槽1的下方的排液配管3与配置于电解槽1的上方的排液部之间配置有排液箱32。通过配置排液箱32,不需要泵等动力,能利用电解槽1和排液箱32内的电解液的水头压力差汲取配置于电解槽1的下方的排液配管3内的电解液,将其输送至排液部30,因此能以更简易的构成,使用现有的电解槽1,一边抑制沉淀物的卷起一边改善供给至电解槽内的电解液的混合状态。
-电解方法-
通过使用本发明的第三实施方式的电解装置对电解液进行电解,能使铜等金属电沉积于多个阴极板。以下,作为使用本发明的实施方式的电解装置进行电解的例子,对精炼粗铜的情况进行说明。
首先,例如将纯度为99质量%左右的粗铜的板材设为阳极板,将纯度为99.99质量%左右的铜的板材或不锈钢板设为阴极板,将多个阳极板和多个阴极板交替地在板厚方向上隔开间隔,以电极板的下端与电解槽1的底面隔开规定的间隔的方式配置于电解槽1内。在电解槽1的内部,从供液配管2的多个供液口21a、21b……21x向硫酸铜和硫酸的混合水溶液中供给添加了动物胶、硫脲等添加剂的电解液,通过回流机构使电解液循环。
使用供电机构向阳极板与阴极板之间施加直流电流,使阳极板的铜在电解液中作为离子溶出而电沉积于阴极板。此时,以如下方式产生液流:从与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽1的第一侧壁11的上方向电解槽1内供给电解液,在与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12的下方向排液配管3内排出电解液。
向排液配管3内排出的电解液被排液箱32汲取,经由排液部30排出。漂浮于电解槽1内的电解液的上层的垃圾等异物通过溢流而从排液箱32所具备的切口部33容纳至排液箱32内,向电解槽1的外部排出。
根据本发明的第三实施方式的电解方法,与使电解液从电解槽1的长尺寸方向X的一端侧向另一端侧流动的以往的方式相比,通过使电解液从电解槽1的短尺寸方向Y的一端向短尺寸方向Y的另一端侧且从上方朝向下方并从沿着电解槽1的长尺寸方向X的多个部位流动,能使电解槽1内的电解液的混合状态更良好。
特别是,根据本发明的实施方式的电解方法,能抑制电解槽1下部的铜离子等金属离子浓度的上升,使金属离子更均匀地分散于液体中,因此能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
(第三实施方式的变形例)
供液配管2和排液配管3分别具备的供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x的位置能通过与配置有浸渍于电解槽1内的阳极板和阴极板的位置的关系来调整。例如,可以构成为:将设于供液配管2的多个供液口21a、21b……21x和设于排液配管3的多个排液口31a、31b……31x以分别面向设于阳极板与阴极板之间的间隙的方式设置,将电解液向阳极板与阴极板的空间供给。通过如此在阳极板和阴极板的表面产生液流,能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
在容纳于电解槽1内的阳极板与阴极板之间的空间中,不仅可以针对每一空间分别配置一个供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x,也可以与阳极板与阴极板之间的空间的宽度相对应地在空间内配置多个供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x。此外,也可以是,使从电解液、特别是添加剂的混合状态容易恶化的电解槽1的长尺寸方向中央侧至排液侧的供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x的个数比从电解槽1的长尺寸方向中央侧至供液侧的个数多。
虽然示出了供液配管2和排液配管3分别具备的供液口21a、21b……21x和排液口31a、31b……31x的各开口面积基本上沿着长尺寸方向X分别成为相等的大小的例子,但也可以是,在电解槽1的长尺寸方向X上游侧和下游侧具有不同的开口面积。
供液配管2和排液配管3可以使用多个配管或一个配管沿长尺寸方向分支呈枝状的配管。在配置有多根排液配管3的情况下,排液配管3的出口能分别独立地与排液箱32连接。
(第四实施方式)
如图11的(a)和图11的(b)所示,本发明的第四实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽1的长尺寸方向X相互隔开间隔的方式配置的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管2,沿着在长尺寸方向X上延伸的电解槽1的第一侧壁11延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口21a、21b……21x向与第一侧壁11对置的电解槽的第二侧壁12供给电解液;排液配管3,配置于比供液配管2靠下方,沿着第二侧壁12延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口31a、31b……31x排出电解液;以及排液部30,将由排液配管3排出的电解液向电解槽1外排出,供液配管2具备能对电解槽的至少上游侧和下游侧分别独立地供给电解液的两根以上的配管部21、21、23(参照图13)。
在供液配管2中,优选沿着长尺寸方向X等间隔地设有多个供液口21a、21b……21x。为了改善电解液的混合状态,多个供液口21a、21b……21x优选配置于距电解液面400mm以内的高度,更优选配置于距电解液面200mm以内的高度,进一步优选配置于距电解液面50mm以内的高度。
供液配管2优选以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽1内进行供给。当电解液的供给流量低于20L/分钟时,添加剂在遍布电解槽1内前分解,有时电沉积的金属的平滑性受损、引起钝化。从电解效率方面考虑,优选电解液的供给流量高,但当电解液的供给流量超过100L/分钟时,有时电解槽1内的沉淀物被卷起而附着于阴极板表面。
在第四实施方式的电解装置中,采用从第一侧壁11的上侧供给并从第二侧壁12的下侧排出电解液的方式,并且将供给流量设为20~100L/分钟,由此,能一边抑制沉淀物的卷起一边进一步改善供给至电解槽1内的电解液的混合状态,能实施效率更高的电解纯化。需要说明的是,电解液的供给流量优选设为30~90L/分钟,更优选设为30~70L/分钟,进一步优选设为50~70L/分钟。
如图11的(b)所示,供液配管2能由沿着长尺寸方向整体均等间隔地配置且由具备供液口21a、21b……21x的一根配管构成。然而,当供液配管2的长度变长时,有时会从供液配管2的上游侧供给大量的电解液,不会从下游侧前端部(图11的(b)的供液口21x附近)充分地供给电解液。
图12表示由一根供液配管2构成的情况下的向电解液中添加的动物胶等添加剂的沿着电解槽1长尺寸方向的浓度分布的模拟结果的例子。如图8所示,随着从电解槽1长尺寸方向的上游侧接近下游侧,添加剂的浓度变低,在电解槽1的第四侧壁14侧的端部产生几乎不供给添加剂的区域。
如图13所示,在第四实施方式的电解装置中,供液配管2具备能对电解槽1的至少上游侧和下游侧分别独立地供给电解液的两根以上的配管部21、22、23。需要说明的是,“上游侧”是指,在将排出电解液的第四侧壁14侧设为“下游侧”的情况下,相对地成为上游侧的位置,典型的是指第三侧壁13侧。
如图13所示,与图11的(b)所示的由一根供液配管2构成的情况相比,通过将多个配管部21、22、23分别沿着长尺寸方向配置,从多个配管部21、22、23分别独立地排出电解液,能改善电解液的混合状态,能进一步提高添加于电解液中的添加剂的整个槽内的浓度均匀性。
配管部21具备:根部(未图示),从第三侧壁13的上方向下方延伸;以及前端部221,在从根部起容纳于电解槽1内的电解液的成为液面的高度或液面附近的高度处,沿着电解槽1的长尺寸方向X(图13的纸面左右方向)延伸。配管部21沿着长尺寸方向X配置有供液口21a、21b……21x。
配管部22具备:根部222,从第三侧壁13的上方向下方延伸,进而沿着电解槽1的长尺寸方向X延伸至电解槽1的下游侧即第四侧壁附近;中间部223,从电解槽1的下方向上方延伸;以及前端部221,在从中间部223起成为电解液的液面或液面附近的高度处,沿着长尺寸方向X延伸。在前端部221,沿着长尺寸方向X配置有供液口22a、22b……22x。
配管部23在配管部21与配管部22的中间沿着长尺寸方向X延伸。配管部23具备:根部232,从第三侧壁13的上方向下方延伸,进而沿着电解槽1的长尺寸方向X延伸;前端部231,配置于成为电解液的液面或液面附近的高度处;以及中间部233,将根部232与前端部231之间连接。在前端部231,沿着长尺寸方向X配置有供液口23a、23b……23x。
优选的是,配管部21、22、23的端部彼此在电解槽1内具有上下一部分重叠的区域200、201。与设为图7的(a)所示的一根供液配管2的情况相比,通过利用配管部21、22、23,至少在上游侧和下游侧分配电解液的供给区域,能使各区域中的电解液的供给液量更均匀。另一方面,在配管部21、22、23内,电解液的供液状态也产生不均。特别是,倾向于各配管部21、22、23的前端部分的电解液的供给量比根部分少。
根据本发明的实施方式的电解装置,如图13所示,配管部21、22、23的端部彼此在电解槽1内以上下一部分重叠的方式配置,因此能通过由多个配管部21、22、23进行的供给来弥补配管部21、22、23的端部的电解液的供给不足的问题,从而实现规定的供液量。
区域200、201的大小根据电解槽1的大小、将配管部21、22、23分割为几根而变化,能配置为位于一个配管部21、22、23与其他配管部21、22、23重叠的区域200、201的供液口21a、21b……23x的总开口面积与一个配管部21、22、23所具备的供液口21a、21b……23x的总开口面积之比为1/4以上,更优选为1/3以上,进一步优选为1/2以上。
或者,与供液配管2为一根的情况相比,通过以成为各配管部21、22、23的电解液流出的部分的长度的1/4以上、进而1/3、进而1/2以上的长度的方式,在第一侧壁11的上下使配管部21、22、23彼此叠合,形成区域200、201,能在整个电解槽1进行更均匀的供液。区域200、201的长尺寸方向X的长度也可以互不相同。
如图11的(b)所示,在电解槽1的第二侧壁12的下方侧配置有沿着长尺寸方向X延伸的排液配管3。排液配管3可以由配管等构成。在排液配管3中,以沿着长尺寸方向X相互具有规定间隔的方式设有多个排液口31a、31b……31x。多个排液口31a、31b……31x优选以比多个供液口21a、21b……23x相对靠下方的方式等间隔地配置。如此,通过以使电解液从第一侧壁11侧朝向第二侧壁12侧并从上方向下方流动的方式配置供液配管2和排液配管3,电解液从上方向下方流动,因此能一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷起,一边使电解液的混合状态、特别是电解液中的金属离子、添加剂的混合状态更良好。
若多个排液口31a、31b……31x过于接近底部,则有时会卷入电解槽1的底部的沉淀物等而产生排液口31a、31b……31x的堵塞或不良情况等。排液口31a、31b……31x例如优选以容纳于电解槽1内的电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围,更优选配置于上方100mm、下方100mm的范围。
如图8所示,优选以排液口31a、31b、……的开口面积大于供液口21a、21b、21c……的开口面积的方式形成。通过增大排液口31a、31b、……的开口面积,能进一步减小使排液配管3内的电解液向电解槽1外排出时的压力损失的影响。虽然并不限定于以下内容,但能将排液口31a、31b、……的各开口面积增大为供液口21a、21b、21c……的各开口面积增大1~400倍,更典型的是增大100~200倍。由此,能高效地从排液口31a、31b、……排出电解槽1内的电解液。
优选的是,排液配管3的管径形成为大于供液配管2的管径。通过使排液配管3侧的管径大于供液配管2的管径,在利用电解液的水头压力差使电解液从排液箱32向电解槽1外排出时,能进一步减小排液配管3的压力损失的影响。由此,能容易更顺畅地将被吸上至供液配管2内的电解液向电解槽1之外排出。
排液配管3的管径可以比供液配管2的管径大1.5倍以上,更优选大2倍以上,进一步优选大4倍以上。
供液配管2和排液配管3的管径、供液口21a、21b、21c……和排液口31a、31b,……的形状、孔径(狭缝径)以及间隔可以根据电解槽1的大小等而适当调整。在图8所示的例子中,供液口21a、21b、21c……具有圆形状或椭圆形状,以相互隔开间隔d1的方式配置。排液口31a、31b、……具备具有狭缝径d2的长圆或大致长方形状,以相互隔开间隔d3的方式配置。
如图11的(a)和图11的(b)所示,在电解槽1的第四侧壁14配置有向电解槽1外排出电解液的排液部30。如图11的(a)所示,在排液部30设有用于向其上部排出电解槽1内的电解液的排出口300。如图5所示,在排液口31a的下方设有用于向电解槽1外排出电解液而与排出口300连接的排出配管301。
如图11的(b)所示,排液箱32连接于排液部30与排液配管3之间。如图6所示,排液箱32具备比电解液的液面LS靠下方的底面32a。在底面32a连接有排液配管3的出口3A。从电解槽1向排液配管3内排出的电解液通过由电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差被汲取。
通过在排液部30与排液配管3之间配置有排液箱32,能不使用泵等动力,且一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷入,一边从电解槽1的下方向电解槽1的外部抽出电解液。
排液箱32的与电解液相接的一侧的侧壁32b的上端部的高度配置为相对于电解槽1内的电解液的液面LS为几mm~几十mm的上方。排液箱32优选在与容纳于电解槽1内的电解液相接的一侧的侧壁32b具备用于将电解槽1内的电解液中的异物向排液箱32输送的切口部33。如图4所示,该切口部33具有其开口宽度AW从电解槽1的上方侧向下方侧变小的形状。作为切口部33的形状,除了例如图4所示的V字形状以外,还可以采用U字形状、梯形形状等各种形状,但具体的形状没有特别限定。
在电解槽1内,有时随着进行电解而在电解液面LS积存垃圾等异物。若该异物留在电解槽1内,则恐怕会对电解造成不良影响。根据本发明的实施方式的电解装置,能使积存于电解槽1的电解液面LS附近的垃圾等异物的电解液从切口部33溢出而排出,因此能抑制电解槽1内的电解液的液面LS附近的垃圾的滞留。
如图5和图6所示,在排液箱32与排液部30之间配置有调整板35,所述调整板35配置为阻挡从排液箱32向排液部30流动的电解液。通过配置调整板35,经由排液配管3回收至排液箱32内的电解液从调整板35的上端溢出而向排液部30流动。
例如,通过配置大小不同的调整板35,可以变更调整板35的距排液箱32的底面32a的高度h。通过变更调整板35的高度h,能调整电解槽1内的电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H。由此,调整由电解槽1内的电解液的液面LS与电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差,无论供液量如何,都能将电解槽1内的电解液的液面LS的高度保持为恒定。
在图11的(a)和图11的(b)的电解装置设有未图示的电解液的回流机构。回流机构在从电解槽1的排液部30排出的电解液中追加动物胶、硫脲等添加剂,并且进行需要的成分调整和温度调整,将调整后的电解液从供液口21a、21b、21c……21x向电解槽1内进行回流。在电解装置中设有未图示的供电机构。供电机构具备向包含沿着电解槽1内的长尺寸方向而交替配置的阳极板与阴极板的电极之间施加直流电流的电源装置和布线。
根据第四实施方式的电解装置,采用所谓的“横进上进下出方式”,即,构成为从电解槽1的宽度(X)方向即从电解槽1的第一侧壁11侧向第二侧壁12侧供给电解液,并且第一侧壁11侧的供液口21a、21b……23x的设置位置比第二侧壁12侧的排液口31a、31b……31x相对靠上方。其结果是,能有效地抑制电解槽1的底部的铜离子浓度等金属离子浓度的上升,并且能使电解液中所含的各种添加剂的浓度分布在整个电解槽1内更均匀化。
而且,通过在电解槽1中使电解液从上方向下方流动,沉淀物的卷起的可能性也变少。因此,即使增大电解液的供给流量,也能一边抑制沉淀物的卷起一边改善电解液的混合状态,电沉积物的电沉积效率与以往相比也能改善。而且,能使对电沉积物的表面性状造成影响的动物胶等添加物均匀地遍布整个电解槽,因此会得到在整个电解槽1中品质一致的电沉积物。
而且,通过将供液配管2分成多个配管部21、22、23,使能由各个配管部21、22、23供液的区间比由一根供液配管2构成的情况短,能在电解槽1的长尺寸方向整体更均匀地供给电解液。特别是,能将添加至电解液中的添加剂供给至电解槽1的长尺寸方向整体,因此会得到表面的粗糙少的更高品质的电沉积物。
而且,配管部21、22、23的端部彼此在电解槽1内以一部分上下重叠的方式配置,由此能由多个配管部21、22、23补充配管的前端部分的供液量少的部分,能在整个槽大致均匀地进行供液。
-电解方法-
通过使用第四实施方式的电解装置对电解液进行电解,能使铜等金属电沉积于多个阴极板。以下,作为使用本发明的实施方式的电解装置进行电解的例子,对精炼粗铜的情况进行说明。
首先,例如将纯度为99质量%左右的粗铜的板材设为阳极板,将纯度为99.99质量%左右的铜的板材或不锈钢板设为阴极板,将多个阳极板和多个阴极板交替地在板厚方向上隔开间隔,以电极板的下端与电解槽1的底面隔开规定的间隔的方式配置于电解槽1内。如图13所示,在电解槽1的第一侧壁11上配置供液配管2,所述供液配管2包括向电解槽1的长尺寸方向上游侧供给电解液的配管部21、向长尺寸方向下游侧供给电解液的配管部22以及向中间部供给电解液的配管部23,从各配管部21、22、23所具备的多个供液口21a、21b……23x向硫酸铜和硫酸的混合水溶液中供给添加了动物胶、硫脲等添加剂的电解液,通过回流机构使电解液循环。
使用供电机构向阳极板与阴极板之间施加直流电流,使阳极板的铜在电解液中作为离子溶出而电沉积于阴极板。此时,以如下方式产生液流:从与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽1的第一侧壁11的上方向电解槽1内供给电解液,在与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12的下方向排液配管3内排出电解液。
向排液配管3内排出的电解液被排液箱32汲取,经由排液部30排出。漂浮于电解槽1内的电解液的上层的垃圾等异物通过溢流而从排液箱32所具备的切口部33容纳至排液箱32内,向电解槽1的外部排出。
根据本发明的第四实施方式的电解方法,与使电解液从电解槽1的长尺寸方向X的一端侧向另一端侧流动的以往的方式相比,通过使电解液从电解槽1的短尺寸方向Y的一端向短尺寸方向Y的另一端侧且从上方朝向下方并从沿着电解槽1的长尺寸方向X的多个部位流动,能使电解槽1内的电解液的混合状态更良好。
特别是,根据本发明的第四实施方式的电解方法,能抑制电解槽1下部的铜离子等金属离子浓度的上升,使金属离子更均匀地分散于液体中,因此能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
(第四实施方式的变形例)
供液配管2和排液配管3分别具备的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的位置能通过与配置有浸渍于电解槽1内的阳极板和阴极板的位置的关系来调整。例如,可以构成为:将设于供液配管2的多个供液口21a、21b……23x和设于排液配管3的多个排液口31a、31b……31x以分别面向设于阳极板与阴极板之间的间隙的方式设置,将电解液向阳极板与阴极板的空间供给。通过如此在阳极板和阴极板的表面产生液流,能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
在容纳于电解槽1内的阳极板与阴极板之间的空间中,不仅可以针对每一空间分别配置一个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x,也可以与阳极板与阴极板之间的空间的宽度相对应地在空间内配置多个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x。此外,也可以是,使从电解液、特别是添加剂的混合状态容易恶化的电解槽1的长尺寸方向中央侧至排液侧的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的个数比从电解槽1的长尺寸方向中央侧至供液侧的个数多。
虽然示出了供液配管2和排液配管3分别具备的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的各开口面积基本上沿着长尺寸方向X分别成为相等的大小的例子,但也可以是,在电解槽1的长尺寸方向X上游侧和下游侧具有不同的开口面积。
供液配管2和排液配管3可以使用多个配管或一个配管沿长尺寸方向分支呈枝状的配管。在配置有多根排液配管3的情况下,排液配管3的出口能分别独立地与排液箱32连接。
(第五实施方式)
如图14和图15所示,本发明的第五实施方式的电解装置将以沿着容纳电解液的电解槽1的长尺寸方向X相互隔开间隔的方式配置的电极,浸渍于电解液中,一边使电解液循环一边进行电解处理,其中,所述电解装置具备:供液配管2,沿着在长尺寸方向X上延伸的电解槽1的第一侧壁11延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个供液口21a、21b……21x向与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12侧供给电解液;排液配管3,配置于比供液配管2靠下方,沿着第二侧壁12延伸,从以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口31a、31b……31x排出电解液;以及排液部30,将由排液配管3排出的电解液向电解槽1外排出,排液配管3具备沿着长尺寸方向延伸的至少两根以上的配管3a、3b、3c。
在供液配管2中,优选沿着长尺寸方向X等间隔地设有多个供液口21a、21b……21x。为了改善电解液的混合状态,多个供液口21a、21b……21x优选配置于距电解液的液面400mm以内的高度,更优选配置于距电解液的液面200mm以内的高度,进一步优选配置于距电解液的液面50mm以内的高度。
供液配管2优选以使电解液的供给流量成为20~100L/分钟的方式向电解槽1内进行供给。当电解液的供给流量低于20L/分钟时,添加剂在遍布电解槽1内前分解,有时电沉积的金属的平滑性受损、引起钝化。从电解效率方面考虑,优选电解液的供给流量高,但当电解液的供给流量超过100L/分钟时,有时电解槽1内的沉淀物被卷起而附着于阴极板表面。
在第五实施方式的电解装置中,将供给流量设为20~100L/分钟,由此,能一边抑制沉淀物的卷起一边进一步改善供给至电解槽1内的电解液的混合状态,能实施效率更高的电解纯化。需要说明的是,电解液的供给流量优选设为30~90L/分钟,更优选设为30~70L/分钟,进一步优选设为50~70L/分钟。
在电解槽1的第四侧壁14侧上方设有用于将电解槽1内的电解液向电解槽1外排出的排液部30和与排液部30连接的排液箱32。如图4所示,在排液箱32分别连接有多个排液配管3a、3b、3c。如图12所示,排液配管3a、3b、3c配置于比供液配管2靠下方,沿着第二侧壁12延伸,具备以相互隔开间隔的方式沿着电解槽1的长尺寸方向配置的多个排液口31a、31b……31f、31g、31h……31l、31m、31o……31x。
在图15的例子中,记载有如下例子:上下分离地分别配置有具备能排出电解槽1的上游侧即靠近供液部20的一侧的电解槽1内的电解液的排液口31a~31f的排液配管3a、具备能排出电解槽1的中央附近的电解液的排液口31g~31l的排液配管3b、具备能排出靠近电解槽1的排液箱32的一侧的电解液的排液口31m~31x的排液配管3c这三根配管,但当然并不限定于该配置。
例如,当然也可以将配管的长度最长的排液配管3a配置于最靠近电解槽1的底部的位置,将配管的长度最短的排液配管3c配置于三个排液配管3a、3b、3c中的最上部。
排液配管3a、3b、3c在分别与排液箱32连接的一端侧的相反侧的前端部分别设有排液口31a~31x。如图15所示,与一根排液配管的整体均匀地设有排液口的情况相比,通过在排液配管3a、3b、3c的前端部仅设有排液口31a~31x,能分别缩短形成有排液口31a~31x的区域的沿着电解槽1的长尺寸方向的长度,因此能减小压力损失,容易更高效地排出配置有排液口31a~31x的各区域的电解液。由此,不易产生电解槽1长尺寸方向的排液不均。
需要说明的是,位于各个排液配管3a、3b、3c最前端部分的例如排液口31a、31g、31m等位于距排液箱32最远的位置,因此有时因流过排液配管3a、3b、3c内的电解液的阻力、压力损失等而无法向排液箱32侧充分排液。如图15所示,排液配管3a、3b、3c的排液口31a~31x的前端部,即排液口31f与排液口31g、排液口31l与排液口31m以相互上下重叠的方式配置,由此能构成为在排液配管3a、3b、3c的前端部也充分进行排液。由此,不易产生电解槽1长尺寸方向的排液不均。
排液配管3a、3b、3c的管径优选以大于供液配管2的管径的方式构成。通过使排液配管3a、3b、3c侧的管径大于供液配管2的管径,在利用电解液的水头压力差使电解液从排液箱32向电解槽1外排出时,能进一步减小排液配管3a、3b、3c的压力损失的影响。由此,能容易更顺畅地将被吸上至供液配管2内的电解液向电解槽1之外排出。
排液配管3a、3b、3c的管径可以比供液配管2的管径大1.5倍以上,更优选大2倍以上,进一步优选大4倍以上。
若排液配管3a、3b、3c的高度过于接近底部,则有时会卷入电解槽1的底部的沉淀物等而产生排液口31a~31x的堵塞或不良情况等。排液口31a~31x例如优选以容纳于电解槽1内的电极的下端部为起点配置于上方100mm、下方300mm的范围,更优选配置于上方100mm、下方100mm的范围。
如图8所示,优选以排液配管3a、3b、3c所具备的排液口31a、31b……31x的开口面积大于供液配管2所具备的供液口21a、21b、21c……21x的开口面积的方式形成。通过增大排液口31a、31b……31x的开口面积,能进一步减小使排液配管3a、3b、3c内的电解液向电解槽1外排出时的压力损失的影响。
虽然并不限定于以下内容,但能使排液口31a~31x的各开口面积相对于供液口21a~21x的各开口面积增大1~400倍,更典型的是增大100~200倍。由此,能高效地从排液口31a~31x排出电解槽1内的电解液。
供液口21a~21x和排液口31a~31x的形状、孔径(狭缝径)以及间隔可以根据电解槽1的大小等而适当调整。在如图10所示的例子中,供液口21a、21b、21c……21x具有圆形状或椭圆形状、矩形状,以相互隔开间隔d1的方式配置。排液口31a、31b……31x具备具有狭缝径d2的长圆或大致长方形状,以相互隔开间隔d3的方式配置。
虽然并不限于以下内容,但如图10的例子所示,在供液配管2上形成有电解槽间隔d1为50mm间隔且孔径为5φ的圆或椭圆形状供液口21a、21b、21c……21x。在排液配管3a、3b、3c的前端部以具有200mm的间隔d3的方式分别配置有宽度10mm、狭缝径(d2)400mm的长圆形状或大致矩形形状的排液口31a、31b、……。
如图15所示,在电解槽1的第四侧壁14侧配置有向电解槽1外排出电解液的排液部30。在排液部30连接有排液箱32。如图5所示,在排液部30设有用于排出电解槽1内的电解液的排出口300。如图6所示,在排出口300的下方设有用于向电解槽1外排出电解液而与排出口300连接的排出配管301。
如图6所示,排液箱32具备比电解液的液面LS靠下方的底面32a。如图5所示,在底面32a分别连接有排液配管3a、3b、3c的出口3A、3B、3C。从电解槽1向排液配管3a、3b、3c内排出的电解液通过由电解液的液面LS与排液箱32内的电解液的液面ls的高度之差H引起的水头压力差被汲取。
通过在排液部30与排液配管3a、3b、3c之间配置排液箱32,能不使用泵等动力,且一边抑制沉积于电解槽1的底部的沉淀物的卷入,一边从电解槽1的下方向电解槽1的外部抽出电解液。
排液箱32的与电解液相接的一侧的侧壁32b的上端部的高度配置为相对于电解槽1内的电解液的液面LS为几mm~几十mm的上方。排液箱32优选在与容纳于电解槽1内的电解液相接的一侧的侧壁32b具备用于将电解槽1内的电解液中的异物向排液箱32输送的切口部33。如图4所示,该切口部33具有其开口宽度AW从电解槽1的上方侧向下方侧变小的形状。作为切口部33的形状,可以采用V字形状、U字形状、梯形形状等各种形状,但具体的形状没有特别限定。
在电解槽1内,有时随着进行电解而在电解液的液面LS积存垃圾等异物。若该异物留在电解槽1内,则恐怕会对电解造成不良影响。根据本发明的实施方式的电解装置,能使积存于电解槽1的电解液的液面LS附近的包含垃圾等异物的电解液从切口部33溢出而排出,因此能抑制电解槽1内的电解液的液面LS附近的垃圾的滞留。
如图6所示,在排液箱32与排液部30之间配置有调整板35,所述调整板35配置为阻挡从排液箱32向排液部30流动的电解液。通过配置调整板35,经由排液配管3(3a、3b、3c)回收至排液箱32内的电解液从调整板35的上端溢出而向排液部30流动。
在图14和图15的电解装置设有未图示的电解液的回流机构。回流机构在从电解槽1的排液部30排出的电解液中追加动物胶、硫脲等添加剂,并且进行需要的成分调整和温度调整,将调整后的电解液从供液配管2向电解槽1内进行回流。在电解装置中设有未图示的供电机构。供电机构具备向包含沿着电解槽1内的长尺寸方向而交替配置的阳极板与阴极板的电极之间施加直流电流的电源装置和布线。
根据第五实施方式的电解装置,采用所谓的“横进上进下出方式”,即,构成为从电解槽1的宽度(Y)方向即从电解槽1的第一侧壁11侧向第二侧壁12侧供给电解液,并且供液配管2的供液口21a、21b……23x的设置位置比排液配管3a、3b、3c的排液口31a、31b……31x相对靠上方。其结果是,能有效地抑制电解槽1的底部的铜离子浓度等金属离子浓度的上升,并且能使电解液中所含的各种添加剂的浓度分布在整个电解槽1内更均匀化。
而且,通过在电解槽1中使电解液从上方向下方流动,沉淀物的卷起的可能性也变少。因此,即使增大电解液的供给流量,也能一边抑制沉淀物的卷起一边改善电解液的混合状态,电沉积物的电沉积效率与以往相比也能改善。而且,能使对电沉积物的表面性状造成影响的动物胶等添加物均匀地遍布整个电解槽,因此会得到在整个电解槽1中品质一致的电沉积物。
通过使用本发明的第五实施方式的电解装置对电解液进行电解,能使铜等金属电沉积于多个阴极板。以下,作为使用本发明的实施方式的电解装置进行电解的例子,对精炼粗铜的情况进行说明。
首先,例如将纯度为99质量%左右的粗铜的板材设为阳极板,将纯度为99.99质量%左右的铜的板材或不锈钢板设为阴极板,将多个阳极板和多个阴极板交替地在板厚方向上隔开间隔,以电极板的下端与电解槽1的底面隔开规定的间隔的方式配置于电解槽1内。
从与供液部20连接的供液配管2的多个供液口21a、21b……23x向硫酸铜和硫酸的混合水溶液中供给添加了动物胶、硫脲等添加剂的电解液,从与排液箱32和排液部30连接的排液配管3a、3b、3c的多个排液口31a、31b……31x排出电解槽1内的电解液,通过未图示的回流机构使电解液循环。
使用供电机构向阳极板与阴极板之间施加直流电流,使阳极板的铜在电解液中作为离子溶出而电沉积于阴极板。此时,以如下方式产生液流:从与阳极板和阴极板的侧面对置的电解槽1的第一侧壁11的上方向电解槽1内供给电解液,在与第一侧壁11对置的电解槽1的第二侧壁12的下方向排液配管3a、3b、3c内排出电解液。
向排液配管3a、3b、3c内排出的电解液被排液箱32汲取,经由排液部30排出。漂浮于电解槽1内的电解液的上层的垃圾等异物通过溢流而从排液箱32所具备的切口部33容纳至排液箱32内,向电解槽1的外部排出。
根据本发明的第五实施方式的电解方法,与使电解液从电解槽1的长尺寸方向X的一端侧向另一端侧流动的以往的方式相比,通过使电解液从电解槽1的短尺寸方向Y的一端向短尺寸方向Y的另一端侧且从上方朝向下方并从沿着电解槽1的长尺寸方向X的多个部位流动,能使电解槽1内的电解液的混合状态更良好。
特别是,根据本发明的第五实施方式的电解方法,能抑制电解槽1下部的铜离子等金属离子浓度的上升,使金属离子更均匀地分散于液体中,因此能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
(第五实施方式的变形例)
供液配管2和排液配管3a、3b、3c分别具备的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的位置能通过与配置有浸渍于电解槽1内的阳极板和阴极板的位置的关系来调整。例如,可以构成为:将设于供液配管2的多个供液口21a、21b……23x和设于排液配管3a、3b、3c的多个排液口31a、31b……31x以分别面向设于阳极板与阴极板之间的间隙的方式设置,将电解液向阳极板与阴极板的空间供给。通过如此在阳极板和阴极板的表面产生液流,能更高效地抑制在将高电流密度或杂质浓度高的材料用于阳极板来实施电解纯化的情况下的钝化现象。
在容纳于电解槽1内的阳极板与阴极板之间的空间中,不仅可以针对每一空间分别配置一个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x,也可以与阳极板与阴极板之间的空间的宽度相对应地在空间内配置多个供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x。此外,也可以是,使从电解液、特别是添加剂的混合状态容易恶化的电解槽1的长尺寸方向中央侧至排液侧的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的个数比从电解槽1的长尺寸方向中央侧至供液侧的个数多。
虽然示出了供液配管2和排液配管3a、3b、3c分别具备的供液口21a、21b……23x和排液口31a、31b……31x的各开口面积基本上沿着长尺寸方向X分别成为相等的大小的例子,但也可以是,在电解槽1的长尺寸方向X上游侧和下游侧具有不同的开口面积。供液配管2和排液配管3a、3b、3c可以使用多个配管或一个配管沿长尺寸方向分支呈枝状的配管。
如此,本公开通过上述的实施方式进行了记载,但构成本公开的一部分的论述和附图不应该理解为限定本发明。第一~第五实施方式所记载的方案能相互组合,根据本公开,本领域技术人员能明确各种代替实施方式和运用技术。此外,本公开在实施阶段能在不脱离其主旨的范围内变形并具体化。
[实施例]
以下一并示出本发明的实施例和比较例,但这些实施例是用于更好地理解本发明及其优点而提供的,并不意图限定本发明。
(第一实施例)
对于使用具有图1所示的构成的电解装置的情况(实施例1)、使用如图16的(A)所示从电解槽的长尺寸方向的一端的下方两处供给电解液并从长尺寸方向的另一端的上方抽出电解液的形式的电解装置的情况(比较例1)、以及使用如图16的(B)所示从电解槽的长尺寸方向的一端的下方一处供给电解液并从长尺寸方向的另一端的上方抽出电解液的形式的电解装置的情况(比较例2),在各电解槽内将多个阳极板和阴极板以沿着电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替地浸渍于电解液中,在电流密度350A/m2、供液量43L/min(电解槽内滞留时间2.5小时)下实施电解,对Cu浓度分布和动物胶浓度分布进行评价。将结果示于图17的(a)~图17的(f)。在通过电极的中心的与电解槽长尺寸方向(图1的X方向)平行的剖面上,在供液侧端部、中央、排液侧端部分别在距电解液的液面各自为50mm(上)、525mm(中)、1050mm(下)的合计九个点实施采样,表示将供液Cu浓度和供液动物胶浓度设为1.00的情况下的各采样地点的相对浓度比。
需要说明的是,图17的(a)和图17的(b)的“供液”与图1的电解装置的第三侧壁13侧对应,图17的(a)和图17的(b)的“排液”与图1的电解装置的第四侧壁14侧对应。图17的(c)~图17的(f)的“供液”与图16的(A)、(B)的配置有电解液供给部的一侧的电解槽的一端对应,“排液”与图16的(A)、16的(B)的配置有电解液排出口的一侧的电解槽的另一端对应。
如图17的(e)所示,在比较例2所示的以往的供液方法中,电解槽上下间的Cu浓度之差变大,特别是电解槽底部的Cu浓度的上升变得显著,但如图17的(a)所示,在实施例1中,电解槽上下间的Cu浓度之差小,能改善电解槽内的电解液的混合状态。
对于动物胶浓度而言,如图17的(f)所示,在比较例2所示的以往的供液方法中,电解槽的比中央附近靠排液侧的动物胶浓度大致为0,但如图17的(b)所示,在实施例1中,无论在哪个区域都能将动物胶浓度在整个电解槽中维持为规定的值以上。
如图17的(c)所示,与比较例2相比,在比较例1所示的供液方法中,能减小电解槽上下间的Cu浓度之差,可以说会改善电解液的混合状态,但如图17的(d)所示,关于动物胶浓度的分布,与比较例2同样地,动物胶浓度会随着靠近电解槽的排液侧而大致变为0。
虽然未图示,但对于图1所示的构成的电解装置而言,在使电解液供给部的位置相对低于电解液排出部的情况下(横进下进上出方式)也进行了与上述同样的分析,其结果是,虽然改善了动物胶浓度的分布,但Cu浓度分布停留在与比较例2相同程度的改善。
对于实施例1、比较例1和2的电解装置而言,关于各电解槽内的上述九处的Cu浓度和动物胶浓度,在图18的(a)~图18的(f)中示出表示将供液Cu浓度和供液动物胶浓度设为1.00的情况下的相对浓度比的表。
如图18的(a)所示,在实施例1中,Cu浓度比在电解槽整个区域大致相同,电解液的混合状态良好,也几乎观察不到电解槽底部的Cu浓度相对于供液Cu浓度的上升。如图18的(b)所示,在比较例1中,得到了电解液的浓度在电解槽整个区域内整体大致均匀的结果,但在电解槽的底部产生了Cu浓度比供液Cu浓度高的区域。如图18的(c)所示,在比较例2中,产生了越趋向电解槽的下部,Cu浓度越比供液Cu浓度高的区域。
对于动物胶浓度而言,如图18的(d)所示,在实施例1中,电解槽整个区域大致均匀,混合状态良好。如图18的(e)所示,在比较例1中,排液侧比供液侧的动物胶浓度低,排液侧下部的动物胶浓度最低。如图18的(f)所示,在比较例2中,供液侧的动物胶浓度比比较例1高,排液侧的动物胶浓度比比较例1低,排液侧下部的动物胶浓度与比较例1相比最低。
图19的(a)和图19的(b)是对使用具有图1所示的构成的电解装置的情况(实施例1)的电极平行方向(图1的Y方向)上的Cu浓度和动物胶浓度的分布状況进行评价的图表。表示在浸渍于电解槽内的50片电极中的第一片、第二十五片、第四十九片电极表面测定出的测定结果的平均值。对于第一片、第二十五片、第四十九片各电极表面而言,对于电极中心部和从电极中心部分别向左右(电解槽的Y方向)各远离470mm的三处,测定距电解槽的供液侧、中央、排液侧的液面分别为50mm(上)、525mm(中)、1050mm(下)的不同的高度三处的浓度,由此对各电极各采样九个点,表示将供液Cu浓度和供液动物胶浓度设为1.00的情况下的各采样地点的相对浓度比。供液表示从图19的(a)的纸面左侧上方进行的结果,排液表示从图19的(b)的纸面右侧下方进行的结果。
如图19的(a)所示,可知Cu浓度比在电解槽整个区域大致相同,在电极平行面中电解液的混合状态也良好。如图19的(b)所示,即使观察动物胶的浓度分布的图表,也可知没有动物胶浓度极端变低的部分,在电极平行面中也会得到槽内比较均匀的动物胶的浓度分布。
对于上述的电极平行方向上的Cu浓度和动物胶浓度的分布状況,在图20的(a)和图20的(b)中示出表示将供液Cu浓度和供液动物胶浓度设为1.00的情况下的相对浓度比的平均值的表。如图20的(a)和图20的(b)所示,Cu浓度比和动物胶浓度比在电极平行面上在电解槽整个区域均大致相同,电解液的混合状态良好。
(第二实施例)
对于设置有具备具有图13所示的构成的三根配管部的供液配管的电解槽,在各电解槽内将多个阳极板和阴极板以沿着电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替地浸渍于电解液中,在电流密度350A/m2、供液量43L/min(电解槽内滞留时间2.5小时)下实施电解,对电解槽中央部分的剖面Cu浓度分布和动物胶浓度分布进行评价。
如图21的(a)、图21的(b)所示,根据实施例,能得到在槽内比较均匀的Cu浓度分布。如图21的(c)、图21的(d)所示,动物胶浓度分布也在槽长尺寸方向整体上均匀,未观察到未添加动物胶的死角空间的存在。
图22表示在从电解槽的供液侧、中央、排液侧的液面分别为50mm(上)、525mm(中)、1050mm(下)的合计点实施,将供液动物胶浓度设为1.00的情况下的各采样地点的相对浓度比。
图22的“供液”与图1的电解装置的第三侧壁13侧对应,“排液”与图1的电解装置的第四侧壁14侧对应。根据图22可知,在第二实施例中,未产生动物胶未遍及电解槽下部的区域,能改善添加至电解槽内的电解液的动物胶的混合状态。
附图标记说明
1:电解槽;2:供液配管(电解液供给部);3、3a、3b、3c:排液配管(电解液排出部);3A:出口;3A:出口;4:导液部;5:辅助配管;6:辅助配管;11:第一侧壁;12:第二侧壁;13:第三侧壁;14:第四侧壁;20:供液部;21、22、23:配管部;21a、21b……21x:供液口(供给口);22a、22b……22x:供液口;23a、23b……23x:供液口;30:排液部;31a、31b……31x:排液口(排出口);32a:底面;32b:侧壁;32:排液箱;33:切口部;35:调整板;37:分割壁;41a:开口部;42、43:壁部;44:梁部;51:供给部;61:供给部;200、201:重叠区域;221、231:前端部;222、232:根部;223、233:中间部;300:排出口;301:排出配管。
Claims (8)
1.一种电解装置,其特征在于,将由以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替配置的多个阳极板和多个阴极板构成的电极,浸渍于所述电解液中,一边使所述电解液循环一边进行电解处理,
所述电解装置具备:
供液配管,从设于与所述阳极板和所述阴极板的侧面对置的所述电解槽的第一侧壁侧的多个供液口,向与所述第一侧壁对置的所述电解槽的第二侧壁侧供给所述电解液;以及
排液配管,从设于所述第二侧壁侧且配置为比所述供液口相对靠下方的多个排液口排出所述电解液,
其中,所述电解装置还具备导液部,所述导液部以将所述供液配管容纳于内部的方式沿着所述第一侧壁延伸,储留从所述多个供液口供给的所述电解液,使所述电解液溢出而向所述电解槽内供给。
2.根据权利要求1所述的电解装置,其中,
所述电解装置还具备:排液部,设于所述电解槽的一端,向所述电解槽外排出所述电解液;以及
排液箱,与所述排液部和所述排液配管连接,具备比所述电解液的液面靠下方的底面,在所述底面连接有所述排液配管的出口,能汲取所述排液配管内的所述电解液。
3.根据权利要求1或2所述的电解装置,其中,
所述供液配管具备能对所述电解槽的至少上游侧和下游侧分别独立地供给所述电解液的两根以上的配管部。
4.根据权利要求1或2所述的电解装置,其中,
所述排液配管具备沿着所述电解槽的所述长尺寸方向延伸的至少两根以上的配管。
5.一种电解方法,其中,将由以沿着容纳电解液的电解槽的长尺寸方向相互隔开间隔的方式交替配置的多个阳极板和多个阴极板构成的电极,浸渍于所述电解液中,一边使所述电解液循环一边进行电解处理,
所述电解方法包括:
从与所述阳极板和所述阴极板的侧面对置的所述电解槽的第一侧壁的上方向所述电解槽内供给所述电解液,从与所述第一侧壁对置的所述电解槽的第二侧壁的下方向所述电解槽外排出所述电解液,
其中,从沿着所述第一侧壁延伸并具备多个供液口的供液配管供给所述电解液,
将从所述供液配管供给来的所述电解液储留于将所述供液配管容纳于内部并沿着所述第一侧壁延伸的导液部内,使所储留的所述电解液从所述导液部的上部溢出而向所述电解槽内供给,
从沿着所述第二侧壁延伸且配置于比所述导液部靠下方的排液配管排出所述电解槽内的电解液,所述排液配管具备以相互隔开间隔的方式配置的多个排液口。
6.根据权利要求5所述的电解方法,其中,
向所述电解槽外排出所述电解液包括:利用排液箱汲取排液配管内的电解液而向所述电解槽外排出,所述排液箱具备比所述电解液的液面靠下方的底面,在所述底面连接有排出所述电解槽内的电解液的所述排液配管的出口。
7.根据权利要求5或6所述的电解方法,其中,
向所述电解槽内供给所述电解液包括:从设于供液配管的多个供液口向所述第二侧壁侧供给所述电解液,所述供液配管具备至少能对所述电解槽的上游侧和下游侧分别独立地供给所述电解液的两根以上的配管部。
8.根据权利要求5或6所述的电解方法,其中,
向所述电解槽外排出所述电解液包括:经由排液配管排出所述电解液,所述排液配管具备沿着所述长尺寸方向延伸的至少两根以上的配管。
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