JP2003253484A - 銅金属廃棄物から金属銅の回収する方法及び装置 - Google Patents
銅金属廃棄物から金属銅の回収する方法及び装置Info
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】銅金属廃棄物から金属銅の回収方法及び装置に
おいて、銅化合物を含有する溶液を電気分解して金属銅
を回収する際に使用する電気エネルギーを大幅に低減
さ、また、銅金属廃棄物から一貫して連続的に金属銅を
回収する方法及び装置の提供。 【解決手段】１価銅イオンを含む溶液の電気分解によ
り、金属銅を析出させる銅の回収方法及び装置におい
て、１価銅イオンを含むアンモニアアルカリ性溶液中に
アノード電極、及びカソード電極とアノード電極の間に
隔膜を設け、前記電極に電流を流して、電気分解させる
ことによりカソード部に金属銅を析出させ、同時にアノ
ード電極部において１価銅イオンを２価銅イオンとし、
２価銅イオン溶液を取り出して、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下する溶解槽に導き、溶解処理し、得られた１
価銅イオンを含む溶液を、前記電気分解の１価銅イオン
を含む溶液として用いる銅金属廃棄物から金属銅の回収
方法及び装置。
おいて、銅化合物を含有する溶液を電気分解して金属銅
を回収する際に使用する電気エネルギーを大幅に低減
さ、また、銅金属廃棄物から一貫して連続的に金属銅を
回収する方法及び装置の提供。 【解決手段】１価銅イオンを含む溶液の電気分解によ
り、金属銅を析出させる銅の回収方法及び装置におい
て、１価銅イオンを含むアンモニアアルカリ性溶液中に
アノード電極、及びカソード電極とアノード電極の間に
隔膜を設け、前記電極に電流を流して、電気分解させる
ことによりカソード部に金属銅を析出させ、同時にアノ
ード電極部において１価銅イオンを２価銅イオンとし、
２価銅イオン溶液を取り出して、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下する溶解槽に導き、溶解処理し、得られた１
価銅イオンを含む溶液を、前記電気分解の１価銅イオン
を含む溶液として用いる銅金属廃棄物から金属銅の回収
方法及び装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅金属廃棄物から
金属銅の回収方法及び装置に関するものである。
金属銅の回収方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、銅鉱石を精錬して金属銅を大量に
製造する場合には乾式処理により行われてきた。ところ
で、一般に各種金属資源は、資源の枯渇の問題ならびに
環境負荷の低減からくるリサイクルへの関心が高まりつ
つあり、製品として使用後に廃棄される場合に、元の金
属にすることが社会的な要請となりつつある。金属銅或
いは銅化合物に関しても、廃棄物の状態で回収した後、
元の金属銅にすることが要請されている。含銅廃棄物に
関しては、従来の銅鉱石の精錬により金属銅を製造する
にあたり、溶解炉に金属銅原料とともに、投入すること
により銅を回収する方法が知られている。この方法で
は、含銅廃棄物を投入することができる量には限界があ
り、この方法では、リサイクル量の著しい増大に対して
は、対応が不可能であることが既に知られている。この
ようなことから、新規な含銅廃棄物から金属銅を回収す
る方法の開発が求められている。また、近年、パソコ
ン、家電製品等に用いられるプリント基板からの銅など
の金属の回収の必要性は、資源保護の観点及び今後の循
環利用型社会を築く上で非常に重要なことがらであり、
この問題に対処するための技術開発が急がれている。
製造する場合には乾式処理により行われてきた。ところ
で、一般に各種金属資源は、資源の枯渇の問題ならびに
環境負荷の低減からくるリサイクルへの関心が高まりつ
つあり、製品として使用後に廃棄される場合に、元の金
属にすることが社会的な要請となりつつある。金属銅或
いは銅化合物に関しても、廃棄物の状態で回収した後、
元の金属銅にすることが要請されている。含銅廃棄物に
関しては、従来の銅鉱石の精錬により金属銅を製造する
にあたり、溶解炉に金属銅原料とともに、投入すること
により銅を回収する方法が知られている。この方法で
は、含銅廃棄物を投入することができる量には限界があ
り、この方法では、リサイクル量の著しい増大に対して
は、対応が不可能であることが既に知られている。この
ようなことから、新規な含銅廃棄物から金属銅を回収す
る方法の開発が求められている。また、近年、パソコ
ン、家電製品等に用いられるプリント基板からの銅など
の金属の回収の必要性は、資源保護の観点及び今後の循
環利用型社会を築く上で非常に重要なことがらであり、
この問題に対処するための技術開発が急がれている。
【０００３】以上のようにいろいろな処理することが必
要な含銅廃棄物が存在する。この処理方法には、前記の
乾式法のほかに、銅化合物を含有する溶液の状態とし、
この溶液を処理して金属銅を回収する湿式法がある。湿
式法では硫酸あるいは塩酸等によって含銅廃棄物から銅
を銅化合物の状態にして浸出することが行われている。
この湿式法では、酸による処理に際し、銅とともに銅以
外の成分も酸により溶解され、複数の金属成分が浸出液
中に溶解するため、溶液中の多種類の金属成分が存在す
ることとなり、これらの金属を個々の成分として回収す
るためには、個々の成分の回収に先立って、各成分ごとの
溶液に分離回収とすることが必要となる。このようにし
て、分離回収した銅成分を含有する溶液から金属銅を回
収する際に、高純度の金属銅として回収を図りたいとき
には電解採取法が最も有効な方法であるとされてきた。
この方法では、カソードでは２価銅イオン溶液を電解
し、カソード電極に金属銅として析出させ、アノードで
は酸素発生が起こさせることとなる。その結果、電解採
取方法では、電解時の消費電力が必然的に大きくなると
いう問題が指摘されてきた。この処理には高エネルギー
を必要とするために、エネルギーの使用量が少ない方法
の開発が要望されてきた。また、その際に、固体状の銅
廃棄物を溶解させて、溶液状して、これから、金属銅を
回収するという一貫した処理の完成が要求されている。
要な含銅廃棄物が存在する。この処理方法には、前記の
乾式法のほかに、銅化合物を含有する溶液の状態とし、
この溶液を処理して金属銅を回収する湿式法がある。湿
式法では硫酸あるいは塩酸等によって含銅廃棄物から銅
を銅化合物の状態にして浸出することが行われている。
この湿式法では、酸による処理に際し、銅とともに銅以
外の成分も酸により溶解され、複数の金属成分が浸出液
中に溶解するため、溶液中の多種類の金属成分が存在す
ることとなり、これらの金属を個々の成分として回収す
るためには、個々の成分の回収に先立って、各成分ごとの
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て、分離回収した銅成分を含有する溶液から金属銅を回
収する際に、高純度の金属銅として回収を図りたいとき
には電解採取法が最も有効な方法であるとされてきた。
この方法では、カソードでは２価銅イオン溶液を電解
し、カソード電極に金属銅として析出させ、アノードで
は酸素発生が起こさせることとなる。その結果、電解採
取方法では、電解時の消費電力が必然的に大きくなると
いう問題が指摘されてきた。この処理には高エネルギー
を必要とするために、エネルギーの使用量が少ない方法
の開発が要望されてきた。また、その際に、固体状の銅
廃棄物を溶解させて、溶液状して、これから、金属銅を
回収するという一貫した処理の完成が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、銅金
属廃棄物から金属銅の回収方法及び装置において、銅化
合物を含有する溶液から電気エネルギーを用いて金属銅
を回収する際に使用する電気エネルギ−を大幅に低減さ
せて行うことができる方法及び装置であり、また、銅金
属廃棄物の溶解処理から金属銅の回収まで一貫して連続
的に金属銅を回収する方法及び装置を提供することであ
る。
属廃棄物から金属銅の回収方法及び装置において、銅化
合物を含有する溶液から電気エネルギーを用いて金属銅
を回収する際に使用する電気エネルギ−を大幅に低減さ
せて行うことができる方法及び装置であり、また、銅金
属廃棄物の溶解処理から金属銅の回収まで一貫して連続
的に金属銅を回収する方法及び装置を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明者らは、１価銅イオン、
又は１価銅イオンに２価銅イオンを含む溶液を、カソー
ドとアノードの間に隔膜を設けて電気分解すると、カソ
ードでは銅を金属銅として電解採取し、同時にアノード
において１価銅イオンを２価イオンに電解酸化すること
により、連続的に操作を進めると、銅の電解採取におけ
る電力使用量を大幅に低減することができることを見出
すとともに、アノード電極部において１価銅イオンを２
価銅イオンとして得られる２価銅イオン溶液を取り出し
て、銅金属廃棄物と錯化合物の存在下する溶解槽に導
き、銅金属廃棄物を溶解処理し、得られた１価銅イオン
を含む溶液を、前記電気分解の１価銅イオンを含む溶液
として用いることにより、連続的に銅金属廃棄物から金
属銅を回収することができることを見出して、本発明を
完成させた。また、この際に１価銅イオン、又は１価銅
イオンに２価銅イオンを含む溶液に含有する銅イオン
は、錯体を形成していること、銅イオンは各種の配位子
を有する錯イオンを形成するものであり、銅イオンによ
り形成される各種錯イオンの状態にあるものであれば各
々使用できること、そして、この錯体の中でも、[Cu(NH
3)2]+ が、有効であることを見出して、本発明を完成
させた。
又は１価銅イオンに２価銅イオンを含む溶液を、カソー
ドとアノードの間に隔膜を設けて電気分解すると、カソ
ードでは銅を金属銅として電解採取し、同時にアノード
において１価銅イオンを２価イオンに電解酸化すること
により、連続的に操作を進めると、銅の電解採取におけ
る電力使用量を大幅に低減することができることを見出
すとともに、アノード電極部において１価銅イオンを２
価銅イオンとして得られる２価銅イオン溶液を取り出し
て、銅金属廃棄物と錯化合物の存在下する溶解槽に導
き、銅金属廃棄物を溶解処理し、得られた１価銅イオン
を含む溶液を、前記電気分解の１価銅イオンを含む溶液
として用いることにより、連続的に銅金属廃棄物から金
属銅を回収することができることを見出して、本発明を
完成させた。また、この際に１価銅イオン、又は１価銅
イオンに２価銅イオンを含む溶液に含有する銅イオン
は、錯体を形成していること、銅イオンは各種の配位子
を有する錯イオンを形成するものであり、銅イオンによ
り形成される各種錯イオンの状態にあるものであれば各
々使用できること、そして、この錯体の中でも、[Cu(NH
3)2]+ が、有効であることを見出して、本発明を完成
させた。
【０００６】本発明によれば、以下のような発明が提供
される。 （１）１価銅イオンを含む溶液の電気分解により、金属
銅を析出させる銅の回収方法において、１価銅イオンを
含む溶液中に金属銅を析出させるためのカソード電極、
１価銅イオンを含むアンモニアアルカリ性溶液中にアノ
ード電極、及びカソード電極とアノード電極の間に隔膜
を設け、前記電極に電流を流して、カソード電極側から
アノード電極側へ溶液を移動させながら電気分解させる
ことによりカソード部に金属銅を析出させ、同時にアノ
ード電極部において１価銅イオンを２価銅イオンとし、
２価銅イオン溶液を取り出して、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下する溶解槽に導き、銅金属廃棄物を溶解処理
し、得られた１価銅イオンを含む溶液を、前記電気分解
の１価銅イオンを含む溶液として用いることを特徴とす
る銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 （２）１価銅イオンが錯イオンを形成していることを特
徴とする前記（１）記載の銅金属廃棄物から金属銅の回
収方法。 （３）１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カソード
電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８から１
２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であること
を特徴とする前記（１）又は（２）記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収方法。 （４）カソード電極及びアノード電極が設置されている
部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるいは窒素
雰囲気下に置かれていることを特徴とする前記（１）乃
至（３）いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収
方法。 （５）銅金属廃棄物を溶解処理し、得られた１価銅イオ
ンを含む溶液を、分離精製装置に導いて、１価銅イオン
を含まれるＮｉ，Ｃｏ、またはＺｎの金属イオンを分離
除去することを特徴とする前記（１）１乃至（４）いず
れか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 （６）１価銅イオンを含む溶液の電気分解による金属銅
回収装置が、１価銅イオンを含む溶液の電気分解によ
り、金属銅を析出させるカソード部、２価銅イオン溶液
を得るアノード部、及びカソード部とアノード部の間に
隔膜を有するものであり、銅金属廃棄物溶解装置が、２
価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯化合物の存在下
に溶解処理する装置からなり、金属銅回収装置から生成
する２価銅イオン溶液が銅金属廃棄物溶解装置に供給さ
れるように連絡しており、また、銅金属廃棄物溶解装置
で生成する１価銅イオン溶液が金属銅回収装置に供給さ
れるように連絡していることを特徴とする銅金属廃棄物
から金属銅の回収装置。 （７）１価銅イオンが錯イオンを形成していることを特
徴とする前記（６）記載の銅金属廃棄物から金属銅の回
収装置。 （８）１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カソード
電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８から１
２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であること
を特徴とする前記（６）又は（７）記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収装置。 （９）カソード電極及びアノード電極が設置されている
部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるいは窒素
雰囲気に置かれていることを特徴とする前記（６）乃至
（８）いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収装
置。 （１０）銅金属廃棄物溶解装置から得られた１価銅イオ
ンを含む溶液を、１価銅イオンを含まれるＮｉ，Ｃｏ、
またはＺｎの金属イオンを分離除去する分離精製装置に
導いて、その後に１価銅イオンを含む溶液の電気分解に
よる金属銅回収装置に接続されていることを特徴とする
前記（６）乃至（１０）いずれか記載の銅金属廃棄物か
ら金属銅の回収装置。
される。 （１）１価銅イオンを含む溶液の電気分解により、金属
銅を析出させる銅の回収方法において、１価銅イオンを
含む溶液中に金属銅を析出させるためのカソード電極、
１価銅イオンを含むアンモニアアルカリ性溶液中にアノ
ード電極、及びカソード電極とアノード電極の間に隔膜
を設け、前記電極に電流を流して、カソード電極側から
アノード電極側へ溶液を移動させながら電気分解させる
ことによりカソード部に金属銅を析出させ、同時にアノ
ード電極部において１価銅イオンを２価銅イオンとし、
２価銅イオン溶液を取り出して、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下する溶解槽に導き、銅金属廃棄物を溶解処理
し、得られた１価銅イオンを含む溶液を、前記電気分解
の１価銅イオンを含む溶液として用いることを特徴とす
る銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 （２）１価銅イオンが錯イオンを形成していることを特
徴とする前記（１）記載の銅金属廃棄物から金属銅の回
収方法。 （３）１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カソード
電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８から１
２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であること
を特徴とする前記（１）又は（２）記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収方法。 （４）カソード電極及びアノード電極が設置されている
部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるいは窒素
雰囲気下に置かれていることを特徴とする前記（１）乃
至（３）いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収
方法。 （５）銅金属廃棄物を溶解処理し、得られた１価銅イオ
ンを含む溶液を、分離精製装置に導いて、１価銅イオン
を含まれるＮｉ，Ｃｏ、またはＺｎの金属イオンを分離
除去することを特徴とする前記（１）１乃至（４）いず
れか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 （６）１価銅イオンを含む溶液の電気分解による金属銅
回収装置が、１価銅イオンを含む溶液の電気分解によ
り、金属銅を析出させるカソード部、２価銅イオン溶液
を得るアノード部、及びカソード部とアノード部の間に
隔膜を有するものであり、銅金属廃棄物溶解装置が、２
価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯化合物の存在下
に溶解処理する装置からなり、金属銅回収装置から生成
する２価銅イオン溶液が銅金属廃棄物溶解装置に供給さ
れるように連絡しており、また、銅金属廃棄物溶解装置
で生成する１価銅イオン溶液が金属銅回収装置に供給さ
れるように連絡していることを特徴とする銅金属廃棄物
から金属銅の回収装置。 （７）１価銅イオンが錯イオンを形成していることを特
徴とする前記（６）記載の銅金属廃棄物から金属銅の回
収装置。 （８）１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カソード
電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８から１
２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であること
を特徴とする前記（６）又は（７）記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収装置。 （９）カソード電極及びアノード電極が設置されている
部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるいは窒素
雰囲気に置かれていることを特徴とする前記（６）乃至
（８）いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収装
置。 （１０）銅金属廃棄物溶解装置から得られた１価銅イオ
ンを含む溶液を、１価銅イオンを含まれるＮｉ，Ｃｏ、
またはＺｎの金属イオンを分離除去する分離精製装置に
導いて、その後に１価銅イオンを含む溶液の電気分解に
よる金属銅回収装置に接続されていることを特徴とする
前記（６）乃至（１０）いずれか記載の銅金属廃棄物か
ら金属銅の回収装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では、１価銅イオンを含む
溶液から電気分解により金属銅を回収する方法および装
置、及び２価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下に溶解処理する銅金属廃棄物溶解方法及び装
置からなり、金属銅を回収する方法及び装置で生成され
る２価銅イオン溶液が銅金属廃棄物溶解方法及び装置に
供給されるように連絡しており、また、銅金属廃棄物溶
解方法及び装置で生成される１価銅イオン溶液が金属銅
回収方法及び装置に供給されるように連絡しているもの
である（図１）。
溶液から電気分解により金属銅を回収する方法および装
置、及び２価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯化合
物の存在下に溶解処理する銅金属廃棄物溶解方法及び装
置からなり、金属銅を回収する方法及び装置で生成され
る２価銅イオン溶液が銅金属廃棄物溶解方法及び装置に
供給されるように連絡しており、また、銅金属廃棄物溶
解方法及び装置で生成される１価銅イオン溶液が金属銅
回収方法及び装置に供給されるように連絡しているもの
である（図１）。
【０００８】２価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯
化合物の存在下に溶解処理する銅金属廃棄物溶解方法及
び装置について、以下に説明する。銅金属廃棄物を供給
するに当たっては、固体状の銅金属を含有する廃棄物で
あってもよい。固体状で供給される場合には、溶解処理
の前に、粉砕して溶液処理をしやすいようにしておくこ
とが必要である。粉砕物の大きさは溶解処理装置の処理
量などにより相違する。比較的小規模なテストをおこな
ったものであり、平均３から４ｍｍ程度のものとすれば
十分である。これ以上に小さくすれば、溶解処理には問
題はないものと考えられる。粉砕には、工業的規模で行
う場合であれば、各種の粉砕機を用いて行うことができ
る。溶液状で廃棄物が供給される場合には１価の銅イオ
ンであることが必要である。溶解反応は２価の銅イオン
溶液の存在下に行われる。この２価の銅イオン溶液は、
金属銅回収装置のアノード部分から得られる溶液であ
り、電気分解反応で、１価の銅が２価の銅に電解酸化さ
れて得られものである。即ち、１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液中で１価銅イオンを２価銅イオン
に電解酸化するものである。このときの反応は次式で表
される。 [Cu(NH3)2]+ +2NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + e (3)
化合物の存在下に溶解処理する銅金属廃棄物溶解方法及
び装置について、以下に説明する。銅金属廃棄物を供給
するに当たっては、固体状の銅金属を含有する廃棄物で
あってもよい。固体状で供給される場合には、溶解処理
の前に、粉砕して溶液処理をしやすいようにしておくこ
とが必要である。粉砕物の大きさは溶解処理装置の処理
量などにより相違する。比較的小規模なテストをおこな
ったものであり、平均３から４ｍｍ程度のものとすれば
十分である。これ以上に小さくすれば、溶解処理には問
題はないものと考えられる。粉砕には、工業的規模で行
う場合であれば、各種の粉砕機を用いて行うことができ
る。溶液状で廃棄物が供給される場合には１価の銅イオ
ンであることが必要である。溶解反応は２価の銅イオン
溶液の存在下に行われる。この２価の銅イオン溶液は、
金属銅回収装置のアノード部分から得られる溶液であ
り、電気分解反応で、１価の銅が２価の銅に電解酸化さ
れて得られものである。即ち、１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液中で１価銅イオンを２価銅イオン
に電解酸化するものである。このときの反応は次式で表
される。 [Cu(NH3)2]+ +2NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + e (3)
【０００９】前記溶液に錯化剤を供給する。錯化剤には
アンモニア、硫酸アンモニウム、アセトニトリル、シア
ンなどを挙げることができる。
アンモニア、硫酸アンモニウム、アセトニトリル、シア
ンなどを挙げることができる。
【００１０】このような溶解処理で得られる１価銅イオ
ンを含む溶液は中の１価銅イオンは、配位子を有する錯
イオンの状態にある。配位子には、ＮＨ３、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、Ｉ、アセトニトリル、シアンなどを挙げることがで
きる。これらは、銅イオンと、錯化剤を反応させて製造
することができる
ンを含む溶液は中の１価銅イオンは、配位子を有する錯
イオンの状態にある。配位子には、ＮＨ３、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、Ｉ、アセトニトリル、シアンなどを挙げることがで
きる。これらは、銅イオンと、錯化剤を反応させて製造
することができる
【００１１】次に、２価銅イオン溶液から１価銅イオン
の生成に関し、アンモニア錯イオンを用いる場合につい
て説明する。得られる１価銅イオン溶液は電解質錯体で
あり、溶液中で錯イオンに解離しているものである。１
価の銅イオンを含み、アンモニアアルカリ性溶液は中の
銅イオンは、（[Cu(NH3)2]+）の錯イオンを形成してい
る。溶液中で、銅に、２価の銅イオン及び硫酸アンモニ
ウム及びアンモニアを反応させることにより、前記１価
銅イオン錯体が形成される。前記アンモニアアルカリ性
溶液とは、アンモニアとアンモニウム塩が存在する状態
の溶液である。具体的に用いられるアンモニウム塩とし
て硫酸アンモニウムまたは塩化アンモニウム等を挙げる
ことができる。アンモニアはアンモニア水の添加によ
る。または、水酸化ナトリウム等によるｐH調整をおこ
なうことによりアンモニアを生成することが可能であ
る。前記１価銅イオン溶液中に存在する、アンモニア濃
度とアンモニウム塩濃度の合計濃度が１価銅イオン濃度
に対して５倍以上であることが望ましい。この条件を満
たす場合には、銅イオンは安定に存在することができ
る。この範囲以下の場合には銅イオンの形成が不十分で
あり１価銅の沈殿物が生成する可能性があるためであ
る。溶液のｐHは８から１２の間であることが望まし
い。この範囲を越えた場合には沈殿物が生成する可能性
があるためである。また、１価銅イオンは６．３ｇ/Ｌ
より濃度が大きいものが望ましい。銅濃度が小さい場合
には、銅析出とともに水素の発生する可能性があり、効
率を低下させる原因となるからである。
の生成に関し、アンモニア錯イオンを用いる場合につい
て説明する。得られる１価銅イオン溶液は電解質錯体で
あり、溶液中で錯イオンに解離しているものである。１
価の銅イオンを含み、アンモニアアルカリ性溶液は中の
銅イオンは、（[Cu(NH3)2]+）の錯イオンを形成してい
る。溶液中で、銅に、２価の銅イオン及び硫酸アンモニ
ウム及びアンモニアを反応させることにより、前記１価
銅イオン錯体が形成される。前記アンモニアアルカリ性
溶液とは、アンモニアとアンモニウム塩が存在する状態
の溶液である。具体的に用いられるアンモニウム塩とし
て硫酸アンモニウムまたは塩化アンモニウム等を挙げる
ことができる。アンモニアはアンモニア水の添加によ
る。または、水酸化ナトリウム等によるｐH調整をおこ
なうことによりアンモニアを生成することが可能であ
る。前記１価銅イオン溶液中に存在する、アンモニア濃
度とアンモニウム塩濃度の合計濃度が１価銅イオン濃度
に対して５倍以上であることが望ましい。この条件を満
たす場合には、銅イオンは安定に存在することができ
る。この範囲以下の場合には銅イオンの形成が不十分で
あり１価銅の沈殿物が生成する可能性があるためであ
る。溶液のｐHは８から１２の間であることが望まし
い。この範囲を越えた場合には沈殿物が生成する可能性
があるためである。また、１価銅イオンは６．３ｇ/Ｌ
より濃度が大きいものが望ましい。銅濃度が小さい場合
には、銅析出とともに水素の発生する可能性があり、効
率を低下させる原因となるからである。
【００１２】前記溶解処理においては、２価の銅イオン
として硫酸銅を用いて行った場合に相当し、硫酸アンモ
ニウム、アンオモニアの存在下に固体状銅廃棄物を処理
することにより、1価銅アンモニウムイオンを生成させ
ることによる操作とみることができる。本発明者らは、
平均３．４ｍｍの大きさに粉砕した廃プリント基板（４
層にメッキされた多層基板。基板１ｇあたり、０．０９
５ｇの銅を含有。）１０ｇを、セパラブルフラスコに入
れ、硫酸銅、硫酸アンモニウム、及びアンモニアを所定
濃度に調整した溶液２００ｍ３ を添加し、毎分４００回
転で攪拌処理を行った。所定時間ごとに１ｃｍ３を採取
し、ＩＣＰ発光分光装置により銅濃度の定量を行った。
硫酸銅０．３ｋｍｏｌｍ−３、硫酸アンモニウム１．０
ｋｍｏｌｍ−３及びアンモニア５．０ｋｍｏｌｍ−３の
溶液を用いたときの溶出率の経時変化は図２に示すとお
りである。溶出率は時間とともに増加するが、溶出速度
は時間とともに減少することを示している。浸出率は、
２時間後には６７％、４時間後には８２％となった。終
了後、基板の最表面の銅は、すべて溶出されていた。内
側の銅は、基板周辺部は溶出していたもの、中心部はす
べて残っており、浸出速度が時間とともに減少した原因
と考えられる。また、図には、溶液の酸化還元電位は時
間とともに減少し、その後、ほぼ一定の値を示した。２
価銅のアンミン錯体が酸化剤として作用し、金属銅を溶
解させ、１価銅のアンミン錯体が生成したために、酸化
還元電位が減少したためと考えられる。この反応は以下
の式で表される。 Ｃｕ ＋ [Cu(NH3)4]2+ ＝２[Cu(NH3)2]+ この反応は、空気雰囲気下に行うと、溶液の酸化還元電
位の変化は見られなかった。これは、浸出反応によって
生成した１価銅のアンミン錯体が空気中の酸素によって
２価銅のアンミン錯体に酸化されて減少したためと考え
られる。また、図３は、銅の浸出に及ぼす硫酸銅濃度の
影響を示したものである。２価銅を含まない場合には銅
はほとんど溶解しないこと、２価銅濃度の増加とともに
反応初期の浸出速度及び各時間における浸出率は増加し
ていることを示している。
として硫酸銅を用いて行った場合に相当し、硫酸アンモ
ニウム、アンオモニアの存在下に固体状銅廃棄物を処理
することにより、1価銅アンモニウムイオンを生成させ
ることによる操作とみることができる。本発明者らは、
平均３．４ｍｍの大きさに粉砕した廃プリント基板（４
層にメッキされた多層基板。基板１ｇあたり、０．０９
５ｇの銅を含有。）１０ｇを、セパラブルフラスコに入
れ、硫酸銅、硫酸アンモニウム、及びアンモニアを所定
濃度に調整した溶液２００ｍ３ を添加し、毎分４００回
転で攪拌処理を行った。所定時間ごとに１ｃｍ３を採取
し、ＩＣＰ発光分光装置により銅濃度の定量を行った。
硫酸銅０．３ｋｍｏｌｍ−３、硫酸アンモニウム１．０
ｋｍｏｌｍ−３及びアンモニア５．０ｋｍｏｌｍ−３の
溶液を用いたときの溶出率の経時変化は図２に示すとお
りである。溶出率は時間とともに増加するが、溶出速度
は時間とともに減少することを示している。浸出率は、
２時間後には６７％、４時間後には８２％となった。終
了後、基板の最表面の銅は、すべて溶出されていた。内
側の銅は、基板周辺部は溶出していたもの、中心部はす
べて残っており、浸出速度が時間とともに減少した原因
と考えられる。また、図には、溶液の酸化還元電位は時
間とともに減少し、その後、ほぼ一定の値を示した。２
価銅のアンミン錯体が酸化剤として作用し、金属銅を溶
解させ、１価銅のアンミン錯体が生成したために、酸化
還元電位が減少したためと考えられる。この反応は以下
の式で表される。 Ｃｕ ＋ [Cu(NH3)4]2+ ＝２[Cu(NH3)2]+ この反応は、空気雰囲気下に行うと、溶液の酸化還元電
位の変化は見られなかった。これは、浸出反応によって
生成した１価銅のアンミン錯体が空気中の酸素によって
２価銅のアンミン錯体に酸化されて減少したためと考え
られる。また、図３は、銅の浸出に及ぼす硫酸銅濃度の
影響を示したものである。２価銅を含まない場合には銅
はほとんど溶解しないこと、２価銅濃度の増加とともに
反応初期の浸出速度及び各時間における浸出率は増加し
ていることを示している。
【００１３】１価の銅イオン（[Cu(NH3)2]+）が、以下
の反応式（２）にしたがって空気または酸素と接触する
ことによって２価の銅イオン（[Cu(NH3)4]2+）に酸化さ
れた場合には、１価の状態から銅金属を析出させる場合
と比較して、より多量の電力量を必要とすることにな
り、好ましくない。１価の銅イオンか２価の銅イオンに
変化させないようにすることが重要である。 2[Cu(NH3)2]+ +4NH3 + 0.5O2 +2H+ = 2 [Cu(NH3)4]2++ H2O (2) 反応式（２）による酸化反応が進行した場合には、溶液
中の水素イオンが変化するためｐＨを保つための薬剤の
投入が必要不可欠となる。このようなことから、１価銅
イオンが安定に存在させるためには、電解槽は窒素雰囲
気下または密閉容器などに置いて、１価銅イオンを含有
する溶液が酸素と接触しないようにして、１価の銅イオ
ンの酸化をできるだけ抑制することが必要となる。
の反応式（２）にしたがって空気または酸素と接触する
ことによって２価の銅イオン（[Cu(NH3)4]2+）に酸化さ
れた場合には、１価の状態から銅金属を析出させる場合
と比較して、より多量の電力量を必要とすることにな
り、好ましくない。１価の銅イオンか２価の銅イオンに
変化させないようにすることが重要である。 2[Cu(NH3)2]+ +4NH3 + 0.5O2 +2H+ = 2 [Cu(NH3)4]2++ H2O (2) 反応式（２）による酸化反応が進行した場合には、溶液
中の水素イオンが変化するためｐＨを保つための薬剤の
投入が必要不可欠となる。このようなことから、１価銅
イオンが安定に存在させるためには、電解槽は窒素雰囲
気下または密閉容器などに置いて、１価銅イオンを含有
する溶液が酸素と接触しないようにして、１価の銅イオ
ンの酸化をできるだけ抑制することが必要となる。
【００１４】１価の銅イオン（[Cu(NH3)2]+）を含有す
る溶液には、場合によっては、Ｎｉ，Ｃｏ、またはＺｎ
などの金属イオンを含有することがある。このような場
合には、これらの金属イオンを分離除去することが必要
となる。このような分離装置には、陽イオン交換樹脂を
充填したイオン樹脂交換搭、イオンキレート剤を充填し
た充填塔或いは溶媒抽出塔を通過させて前記の金属イオ
ンを除去する。
る溶液には、場合によっては、Ｎｉ，Ｃｏ、またはＺｎ
などの金属イオンを含有することがある。このような場
合には、これらの金属イオンを分離除去することが必要
となる。このような分離装置には、陽イオン交換樹脂を
充填したイオン樹脂交換搭、イオンキレート剤を充填し
た充填塔或いは溶媒抽出塔を通過させて前記の金属イオ
ンを除去する。
【００１５】金属銅回収装置は、１価銅イオンを含む溶
液の電気分解により、金属銅を析出させるカソード部、
２価銅イオン溶液を得るアノード部、及びカソード部と
アノード部の間に隔膜を有するものである。前記銅イオ
ンを含有する溶液中に設けられたアノード電極及びカソ
ード電極に、外部電源より電流を流すと、カソード電極
付近では還元反応が起こり、金属銅が電極表面に析出す
る（図１。（１））。この装置では、銅金属として回収
するために、１価銅イオン溶液が用いられる。１価の銅
イオンを含有する溶液には、２価の銅イオンをできるだ
け含まない状態であることが望ましい。２価の銅イオン
を含むことは、電解に要するエネルギーが多くなる結果
となり、好ましくない。したがって、本発明において
は、２価銅イオンを含む場合には処理できないわけでは
なく、ただ、エネルギーを多く消費する結果となるので
できるだけ少ないことが望ましいということである。こ
のようなことから、使用される溶液は、主に１価銅イオ
ンを含む溶液とすることが有効であり、銅イオンは１価
銅イオンを含有する溶液、或いは１価銅イオンの状態で
できるだけ保持されている溶液を用いることが有効な結
果をもたらすということである。本発明は、カソード電
極付近に、反応に際して不可避的に生成する２価銅イオ
ンを含む場合であっても、主に１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液から金属銅を電解によりカソード
電極表面に析出させ、金属銅を回収するものである。こ
のときの反応は次式で表される。 [Cu(NH3)2]+ + e = Cu +2NH3 (1) ここで、eは電子を表す。この反応によって、１価銅イ
オンを還元して、金属銅として析出することができる。
すなわち、前記反応では、電気分解が進行しても、水素
イオンおよび水酸化物イオンの増減がないために、pHの
変化を伴うことはない。このことから、pH調節のための
薬剤の投入は、必要としない。この点は反応の管理する
うえで、煩雑な操作をする必要がなく、本発明の利点の
一つであるということができる。
液の電気分解により、金属銅を析出させるカソード部、
２価銅イオン溶液を得るアノード部、及びカソード部と
アノード部の間に隔膜を有するものである。前記銅イオ
ンを含有する溶液中に設けられたアノード電極及びカソ
ード電極に、外部電源より電流を流すと、カソード電極
付近では還元反応が起こり、金属銅が電極表面に析出す
る（図１。（１））。この装置では、銅金属として回収
するために、１価銅イオン溶液が用いられる。１価の銅
イオンを含有する溶液には、２価の銅イオンをできるだ
け含まない状態であることが望ましい。２価の銅イオン
を含むことは、電解に要するエネルギーが多くなる結果
となり、好ましくない。したがって、本発明において
は、２価銅イオンを含む場合には処理できないわけでは
なく、ただ、エネルギーを多く消費する結果となるので
できるだけ少ないことが望ましいということである。こ
のようなことから、使用される溶液は、主に１価銅イオ
ンを含む溶液とすることが有効であり、銅イオンは１価
銅イオンを含有する溶液、或いは１価銅イオンの状態で
できるだけ保持されている溶液を用いることが有効な結
果をもたらすということである。本発明は、カソード電
極付近に、反応に際して不可避的に生成する２価銅イオ
ンを含む場合であっても、主に１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液から金属銅を電解によりカソード
電極表面に析出させ、金属銅を回収するものである。こ
のときの反応は次式で表される。 [Cu(NH3)2]+ + e = Cu +2NH3 (1) ここで、eは電子を表す。この反応によって、１価銅イ
オンを還元して、金属銅として析出することができる。
すなわち、前記反応では、電気分解が進行しても、水素
イオンおよび水酸化物イオンの増減がないために、pHの
変化を伴うことはない。このことから、pH調節のための
薬剤の投入は、必要としない。この点は反応の管理する
うえで、煩雑な操作をする必要がなく、本発明の利点の
一つであるということができる。
【００１６】以下に、必要に応じて図面を用いて説明す
る。本発明は、アノード電極（図１。（３））が存在す
る周囲の溶液においては、１価の銅が２価の銅に電解酸
化される。即ち、１価銅イオンを含むアンモニアアルカ
リ性溶液中で１価銅イオンを２価銅イオンに電解酸化す
るものである。このときの反応は次式で表される。 [Cu(NH3)2]+ +2NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + e (3) この反応では、１価銅イオンが２価銅イオンに酸化され
る。本反応では電気分解に伴い水素イオンおよび水酸化
物イオンの増減がないため、pHの変化を伴わない。従っ
て、pH調節のために薬剤を投入する必要がない利点があ
る。
る。本発明は、アノード電極（図１。（３））が存在す
る周囲の溶液においては、１価の銅が２価の銅に電解酸
化される。即ち、１価銅イオンを含むアンモニアアルカ
リ性溶液中で１価銅イオンを２価銅イオンに電解酸化す
るものである。このときの反応は次式で表される。 [Cu(NH3)2]+ +2NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + e (3) この反応では、１価銅イオンが２価銅イオンに酸化され
る。本反応では電気分解に伴い水素イオンおよび水酸化
物イオンの増減がないため、pHの変化を伴わない。従っ
て、pH調節のために薬剤を投入する必要がない利点があ
る。
【００１７】カソード電極とアノード電極の間には溶液
の逆流を防ぐための隔膜（図１。（２））が設けられて
いる。１価銅イオンを含む溶液は、電解槽内を以下のよ
うに送られる。溶液は、まず電解槽のカソード電極の近
辺、カソード電極が収納されているカソード室（図１。
（４））に供給される。カソード電極の周囲に存在する
溶液である１価銅イオンを含む溶液、具体的には、１価
銅イオンが錯イオンを形成していること、さらに具体的
には、１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、ｐＨが８
から１２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であ
る溶液は、さらに具体的には、１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液は、隔膜を通して、アノード室
（図１。（５））のアノード電極（図１。（３））が存
在する周辺部分に供給される。最終的には、この溶液は
アノード電極周辺部から電解槽の外に排出される。消費
電力を小さくするには、カソード室において２価銅イオ
ンに対して１価銅イオンの割合が大きいほうがよい。そ
のため、アノード室において生成した２価銅イオンがカ
ソードにおいて還元されることは望ましくない。そこ
で、カソード室とアノード室の間に隔膜を配置し、かつ
溶液をカソード室からアノード室へ送ることによって２
価銅イオンのアノード室からカソード室への逆流を防ぐ
ものである。カソード電極には、金属イオンに負電荷を
与え、結果として金属が電気化学的に析出させることが
できるものであれば、使用することができる。析出させ
る金属が、本発明では銅であることから、銅を用いて金
属銅として析出回収することができる。白金めっきチタ
ン、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、白金、４２アロ
イなどを、挙げることができる．アノード電極では電極
から溶液に向かって、電子が流れ、電極周囲に存在する
１価銅イオンは２価銅イオンに変化する。この電極には
白金などを用いることができる。この他に電極には、ニ
ッケル、白金、白金めっきチタン、酸化イリジウムなど
の金属、フエライト又はステンレスなどの合金、グラフ
アイト、炭素繊維から形成したものなどを用いることが
できる。
の逆流を防ぐための隔膜（図１。（２））が設けられて
いる。１価銅イオンを含む溶液は、電解槽内を以下のよ
うに送られる。溶液は、まず電解槽のカソード電極の近
辺、カソード電極が収納されているカソード室（図１。
（４））に供給される。カソード電極の周囲に存在する
溶液である１価銅イオンを含む溶液、具体的には、１価
銅イオンが錯イオンを形成していること、さらに具体的
には、１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、ｐＨが８
から１２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であ
る溶液は、さらに具体的には、１価銅イオンを含むアン
モニアアルカリ性溶液は、隔膜を通して、アノード室
（図１。（５））のアノード電極（図１。（３））が存
在する周辺部分に供給される。最終的には、この溶液は
アノード電極周辺部から電解槽の外に排出される。消費
電力を小さくするには、カソード室において２価銅イオ
ンに対して１価銅イオンの割合が大きいほうがよい。そ
のため、アノード室において生成した２価銅イオンがカ
ソードにおいて還元されることは望ましくない。そこ
で、カソード室とアノード室の間に隔膜を配置し、かつ
溶液をカソード室からアノード室へ送ることによって２
価銅イオンのアノード室からカソード室への逆流を防ぐ
ものである。カソード電極には、金属イオンに負電荷を
与え、結果として金属が電気化学的に析出させることが
できるものであれば、使用することができる。析出させ
る金属が、本発明では銅であることから、銅を用いて金
属銅として析出回収することができる。白金めっきチタ
ン、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、白金、４２アロ
イなどを、挙げることができる．アノード電極では電極
から溶液に向かって、電子が流れ、電極周囲に存在する
１価銅イオンは２価銅イオンに変化する。この電極には
白金などを用いることができる。この他に電極には、ニ
ッケル、白金、白金めっきチタン、酸化イリジウムなど
の金属、フエライト又はステンレスなどの合金、グラフ
アイト、炭素繊維から形成したものなどを用いることが
できる。
【００１８】隔膜は、ろ布、多孔質セラミックからなる
膜などを挙げることができる。ろ布は、ろ過操作などに
用いられる布である。多孔質セラミックは、ニッケル金
網などの担体として役立つ網部材と、この網部材に結合
された多孔質セラミック層である。多孔質にはニッケル
カルボニル粉末などがもちいられる。これらは金網にニ
ッケルカルボニルなどの金属粉末をロール圧縮により固
定させ、次に酸化性雰囲気下に１０００℃程度の温度で
焼成して製造する。隔膜の性状としては、以下の事柄が
要求される。隔膜にはアノードおよびカソード両溶液の
混合が許されない密隔膜と溶液の物理的物質移動が可能
なろ隔膜があり、本装置においては溶液が通り抜けるこ
とができるようなろ隔膜を使用する。
膜などを挙げることができる。ろ布は、ろ過操作などに
用いられる布である。多孔質セラミックは、ニッケル金
網などの担体として役立つ網部材と、この網部材に結合
された多孔質セラミック層である。多孔質にはニッケル
カルボニル粉末などがもちいられる。これらは金網にニ
ッケルカルボニルなどの金属粉末をロール圧縮により固
定させ、次に酸化性雰囲気下に１０００℃程度の温度で
焼成して製造する。隔膜の性状としては、以下の事柄が
要求される。隔膜にはアノードおよびカソード両溶液の
混合が許されない密隔膜と溶液の物理的物質移動が可能
なろ隔膜があり、本装置においては溶液が通り抜けるこ
とができるようなろ隔膜を使用する。
【００１９】電気分解は以下の条件が採用される。電流
密度は２００から２０００A/m2が望ましい。電極材料
は、カソードにおいて板状の金属銅を得る場合は金属銅
を使用し、粉状の金属銅を得る場合には、銅板のほかチ
タンなどが使用可能である。また、アノードには白金、
チタン、寸法安定性電極（DSA）などが望ましい。溶液
のｐHは８から１２の間であることが望ましい。温度は
２０℃から８０℃において行うことが望ましい。また、
溶液の調整においてはアンモニウム塩として硫酸アンモ
ニウムまたは塩化アンモニウムを、２価銅の塩として硫
酸銅または塩化第二銅の使用が望ましい。
密度は２００から２０００A/m2が望ましい。電極材料
は、カソードにおいて板状の金属銅を得る場合は金属銅
を使用し、粉状の金属銅を得る場合には、銅板のほかチ
タンなどが使用可能である。また、アノードには白金、
チタン、寸法安定性電極（DSA）などが望ましい。溶液
のｐHは８から１２の間であることが望ましい。温度は
２０℃から８０℃において行うことが望ましい。また、
溶液の調整においてはアンモニウム塩として硫酸アンモ
ニウムまたは塩化アンモニウムを、２価銅の塩として硫
酸銅または塩化第二銅の使用が望ましい。
【００２０】１価の銅を含む溶液の流れは、以下のとお
りである。 カソード室とアノード室との間には溶液の
逆流を防ぐための隔膜をもうける。そして、主に１価銅
イオンを含む溶液は電解槽内を以下のように送られる。
溶液はまず電解槽のカソード室に入れられる。カソード
溶液は隔膜を通してアノード室に送られ、最後にアノー
ド室より排出される。処理に際しての消費電力を小さく
するには、カソード室において２価銅イオンに対して１
価銅イオンの割合が大きいほうがよい。そのため、アノ
ード室においては、生成した２価銅イオンがカソードに
おいて還元されることは望ましくない。そこで、カソー
ド室とアノード室の間に隔膜を配置するものであり、か
つ溶液をカソード室からアノード室へ送ることによって
２価銅イオンのアノード室からカソード室への逆流を防
ぐものである。このような逆流れを防止するための隔膜
は、本発明では、必ず、設ける必要がある。
りである。 カソード室とアノード室との間には溶液の
逆流を防ぐための隔膜をもうける。そして、主に１価銅
イオンを含む溶液は電解槽内を以下のように送られる。
溶液はまず電解槽のカソード室に入れられる。カソード
溶液は隔膜を通してアノード室に送られ、最後にアノー
ド室より排出される。処理に際しての消費電力を小さく
するには、カソード室において２価銅イオンに対して１
価銅イオンの割合が大きいほうがよい。そのため、アノ
ード室においては、生成した２価銅イオンがカソードに
おいて還元されることは望ましくない。そこで、カソー
ド室とアノード室の間に隔膜を配置するものであり、か
つ溶液をカソード室からアノード室へ送ることによって
２価銅イオンのアノード室からカソード室への逆流を防
ぐものである。このような逆流れを防止するための隔膜
は、本発明では、必ず、設ける必要がある。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明の内容を更に詳細
に説明する。 実施例１ 硫酸銅５水和物を用いて、２価銅濃度を０．５から１ｍ
ｏｌ／ｌに、アンモニア溶液を用いてアンモニア濃度を
５ｍｏｌ／ｌに、硫酸アンモニアを用いて硫酸アンモニ
ウム濃度を１ｍｏｌ／ｌに調整した。このようにして得
られる１価銅イオン濃度３１．８ｇ/Ｌ、硫酸アンモニ
ウム１mol/L、アンモニア5.0mol/Lからなる溶液を存在
させた状態で、カソード電極（材質 金属銅）、電流密
度５００A/m2、温度を２５℃に保ち、電解槽は窒素によ
り置換して電解をおこなった。カソードにおける金属銅
析出の理論析出量に対する電流効率は９８％であった。
また、アノード電極（材質 白金）の２価銅イオンの生
成量の理論生成量に対する電流効率は９９％であった。
このときカソード室は無色透明であり、アノード室は２
価銅イオンの生成を示すと考えられる青色を呈した。電
力消費量は、１９０kWh/tであり、この結果は、硫酸酸
性水溶液を用いた電気分解による金属銅の電解採取の消
費電力量２０００から２５００ｋＷｈ/t（日本金属学会
編 非鉄金属製錬）にくらべ著しく小さいことがわか
る。すなわち、本実施例ではエネルギー消費量が少ない
ということがいえます。隔膜にはろ布を使用した。
に説明する。 実施例１ 硫酸銅５水和物を用いて、２価銅濃度を０．５から１ｍ
ｏｌ／ｌに、アンモニア溶液を用いてアンモニア濃度を
５ｍｏｌ／ｌに、硫酸アンモニアを用いて硫酸アンモニ
ウム濃度を１ｍｏｌ／ｌに調整した。このようにして得
られる１価銅イオン濃度３１．８ｇ/Ｌ、硫酸アンモニ
ウム１mol/L、アンモニア5.0mol/Lからなる溶液を存在
させた状態で、カソード電極（材質 金属銅）、電流密
度５００A/m2、温度を２５℃に保ち、電解槽は窒素によ
り置換して電解をおこなった。カソードにおける金属銅
析出の理論析出量に対する電流効率は９８％であった。
また、アノード電極（材質 白金）の２価銅イオンの生
成量の理論生成量に対する電流効率は９９％であった。
このときカソード室は無色透明であり、アノード室は２
価銅イオンの生成を示すと考えられる青色を呈した。電
力消費量は、１９０kWh/tであり、この結果は、硫酸酸
性水溶液を用いた電気分解による金属銅の電解採取の消
費電力量２０００から２５００ｋＷｈ/t（日本金属学会
編 非鉄金属製錬）にくらべ著しく小さいことがわか
る。すなわち、本実施例ではエネルギー消費量が少ない
ということがいえます。隔膜にはろ布を使用した。
【００２２】実施例２
１価銅イオンのみを含む溶液では、００１０の条件にお
いてカソードにおける金属銅析出の電流効率はほぼ１０
０％であった。またアノードにおける２価銅イオン生成
に対する電流効率もほぼ１００％であった。いずれの場
合も実操業における電解採取の消費電力量にくらべて小
さな消費電力であった。
いてカソードにおける金属銅析出の電流効率はほぼ１０
０％であった。またアノードにおける２価銅イオン生成
に対する電流効率もほぼ１００％であった。いずれの場
合も実操業における電解採取の消費電力量にくらべて小
さな消費電力であった。
【００２３】実施例３
１価銅イオン濃度２５．２ｇ/Ｌ、２価銅イオン濃度
６．３ｇ/Ｌ、硫酸アンモニウム１ mol/L、アンモニア
5.0mol/Lからなる溶液を用いて、電流密度５００A/m2、
温度を２５℃に保ち、電解槽は窒素により置換して電解
をおこなった。カソードにおける金属銅析出の１価銅イ
オンからの理論析出量に対する電流効率は７８％であっ
た。しかしながら、温度を６０℃にした場合には４８％
となり温度上昇とともに電流効率は低下した。隔膜には
ろ布を使用した。アノードにおける２価銅イオン生成に
対する電流効率は９６％であった。
６．３ｇ/Ｌ、硫酸アンモニウム１ mol/L、アンモニア
5.0mol/Lからなる溶液を用いて、電流密度５００A/m2、
温度を２５℃に保ち、電解槽は窒素により置換して電解
をおこなった。カソードにおける金属銅析出の１価銅イ
オンからの理論析出量に対する電流効率は７８％であっ
た。しかしながら、温度を６０℃にした場合には４８％
となり温度上昇とともに電流効率は低下した。隔膜には
ろ布を使用した。アノードにおける２価銅イオン生成に
対する電流効率は９６％であった。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、１価銅イオンを含むア
ンモニアアルカリ性溶液から金属銅を電気分解によって
金属銅を回収するものであり、従来の硫酸酸性の状態で
電解採取する方法に比べ著しく消費電力量を低下させる
ことが可能となり、この電解採取を、アンモニアアルカ
リ性溶液を用いる浸出法と組み合わせることによって、
含銅金属廃棄物からの金属銅の回収うぃ一貫して行うこ
とができる方法及び装置が得られる。アノードにおいて
生成する２価銅イオンを浸出槽に循環利用することが可
能であるため、酸化剤生成に必要な薬剤の物質収支が保
たれ、閉回路操業が可能であるという顕著な効果を有す
る。
ンモニアアルカリ性溶液から金属銅を電気分解によって
金属銅を回収するものであり、従来の硫酸酸性の状態で
電解採取する方法に比べ著しく消費電力量を低下させる
ことが可能となり、この電解採取を、アンモニアアルカ
リ性溶液を用いる浸出法と組み合わせることによって、
含銅金属廃棄物からの金属銅の回収うぃ一貫して行うこ
とができる方法及び装置が得られる。アノードにおいて
生成する２価銅イオンを浸出槽に循環利用することが可
能であるため、酸化剤生成に必要な薬剤の物質収支が保
たれ、閉回路操業が可能であるという顕著な効果を有す
る。
【図１】本発明の装置を示す図
【図２】浸出率及び酸化還元電位の経時変化を示す図
【図３】浸出率に及ぼす硫酸銅濃度の影響を示す図
１ カソード電極
２ 隔膜
３ アノード電極
４ カソード室
５ アノード室
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２５Ｃ 7/06 ３０１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｊ
Ｆターム(参考） 4D004 AA24 AB03 BA05 CA04 CA35
CA36 CA37 CA41 CA44 CC06
CC11
4D025 AA10 AB22 AB23 BA08 BA17
DA06
4D061 DA08 DB18 DC23 EA03 EA05
EB01 EB12 EB16 EB19 EB29
EB30 EB31 EB39 FA08 FA11
GC05
4K001 AA09 BA22 DB21
4K058 AA23 BA21 BB04 CA07 CA10
CA12 DD13 DD16 DD17 EB13
ED04 FA02 FC07 FC13 FC17
Claims (10)
- 【請求項１】１価銅イオンを含む溶液の電気分解によ
り、金属銅を析出させる銅の回収方法において、１価銅
イオンを含む溶液中に金属銅を析出させるためのカソー
ド電極、１価銅イオンを含むアンモニアアルカリ性溶液
中にアノード電極、及びカソード電極とアノード電極の
間に隔膜を設け、前記電極に電流を流して、カソード電
極側からアノード電極側へ溶液を移動させながら電気分
解させることによりカソード部に金属銅を析出させ、同
時にアノード電極部において１価銅イオンを２価銅イオ
ンとし、２価銅イオン溶液を取り出して、銅金属廃棄物
と錯化合物の存在下する溶解槽に導き、銅金属廃棄物を
溶解処理し、得られた１価銅イオンを含む溶液を、前記
電気分解の１価銅イオンを含む溶液として用いることを
特徴とする銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 - 【請求項２】１価銅イオンが錯イオンを形成しているこ
とを特徴とする請求項１記載の銅金属廃棄物から金属銅
の回収方法。 - 【請求項３】１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カ
ソード電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８
から１２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収方法。 - 【請求項４】カソード電極及びアノード電極が設置され
ている部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるい
は窒素雰囲気下に置かれていることを特徴とする請求項
１乃至３いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収
方法。 - 【請求項５】銅金属廃棄物を溶解処理し、得られた１価
銅イオンを含む溶液を、分離精製装置に導いて、１価銅
イオンを含まれるＮｉ，Ｃｏ、またはＺｎの金属イオン
を分離除去することを特徴とする請求項１乃至４いずれ
か記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収方法。 - 【請求項６】１価銅イオンを含む溶液の電気分解による
金属銅回収装置が、１価銅イオンを含む溶液の電気分解
により、金属銅を析出させるカソード部、２価銅イオン
溶液を得るアノード部、及びカソード部とアノード部の
間に隔膜を有するものであり、銅金属廃棄物溶解装置
が、２価銅イオン溶液中で、銅金属廃棄物と錯化合物の
存在下に溶解処理する装置からなり、金属銅回収装置か
ら生成する２価銅イオン溶液が銅金属廃棄物溶解装置に
供給されるように連絡しており、また、銅金属廃棄物溶
解装置で生成する１価銅イオン溶液が金属銅回収装置に
供給されるように連絡していることを特徴とする銅金属
廃棄物から金属銅の回収装置。 - 【請求項７】１価銅イオンが錯イオンを形成しているこ
とを特徴とする請求項６記載の銅金属廃棄物から金属銅
の回収装置。 - 【請求項８】１価銅イオンが[Cu(NH3)2]+ であり、カ
ソード電極の近傍にある銅イオンを含む溶液のｐＨが８
から１２であり、溶液はアンモニアアルカリ性溶液であ
ることを特徴とする請求項６又は７記載の銅金属廃棄物
から金属銅の回収装置。 - 【請求項９】カソード電極及びアノード電極が設置され
ている部分は、電解槽全体或いはその一部が密閉あるい
は窒素雰囲気に置かれていることを特徴とする請求項６
乃至８いずれか記載の銅金属廃棄物から金属銅の回収装
置。 - 【請求項１０】銅金属廃棄物溶解装置から得られた１価
銅イオンを含む溶液を、１価銅イオンを含まれるＮｉ，
Ｃｏ、またはＺｎの金属イオンを分離除去する分離精製
装置に導いて、その後に１価銅イオンを含む溶液の電気
分解による金属銅回収装置に接続されていることを特徴
とする請求項６乃至１０いずれか記載の銅金属廃棄物か
ら金属銅の回収装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002052824A JP3882074B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 銅金属廃棄物から金属銅の回収する方法及び装置 |
| US10/229,161 US6869519B2 (en) | 2001-09-27 | 2002-08-28 | Electrolytic process for the production of metallic copper and apparatus therefor |
| KR1020030011327A KR100902521B1 (ko) | 2002-02-28 | 2003-02-24 | 금속구리의 생산을 위한 전해공정 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002052824A JP3882074B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 銅金属廃棄物から金属銅の回収する方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003253484A true JP2003253484A (ja) | 2003-09-10 |
| JP3882074B2 JP3882074B2 (ja) | 2007-02-14 |
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ID=28664415
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002052824A Expired - Lifetime JP3882074B2 (ja) | 2001-09-27 | 2002-02-28 | 銅金属廃棄物から金属銅の回収する方法及び装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3882074B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005123605A1 (ja) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Ebara Corporation | 電解析出処理装置および方法 |
| JP2007270283A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 銅の析出回収方法及びその装置 |
| JP2008200651A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Kyushu Univ | 有害イオンの回収方法 |
| JP2008248376A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-10-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 銅含有廃棄物からの高純度銅の回収方法及びそれに用いる溶解液又は電解液 |
| JP2014514461A (ja) * | 2011-06-17 | 2014-06-19 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 物品からの金属の再生 |
| KR101577023B1 (ko) | 2015-04-07 | 2015-12-14 | 대한민국 | 광재, 분진 및 오니를 포함한 동 제련공정 발생 폐기물의 효과적인 처리방법 |
| CN117139322A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-12-01 | 郑州大学 | 一种废旧阴极炭块的高值化处理方法 |
-
2002
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