【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケルの電解採取法において電着用種板として用いるカソードに係り、特に前記カソードの垂直性を良くする電気ニッケル用カソードの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル電解採取法の一つに、不溶性電極をアノードとし、純ニッケル板をカソードとし、電解液として塩化ニッケル溶液を用い、電槽中でアノードとカソードを交互に吊り下げ、電解槽中に電解液を循環させつつ所定電流値で通電し、カソード表面にニッケルを電着させて電気ニッケルを得る方法が知られている。
このニッケルの電解採取法において、カソードとして使用される純ニッケル板は、通常種板と称され、その製造方法は通常、チタンを用いた母板を種板電解用カソードとし、ニッケルの電解採取操業に使用される槽と同じ槽、同じ電解液を用いて、電着する電気ニッケルを所定の厚み、通常、概ね０．８ｍｍ程度になるようにチタン板上に電着させ、その後電着した電気ニッケルを母板から剥ぎ取ることによって製造される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種板よりカソードを得る工程は、１）種板を所定の寸法に裁断する工程、２）種板の歪を矯正する工程、３）種板を短冊状に裁断したリボンを用いて種板に吊り手を設ける工程、４）吊り手にカソードビームを取り付ける工程からなり、各工程は自動化されている。この工程でカソードの歪みを矯正するのは、図４に示すように、カソード１２をビーム１５に吊り下げたときのＸの値、すなわち垂直性を良くするためである。このカソードの垂直性をよくするために行う種板の歪矯正は、多段ローラを用いたローラレベラと呼ばれる歪み除去装置を用い、該ローラレベラのローラ間クリアランスを調整しながら強制的に種板の内部応力を除去することにより行われるが、ローラレベラのみではカソードの歪みを十分に除去することができないため、非鉄金属精錬用カソードでは一般的に、ローラレベラ処理後のカソードに対し、凹凸を有する成形ローラにより溝形状の変形を与え、カソードの垂直性を良くする方法がとられている。
【０００４】
このような非鉄金属電解用種板の製造方法については、本出願人は、特許文献２において、レベラ−工程についてその好ましい使用条件を開示し、また、特許文献３において、ローラレベラと溝付けローラ（成形ローラ）の併用による好ましい使用条件を開示している。そして、これら先願の成形方法により、カソードの垂直性をこれまで以上に改善することが可能となり、高品質のカソードが得られるようになった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８１５９１号公報
【特許文献２】特開平８−１７６８８０号公報
【特許文献３】特開平１０−８８３８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した先願の成形方法には、カソードの板厚に対する成形ローラの凹凸間のクリアランスや、成形される加工溝の幅方向の好ましい配置等について全く示されていないため、カソードの垂直性の改善効果には限界があった。
本発明は、このような現状にかんがみなされたもので、カソードの板厚に対する成形ローラの凹凸間のクリアランスおよび成形される溝の幅方向の好ましい配置を特定することによって、カソードの垂直性をより改善することができ、品質的に極めて優れたカソードを提供することが可能な電気ニッケル用カソードの成形方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気ニッケル用カソードの成形方法は、外周面に多数のリング状の鍔部を有する鍔付きロールを間隔を置いて上下に対向して配設した上下一対の成形ローラを複数組有する成形装置にて電気ニッケル用カソードを成形する方法において、前記相対向する鍔付きロールの一方の鍔部に凹部を、他方の鍔部に凸部をそれぞれ形成し、該凹凸部間のクリアランスをｂ、カソード厚みをａとした場合に、ｂ／ａ＝０．４〜２．５となるように前記クリアランスを調節し、さらに加工溝の本数を５〜１１本とするとともに、カソード両端からの２本の加工溝の位置をそれぞれカソード両端から当該カソード幅の２〜５％、７〜１０％とし、残りの加工溝の位置を中央部に配分、または均等に配分することを特徴とするものである。なお、前記カソードは成形装置に供給する前にローラレベラにて予備成形してもよい。
【０００８】
本発明において、相対向する鍔付きロールの一方の鍔部に凹部を、他方の鍔部に凸部をそれぞれ形成したのは、種板の歪みをより効果的に除去し、カソードの平坦性を十分に得るためである。また、ｂ／ａ＝０．４〜２．５となるように前記クリアランスを調節することとしたのは、ｂ／ａが０．４未満では、種板通過時の抵抗が大きくなり、他方、２．５を超えると溝付け効果が得られないためである。
【０００９】
また、本発明ではカソードの両端２本の溝位置を指定しているため、加工溝が５本未満では幅方向中央部の加工溝の間隔が広くなりすぎて中央部の垂直性の維持に問題があり、他方、１１本を超えると成形ローラの構成が複雑になる上、得られる効果に顕著な差がみられないため、加工溝の本数を５〜１１本とした。
【００１０】
さらに、カソード両端からの２本の加工溝の位置をそれぞれカソード両端から当該カソード幅の２〜５％、７〜１０％としたのは、両端部の１本目の溝の位置が２％未満で、かつ５％を超えると、カソード両端部に歪みが残留あるいは新たに発生するためである。そして、この歪み抑制効果を確実にするために、両端部から２本目の溝の位置を７〜１０％の位置としたのである。すなわち、２本目の溝の位置が７％未満で、かつ１０％を超えると、カソード両端部の垂直性を十分に確保できないためである。さらにまた、残りの加工溝を中央部に配分、または均等に配分することとしたのは、カソード両端部のみならず、カソード全体にわたって垂直性を十分に確保するためである。なお、カソード中央部に配分する溝の数としては、少なくとも１本以上配置するのが好ましい。したがって、カソードに設ける加工溝としては、少なくとも両端部の４本の溝と中央部の１本の合計５本の溝を付与することにより、本発明が目的とするカソードの垂直性を確保することができる。また、さらに６本以上の溝を付与する場合は、両端部の４本以外の溝を中央部に均等に配置すればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電気ニッケル用カソードの成形方法を実施するための装置の構成例を示す概略図、図２は同上装置における一対の成形ローラを示す正面図、図３は同上成形ローラの要部拡大図であり、１１は種板、１２は電気ニッケル用カソード、１３は成形装置、１４はローラレベラである。
【００１２】
成形装置１３は、上下一対の成形ローラ（溝付けローラ）１３−１が３組配置された構成（３段構成）となし、各成形ローラ（溝付けローラ）１３−１は、上部鍔付きロール１３−１Ａと下部鍔付きロール１３−１Ｂおよび、鍔付きロールのロール圧下用治具１３−２とから構成されている。この成形装置１３における上部鍔付きロール１３−１Ａと下部鍔付きロール１３−１Ｂは、種板１１の表裏両面にいわゆる打ち出し筋を設けるための溝加工用ロールであり、外周面に多数のリング状の鍔部１３−１ａ、１３−１ｂを有し、適宜の間隔で上下に対向して配設されている。
本発明では、この鍔付きロールの一方の鍔部に凹部を、他方の鍔部に凸部をそれぞれ形成するもので、ここでは図３に拡大して示すように、上部鍔付きロール１３−１Ａの鍔部１３−１ａに凹部１３−１ａ´と凸部１３−１ａ″を、下部鍔きロール１３−１Ｂの鍔部１３−１ｂに前記凹部と凸部に相対する凸部１３−
１ｂ´と凹部１３−１ｂ″をそれぞれ形成する。
【００１３】
なお、成形ローラ（溝付けローラ）１３−１は、少なくとも２段、できれば図示のように３段が好ましい。すなわち、１段では歪の矯正効果が得づらく、４段以上となると装置が複雑化して効率的でないからである。
【００１４】
ローラレベラ１４は、上下千鳥状に配設した多数のワークロール１４−１で構成されている。なお、この種のローラレベラとしては、前記ワークロール１４−１と、このワークロールを支えるバックアップロール（図示せず）とで構成されたものもある。ワークロール１４−１の直径や本数は、種板１１の板厚に応じて設定される。
【００１５】
上記装置において、ローラレベラ１４に送り込まれた電気ニッケル用種板１１は、上下のワークロール１４−１にて繰返し曲げが付与されることによって、曲りや捩じれのあった種板がほぼ真っ直ぐに矯正される。ローラレベラ１４にて矯正された種板１１は、次の成形装置１３によって表面に複数本の溝をつけられるが、この成形装置では、各成形ローラ（溝付けローラ）１３−１の上部鍔付きロール１３−１Ａの鍔部１３−１ａの凹部１３−１ａ´と、下部鍔付きロール１３−１Ｂの鍔部１３−１ｂの凸部１３−１ｂ´間のクリアランスをｂ、カソード厚みをａとした場合に、ｂ／ａ＝０．４〜２．５となるように前記凹凸部間のクリアランスｂを調節して成形される。このようにして成形された電気ニッケルカソード１２には、表面に複数本の凹凸部を有する加工溝が形成されることとなる。
【００１６】
【実施例】
実施例
図１に示す成形装置を用い、ローラレベラを通過させた後のニッケルカソード５０枚（縦９８７ｍｍ×横７８７ｍｍ、平均厚み０．７６ｍｍ、厚み標準偏差０．１５ｍｍ）について、垂直性を付与する試験を行った。
本実施例では、ｂ／ａ＝０．７８〜１．３２となるように凹凸間のクリアランスを調節し、加工溝の本数を９本とし、溝の位置をカソード両端の２本をそれぞれ端から幅の３．１７％、８．２５％（７８７ｍｍのカソード幅に対し各々両端から２５ｍｍ、６５ｍｍ）とし残り５本を均等配分し、ニッケルカソード５０枚のＸ（図４）の平均値と標準偏差を求めた。その結果、Ｘの平均値＝１２．６ｍｍ、標準偏差＝２．４ｍｍと、高平坦度のニッケルカソードが得られた。
また、ｂ／ａ＝０．４〜２．５となるように凹凸間のクリアランスを調節し、加工溝の本数を５〜１１本とし、溝の位置を両端の２本をそれぞれ端から幅の２〜５％、７〜１０％とし、残りの溝を均等配分したところ、本実施例においても同様の高平坦度のニッケルカソードが得られた。
【００１７】
比較例
上記実施例と同様のローラレベラを通過させた後のニッケルカソード５０枚を図１に示す成形装置により、前記実施例と加工溝の形成位置を変更し、垂直性を付与する試験を行った。このときの凹凸間のクリアランスは、前記実施例と同様とし、溝の本数を９本とし、溝の位置をカソード両端の２本をそれぞれ端から幅の６．３５％、１５．２４％（各々両端から５０ｍｍ、１２０ｍｍ）とし、残り５本を均等配分した。その結果、カソード５０枚についてのＸの平均値は、１６．６ｍｍ、標準偏差は５．０ｍｍであった。
【００１８】
従来例
上記実施例と同様のローラレベラを通過させた後のニッケルカソード５０枚を成形ローラを通過させることなく、加工溝を付与しない状態での図４に示されるＸの値を求めた結果、Ｘの平均値は、１９．４ｍｍ、標準偏差は７．３ｍｍであった。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明方法によれば、成形ロールのクリアランス、加工溝の本数および位置の適正化により種板の歪みをより効果的に除去することができるので、垂直性の良好な高品質の電気ニッケル用カソードを得ることができ、その結果、電解槽装入前のカソード歪の修正作業者が不要となるとともに、ニッケルの電解採取操業におけるカソードへの電着状態も良くなり、安定した操業が可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気ニッケル用カソードの成形方法を実施するための装置の構成例を示す概略図である。
【図２】同上装置における一対の成形ローラを示す正面図である。
【図３】同上成形ローラの要部拡大図である。
【図４】電気ニッケル用カソードを吊り下げた状態での垂直性Ｘを示す概略図である。
【符号の説明】
１１ 種板
１２ 電気ニッケル用カソード
１３ 成形装置
１３−１ 成形ローラ（溝付けローラ）
１３−１Ａ 上部鍔付きロール
１３−１Ｂ 下部鍔付きロール
１３−１ａ、１３−１ｂ 鍔部
１３−１ａ´ 凹部
１３−１ｂ´ 凸部
１４ ローラレベラ
１５ カソードビーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cathode used as a seed plate for electrodeposition in a nickel electrowinning method, and more particularly to a method for forming a cathode for electric nickel, which improves the verticality of the cathode.
[0002]
[Prior art]
One of the nickel electrowinning methods is to use an insoluble electrode as the anode, a pure nickel plate as the cathode, a nickel chloride solution as the electrolyte, and alternately suspend the anode and cathode in a battery case. There is known a method in which a current is supplied at a predetermined current value while circulating the gas, and nickel is electrodeposited on the cathode surface to obtain electric nickel.
In this nickel electrowinning method, a pure nickel plate used as a cathode is usually called a seed plate, and its manufacturing method is usually to use a titanium base plate as a seed plate electrolysis cathode and perform nickel electrowinning operation. Using the same tank and the same electrolytic solution as the tank used for the above, the nickel to be electrodeposited is electrodeposited on a titanium plate to a predetermined thickness, usually about 0.8 mm, and then the electrodeposited electricity It is manufactured by stripping nickel from a mother plate (for example, see Patent Document 1).
[0003]
The steps of obtaining the cathode from the seed plate include: 1) cutting the seed plate into a predetermined size; 2) correcting the distortion of the seed plate; and 3) using a ribbon obtained by cutting the seed plate into strips. And a step of attaching a cathode beam to the lifting hand, and each step is automated. The reason for correcting the distortion of the cathode in this step is to improve the value of X when the cathode 12 is suspended from the beam 15, that is, to improve the perpendicularity, as shown in FIG. The straightening of the seed plate, which is performed to improve the verticality of the cathode, is performed by using a strain removing device called a roller leveler using a multi-stage roller, and forcibly adjusting the clearance between the rollers of the roller leveler while forcing the internal stress of the seed plate. However, in the case of a non-ferrous metal refining cathode, in general, a non-ferrous metal refining cathode is formed by a forming roller having irregularities with respect to the cathode after the roller leveler treatment because the roller leveler alone cannot sufficiently remove the distortion of the cathode. A method has been adopted in which the shape is deformed to improve the verticality of the cathode.
[0004]
Regarding such a method for producing a non-ferrous metal electrolysis seed plate, the present applicant discloses in Patent Document 2 preferred conditions of use for a leveler step, and in Patent Document 3, a roller leveler and a grooved roller ( Preferred conditions for use in combination with a forming roller) are disclosed. And, by these molding methods of the prior application, the verticality of the cathode can be improved more than before, and a high quality cathode can be obtained.
[0005]
[Patent Document 1] JP-A-2001-81591 [Patent Document 2] JP-A 8-176880 [Patent Document 3] JP-A 10-88383
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned forming method of the prior application, the clearance between the concave and convex portions of the forming roller with respect to the thickness of the cathode and the preferable arrangement of the processing groove to be formed in the width direction are not shown at all. Had a limited improvement effect.
The present invention has been made in view of such a situation, and specifies the clearance between the unevenness of the forming roller with respect to the thickness of the cathode and the preferable arrangement of the formed groove in the width direction, thereby improving the verticality of the cathode. It is an object of the present invention to provide a method for forming a cathode for electric nickel, which can be improved and can provide a cathode having excellent quality.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for forming a cathode for electric nickel according to the present invention includes a plurality of pairs of a pair of upper and lower forming rollers in which flanged rolls having a large number of ring-shaped flanges on the outer peripheral surface are vertically opposed to each other at intervals. In the method of forming a cathode for electric nickel with a forming device, a concave portion is formed on one flange portion of the opposed flanged roll, and a convex portion is formed on the other flange portion, and the clearance between the concave and convex portions is b. When the thickness of the cathode is a, the clearance is adjusted so that b / a = 0.4 to 2.5, the number of processing grooves is set to 5 to 11, and 2 / The positions of the processing grooves of the book are respectively set to 2 to 5% and 7 to 10% of the cathode width from both ends of the cathode, and the positions of the remaining processing grooves are distributed to the center portion or evenly. is there. The cathode may be preformed by a roller leveler before being supplied to the forming apparatus.
[0008]
In the present invention, the concave portion is formed on one flange portion of the opposed flanged roll, and the convex portion is formed on the other flange portion, which more effectively removes distortion of the seed plate and improves flatness of the cathode. To get enough. Further, the reason why the clearance is adjusted so that b / a is 0.4 to 2.5 is that when b / a is less than 0.4, the resistance when passing through the seed plate becomes large, If it exceeds 2.5, a groove effect cannot be obtained.
[0009]
Further, in the present invention, since the positions of the two grooves on both ends of the cathode are specified, if the number of processing grooves is less than 5, the interval between the processing grooves in the center in the width direction becomes too wide, and there is a problem in maintaining the verticality of the center. On the other hand, if the number exceeds 11, the configuration of the forming roller becomes complicated, and the effect obtained is not significantly different. Therefore, the number of processing grooves is set to 5 to 11.
[0010]
Further, the positions of the two processing grooves from both ends of the cathode are set to 2 to 5% and 7 to 10% of the cathode width from both ends of the cathode, respectively, because the position of the first groove at both ends is less than 2%. If it exceeds 5%, distortion remains or newly occurs at both ends of the cathode. Then, in order to ensure the effect of suppressing the distortion, the position of the second groove from both ends is set to a position of 7 to 10%. That is, if the position of the second groove is less than 7% and more than 10%, sufficient verticality of both ends of the cathode cannot be secured. Still further, the reason why the remaining processing grooves are distributed to the center or evenly distributed is to ensure sufficient verticality not only at both ends of the cathode but also over the entire cathode. In addition, it is preferable to arrange at least one or more grooves in the central portion of the cathode. Accordingly, by providing at least four grooves at both ends and one groove at the center as a processing groove provided in the cathode, a total of five grooves are provided, thereby ensuring the verticality of the cathode intended by the present invention. Can be. When six or more grooves are further provided, grooves other than four at both ends may be evenly arranged at the center.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an apparatus for carrying out a method of forming a cathode for electric nickel according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing a pair of forming rollers in the apparatus, and FIG. It is a principal part enlarged view, 11 is a seed plate, 12 is a cathode for electric nickel, 13 is a molding device, 14 is a roller leveler.
[0012]
The forming device 13 has a configuration (three-stage configuration) in which three pairs of upper and lower forming rollers (grooving rollers) 13-1 are arranged, and each forming roller (grooving roller) 13-1 is a roll with an upper flange. 13-1A, a lower flanged roll 13-1B, and a jig 13-2 for rolling down the flanged roll. The upper flanged roll 13-1A and the lower flanged roll 13-1B in the forming device 13 are groove processing rolls for providing so-called punched streaks on both the front and back surfaces of the seed plate 11, and have many ring-shaped outer peripheral surfaces. And has upper and lower flange portions 13-1a and 13-1b.
In the present invention, a concave portion is formed in one flange portion and a convex portion is formed in the other flange portion of the flanged roll. Here, as shown in an enlarged manner in FIG. The flange 13-1a has a concave portion 13-1a 'and a convex portion 13-1a ", and the flange portion 13-1b of the lower flanged roll 13-1B has a convex portion 13-1a facing the concave portion and the convex portion.
1b 'and the recess 13-1b "are formed.
[0013]
The forming roller (grooving roller) 13-1 preferably has at least two stages, and preferably three stages as shown. That is, it is difficult to obtain the effect of correcting distortion in one stage, and in four or more stages, the apparatus becomes complicated and inefficient.
[0014]
The roller leveler 14 is composed of a number of work rolls 14-1 arranged in a staggered manner. In addition, as this kind of roller leveler, there is a roller leveler including the work roll 14-1 and a backup roll (not shown) supporting the work roll. The diameter and the number of the work rolls 14-1 are set according to the thickness of the seed plate 11.
[0015]
In the above apparatus, the electric nickel seed plate 11 fed into the roller leveler 14 is repeatedly straightened by the upper and lower work rolls 14-1 so that the bent or twisted seed plate is straightened substantially. You. The seed plate 11 corrected by the roller leveler 14 is provided with a plurality of grooves on the surface thereof by the following forming device 13. In this forming device, the upper flanged roll of each forming roller (grooving roller) 13-1 is used. When the clearance between the concave portion 13-1a 'of the flange portion 13-1a of 13-1A and the convex portion 13-1b' of the flange portion 13-1b of the lower flanged roll 13-1B is b, and the cathode thickness is a. Then, the molding is performed by adjusting the clearance b between the uneven portions so that b / a = 0.4 to 2.5. In the thus formed electric nickel cathode 12, a processing groove having a plurality of uneven portions on the surface is formed.
[0016]
【Example】
Example A test for imparting verticality to 50 nickel cathodes (length 987 mm × width 787 mm, average thickness 0.76 mm, thickness standard deviation 0.15 mm) after passing through a roller leveler using the molding apparatus shown in FIG. Was done.
In this embodiment, the clearance between the irregularities is adjusted so that b / a = 0.78 to 1.32, the number of processing grooves is set to 9, and the positions of the grooves are set such that the two grooves at both ends of the cathode are respectively positioned from the ends. 3.17% and 8.25% of the width (25 mm and 65 mm from both ends for a 787 mm cathode width) and the remaining five were equally distributed, and the average value and standard deviation of X (FIG. 4) of 50 nickel cathodes I asked. As a result, a high flatness nickel cathode having an average value of X = 12.6 mm and a standard deviation of 2.4 mm was obtained.
Further, the clearance between the irregularities is adjusted so that b / a = 0.4 to 2.5, the number of processing grooves is set to 5 to 11, and the positions of the grooves are set such that the two grooves at both ends have widths from the ends. When the remaining grooves were equally distributed at 2 to 5% and 7 to 10%, a nickel cathode having the same high flatness was obtained also in this example.
[0017]
Comparative Example A test was conducted on 50 nickel cathodes after passing through the same roller leveler as in the above-described embodiment by using the molding apparatus shown in FIG. . The clearance between the irregularities at this time was the same as in the above embodiment, the number of grooves was 9, and the positions of the grooves were 6.35% and 15.24% of the width from the end of each of the two ends of the cathode. (50 mm, 120 mm from both ends), and the remaining five were equally distributed. As a result, the average value of X for 50 cathodes was 16.6 mm, and the standard deviation was 5.0 mm.
[0018]
Conventional Example As a result of obtaining the value of X shown in FIG. 4 without passing through the forming roller, the value of X shown in FIG. Was 19.4 mm and the standard deviation was 7.3 mm.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of the present invention, it is possible to more effectively remove the distortion of the seed plate by optimizing the clearance of the forming roll, the number and the position of the processing grooves, and therefore, the high quality with good verticality. As a result, the cathode for electric nickel can be obtained, and as a result, a worker who corrects the cathode distortion before charging the electrolytic cell becomes unnecessary, and the electrodeposition state of the cathode in the electrolytic extraction operation of nickel is improved, and the stable state is obtained. It has an excellent effect that it can be operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of an apparatus for carrying out a method for forming a cathode for electric nickel according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a pair of forming rollers in the same device.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the forming roller.
FIG. 4 is a schematic diagram showing verticality X in a state where a cathode for electric nickel is suspended.
[Explanation of symbols]
11 Seed plate 12 Cathode for electric nickel 13 Forming device 13-1 Forming roller (grooving roller)
13-1A Upper roll 13-1B Lower roll 13-1a, 13-1b Flange 13-1a 'Concave 13-1b' Convex 14 Roller leveler 15 Cathode beam
