【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極からガスを発生する金属電解採取法に係り、より詳しくはガスおよび陽極液の吸引が停止しても電解液の排出を防止する金属電解採取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばニッケルを採取する方法として、Ｎｉ３Ｓ２を主成分とするニッケルマットを粉砕した後、塩化物溶液にリパルプして塩素ガスを吹込み、ニッケルを含む金属を浸出し、その浸出液から銅、コバルト、鉄等を化学的処理によって除去した後、得られた塩化ニッケル水溶液から、不溶性陽極（以下陽極と略称する）を用いる電解法によって陰極のニッケル板上にニッケルを電着採取する方法が行われている。
【０００３】
このような金属塩化物溶液からの電解採取方法においては、陽極側において塩素ガスが発生するので、この塩素ガスを陽極の周囲を囲むようにして設けた陽極ボックス内で捕集して電解槽外へ排出する機構が必要となる。このような場合に用いられる陽極ボックスとしては、従来、例えば図２、図３に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。
すなわち、図２にその構成を示すように、陽極ボックス１は、上部においてアノードビーム３に連結され、該ボックス内の陽極２の上部を包むように設けられたカバー部４の上部から内部へ突設された排出管５を備え、該排出管の先端がガスと陽極液とを同時に吸引できるように斜めに切り落とされた形状に形成され、かつ溶液中に浸漬しないように配置されている。図中、６は枠、７は補強桟、８は陽極２、枠６および補強桟７を覆うろ布である。
図３は上記構成の陽極ボックスを装備した電解槽例を示したもので、電解槽１１の上部に配設されたブスバー１２上にアノードビーム３とカソードビーム１４が載置されてそれぞれ通電される構成となし、ガスヘッダー１５に接続された排出管５より塩素ガスおよび陽極液が排出されるように構成されている。図中１３はカソードである。
【０００４】
特許文献１に記載されている金属電解採取方法は、前記陽極ボックス１のカバー部４内の気相圧を−５ｍｍＨ２Ｏ以下、陽極液の液面を電解槽液面より５〜２０ｍｍ低くするように陽極液および塩素ガスを前記排出管５より吸引排出しながら電解を行うことで、陽極ボックス１内から該ボックスの外へ塩素ガスが逆拡散するのを防止している。また、排出管５より吸引排出された陽極液および塩素ガスは、それぞれ分離ポット（図示せず）で分離され、陽極液は廃液槽（図示せず）に回収され、塩素ガスはタンクに回収されるように構成され、かつ吸引設備が停電等のトラブルで停止した場合の塩素ガスの大気中への漏洩を防止するために、吸引設備停止と電解給電設備が連動して停止する安全策が取られている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７５１９００号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術は、以下に記載する問題点がある。
すなわち、図１、図２に示す陽極ボックスを装備した電解槽による金属電解採取方法は、排出管５の液面からの配管高さが低い場合、ガス吸引設備がトラブル等により停止した際には、陽極でのガスの発生停止により陽極液が上昇し、かつ一時的に吸引設備配管の負圧が定常状態の２〜３倍程度となるため、排出管から陽極液のみが排出され、吸引配管内の負圧が低下した後でもサイフォン現象により電解槽内の液が排出されることになる。このことにより、ガス吸引設備の下流に設けられた廃液槽の液面が上昇し、廃液槽から溢流した液が系内に戻されたりするため、系内の液中ニッケル濃度の低下および液バランスが崩れるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、ガスを発生する金属塩水溶液から金属を電解採取する際、陽極液およびガスの吸引設備がトラブル等により停止した場合でも、電解槽内の電解液が排出管から排出されることがなく電解槽液面を一定に保持することができ、かつ系内の液中ニッケル濃度および液バランスに影響をおよぼさない金属電解採取方法を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る金属電解採取方法は、金属板を陰極とし、不溶性陽極と、該不溶性陽極の上部を包みガスを捕集するためのカバー部と前記不溶性陽極の電解液中に浸漬させた部分を覆うろ布とを具備する不溶性陽極ボックスを用い、該不溶性陽極ボックス内の気相圧を−５ｍｍＨ２Ｏ以下、陽極液の液面を電解槽液面より５〜２０ｍｍ低くするように陽極液およびガスを前記カバー部に設けた排出管より吸引排出しながら金属塩水溶液電解液から金属を電解採取する方法において、前記排出管の陽極液面からの配管高さＨ１（ｍｍＨ２Ｏ）が該排出管の負圧の絶対値Ｐ１（ｍｍＨ２Ｏ）に対し、Ｈ１＞３Ｐ１となるように、電解を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、排出管の陽極液面からの配管高さＨ１をＨ１＞３Ｐ１と規定したのは、排出管の陽極液面からの配管高さＨ１が３Ｐ１未満と低い場合は、ガス吸引設備がトラブル等により停止した際、陽極でのガス発生停止により陽極液面が上昇し、排出管から陽極液のみが排出され、吸引配管内の負圧が停止した後でもサイフォン現象により電解槽内の液が排出されるためである。なお、排出管の陽極液面からの配管高さＨ１の上限は、特に限定されないが、設備配置やスペースを考慮し、かつ定常操業時の吸引負荷を軽減するため５Ｐ１程度が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明方法に実施するために用いる陽極ボックスおよびガス排出管の一実施例を示す概念図であり、２０は陽極液、２１は電解液、２０Ｌは陽極液面、２１Ｌは電解槽液面、Ｐは吸引ポンプである。
すなわち、本発明方法は、陽極ボックス１内の気相圧を−５ｍｍＨ２Ｏ以下、陽極液２０の液面２０Ｌを電解槽液面２１Ｌより５〜２０ｍｍ低くするように陽極液２０およびガスをカバー部４に設けた排出管５より吸引排出しながら金属塩水溶液電解液から金属を電解採取する際に、前記排出管５の陽極液面２０Ｌからの配管高さＨ１（ｍｍＨ２Ｏ）を該排出管５の負圧の絶対値Ｐ１（ｍｍＨ２Ｏ）の３倍以上の高さに設定して電解を行う。なお、排出管５の負圧の絶対値Ｐ１は、ガスヘッダー１５（図３）に取付けられているマノメーター（図示せず）により測定される負圧の絶対値を水柱として表した値である。
【００１１】
上記のように、ガス排出管５の配管高さＨ１を該排出管５の負圧の絶対値Ｐ１（ｍｍＨ２Ｏ）の３倍以上の高さに設定して電解を実施した場合には、吸引ポンプＰ等の吸引設備がトラブル等により停止し一時的に排出管５の負圧が上昇しても、電解槽１１内の電解液２１がサイフォン現象によりガス排出管５から排出されることがないため、電解槽１１内の液面２１Ｌは一定に保持されて低下することがない。
【００１２】
【実施例】
実施例
５２枚のニッケル陰極と、５３枚の図２と同様に構成した陽極ボックスを装備した容量７ｍ３の実操業規模の電解槽を使用して、Ｎｉ９５ｇ／Ｌ、Ｃｌ１３０ｇ／Ｌ、ｐＨ２．０、溶解Ｃｌ２は含まない電解液を３５Ｌ／ｍｉｎで供給し、通電電流を２０．０〜２２．５ｋＡに変化させ、陰極電流密度を２４３〜２７３Ａ／ｍ２、陽極液面を電解槽液面より２０ｍｍ低くし、陽極ボックスに取付けた排出管の配管高さＨ１を陽極液面より３００ｍｍとし、塩素ガスヘッダーの負圧を８０ｍｍＨ２Ｏに制御するという条件でガスと陽極液を排出しつつ電解を実施し、その実施中に吸引設備を停止した時の電解槽液面を観察した。
その結果、塩素ガスヘッダーの負圧は一時的に−２００ｍｍＨ２Ｏまで上昇したが、陽極液の排出はなく、電解槽内の液面低下は生じなかった。
【００１３】
比較例
陽極ボックスに取付けた排出管の配管高さＨ１を陽極液面より１１０ｍｍとした以外は、実施例と同じ条件で電解を実施した結果、吸引設備停止後、塩素ガスヘッダーの負圧が一時的に−２００ｍｍＨ２Ｏまで上昇したときに陽極液が排出管より排出され、電解槽内の液面が低下した。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明方法によれば、ガス排出管の陽極液面からの配管高さを適正な高さに設定することにより、ガス吸引設備がトラブル等により停止し一時的に排出管の負圧が上昇しても、電解槽内の電解液が排出管から排出されることなく電解槽内の液面を一定に保持することができるので、電解採取を安定して行うことができ、かつ系内の液中ニッケル濃度および液バランスに影響をおよぼすことも無くなる等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に実施するために用いる陽極ボックスおよびガス排出管の一実施例を示す概念図である。
【図２】本発明の対象とする従来の陽極ボックス例を一部破断して示す斜視図である。
【図３】図２に示す陽極ボックスを装備した電解槽の一例を一部破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 陽極ボックス
２ 陽極
３ アノードビーム
４ カバー部
５ 排出管
６ 枠
７ 補強桟
８ ろ布
１１ 電解槽
１２ ブスバー
１３ カソード
１４ カソードビーム
１５ ガスヘッダー
２０ 陽極液
２１ 電解液
２０Ｌ 陽極液面
２１Ｌ 電解槽液面
Ｐ 吸引ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal electrowinning method for generating gas from an anode, and more particularly to a metal electrowinning method for preventing discharge of an electrolytic solution even when suction of gas and anolyte is stopped.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of collecting nickel, for example, a nickel mat mainly composed of Ni 3 S 2 is pulverized, then repulped into a chloride solution, and chlorine gas is blown into the metal to leaching the metal containing nickel. After removing copper, cobalt, iron, etc. from the resulting nickel chloride solution, nickel is electrodeposited on the nickel plate of the cathode by an electrolytic method using an insoluble anode (hereinafter abbreviated as anode) from the obtained nickel chloride aqueous solution. The way has been done.
[0003]
In such a method of electrowinning from a metal chloride solution, chlorine gas is generated on the anode side, so this chlorine gas is collected in an anode box provided so as to surround the anode and discharged out of the electrolytic cell. A mechanism to do this is required. Conventionally, as an anode box used in such a case, for example, one shown in FIGS. 2 and 3 is known (see Patent Document 1).
That is, as shown in FIG. 2, the anode box 1 is connected to the anode beam 3 at the upper part, and protrudes from the upper part of the cover part 4 provided to surround the upper part of the anode 2 in the box. A discharge pipe 5 is provided, and the tip of the discharge pipe is formed so as to be cut off obliquely so that gas and anolyte can be sucked simultaneously, and is arranged so as not to be immersed in the solution. In the figure, 6 is a frame, 7 is a reinforcing bar, and 8 is a filter cloth covering the anode 2, the frame 6 and the reinforcing bar 7.
FIG. 3 shows an example of an electrolytic cell equipped with an anode box having the above-described structure. An anode beam 3 and a cathode beam 14 are placed on a bus bar 12 disposed above an electrolytic cell 11 and are respectively energized. The chlorine gas and the anolyte are discharged from the discharge pipe 5 connected to the gas header 15. In the figure, reference numeral 13 denotes a cathode.
[0004]
Metal electrowinning method described in Patent Document 1, the anode gas phase pressure of the cover portion 4 of the box 1 -5mmH 2 O or less, to 5~20mm lower than the liquid level electrolyzer liquid level of the anolyte By performing electrolysis while sucking and discharging the anolyte and the chlorine gas from the discharge pipe 5, the back diffusion of the chlorine gas from the inside of the anode box 1 to the outside of the box is prevented. Further, the anolyte and the chlorine gas sucked and discharged from the discharge pipe 5 are separated in respective separation pots (not shown), the anolyte is collected in a waste liquid tank (not shown), and the chlorine gas is collected in a tank. In order to prevent chlorine gas from leaking into the atmosphere when the suction equipment is stopped due to a trouble such as a power outage, safety measures to stop the suction equipment and the electrolytic power supply equipment in conjunction with each other are taken. Have been.
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2751900
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described prior art has the following problems.
That is, the metal electrowinning method using the electrolytic cell equipped with the anode box shown in FIGS. 1 and 2 is performed when the gas suction equipment is stopped due to a trouble or the like when the pipe height from the liquid level of the discharge pipe 5 is low. Since the anolyte rises due to the stoppage of gas generation at the anode and the negative pressure of the suction facility pipe temporarily becomes about two to three times the steady state, only the anolyte is discharged from the discharge pipe, and the suction pipe is discharged. The liquid in the electrolytic cell is discharged due to the siphon phenomenon even after the negative pressure in the cell decreases. As a result, the liquid level in the waste liquid tank provided downstream of the gas suction equipment rises, and the liquid overflowing from the waste liquid tank is returned to the system. The problem that the balance is lost occurs.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and when electrowinning a metal from a metal salt aqueous solution that generates a gas, even when the anolyte and gas suction equipment is stopped due to a trouble or the like, the electrolytic cell A metal electrowinning method that does not affect the nickel concentration in the liquid and the liquid balance in the system that can maintain the electrolytic cell liquid level constant without the electrolytic solution in the system being discharged from the discharge pipe. It is something to propose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the metal electrowinning method according to the present invention, a metal plate is used as a cathode, an insoluble anode, a cover portion for wrapping an upper portion of the insoluble anode and collecting gas, and a portion immersed in the electrolyte of the insoluble anode. using an insoluble anode box and a filter cloth covering the following vapor pressures of -5mmH 2 O in the insoluble anode box, anolyte and to 5~20mm lower than the liquid level electrolyzer liquid level of the anolyte In the method of electrowinning a metal from an aqueous solution of a metal salt while sucking and discharging a gas from a discharge pipe provided in the cover portion, a pipe height H1 (mmH 2 O) from an anolyte surface of the discharge pipe is determined by the discharge. to the absolute value P1 (mmH 2 O) of the negative pressure of the tube, so that H1> 3P1, is characterized in performing the electrolysis.
[0009]
In the present invention, the pipe height H1 from the anolyte level of the discharge pipe is defined as H1> 3P1 because the pipe height H1 from the anolyte level of the discharge pipe is as low as less than 3P1, and the gas suction equipment is required. When stopped due to trouble, etc., the anolyte level rises due to the stoppage of gas generation at the anode, only the anolyte is discharged from the discharge pipe, and even after the negative pressure in the suction pipe stops, the liquid in the electrolytic cell due to the siphon phenomenon Is discharged. In addition, the upper limit of the pipe height H1 from the anolyte surface of the discharge pipe is not particularly limited, but is preferably about 5P1 in consideration of the arrangement and space of the facilities and to reduce the suction load at the time of steady operation.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a conceptual view showing an embodiment of an anode box and a gas discharge pipe used for carrying out the method of the present invention, wherein 20 is an anolyte, 21 is an electrolyte, 20 L is an anolyte surface, and 21 L is an electrolytic bath solution. Surface P is a suction pump.
That is, the method of the present invention covers the anolyte 20 and the gas so that the gas phase pressure in the anode box 1 is −5 mmH 2 O or less, and the liquid level 20 L of the anolyte 20 is 5 to 20 mm lower than the electrolytic cell liquid level 21 L. When the metal is electrolytically collected from the metal salt aqueous solution while being sucked and discharged from the discharge pipe 5 provided in the section 4, the pipe height H1 (mmH 2 O) from the anolyte surface 20L of the discharge pipe 5 is discharged. Electrolysis is performed with the height set to at least three times the absolute value P1 (mmH 2 O) of the negative pressure of the tube 5. The absolute value P1 of the negative pressure of the discharge pipe 5 is a value representing the absolute value of the negative pressure measured by a manometer (not shown) attached to the gas header 15 (FIG. 3) as a water column.
[0011]
As described above, when the pipe height H1 of the gas discharge pipe 5 is set to be at least three times the absolute value P1 (mmH 2 O) of the negative pressure of the discharge pipe 5, and electrolysis is performed, Even if the suction equipment such as the suction pump P is stopped due to a trouble or the like and the negative pressure of the discharge pipe 5 is temporarily increased, the electrolyte 21 in the electrolytic cell 11 may be discharged from the gas discharge pipe 5 due to a siphon phenomenon. Therefore, the liquid level 21L in the electrolytic cell 11 is kept constant and does not decrease.
[0012]
【Example】
Example 5 Using an electrolytic cell of a 7 m 3 capacity and a commercial scale equipped with 52 nickel cathodes and 53 anode boxes constructed in the same manner as in FIG. 2, Ni 95 g / L, Cl 130 g / L, pH 2.0 An electrolytic solution containing no dissolved Cl 2 is supplied at a rate of 35 L / min, the energizing current is changed to 20.0 to 22.5 kA, the cathode current density is 243 to 273 A / m 2 , and the anolyte surface is the electrolytic cell surface. more 20mm lower piping height H1 of the discharge pipe attached to the anode box and 300mm from the anolyte surface, while discharging the gas and anolyte under a condition of controlling the negative pressure of the chlorine gas header 80mmH 2 O electrolysis Was carried out, and the liquid level of the electrolytic cell when the suction equipment was stopped during the operation was observed.
As a result, the negative pressure of the chlorine gas header rose to temporarily -200mmH 2 O, no discharge of the anolyte did not result decrease the liquid level in the electrolytic cell.
[0013]
Comparative Example Electrolysis was performed under the same conditions as in the example except that the pipe height H1 of the discharge pipe attached to the anode box was set at 110 mm from the anolyte level. As a result, the negative pressure of the chlorine gas header was temporarily reduced after the suction equipment was stopped. to anolyte when raised to -200mmH 2 O is discharged from the discharge pipe, the liquid level in the electrolytic cell is lowered.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of the present invention, by setting the pipe height from the anolyte surface of the gas discharge pipe to an appropriate height, the gas suction equipment stops due to a trouble or the like, and the discharge pipe is temporarily stopped. Even if the negative pressure rises, the liquid level in the electrolytic cell can be kept constant without the electrolytic solution in the electrolytic cell being discharged from the discharge pipe, so that the electrolytic sampling can be performed stably, In addition, there is a remarkable effect that the nickel concentration in the liquid in the system and the liquid balance are not affected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of an anode box and a gas exhaust pipe used for carrying out the method of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view, partially cut away, showing an example of a conventional anode box to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a perspective view partially broken away showing an example of an electrolytic cell equipped with the anode box shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode box 2 Anode 3 Anode beam 4 Cover part 5 Drain pipe 6 Frame 7 Reinforcement bar 8 Filter cloth 11 Electrolysis tank 12 Bus bar 13 Cathode 14 Cathode beam 15 Gas header 20 Anolyte 21 Electrolyte 20 L Anolyte level 21 L Electrolyte level P suction pump
