JP2007154280A - パーマネントカソード、該カソードにより得られる電解銅粉製造用電気銅アノード、及び電解銅粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅を製造するのに好適なパーマネントカソード、該カソードにより得られる電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅、及び該アノード用電気銅を用いた電解銅粉製造方法を提供する。
【解決手段】極板上部であり、かつ銅析出部である部位に少なくとも２箇所以上の非電析孔２を有する銅電解精錬用のパーマネントカソード１。銅電解精錬プロセスに、上記パーマネントカソード１を用いることで得られる、非電析孔を有す電解銅粉製造用電気銅アノード。上記非電析孔を有す電解銅粉製造用電気銅アノードと電解用導電ブスバー間を懸吊用かつ導電用の治具で保持・接続することを特徴とする電解銅粉の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解銅粉の製造に用いられるアノード用電気銅を製造するのに好適なパーマネントカソード、該カソードにより得られる電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅、及び該アノード用電気銅を用いた電解銅粉製造方法に関する。

従来、電解銅粉は、銅電解精製により得られる電気銅をアノードとして用いて、電解精製、もしくは採取により製造されるのが一般的である。近年、銅電解精製における種板製造を廃止でき、かつ電気銅の生産効率や品質安定化を向上させる技術として、パーマネントカソード 法と呼ばれる、カソード板としてＳＵＳ板を使用し、この極板上に電気銅を析出させる電解法が汎用化されつつある。

このパーマネントカソード法によれば、従来のような、懸吊用のリボンを有す種板、ならびに種板に電気銅を析出させた析離電気銅は、得られなくなる。一方、電解銅粉は、前述したように、もしくは電解採取により製造されるが、リボンを有す析離電気銅のリボン部にブスバー（棹銅）を差込み、アノードとして用い、電解が行われる。従って、パーマネントカソード法により得られた電気銅では、電解銅粉製造用のアノードとしてそのまま使用することが出来ない。

以上のことから、パーマネントカソード法変換により得られる、リボン等の吊手なし電気銅を用いて、効率良く、かつコスト的にも優れた電解銅粉を製造するためには、電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅として適切な形態を取る必要がある。

従って、本発明の目的は、上述の電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅を製造するのに好適なパーマネントカソード、該カソードにより得られる電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅、及び該アノード用電気銅を用いた電解銅粉製造方法を提供することにある。

パーマネントカソード法の採用により、従来の、種板に電気銅を析出させた析離電気銅のリボンの代わりとなる吊手様の形態が、電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅とブスバー間に必要となる。

上記課題に対し、本発明者等は鋭意検討の結果、電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅の上部に懸吊用かつ導電用の治具で保持・接続することで、問題点を解消でき、上記電解銅粉製造に用いられるアノード用電気銅を製造するためのパーマネントカソードを特定の形態とすることで、課題を解決することができることを見出した。

即ち、本発明の銅電解精錬用のパーマネントカソードは、極板上部であり、かつ銅析出部である部位に少なくとも２箇所以上の非電析孔を有することを特徴とするものである。

また、本発明の電解銅粉製造用電気銅アノードは、上記パーマネントカソードを銅電解精錬プロセスに用いることで得られ、非電析孔を有することを特徴とするものである。

また、本発明の電解銅粉の製造方法は、上記電解銅粉製造用電気銅アノードの非電析孔と電解用導電ブスバー間を懸吊用かつ導電用の治具で保持・接続することを特徴とするものである。

本発明によれば、パーマネントカソード法変換により得られる、リボン等の吊手なし電気銅を用いて、効率良く、かつコスト的にも優れた電解銅粉を製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、代表的な本発明のパーマネントカソードの形態を概略的に示したものである。材質はステンレス鋼が好ましく、厚みは２０ｍｍ〜６０ｍｍ程度が一般的で、少なくとも極板側面に非電析シールが施されている（極板下部は図１のようにシールがあっても良いし、底部が溝状に切込みの入った形態であれば、下部シールは不要でも良い）。

この図を見て分かるように、このパーマネントカソードにおける非電析孔は、銅電解精錬にて得られる電解銅粉製造用電気銅アノードが、好適に懸吊かつ導電接続が取れるべく、該アノードの上部、かつ懸吊に好都合な位置になるよう配置されるべきである。

この非電析孔は、得られる電解銅粉製造用電気銅アノードの懸吊箇所にかかる応力を軽減する上で、少なくとも２箇所は必要であるが、余り多く設けると、パーマネントカソード加工コスト増や電解銅粉製造時の導電接続部増加による工程管理の負担につながるのみならず、非電析孔は平行に並ぶため、極板横方向の断面積が減り、却って電解銅粉製造用電気銅アノードの物理的強度を損ねる。従って多くとも４箇所程度の非電析孔設置で充分である。

そして、上記非電析孔は、非導電性材料で充填され、銅電解精錬工程に供されるものである。

この非導電性材料は、加工が容易でかつ耐酸性、耐熱性に優れたものが用いられる。具体的には、ポリエチレン、シリコーンゴム等が挙げられる。

また、上記非電析孔は、図２に示すように、パーマネントカソード表裏間の電解液循環や、外部からの押出しや引抜けが起こりにくいように、パーマネントカソード表裏各端部から厚み中心部に向かって先細となり、厚み中心部にて連通してなる形状を呈し、かつ非導電性材料が非電析孔の形状に対し、密着充填されていることが好ましい。この非電析孔の形状は円形、角型等いかなる形態も取り得るが、用いられる接続治具の形態により接触抵抗が変動するので、それが小さくなるよう適宜選択すれば良い。

また、パーマネントカソードの電析部は、後工程の電解銅粉製造プロセスのスケールにもよるが、おおよそ縦寸法８００ｍｍ〜１５００ｍｍ、横寸法６００ｍｍ〜１２００ｍｍである。従って、上記非電析孔のパーマネントカソード本体上における配置は、以下に示すものとすると好ましい。

非電析孔は、同じ水平高さに配設され、各非電析孔上端が、パーマネントカソード本体電析部上端から下方に向かって２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の範囲内に位置するように存在するのが好ましい（図１ 符号６部分の長さ）。この本体上端からの位置が２０ｍｍ未満の場合、孔上端にかかる応力不可が大きすぎ、１００ｍｍを超えると、電解に有効な面積が損なわれ、不味である。

また、少なくとも２箇所存在する非電析孔の外側端については、直近のパーマネントカソード本体電析部側端から極板内部に向かって５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内に位置するように存在するのが好ましい（図１ 符号７部分の長さ）。この非電析孔の外側端の位置が、上記範囲外の場合、重量バランスが不良で、電解で得られる電気銅に歪みを生じるおそれがある。

なお、パーマネントカソード本体電析部の縦寸法を１００％とすると、非電析孔の中心部は上端から２％〜２０％、パーマネントカソード本体電析部の横寸法を１００％とすると、少なくとも２箇所存在する非電析孔の中心部は両端より５％〜３５％の位置とするのが好ましい。

また、非電析孔の開口面積は、７００ｍｍ^２以上、８０００ｍｍ^２以下であると好ましい。この開口面積が７００ｍｍ^２未満の場合、懸吊・導電用の治具が掛けづらく不味であり、８０００ｍｍ^２を超える場合、導電接続における接触抵抗が高くなる等の弊害がある。

以上述べたような特徴を有するパーマネントカソードと、汎用的な銅電解精錬用電解槽、ならびに乾式工程から製造される粗銅アノードを用いて電解精錬を行うと、パーマネントカソード電析部の形態に応じた、非電析孔を有す電解銅粉製造用電気銅アノードが得られる。このような電解銅粉製造用電気銅アノードであれば、ドリリング等の手間を要さずに、電解銅粉製造用の懸吊接続が可能となる。

また、上記電解銅粉製造用電気銅アノードは、上部の非電析孔と電解銅粉製造用ブスバーとの電気接続を取るため、治具、たとえばＳ字型のステンレス製金具等を介して、上記ブスバーに懸吊され（図３参照）、カソード（一般的には、電気銅アノードと同型の電気銅が用いられる）と共に汎用的な電解銅粉製造用電解槽に供され、公知の電解条件にて、電解銅粉を製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

パーマネントカソードの正面図を示す。 パーマネントカソードの非電析孔部側面の断面図を示す。 電解銅粉製造用アノード懸吊状態の正面図を示す。

符号の説明

１…パーマネントカソード本体
２…非電析孔（非導電性材料充填）
３…非電析シール部
４…パーマネントカソードブスバー
５…電解時液面浸漬上限
６…カソード本体電析部上端〜非電析孔上端長さ
７…カソード本体電析部側端〜非電析孔外側端長さ
８…電解銅粉製造用電気銅アノード
９…導電接続治具
１０…電解銅粉製造電解用ブスバー

Claims (8)

1. 極板上部であり、かつ銅析出部である部位に少なくとも２箇所以上の非電析孔を有する銅電解精錬用のパーマネントカソード。
2. 前記非電析孔が、非導電性材料で充填されていることを特徴とする、請求項１記載の銅電解精錬用のパーマネントカソード。
3. 前記非電析孔は、前記パーマネントカソード表裏各端部から厚み中心部に向かって先細となり、厚み中心部にて連通してなる形状を呈し、かつ非導電性材料が非電析孔の形状に対し、密着充填されていることを特徴とする、請求項２記載の銅電解精錬用のパーマネントカソード。
4. 前記非電析孔が、同じ水平高さに配設され、各非電析孔上端が、極板本体電析部上端から下方に向かって２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の範囲内に位置するように存在することを特徴とする、請求項１ないし３いずれかに記載の銅電解精錬用のパーマネントカソード。
5. 少なくとも２箇所存在する非電析孔の外側端が、直近の極板本体電析部側端から極板内部に向かって５０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下の範囲内に位置するように存在することを特徴とする、請求項１ないし４いずれかに記載の銅電解精錬用のパーマネントカソード。
6. 前記非電析孔の開口面積が、７００ｍｍ^２以上、８０００ｍｍ^２以下であることを特徴とする、請求項１ないし５いずれかに記載の銅電解精錬用のパーマネントカソード。
7. 銅電解精錬プロセスに、請求項１ないし６いずれかに記載の銅電解精錬用のパーマネントカソードを用いることで得られる、非電析孔を有す電解銅粉製造用電気銅アノード。
8. 請求項７記載の電解銅粉製造用電気銅アノードの非電析孔と電解用導電ブスバー間を懸吊用かつ導電用の治具で保持・接続することを特徴とする電解銅粉の製造方法。