JP2007224340A - Production method of high purity silver ingot - Google Patents

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Keiji Fujita
敬二 藤田
Junichi Takahashi
純一 高橋
Satoshi Asano
聡 浅野
Yoshiaki Mori
芳秋 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for producing a high purity silver ingot by heating and melting silver powder including at least one kind of an impurity element selected from among lead, tellurium or selenium, the method in which each content of lead, tellurium and selenium in the silver ingot is stably reduced to ≤10 ppm, desirably to ≤1 ppm by single melting treatment. <P>SOLUTION: The silver powder containing at least one kind of the impurity element selected from among lead, tellurium and selenium is heated and melted in an oxidizing atmosphere by the procedure of (i) or (ii) in the coexistence of calcium phosphate to thereby remove the impurity element(s), and thereafter, the obtained molten silver is cast into a die: (i) adding calcium phosphate to the silver powder, then heating and melting the silver powder in a crucible; and (ii) heating and melting the silver powder in the crucible, thereafter adding calcium phosphate to the silver powder, and further heating and melting the silver powder. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高純度銀インゴット(鋳塊)の製造方法に関し、さらに詳しくは、鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を加熱溶融して銀インゴットを製造する際に、銀粉の1回の溶融処理で銀インゴット中の鉛、テルル及びセレンの含有量のそれぞれを10ppm以下、望ましくは1ppm以下にまで安定的に低減し、また、必要に応じて、同時にさらに表面状態及び加工性が優れた高純度銀インゴットを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a high purity silver ingot (ingot), and more specifically, when producing a silver ingot by heating and melting silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium. In a single melting treatment of silver powder, the contents of lead, tellurium and selenium in the silver ingot are each stably reduced to 10 ppm or less, preferably 1 ppm or less. And a method for producing a high-purity silver ingot having excellent processability.

従来、高純度銀インゴットとしては、純度99.999%以上(不純物元素含有量<10ppm)のものが製造されている。銀インゴットの鋳造工程では、例えば、原料である銀粉を黒鉛製坩堝に入れて加熱熔融し、熔融面をバーナー加熱で清浄化した後、熔融銀中の溶存酸素を除去するために木炭を投入し、その後木炭を除いて、得られた熔融銀を鋳型に鋳造する方法が行なわれている。   Conventionally, high purity silver ingots having a purity of 99.999% or more (impurity element content <10 ppm) have been manufactured. In the casting process of the silver ingot, for example, the raw material silver powder is put in a graphite crucible and heated and melted, and the molten surface is cleaned by burner heating, and then charcoal is added to remove dissolved oxygen in the molten silver. Thereafter, a method of casting the obtained molten silver into a mold is performed except for charcoal.

しかしながら、原料によってはときとして、銀インゴット中の不純物元素含有量が10ppmを超える場合があり、このとき鉛、テルル等の含有量の上昇がみられていた。従来、銀インゴット中に残留する鉛及びテルルを除去し高純度化する方法としては、銀インゴットを再溶融する方法が行なわれていた。しかしながら、銀インゴットを再溶融する方法では、その正確な機構が不明であるばかりでなく、時間と手間がかかりコストアップになるという問題があった。   However, depending on the raw material, the impurity element content in the silver ingot sometimes exceeds 10 ppm. At this time, the content of lead, tellurium and the like has been increased. Conventionally, as a method of removing lead and tellurium remaining in a silver ingot and purifying the silver ingot, a method of remelting the silver ingot has been performed. However, in the method of remelting the silver ingot, not only the exact mechanism is unknown, but there is a problem that it takes time and labor and increases the cost.

また、高度精製法として、鉛、イオウ、銅等を微量に含む銀原料を熔融し、高真空下真空蒸留して不純物元素を除去する方法(例えば、特許文献1参照。)が提案されているが、
高価な設備投資とコストを必要とする問題があった。
Further, as a highly refined method, a method is proposed in which a silver raw material containing a trace amount of lead, sulfur, copper and the like is melted and vacuum impurity is removed under high vacuum to remove impurity elements (for example, see Patent Document 1). But,
There was a problem that required expensive capital investment and cost.

以上の状況から、銀粉を加熱熔融して鋳型に鋳造する間に、すなわち銀インゴットの再溶融を行なわずに1回の溶融処理の間に、鉛及びテルルの含有量を安定的に低減した高純度銀インゴットを製造する方法が求められている。   From the above situation, the content of lead and tellurium is stably reduced during the melting and melting of silver powder and casting into a mold, that is, during one melting process without remelting the silver ingot. There is a need for a method of producing a pure silver ingot.

特開平9−256083号公報(第1頁、第2頁)JP-A-9-256083 (first page, second page)

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を加熱溶融して銀インゴットを製造する際に、銀粉の1回の溶融処理で銀インゴット中の鉛、テルル及びセレンの含有量のそれぞれを10ppm以下、望ましくは1ppm以下にまで安定的に低減した高純度銀インゴットを製造する方法を提供することにある。また、必要に応じて、同時にさらに表面状態及び加工性が優れた高純度銀インゴットを製造する方法を提供することにある。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to produce a silver ingot once by heating and melting silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium. It is an object of the present invention to provide a method for producing a high-purity silver ingot in which the content of lead, tellurium and selenium in a silver ingot is stably reduced to 10 ppm or less, desirably 1 ppm or less. Moreover, it is providing the method of manufacturing the high purity silver ingot which was further excellent in the surface state and workability simultaneously as needed.

本発明者らは、上記目的を達成するために、鉛、テルル等の不純物元素を含む銀粉を用いて高純度銀インゴットを製造する方法について、鋭意研究を重ねた結果、酸化性雰囲気下、リン酸カルシウムの共存下で加熱熔融し、得られた熔融銀を鋳型に鋳造したところ、鉛、テルル及びセレンが除去された高純度銀インゴットが得られ、また、鋳造に先だって、熔融銀の脱酸素処理を行なったところ、さらに表面状態及び加工性が優れた高純度銀インゴットが得られることを見出し、本発明を完成した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research on a method for producing a high-purity silver ingot using a silver powder containing an impurity element such as lead or tellurium. When the resulting molten silver is cast in a mold, a high-purity silver ingot from which lead, tellurium and selenium have been removed is obtained. Prior to casting, the molten silver is deoxygenated. As a result, it was found that a high-purity silver ingot excellent in surface condition and workability was obtained, and the present invention was completed.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を、酸化性雰囲気下、下記(イ)又は(ロ)のやり方で、リン酸カルシウムの共存下に加熱熔融し、不純物元素を除去した後、得られた熔融銀を鋳型に鋳造することを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。
(イ)前記銀粉にリン酸カルシウムを添加し、その後坩堝中で加熱熔融する。
(ロ)前記銀粉を坩堝中で加熱熔融した後、リン酸カルシウムを添加し、さらに加熱熔融する。
That is, according to the first invention of the present invention, silver phosphate containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium is calcium phosphate in an oxidizing atmosphere in the following manner (a) or (b): A high-purity silver ingot manufacturing method is provided, in which the molten silver thus obtained is cast in a mold after being melted by heating and coexisting in the presence of
(A) Calcium phosphate is added to the silver powder and then heated and melted in a crucible.
(B) After the silver powder is heated and melted in a crucible, calcium phosphate is added and further heated and melted.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記リン酸カルシウムの添加量は、銀粉に対して0.5〜15重量%であることを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。   According to a second invention of the present invention, in the first invention, the calcium phosphate is added in an amount of 0.5 to 15% by weight based on the silver powder. A method is provided.

また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、前記酸化性雰囲気は、熔融銀の酸素分圧を次式に示す範囲に制御しながら形成されることを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。
−0.7>logPo>−7
(但し、式中、Poはatm単位による熔融銀中の酸素分圧を表し、かつ1200℃の温度基準に換算したものである。)
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the oxidizing atmosphere is formed while controlling the oxygen partial pressure of the molten silver within a range represented by the following formula. A method for producing a pure silver ingot is provided.
−0.7> log Po 2 > −7
(However, in the formula, Po 2 represents the oxygen partial pressure in the molten silver in atm units, and is converted to a temperature reference of 1200 ° C.)

また、本発明の第4の発明によれば、第1の発明において、前記坩堝は、非還元性材質のものであることを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a high purity silver ingot according to the first aspect, wherein the crucible is made of a non-reducing material.

また、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、前記加熱熔融の温度は、970〜1300℃であることを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a high purity silver ingot according to the first aspect, wherein the temperature for the heat melting is 970 to 1300 ° C.

また、本発明の第6の発明によれば、第1の発明において、さらに、鋳造に先だって、熔融銀の脱酸素処理を行なうことを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a high purity silver ingot according to the first aspect, further comprising performing deoxidation treatment of the molten silver prior to casting.

本発明の高純度銀インゴットの製造方法は、第1〜5の発明において、鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を加熱溶融して銀インゴットを製造する際に、銀粉の1回の溶融処理で銀インゴット中に含まれる前記不純物元素の含有量のそれぞれを10ppm以下、望ましくは1ppm以下にまで安定的に低減した高純度銀インゴットを製造することができるので、その工業的価値は極めて大きい。
また、第6の発明では、さらに、鋳造に先だって、熔融銀の脱酸素処理を行なうことによって、鉛及びテルルが除去され、かつさらに表面状態及び加工性が優れた高純度銀インゴットが製造されるので、より有利である。
When producing a silver ingot by heating and melting silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium in the first to fifth inventions, the method for producing a high purity silver ingot of the present invention comprises: A high-purity silver ingot can be produced in which the content of the impurity elements contained in the silver ingot is stably reduced to 10 ppm or less, desirably 1 ppm or less, by a single melting treatment of silver powder. Industrial value is extremely high.
In the sixth invention, lead and tellurium are removed by performing deoxygenation of the molten silver prior to casting, and a high-purity silver ingot having an excellent surface condition and workability is produced. So it is more advantageous.

以下、本発明の高純度銀インゴットの製造方法を詳細に説明する。
本発明の高純度銀インゴットの製造方法は、鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を、酸化性雰囲気下、下記(イ)又は(ロ)のやり方で、リン酸カルシウムの共存下に加熱熔融し、不純物元素を除去した後、得られた熔融銀を鋳型に鋳造することを特徴とする。
(イ)前記銀粉末にリン酸カルシウムを添加し、坩堝中で加熱熔融する。
(ロ)前記銀粉末を坩堝中で加熱熔融した後、リン酸カルシウムを添加し、さらに加熱熔融する。
Hereinafter, the manufacturing method of the high purity silver ingot of this invention is demonstrated in detail.
The method for producing a high-purity silver ingot according to the present invention comprises the steps of (a) or (b) below, in a oxidizing powder containing silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium. It is characterized in that it is melted by heating in the presence of coexistence to remove the impurity elements, and then the obtained molten silver is cast into a mold.
(B) Calcium phosphate is added to the silver powder and melted by heating in a crucible.
(B) After the silver powder is heated and melted in a crucible, calcium phosphate is added and further heated and melted.

本発明において、上記(イ)又は(ロ)のやり方で、酸化性雰囲気下、リン酸カルシウム(Ca(PO)の共存下で加熱熔融した後に鋳造することに重要な意義を有する。これによって、銀粉の1回の溶融処理で銀インゴット中の上記不純物元素の含有量のそれぞれを10ppm以下、望ましくは1ppm以下にまで安定的に低減した高純度銀インゴットを製造することができる。すなわち、酸化性雰囲気下で溶融させることで、熔融銀中の鉛、テルル及びセレンを酸化させ、これら酸化物をリン酸カルシウム中に吸収させることによって、これらの不純物元素を目標とする含有量以下にまで低減させることが実現されるものと見られる。 In the present invention, it has an important significance in casting after being melted by heating in the coexistence of calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) in an oxidizing atmosphere in the manner of (b) or (b). As a result, it is possible to produce a high-purity silver ingot in which the content of the impurity elements in the silver ingot is stably reduced to 10 ppm or less, desirably 1 ppm or less, by a single melting treatment of silver powder. That is, by melting in an oxidizing atmosphere, lead, tellurium and selenium in the molten silver are oxidized, and by absorbing these oxides in calcium phosphate, these impurity elements are reduced to a target content or less. It seems that the reduction is realized.

より詳しくは、銀粉中の鉛、テルル及びセレンは金属状態で存在するため、還元性雰囲気下では金属状態のまま銀中に溶融した状態で存在する。一方、酸化性雰囲気下では、鉛、テルル及びセレンは銀に比べて酸素に対する親和力が強いという性質を有するが、溶融温度である1200℃における平衡定数(それぞれ、5.6×10、2.9×10と見積もられる。)からは、銀中に含まれる鉛、テルル及びセレンの含有量がppmオーダー程度の微量であるときには、酸化されにくい状態にあるといえる。
ところで、一般に灰吹法と呼ばれる銀から鉛を分離する方法があるが、この方法は、酸化により生成した酸化鉛の表面張力が銀よりも小さいことを利用して、リン酸カルシウム中に酸化鉛のみを浸透させることによって分離する物理的分離法である。したがって、前述のように、鉛の含有量が少ない場合には、酸化させること自体が困難となることから、灰吹法での分離は困難と考えられていた。
More specifically, since lead, tellurium, and selenium in silver powder exist in a metallic state, they exist in a molten state in silver while remaining in a metallic state in a reducing atmosphere. On the other hand, in an oxidizing atmosphere, lead, tellurium and selenium have a property of having a stronger affinity for oxygen than silver, but they have an equilibrium constant at a melting temperature of 1200 ° C. (5.6 × 10 5 , 2. (Estimated as 9 × 10 2 )), it can be said that when the content of lead, tellurium and selenium contained in silver is a trace amount on the order of ppm, it is difficult to be oxidized.
By the way, there is a method of separating lead from silver, generally called the ash-blowing method, but this method penetrates only calcium oxide into calcium phosphate by utilizing the fact that the surface tension of lead oxide produced by oxidation is lower than that of silver. This is a physical separation method in which separation is performed. Therefore, as described above, when the lead content is low, it is difficult to oxidize itself, so that it is considered difficult to separate by the ash blowing method.

しかしながら、実際上は、熔融銀中の鉛、テルル等に対してリン酸カルシウムの添加量が十分に多いときには、これらの酸化物(酸化鉛、酸化テルル等)は、その一部の酸化カルシウム(CaO)と1000℃以下の融点のCaO−PbO系、CaO−TeO系等の融体を形成し、これらの活量は著しく低下するので、Poが10−7以上の酸素濃度で酸化されることが認められた。ここでCaO−PbO系、及びCaO−TeO系融体は、リン酸カルシウム量が十分に多いので、その中に吸収されて容易に分離される。 However, in practice, when the amount of calcium phosphate added is sufficiently large relative to lead, tellurium, etc. in the molten silver, these oxides (lead oxide, tellurium oxide, etc.) are part of the calcium oxide (CaO). And CaO—PbO, CaO—TeO 2 and other melts with a melting point of 1000 ° C. or lower, and their activities are significantly reduced, so that Po 2 is oxidized at an oxygen concentration of 10 −7 or more. Was recognized. Here, since the CaO—PbO-based and CaO—TeO 2 -based melts have a sufficiently large amount of calcium phosphate, they are absorbed therein and easily separated.

本発明において、加熱熔融としては、銀粉にリン酸カルシウムを添加し、その後坩堝中で加熱熔融するか、或いは銀粉を坩堝中で加熱熔融した後、リン酸カルシウムを添加し、さらに加熱熔融するやり方で行なわれる。いずれのやり方においても、銀中の鉛、テルル及びセレンの除去について同様の効果が得られる。ここで、坩堝は、灯油又はガスの燃焼加熱炉、電気炉等の加熱炉内に設置し、炉内を酸化性雰囲気にする。   In the present invention, the heat melting is performed by adding calcium phosphate to silver powder and then heat-melting in a crucible, or by adding silver phosphate after heat-melting silver powder in a crucible and further heat-melting. In either way, a similar effect is obtained for the removal of lead, tellurium and selenium in silver. Here, the crucible is installed in a heating furnace such as a kerosene or gas combustion heating furnace or an electric furnace, and the inside of the furnace is made an oxidizing atmosphere.

本発明の方法に用いる銀粉としては、特に限定されるものではなく、銀の精錬プロセスから得られる鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉が用いられるが、この中で、特に高純度銀インゴットの原料である電着銀又は還元銀が用いられ、特に鉛、テルルを、それぞれ数十、数ppm含む銀粉が好ましく用いられる。ここで、電着銀は、例えば銀品位が80〜90重量%の粗銀地金をアノードとして、硝酸浴中で電解精製することにより得られる。また、還元銀は、例えば塩化銀を湿式精製して不純物元素を除去し、その後アルカリ水溶液中で還元剤を添加して塩化銀を還元することにより得られる。   Silver powder used in the method of the present invention is not particularly limited, and silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium obtained from a silver refining process is used. In particular, electrodeposited silver or reduced silver, which is a raw material for high-purity silver ingots, is used, and in particular, silver powder containing tens and several ppm of lead and tellurium, respectively, is preferably used. Here, the electrodeposited silver can be obtained, for example, by electrolytic purification in a nitric acid bath using, as an anode, a crude silver ingot having a silver quality of 80 to 90% by weight. Reduced silver is obtained, for example, by wet-purifying silver chloride to remove impurity elements, and then reducing the silver chloride by adding a reducing agent in an aqueous alkaline solution.

上記方法に用いるリン酸カルシウムとしては、特に限定されるものではなく、市販の粉末が用いられる。その添加量としては、特に限定されるものではなく、銀粉に対して0.5〜15重量%が好ましく、0.5〜2重量%がより好ましい。すなわち、リン酸カルシウムの添加量が0.5重量%未満では、前述したように添加量が少ないので鉛、テルル及びセレンの酸化が不十分であり、かつ吸収が不十分となる。一方、リン酸カルシウムの添加量が15重量%を超えると、薬剤コストが高くなり、かつ分離されたリン酸カルシウムの廃棄物量が増える。   It does not specifically limit as calcium phosphate used for the said method, Commercially available powder is used. The addition amount is not particularly limited, and is preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 0.5 to 2% by weight with respect to the silver powder. That is, when the addition amount of calcium phosphate is less than 0.5% by weight, the addition amount is small as described above, leading to insufficient oxidation of lead, tellurium and selenium and insufficient absorption. On the other hand, if the amount of calcium phosphate added exceeds 15% by weight, the drug cost increases, and the amount of separated calcium phosphate waste increases.

上記方法に用いる酸化性雰囲気としては、特に限定されるものではないが、熔融銀中に微量に含有される鉛、テルル及びセレンを酸化するため、坩堝内の熔融銀が酸化性雰囲気であることが不可欠である。上記加熱炉内の雰囲気としては、銀は常圧下では大気中でも酸化しないので、特別な調整を必要としない大気雰囲気下で行なうことができる。しかしながら、坩堝内の熔融銀の酸化性雰囲気を確保し、また厳密な制御、及び終点の確認のためには、熔融銀の酸素分圧を適宜測定し、次式に示す範囲に制御しながら行なうことが望ましい。
−0.7>logPo>−7
(但し、式中、Poはatm単位による熔融銀中の酸素分圧を表し、かつ1200℃の温度基準に換算したものである。)
The oxidizing atmosphere used in the above method is not particularly limited, but in order to oxidize lead, tellurium and selenium contained in trace amounts in the molten silver, the molten silver in the crucible should be an oxidizing atmosphere. Is essential. As the atmosphere in the heating furnace, since silver does not oxidize in the air at normal pressure, it can be performed in an air atmosphere that does not require special adjustment. However, in order to ensure an oxidizing atmosphere of the molten silver in the crucible, and to strictly control and confirm the end point, the oxygen partial pressure of the molten silver is appropriately measured and controlled within the range shown in the following formula. It is desirable.
−0.7> log Po 2 > −7
(However, in the formula, Po 2 represents the oxygen partial pressure in the molten silver in units of atm and is converted to a temperature reference of 1200 ° C.)

上記方法に用いる坩堝としては、特に限定されるものではないが、アルミナ、マグネシア等のセラミックスなど非還元性材質を用いたものが好ましい。通常、銀の溶融に際しては黒鉛製坩堝が用いられることが多いが、酸化性雰囲気が得られ易い坩堝が好ましい。   The crucible used in the above method is not particularly limited, but those using non-reducing materials such as ceramics such as alumina and magnesia are preferable. Usually, a graphite crucible is often used for melting silver, but a crucible in which an oxidizing atmosphere can be easily obtained is preferable.

上記方法に用いる加熱熔融の温度としては、特に限定されるものではなく、鉛とテルルの除去が十分に行なえ、かつ銀インゴットの鋳造操作を行うことができる温度、この中で、特に、970〜1300℃が好ましい。   The temperature of the heat melting used in the above method is not particularly limited, and is a temperature at which lead and tellurium can be sufficiently removed and a silver ingot can be cast, and in particular, 970 to 1300 ° C. is preferred.

本発明の方法において、必要に応じて、さらに、鋳造に先だって、熔融銀の脱酸素処理を行なうことができる。これによって、鉛及びテルルが除去され、かつさらに表面状態及び加工性が優れた高純度銀インゴットが製造される。   In the method of the present invention, if necessary, the deoxidation treatment of the molten silver can be performed prior to casting. As a result, lead and tellurium are removed, and a high-purity silver ingot excellent in surface condition and workability is produced.

従来、銀のインゴットを工業的に製造する鋳造工程では、銀原料の加熱熔融において酸素溶存を抑制することが必須であった。酸素溶存の抑制が不十分であると、鋳造において、得られる銀インゴットに気泡によるふくれ等が発生して表面状態が悪化し、またその内部にも気泡の残留があり加工性も不良となるので、商品化できなくなる。すなわち、銀には熔融状態で多量の酸素を吸収し、凝固に伴ない吸収した酸素を放出する性質があることが知られている。   Conventionally, in a casting process for industrially producing a silver ingot, it has been essential to suppress oxygen dissolution in heat melting of a silver raw material. Insufficient suppression of oxygen dissolution causes blistering due to bubbles in the resulting silver ingot, resulting in deterioration of the surface condition, and there are bubbles remaining inside, resulting in poor workability. , Can not be commercialized. That is, it is known that silver has a property of absorbing a large amount of oxygen in a molten state and releasing the absorbed oxygen upon solidification.

上記方法に用いる脱酸素処理としては、特に限定されるものではなく、溶融銀内を還元性雰囲気下に保持することによって行なわれるが、例えば、簡便な方法としては、木炭、コークス、活性炭等の反応性の良い炭素、あるいは、砂糖、殿粉等の上記加熱熔融温度で炭素を生成する炭素含有化合物等の還元剤を添加する方法が用いられる。   The deoxygenation treatment used in the above method is not particularly limited, and is performed by maintaining the inside of the molten silver in a reducing atmosphere. For example, simple methods such as charcoal, coke, activated carbon, etc. A method of adding a reducing agent such as carbon having good reactivity or a carbon-containing compound that generates carbon at the heating and melting temperature such as sugar and starch.

上記鋳造温度としては、特に限定されるものではなく、銀インゴットの鋳造操作を行うことができる温度が選ばれるが、この中で、特に、酸素の含有量が少ない銀の融点(962℃)直上近くが好ましい。   The casting temperature is not particularly limited, and a temperature at which the casting operation of the silver ingot can be performed is selected. Among these, the temperature above the melting point (962 ° C.) of silver having a low oxygen content is particularly preferable. Near is preferred.

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた金属の分析方法は、ICP発光分析法で行った。
また、実施例及び比較例において、銀粉の熔融に用いた坩堝炉の概略構造を図1に示す。図1において、坩堝炉1は、電気加熱式の炉本体2と半密閉型の蓋3からなり、内部に坩堝4が設置されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the analysis method of the metal used by the Example and the comparative example was performed by the ICP emission analysis method.
Moreover, in an Example and a comparative example, the schematic structure of the crucible furnace used for melting of silver powder is shown in FIG. In FIG. 1, a crucible furnace 1 includes an electrically heated furnace body 2 and a semi-sealed lid 3, and a crucible 4 is installed inside.

(実施例1)
鉛15ppm及びテルル2ppmを含有する還元銀粉500gとリン酸カルシウム5gをアルミナ製坩堝に入れ、この坩堝を上記坩堝炉内に設置した。坩堝炉内を大気雰囲気としたままで加熱し、1200℃で2時間保持した。このとき消耗式の酸素プローブを用いて酸素分圧測定を行ったところ、酸素分圧(logPo)は、−5であった。その後、直ちに熔融銀を耐熱鋳鉄製鋳型に鋳造した。なお鋳造後には、プロパンガスバーナーを使って鋳造物の湯面をあぶりながら徐冷した。その後、得られた銀インゴットの鉛及びテルルの分析を行った。その結果、鉛及びテルルの含有量は、それぞれ1ppm、<1ppmであった。
Example 1
500 g of reduced silver powder containing 15 ppm of lead and 2 ppm of tellurium and 5 g of calcium phosphate were placed in an alumina crucible, and the crucible was placed in the crucible furnace. The inside of the crucible furnace was heated in an air atmosphere and held at 1200 ° C. for 2 hours. At this time, when the partial pressure of oxygen was measured using an expendable oxygen probe, the partial pressure of oxygen (logPo 2 ) was −5. Immediately thereafter, the molten silver was cast into a heat-resistant cast iron mold. After casting, it was gradually cooled using a propane gas burner while pouring the molten metal surface. Thereafter, lead and tellurium of the obtained silver ingot were analyzed. As a result, the contents of lead and tellurium were 1 ppm and <1 ppm, respectively.

(実施例2)
鉛19ppm、テルル2ppm及びセレン9ppmを含有する還元銀粉を用いたこと以外は実施例1と同様に行ない、得られた銀インゴットの表面の観察と鉛、テルル及びセレンの分析を行った。その結果、鉛、テルル及びセレンの含有量は、それぞれ2ppm、<1ppm、及び<1ppmであった。
(Example 2)
Except for using reduced silver powder containing 19 ppm lead, 2 ppm tellurium and 9 ppm selenium, the same procedure as in Example 1 was performed, and the surface of the obtained silver ingot was observed and lead, tellurium and selenium were analyzed. As a result, the contents of lead, tellurium, and selenium were 2 ppm, <1 ppm, and <1 ppm, respectively.

(実施例3)
鉛15ppm及びテルル2ppmを含有する還元銀粉500gとリン酸カルシウム10gをアルミナ製坩堝に入れ、この坩堝を坩堝炉内に設置した。坩堝炉内は大気雰囲気として、加熱し、1100℃で1時間保持した。このとき消耗式の酸素プローブを用いて酸素分圧測定を行ったところ、酸素分圧(logPo)は、−5であった。次いで、坩堝内に木炭粉を熔融銀の表面が覆われる程度に添加し、15分間保持した。その後、残留した木炭粉を分離した後、熔融銀を耐熱鋳鉄製鋳型に鋳造した。なお鋳造後には、プロパンガスバーナーを使って鋳造物の湯面をあぶりながら徐冷した。なお、熔融銀の鋳造に際しての酸素放出による気泡の発生は極めて少なく、そのため得られたインゴットの表面は、気泡によるふくれ及び穴開きが無く平滑な形状であり、極めて良好な状態であった。その後、得られた銀インゴットの鉛及びテルルの分析を行なった。その結果、鉛及びテルルの含有量は、いずれも、1ppm以下であった。
(Example 3)
500 g of reduced silver powder containing 15 ppm of lead and 2 ppm of tellurium and 10 g of calcium phosphate were placed in an alumina crucible, and this crucible was placed in a crucible furnace. The inside of the crucible furnace was heated as an atmospheric atmosphere and held at 1100 ° C. for 1 hour. At this time, when the partial pressure of oxygen was measured using an expendable oxygen probe, the partial pressure of oxygen (logPo 2 ) was −5. Next, charcoal powder was added in the crucible to such an extent that the surface of the molten silver was covered and held for 15 minutes. Then, after remaining charcoal powder was separated, molten silver was cast into a heat-resistant cast iron mold. After casting, it was gradually cooled using a propane gas burner while pouring the molten metal surface. It should be noted that the generation of bubbles due to oxygen release during casting of the molten silver was very small, and the surface of the ingot thus obtained was in a very good state with no blistering and hole opening due to bubbles. Thereafter, lead and tellurium of the obtained silver ingot were analyzed. As a result, the lead and tellurium contents were both 1 ppm or less.

(実施例4)
鉛15ppm及びテルル2ppmを含有する還元銀粉500gをアルミナ製坩堝に入れ、この坩堝を坩堝炉内に設置した。坩堝炉内は大気雰囲気として、加熱し、1100℃に到達後、坩堝内にリン酸カルシウム5gを投入し、1時間保持した。このとき消耗式の酸素プローブを用いて酸素分圧測定を行ったところ、酸素分圧(logPo)は、−5であった。次いで、坩堝内に木炭粉を熔融銀の表面が覆われる程度に添加し、15分間保持した。その後、残留した木炭粉を分離した後、熔融銀を耐熱鋳鉄製鋳型に鋳造した。なお鋳造後には、プロパンガスバーナーを使って鋳造物の湯面をあぶりながら徐冷した。なお、熔融銀の鋳造に際しての酸素放出による気泡の発生は極めて少なく、そのため得られたインゴットの表面は、気泡によるふくれ及び穴開きが無く平滑な形状であり、極めて良好な状態であった。その後、得られた銀インゴットの鉛及びテルルの分析を行なった。その結果、鉛及びテルルの含有量は、いずれも、1ppm以下であった。
Example 4
500 g of reduced silver powder containing 15 ppm lead and 2 ppm tellurium was placed in an alumina crucible, and the crucible was placed in a crucible furnace. The inside of the crucible furnace was heated as an atmospheric atmosphere, and after reaching 1100 ° C., 5 g of calcium phosphate was charged into the crucible and held for 1 hour. At this time, when the partial pressure of oxygen was measured using an expendable oxygen probe, the partial pressure of oxygen (logPo 2 ) was −5. Next, charcoal powder was added in the crucible to such an extent that the surface of the molten silver was covered and held for 15 minutes. Then, after remaining charcoal powder was separated, molten silver was cast into a heat-resistant cast iron mold. After casting, it was gradually cooled using a propane gas burner while pouring the molten metal surface. It should be noted that the generation of bubbles due to oxygen release during casting of the molten silver was very small, and the surface of the ingot thus obtained was in a very good state with no blistering and hole opening due to bubbles. Thereafter, lead and tellurium of the obtained silver ingot were analyzed. As a result, the lead and tellurium contents were both 1 ppm or less.

(比較例1)
リン酸カルシウムを添加しなかったこと以外は実施例1と同様に行ない、酸素分圧の測定と鉛及びテルルの分析を行った。その結果、酸素分圧(logPo)は、−5であった。また、鉛及びテルルの含有量は、それぞれ15ppm、及び2ppmであった。
(Comparative Example 1)
The procedure was the same as in Example 1 except that calcium phosphate was not added, and the oxygen partial pressure was measured and lead and tellurium were analyzed. As a result, the oxygen partial pressure (log Po 2 ) was −5. The contents of lead and tellurium were 15 ppm and 2 ppm, respectively.

(比較例2)
黒鉛製坩堝を用いたこと以外は実施例1と同様に行ない、酸素分圧の測定と鉛及びテルルの分析を行った。その結果、酸素分圧(logPo)は、−9であった。また、鉛及びテルルの含有量は、それぞれ12ppm、及び2ppmであった。
(Comparative Example 2)
The procedure was the same as in Example 1 except that a graphite crucible was used, and the oxygen partial pressure was measured and lead and tellurium were analyzed. As a result, the oxygen partial pressure (log Po 2 ) was −9. The contents of lead and tellurium were 12 ppm and 2 ppm, respectively.

以上より、実施例1〜4では、銀粉は酸化性雰囲気下燐酸カルシウムの共存下で加熱熔融され、本発明の方法に従って行われたので、1回の溶融処理で銀インゴット中の鉛、テルル、及びセレンの含有量のそれぞれを10ppm以下、さらには1ppm以下にまで安定的に低減し、さらに、脱酸素処理により表面状態が良好な高純度銀インゴットが得られることが分かる。これに対して、比較例1又は2では、リン酸カルシウムの添加又は雰囲気のいずれかがこれらの条件に合わないので、不純物元素の含有量において満足すべき結果が得られないことが分かる。   From the above, in Examples 1 to 4, since silver powder was heated and melted in the presence of calcium phosphate in an oxidizing atmosphere and carried out according to the method of the present invention, lead, tellurium, In addition, it can be seen that each of the selenium content and the selenium content is stably reduced to 10 ppm or less, further 1 ppm or less, and a high-purity silver ingot having a good surface state can be obtained by deoxidation treatment. On the other hand, in Comparative Example 1 or 2, it can be seen that either the addition of calcium phosphate or the atmosphere does not meet these conditions, so that satisfactory results cannot be obtained in the content of the impurity element.

以上より明らかなように、本発明の高純度銀インゴットの製造方法は、電着銀又は還元銀のような銀粉を加熱熔融して鋳造によって高純度銀インゴットを得る際に、鉛、テルル及びセレンを除去することができ、さらにその表面形状が平滑なインゴットを得ることができる方法として有用である。   As is clear from the above, the method for producing a high purity silver ingot according to the present invention is based on lead, tellurium and selenium when a high purity silver ingot is obtained by casting by melting silver powder such as electrodeposited silver or reduced silver. It is useful as a method capable of removing an ingot and further obtaining an ingot having a smooth surface shape.

実施例及び比較例で使用した坩堝炉の概略構造を表す図である。It is a figure showing the schematic structure of the crucible furnace used by the Example and the comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 坩堝炉
2 炉本体
3 蓋
4 坩堝
1 crucible furnace 2 furnace body 3 lid 4 crucible

Claims (6)

鉛、テルル又はセレンから選ばれる少なくとも1種の不純物元素を含む銀粉を、酸化性雰囲気下、下記(イ)又は(ロ)のやり方で、リン酸カルシウムの共存下に加熱熔融し、不純物元素を除去した後、得られた熔融銀を鋳型に鋳造することを特徴とする高純度銀インゴットの製造方法。
(イ)前記銀粉にリン酸カルシウムを添加し、その後坩堝中で加熱熔融する。
(ロ)前記銀粉を坩堝中で加熱熔融した後、リン酸カルシウムを添加し、さらに加熱熔融する。
Silver powder containing at least one impurity element selected from lead, tellurium or selenium was heated and melted in the presence of calcium phosphate in an oxidizing atmosphere in the following manner (a) or (b) to remove the impurity element. Then, the manufacturing method of the high purity silver ingot characterized by casting the obtained molten silver to a casting_mold | template.
(A) Calcium phosphate is added to the silver powder and then heated and melted in a crucible.
(B) After the silver powder is heated and melted in a crucible, calcium phosphate is added and further heated and melted.
前記リン酸カルシウムの添加量は、銀粉に対して0.5〜15重量%であることを特徴とする請求項1に記載の高純度銀インゴットの製造方法。   2. The method for producing a high purity silver ingot according to claim 1, wherein the addition amount of the calcium phosphate is 0.5 to 15 wt% with respect to the silver powder. 前記酸化性雰囲気は、熔融銀の酸素分圧を次式に示す範囲に制御しながら形成されることを特徴とする請求項1に記載の高純度銀インゴットの製造方法。
−0.7>logPo>−7
(但し、式中、Poはatm単位による熔融銀中の酸素分圧を表し、かつ1200℃の温度基準に換算したものである。)
2. The method for producing a high purity silver ingot according to claim 1, wherein the oxidizing atmosphere is formed while controlling an oxygen partial pressure of molten silver within a range represented by the following formula.
−0.7> log Po 2 > −7
(However, in the formula, Po 2 represents the oxygen partial pressure in the molten silver in atm units, and is converted to a temperature reference of 1200 ° C.)
前記坩堝は、非還元性材質のものであることを特徴とする請求項1に記載の高純度銀インゴットの製造方法。   The method for producing a high purity silver ingot according to claim 1, wherein the crucible is made of a non-reducing material. 前記加熱熔融の温度は、970〜1300℃であることを特徴とする請求項1に記載の高純度銀インゴットの製造方法。   The method for producing a high-purity silver ingot according to claim 1, wherein a temperature of the heat melting is 970 to 1300 ° C. さらに、鋳造に先だって、熔融銀の脱酸素処理を行なうことを特徴とする請求項1に記載の高純度銀インゴットの製造方法。   The method for producing a high-purity silver ingot according to claim 1, further comprising deoxidizing the molten silver prior to casting.
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