JP2008297565A - 銅電解スライムの回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 銅の電解精製において発生する銅電解スライムを、電解槽から流送配管を通して効率的に回収するための装置を提供する。
【解決手段】 電解槽から銅電解スライムを回収する流送配管３内に、高圧水流を噴出する噴出ノズル８ａ、８ｂ、８ｃを１〜５ｍの間隔で複数個配置すると共に、各噴出ノズル８ａ、８ｂ、８ｃに接続した高圧バルブ７ａ、７ｂ、７ｃを上流から下流に向かって順に切り替えることにより、高圧水流が噴出する噴出ノズル８ａ、８ｂ、８ｃの位置を制御する。噴出ノズル８ａ、８ｂ、８ｃから噴出される高圧水流は、形状が充円錐型で且つ噴出内角が３０〜４５°であることが好ましい。
【選択図】 図３

Description

本発明は、銅の電解精製において発生する銅電解スライムを効率的に回収するための装置に関する。

銅の電解精製においては、銅品位９９.５％程度に粗精製された銅アノードを陽極とし、銅品位９９.９９％の銅母板やステンレス母板を陰極として、両極間に電気を通じることにより、陰極側に電気銅を電着させている。

銅アノード中には、金、銀、鉛、ビスマスなど、銅電解における目的外金属が含まれている場合が多く、この目的外金属は個々の溶出率に従って電解液中に溶出するか、または電解槽底に沈殿物（銅電解スライムまたは単にスライムと称される）として堆積する。特に金や銀などほとんどの貴金属は、電解液中に溶出せず、電解槽底に銅電解スライムとして堆積する。

そのため、銅電解に使用された銅アノードの使用期間が終了すると、電解槽の底に堆積した銅電解スライムは回収され、ピットに貯留された後、汲み上げられて貴金属精製工程に移送され、金や銀などの貴金属が生産される。例えば、特開２００４−０７６１４２号公報や特開２００４−０９１８９８号公報などには、銅電解スライムから金や銀などの貴金属を回収する方法が記載されている。

電解槽から流送配管に排出された銅電解スライムは、電解液と混合されたスラリー状態であるが、電解液に対する比重が大きいためスラリー状態を維持できなくなり、流送配管内を移動する間に電解液だけが移送されて、スライムは流送配管の途中に堆積する傾向がある。特に流送配管の屈曲部位にはスライムが堆積しやすく、最悪の場合は流送配管を閉塞することがある。

このように、貴金属含有量の高い銅電解スライムが流送配管内に堆積して、貴金属回収工程内に滞留することは、単位重量あたりの単価が比較的高価な仕掛かり品の在庫が増大することになるため操業上極めて不利である。しかしながら、この流送配管内に堆積したスライムの回収作業は、従来から人手により行われることが普通であり、機械的な回収方法は知られていない。

人手による銅電解スライムの回収作業は、複数ある電解槽にそれぞれ設置されている流送配管の全域にわたって行われるため、多大な時間的、人的コストを必要とする。また、スライムの作業道具への付着や、流送配管外への飛散などにより、貴金属を含むスライムが工程外に遺失されることがあるため、貴金属生産量が低下するなどの問題点があった。

特開２００４−０７６１４２号公報 特開２００４−０９１８９８号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑み、銅の電解精製において発生する銅電解スライムを効率的に回収するための装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、銅電解スライムを流送配管内に滞留することなく流す手段について鋭意検討した結果、流送配管内に複数の高圧の噴出ノズルを設置し、且つ噴出ノズルの配置及び噴出順の制御により、更には噴出水流の形状などを最適化することにより、銅電解スライムを効率よく回収できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

即ち、本発明が提供する銅電解スライムの回収装置は、電解槽から銅電解スライムを回収する流送配管内に、高圧水流を噴出する噴出ノズルを１〜５ｍの間隔で複数個配置すると共に、各噴出ノズルに接続した高圧バルブを切り替えることにより、高圧水流が噴出する噴出ノズルの位置を制御する機構を有することを特徴とする。

上記本発明の銅電解スライムの回収装置においては、前記噴出ノズルから噴出される高圧水流の形状が充円錐型であり、且つ高圧水流の噴出内角が３０〜４５°であることが好ましい。また、前記噴出ノズルから噴出される高圧水流は、圧力が５０〜１００ＭＰａ、流量が３０〜５０Ｌ／分であることが好ましい。

本発明によれば、銅電解スライムが堆積しやすい流送配管に高圧水の噴出ノズルを複数設置して、高圧水流が噴出する噴出ノズルの位置を制御することで、流送配管の閉塞を防ぎ、銅電解スライムを効率よく回収することができる。従って、本発明の銅電解スライムの回収装置を用いることにより、人手に頼らずに、銅電解スライムを効率よく回収して操業コストを下げると共に、貴金属を多く含有する銅電解スライムの遺失を防止することができる。

銅の電解精製において銅アノードの電解が終了すると、電解槽の底に堆積した銅電解スライムは、図１に示すように、電解槽１の底に配置したスライム抜取パイプ２から電解液と共に流送配管３に流し込まれる。即ち、電解槽１の底に１又は２以上のスライム抜取パイプ２を設置し、その入口の開閉栓（図示せず）を開くことにより、流送配管３にスライムを流し込む。

電解槽１の通常のサイズは、図２に示すように、長手方向の全長Ｌ１が４０〜６０ｍ程度、短手方向の全長Ｌ２が１０〜２０ｍ程度である。流送配管３は直径１５０〜３００ｍｍ程度であり、例えば図２のごとく電解槽１の長手方向と短手方向の２辺に沿って設置され、銅電解スライムを貯留するピット４に至るまで、屈曲部を含めた流送配管３の全長は５０〜８０ｍ程度である。

上記電解槽から流送配管に流し込まれた銅電解スライムを、流送配管内に堆積させずにピットに効率よく回収するため、本発明においては、流送配管内に高圧水流を噴出する噴出ノズルを複数設置し、スライムをピットの方向に押し流す。しかし、複数の噴出ノズルを配置しただけでは、流送配管内にスライムが残りやすく、特に屈曲部に堆積しやすいことが分った。また、これを回避するため噴出水量を増加させると、ピットが溢れるなどの不都合が生じる。

そこで、本発明においては、各噴出ノズルに接続した高圧バルブを切り替えることによって、高圧水流が噴出する噴出ノズルの位置を制御する。例えば、図３に示すように、工業用水タンク５に貯留された工業用水を高圧ポンプ６で各高圧バルブ７ａ、７ｂ、７ｃに送り、まず、流送配管３のピット方向から最も遠い側の噴出ノズル８ａに連結された高圧バルブ７ａを開けることで、噴出ノズル８ａと８ｂの間のスライムを噴出ノズル８ｂよりもピット方向に押し流した後、高圧バルブ７ａを閉じる。

次に、噴出ノズル８ｂに連結された高圧バルブ７ｂを開けることで、噴出ノズル８ｂと８ｃの間にあるスライムを噴出ノズル８ｃよりもピット方向に押し流した後、高圧バルブ７ｂを閉じる。このように、ピットから最も遠い側から順に一つずつ高圧バルブを開閉することによって、銅電解スライムを流送配管３内に残したり又は堆積させたりすることなく、ピットまで移送することができる。

流送配管内に配置する噴出ノズルの間隔は、流送配管の長さや形状、噴出水流の水圧や水量に応じて適宜定めれば良いが、通常は１〜５ｍの間隔が好ましい。噴出ノズルの間隔が５ｍを超えると、屈曲部分はもちろん直管部分においても、次の噴出ノズルまでスライムを押し流すことができない。また、噴出ノズルの間隔を１ｍ未満にしても、スライムを押し流す効果が大幅に向上することはない。

更に好ましい噴出ノズルの間隔として、流送配管の直管部分では３〜５ｍ程度の間隔で充分であるが、屈曲部分ではスライムが流れ難いので１〜３ｍ程度の間隔とすることが望ましい。また、屈曲部分のなかでも、例えば図２に示す電解槽１の角部のように、流送配管３の屈曲角度が９０°程度又はそれ以下に屈曲した部分では、特にスライムが押し流され難くなるため、上記１〜３ｍｍの間隔で設置した噴出ノズル以外に、屈曲部分の入口に噴出バルブを追加設置することが好ましい。

噴出ノズルから噴出する高圧水流については、通常使用されている直径１５０〜３００ｍｍ程度の流送配管の場合、水圧を５０〜１００ＭＰａ、流量を３０〜５０Ｌ／分とすることが好ましい。水圧が５０ＭＰａ未満あるいは流量が３０Ｌ／分未満では、流送配管内に堆積したスライムを押し流すことができず、また水圧が１００ＭＰａを超えるか又は流量が５０Ｌ／分を超えても、スライムを押し流す効果に変わりがないうえ、流量が多くなりすぎるとピットが溢れる恐れがあるからである。

また、噴出バルブから噴出される噴出水流の形状については、空間的に広がりをもつ形状、例えば扇型あるいは円錐型であれば好適に使用できる。高圧の噴出水流の形状が空間的な広がりを持っていれば、高圧バルブの開閉操作を繰り返し行うことで、流送配管内の堆積スライムを残すことなく押し流すことができるので、人力によるスライム回収作業が不要となる。

更に好ましくは、図４に示すように、噴出水流９が内部に空洞部分のない充円錐型であり、且つ噴出水流９の内角θが３０〜４５°であることによって、流送配管３内の銅電解スライム１０を押し流すだけでなく、噴出水流９が次の噴出バルブの位置まで流送配管３の内壁に飛散する。その結果、流送配管３の内壁に付着したスライムに直接水流が到達して、スライムを配管底部に洗い落とすことができるため、流送配管３内にスライムが残らないように全量を押し流すことができるだけでなく、高圧バルブの開閉操作の回数を低減させることができる。

また、噴出バルブの噴出口の位置は、銅電解スライムの堆積状況や流送配管の直径に応じて適宜調節すればよいが、一般的には流送配管の断面で見た場合、通常堆積している銅電解スライムの正面位置とすることが好ましい。例えば噴出バルブの噴出口の高さは、図４（ａ）に示すように、流送配管３の底面から流送配管３の直径の１／４〜１／３程度の高さとすることが望ましい。

［実施例１］
噴出ノズルとして、噴出水流の形状が扇型となる高圧噴出ノズル（いけうち（株）製、商品名：扇形ノズル３／８ＤＳＰ１２２３８Ｓ３０３）を用い、電解槽の流送配管内に複数の噴出ノズルを配置した。即ち、ピットまでの配管長が約５０ｍの流送配管の全長に、間隔が３ｍとなるように計１８個の噴出ノズルを配置した。また、この１８個とは別に、流送配管が９０°に屈曲している部分の入口にも噴出ノズルを設置した。

これら１９個の噴出ノズルを、それぞれ高圧バルブを介して高圧のプランジャーポンプ（ＩＷＡＫＩ（株）製）に接続し、圧力８０ＭＰａ、流量４０Ｌ／分で稼動させた。具体的には、初めにピットから最も遠い最上流の噴出ノズルの高圧バルブを開け、約３０秒間高圧水流を噴射した後、次の噴出ノズルの高圧バルブを開け、その前の噴出ノズルの高圧バルブを閉じた。この高圧バルブの開閉操作を最下流の噴出ノズルの高圧バルブまで順次実施した。

上記した最上流から最下流まで全ての噴出ノズルについての高圧バルブの開閉操作を１単位とし、全ての噴出ノズルから高圧の噴出水流を順次噴出させる操作を５単位繰り返した。その後、流送配管内を目視で確認したところ、銅電解スライムは流送配管内に全く残っておらず、ピットまで完全に押し流すことができた。

［比較例１］
上記実施例１と同様に流送配管の全長に間隔が３ｍとなるように計１８個の噴出ノズルを配置したが、流送配管が９０°に屈曲している部分の入口には噴出ノズルを設置しなかった。

この流送配管の銅電解スライム回収装置について、上記実施例１と同じ条件で同様の操作を実施したところ、５単位の操作を繰り返した後も、流送配管が９０度に屈曲している部分には銅電解スライムの堆積が残っていた。

［実施例２］
噴出ノズルとして、噴出水流の形が充円錐型で且つ噴出水流の内角が４０°となる高圧噴出ノズル（いけうち（株）製、商品名：充円錐ノズル３／８ＭＮＪＪＰ３０２０Ｓ３０３）を用いた以外は、上記実施例１と同様に１９個の噴出ノズルを設置した。

この流送配管の銅電解スライム回収装置について、上記実施例１と同じ条件で同様の操作を実施し、２単位の操作を繰り返した時点で流送配管内を目視で確認したところ、銅電解スライムは流送配管内に全く残っておらず、ピットまで完全に押し流されていた。

電解槽に配置したスライム抜取パイプと流送配管を示す概略の斜視図である。 電解槽と流送配管の位置関係を示す概略の平面図である。 本発明の銅電解スライム回収装置を示す概略の側面図である。 充円錐型の水流を示す模式図であって、（ａ）は側面からみた断面図及び（ｂ）は正面からみた断面図である。

符号の説明

１ 電解槽
２ スライム抜取パイプ
３ 流送配管
４ ピット
５ 工業用水タンク
６ 高圧ポンプ
７ａ、７ｂ、７ｃ 高圧バルブ
８、８ａ、８ｂ、８ｃ 噴出ノズル
９ 噴出水流
１０ 銅電解スライム

Claims (3)

1. 電解槽から銅電解スライムを回収する流送配管内に、高圧水流を噴出する噴出ノズルを１〜５ｍの間隔で複数個配置すると共に、各噴出ノズルに接続した高圧バルブを切り替えることにより、高圧水流が噴出する噴出ノズルの位置を制御する機構を有することを特徴とする銅電解スライムの回収装置。
2. 前記噴出ノズルから噴出される高圧水流の形状が充円錐型であり、且つ高圧水流の噴出内角が３０〜４５°であることを特徴とする、請求項１に記載の銅電解スライムの回収装置。
3. 前記噴出ノズルから噴出される高圧水流は、圧力が５０〜１００ＭＰａ、流量が３０〜５０Ｌ／分であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の銅電解スライムの回収装置。

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