JP2013040371A - 金属の製造装置及び金属の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 金属の製造装置は、電解精製で使用する添加剤60aを連続的に溶解する添加剤溶解装置2と、添加剤溶解装置2によって溶解した添加剤溶液200を電解液10中へ連続的に供給する添加剤溶液供給装置3とを備えていることを特徴とし、金属の製造方法は、添加剤60aの溶解及び添加剤60aを溶解した添加剤溶液200の電解液10中への投入を連続的に行うことにより添加剤の経時的な劣化に伴う添加剤の過剰添加を防止すると共に電解液10中の添加剤の濃度を安定化させることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
電解精製によって各種の金属が生産されるが、本実施形態では電解精製によって銅を製造する場合を例にして説明する。初めに、図1に示す銅の製造装置である電解精製装置1は、概略として、電解液10が満たされた電解槽11と、電解槽11から電解液10を定量的に回収する排液槽12と、新たな電解液10を電解槽11に定量的に供給する供給タンク13と、添加剤の一つである塩酸140を貯留する塩酸槽14と、供給タンク13に供給するための電解液10を貯留する電解液供給槽15を備えると共に、さらに、添加剤溶解装置2及び添加剤溶液供給装置3を備えて構成されている。また、排液槽12へ回収された電解液10を供給タンク13へ移送する配管16aの途中にはポンプ17aが配設され、塩酸槽14に貯えられた塩酸140を供給タンク13に移送する配管16bの途中にはポンプ17bが配設され、電解液供給槽15に貯えられた新鮮な電解液10を供給タンク13に移送する配管16cの途中にはポンプ17cが配設され、供給タンク13内に貯えられた添加剤が添加された電解液10を電解槽11に移送する配管16dにはポンプ17dが配設されている。
添加剤溶解装置2は、添加剤を溶解するための溶解槽23と、添加剤を連続的に溶解槽23に投入するための添加剤供給装置である第一のフィーダ装置22aを備えた第一の溶解装置20aと、他の添加剤を連続的に溶解槽23に投入するための添加剤供給装置である第二のフィーダ装置22bを備えた第二の溶解装置20bと、溶解槽23に溶媒を供給するためにバルブ50a及び配管50bによって構成された溶媒供給装置50と、溶解槽23内に貯えられた添加剤溶液200の液面の高さの変化を測定する液面レベル計測装置27と、溶解槽23内の添加剤溶液200の温度を測定する電子温度計28を備えて構成されており、さらに、第一のフィーダ装置22a及び第二のフィーダ装置22b並びに溶媒供給装置50の動作を制御する制御装置30と、溶解槽23において調整した添加剤溶液200を供給タンク13へ移送する配管24,16aに設けられたポンプ25を備えている。図1において配管16a,16b,24は、それぞれ連結された状態で供給タンク13に至るようになっているが、これに限らず、それぞれ独立して別々に供給タンク13に至るようにしてもよい。尚、本実施形態における溶媒は水である。
添加剤を溶解槽23に供給する第一のフィーダ装置22a及び第二のフィーダ装置22bは、例えば、株式会社クボタ製「CE−W」型「2軸スクリュー式カセットウェイングフィーダ」を用いて構成することができる。ここで、第一のフィーダ装置22aと第二のフィーダ装置22bはほぼ同じ構成を備えているので、以下、第一のフィーダ装置22aに基づいてその構成を説明する。第一のフィーダ装置22aは、ロスインフィーダとも呼ばれ、概略として図2に示すように、基台221と、基台221に設置された駆動部222と、駆動部222により内蔵の後述するスクリューが回転駆動されるスクリュー機構223と、スクリュー機構223の上部に配設されて添加剤をスクリュー機構223に供給するホッパ部224と、スクリュー機構223の端部側に送り出された添加剤を排出する排出筒235を備えると共に、排出された添加剤の量を計測するロードセル26aを備えて構成されている。そして、排出筒235には、溶解槽23への添加剤供給路となる投入シュート220aが連結されている。
添加剤溶液供給装置3は、添加剤溶解装置2によって溶解した添加剤溶液200を供給タンク13を介して電解液10中へ連続的に供給する装置であり、添加剤溶液200を溶解槽23から供給タンク13へ移送するポンプ25と、ポンプ25を制御する制御装置30によって構成される。尚、制御装置30は、第一のフィーダ装置22a及び第二のフィーダ装置22bの制御及び塩酸140を供給タンク13へ移送するポンプ17bの制御も行う。制御装置30は、少なくとも中央処理装置と記憶装置(いずれも図示せず)を備えており、予め記憶装置に記憶させたプログラムに基づいて制御装置30へ送られてくる各種の計測データや測定データを使用して中央処理装置で処理することで各種の制御を実行する。
次に、上述した銅の製造装置である電解精製装置1の動作について、本発明に係る金属の製造方法の説明と併せて説明する。
初めに、電解精製による銅の製造方法の概要を説明する。まず、電解精製装置1の電解槽11には電解液10が満たされており、陽極となるアノード(図示せず)と陰極板5が複数交互に配置されている。そして、供給タンク13には、陰極板5における銅の析出状態改善等のためのチオ尿素60a、ニカワ60b、塩酸140等の添加剤が添加された状態の電解液10が貯えられている。チオ尿素60aとニカワ60bは溶解槽23内で溶解され、添加剤溶液200はポンプ25によって供給タンク13に移送される。陰極板5は図示しない搬入・搬出システムによって所定の数が所定の間隔をもって連続的に電解槽11内に搬入される。そして、アノードと陰極板5の間に所定の直流電圧を印加することによって銅の電解精製が行われ、陰極板5の表面に電気銅が電着する。電気銅が陰極板5の表面に所定の厚みに電着されると、陰極板5は上記搬入・搬出システムによって電解槽11から搬出され、所定の場所へ移送される。その後、新たな陰極板5が搬入システムによって電解槽11に搬入され、再び上述した電解精製処理が実施される。
2 添加剤溶解装置
3 添加剤溶液供給装置
5 陰極板
10 電解液
11 電解槽
12 排液槽
13 供給タンク
14 塩酸槽
15 電解液供給槽
20a 第一の溶解装置
20b 第二の溶解装置
22a 第一のフィーダ装置
22b 第二のフィーダ装置
23 溶解槽
24 配管
25 ポンプ
26a,26b ロードセル
27 液面レベル測定器
28 電子温度計
30 制御装置
50 溶媒供給装置
Claims (10)
- 電解精製によって金属を製造する装置であって、
電解精製で使用する添加剤を連続的に溶解する添加剤溶解装置と、
前記添加剤溶解装置によって溶解した添加剤溶液を電解液中へ連続的に供給する添加剤溶液供給装置と、
を備えてなることを特徴とする金属の製造装置。 - 請求項1に記載の金属の製造装置において、
前記添加剤溶解装置は、
添加剤を溶解する溶解槽と、
添加剤収容部に収容された添加剤を連続的に切り出して前記溶解槽に供給する一又は複数の添加剤供給装置と、
前記溶解槽へ溶媒を供給する溶媒供給装置と、
前記添加剤供給装置及び溶媒供給装置の動作を制御して前記添加剤及び前記溶媒を前記溶解槽へ供給する供給量を制御する制御装置と、
を備えてなることを特徴とする金属の製造装置。 - 請求項2に記載の金属の製造装置において、
一又は複数の前記添加剤供給装置の前記添加剤収容部のそれぞれへ補充するための添加剤を貯える一又は複数のホッパを備え、
前記ホッパは、塊化した添加剤を前記添加剤収容部への移送前に粉砕する解砕機を備えてなることを特徴とする金属の製造装置。 - 請求項2又は3に記載の金属の製造装置において、
前記添加剤供給装置によって切り出された添加剤を前記溶解槽へ投入する投入シュートを備え、
前記投入シュートは、傾斜して設けられると共に、溶媒を供給する溶媒導入部を有し、
前記投入シュートに投入された添加剤を前記溶媒導入部から供給する溶媒によって溶解させながら前記溶解槽へ投入するようにしたことを特徴とする金属の製造装置。 - 請求項2から4のいずれか1項に記載の金属の製造装置において、
前記溶解槽は、内部で発生する蒸気を外部に排出する排気装置を備えると共に、前記添加剤供給装置内圧力よりも負圧としたことを特徴とする金属の製造装置。 - 電解精製によって金属を製造する方法であって、
電解精製で使用する添加剤の溶解及び前記添加剤を溶解した添加剤溶液の電解液中への供給を連続的に行うことを特徴とする金属の製造方法。 - 請求項6に記載の金属の製造方法において、
前記添加剤の溶解は、
添加剤供給装置の添加剤収容部に収容された前記添加剤を連続的に切り出して溶解槽へ投入するステップと、
所定量の溶媒を前記溶解槽内へ連続的に供給するステップと、
を含み構成されてなることを特徴とする金属の製造方法。 - 請求項7に記載の金属の製造方法において、
前記添加剤は、前記溶媒の一部を用いて溶解させながら前記溶解槽へ投入することを特徴とする金属の製造方法。 - 請求項8に記載の金属の製造方法において、
所定の傾斜を有して形成された投入シュートを介して前記添加剤供給装置によって連続的に切り出された添加剤を前記溶媒の一部で溶解しながら前記溶解槽へ案内して前記溶解槽へ投入することにより、前記添加剤溶液から発生する蒸気による前記添加剤の固化又は劣化、さらには前記添加剤の配管への付着を防止したことを特徴とする金属の製造方法。 - 請求項7又は8に記載の金属の製造方法において、
前記溶解槽内で発生する蒸気を外部に排出すると共に、前記溶解槽内を前記添加剤供給装置内圧力よりも負圧とすることを特徴とする金属の製造方法。
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