JP2018065167A - 電解用アノードの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る電解用アノードの製造方法は、溶融粗金属をアノード鋳型に鋳込む鋳込み工程と、鋳込まれた溶融粗金属を冷却する冷却工程と、冷却されたアノード鋳型から、溶融粗金属からなる電解用アノードを剥ぎ取る剥取り工程と、電解用アノードが剥ぎ取られた後に、アノード鋳型に離型剤を散布する離型剤散布工程とを有し、離型剤は、粒度D50が15μm以下の粘土粉と粘結剤とを含有し、離型剤に対する粘結剤の添加量の割合[粘結剤添加量(mL)/離型剤重量(g)]が0.03(mL/g)以上0.05(mL/g)であり、アノード鋳型1m2当たりに散布する離型剤の散布量[離型剤重量(g)/アノード鋳型の散布面積(m2)]が80(g/m2)以上110(g/m2)以下である。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば図1に示すような構成の電解用アノード鋳造装置10において実施することができる。なお、以下では、一具体例として、銅製錬プロセスの一部に本発明に係る電解用アノードの製造方法を適用した場合について説明する。
図1に示す通り、本発明の電解用アノードの製造方法を実施可能な、電解用アノード鋳造装置10は、ターンテーブル11、冷却装置13、剥取機14、離型剤散布部15、及びアノード鋳型20等を備える。
図2に示す通り、本発明の電解用アノードの製造方法によって製造可能な電解用アノード30は、後の電解工程において電解液に浸漬されるアノード本体と、アノード本体を電解槽に垂下するための一対の垂下用耳部とを有する。
<2−1.各工程について>
本発明の電解用アノードの製造方法は、電解用アノード鋳造装置10において、以下にその詳細を説明する鋳込み工程、冷却工程、剥取り工程、及び離型剤散布工程を、繰返し行うことにより、電解用アノード30を鋳造する製造方法である。
鋳込み工程は、精製粗銅を、図1及び図3に示すアノード鋳型20に鋳込む工程である。この工程では、精製粗銅を、樋部12を介して、一定量ずつアノード鋳型20の鋳型凹部21に傾注することにより、精製粗銅を電解用アノード30の形状に鋳込む。
冷却工程は、アノード鋳型20の鋳型凹部21に鋳込まれた精製粗銅を冷却する工程である。この工程では、鋳込み工程での鋳型凹部21に鋳込まれた精製粗銅に、冷却装置13により冷却水を散布する手段等により、鋳型凹部21内の精製粗銅の固体化を促進する。また、この工程では、同時にアノード鋳型20の温度も、適切な温度にまで低減するように冷却する。
剥取り工程は、冷却工程で冷却されたアノード鋳型20の鋳型凹部21から、固体化した電解用アノード30を剥ぎ取る工程である。電解用アノード30の剥ぎ取り方法として、例えば、予め鋳型凹部21内に設置されている押し上げピン等(図示せず)によって鋳型凹部21から電解用アノード30の一部である耳部分(垂下用耳部)を押し上げ、押し上げられた当該部分を剥取機14により引掛けて剥取る方法により行うことができる。
離型剤散布工程は、電解用アノード30が剥ぎ取られた後のアノード鋳型20の鋳型凹部21内に所定の割合で離型剤を散布する工程である。上述した剥取り工程において電解用アノード30が剥ぎ取られた後、次の鋳込み工程を好ましい態様で行うために、この離型剤散布工程において離型剤を散布する。そして、アノード鋳型20に散布された離型剤は、充分に水分を蒸発させて離型層として形成される。離型層が形成されたアノード鋳型20は、次サイクルの鋳込み工程を行うために、精製粗銅の鋳込み位置まで回送され、新たな精製粗銅が鋳込まれる。
ここで、離型剤散布工程にてアノード鋳型20に散布される離型剤は、粘土粉と、粘結剤と、水とが混合され、スラリーとして使用される。具体的に、本発明においては、粒度D50が15μm以下の粘土粉により構成される離型剤を用いることを特徴としている。以下、粘土粉及び粘結剤について、それぞれ説明する。
(粘土粉)
離型剤は、主として粘土粉により構成される。具体的に、その粘土粉は、特に限定されないが、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、バーミキュライト等の鉱物のうちの1種以上を主成分として含む。
離型剤は、上述した粘土粉と共に、粘結剤を含有する。粘結剤とは、離型剤(スラリー)に所定の粘度を付すものであり、かつ離型剤とアノード鋳型20との密着性を高める役割に寄与するものである。
M2O・nSiO2・mH20
(但し、Mは、Na、K等から選ばれるアルカリ金属、nは0.5〜4である。)
本発明において、離型剤散布工程にて散布する離型剤の散布量は、アノード鋳型1m2当たりに散布する離型剤の散布量[離型剤重量(g)/アノード鋳型の散布面積(m2)]として、80(g/m2)以上110(g/m2)以下とする。離型剤の散布量をこのような範囲とすることにより、アノード鋳型20の寿命の維持に必要な最低限の離型層の層厚を確保できると共に、剥ぎ取り工程時までに必要な電解用アノード30の冷却量を確保することができる。
(焼成粘土粉の作製)
離型剤として用意した結晶水含有粘土粉に含まれる結晶水の分解温度は、JIS KO129による示差熱−熱重量分析による測定で、900℃であった。よって、この結晶水含有粘土粉を900℃で10分間保持することにより結晶水分解処理を施し、焼成粘土粉とした。分解した結晶水分量は、結晶水含有粘土粉の質量に対して9質量%であった。この焼成粘土粉の粒度D50を測定したところ、粒度D50=15.6μmであり、処理前の結晶水含有粘土粉よりも粗大化していた。
粉砕して得られた粒度D50=8.6μmの焼成粘土粉と、粘結剤である水ガラスとを、工業用水に添加撹拌し、表1に示す条件となる離型剤を調製した。水ガラスには、JIS K1408、3号に規定される珪酸ソーダを使用した。
上述のようにして得られた離型剤を、アノード鋳型に均一に散布して90秒乾燥させ、離型剤層を形成する離型剤散布工程を経た後、上述した鋳込み工程、冷却工程、剥取り工程を経て電解用アノードを作製した。なお、アノード鋳型1つ当たり、1日に製造される電解用アノードの枚数を、80枚とした。
離型剤として使用する粘土粉として、焼成粘土粉を粉砕せず使用したこと、すなわち粒度D50=15.6μmの粘土粉を使用したこと以外は、実施例1と同様にして電解用アノード鋳造を行った。
離型剤における水ガラスの添加量、離型剤の塗布量を、表1に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして電解用アノード鋳造を行った。
アノード鋳型に焼き付きが発生した時点を「アノード鋳型の寿命」に到達したとして、それまでの期間を測定した。また、製造した電解用アノード電極の表面における膨れを測定した。なお、電解用アノード電極の膨れ高さは、任意に選択された電解用アノード10枚における最も高い膨れの高さの平均値とする。
11 ターンテーブル
12 樋部
13 冷却装置
14 剥取機
15 離型剤散布部
20 アノード鋳造用鋳型
21 鋳型凹部
30 電解用アノード
Claims (3)
- 溶融粗金属をアノード鋳型に鋳込む鋳込み工程と、
前記アノード鋳型に鋳込まれた前記溶融粗金属を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程で冷却された前記アノード鋳型から、前記溶融粗金属からなる電解用アノードを剥ぎ取る剥取り工程と、
前記電解用アノードが剥ぎ取られた後に、前記アノード鋳型に離型剤を散布する離型剤散布工程と、を有する電解用アノードの製造方法であって、
前記離型剤は、粒度D50が15μm以下の粘土粉と、粘結剤とを含有し、
前記離型剤に対する前記粘結剤の添加量の割合[粘結剤添加量(mL)/離型剤重量(g)]が0.03(mL/g)以上0.05(mL/g)であり、
前記アノード鋳型1m2当たりに散布する前記離型剤の散布量[離型剤重量(g)/アノード鋳型の散布面積(m2)]が80(g/m2)以上110(g/m2)以下である、
電解用アノードの製造方法。 - 前記粘結剤が水ガラスである、請求項1に記載の電解用アノードの製造方法。
- 前記粘土粉は、結晶水を含有する結晶水含有粘土粉を、示差熱−熱重量分析により測定される前記結晶水の分解温度以上の温度で保持する結晶水分解処理することによって得る、
請求項1又は2に記載の電解用アノードの製造方法。
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