JP2019099881A - Method for electrolytically refining nonferrous metal - Google Patents

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Abstract

To provide the method for electrolytically refining the nonferrous metal, that can prevent nonuniform current distribution in an electrolytic tank brought about by an increase in electrical resistance due to a reduction in a contact area of a contact part between a cathode beam and a bus bar.SOLUTION: The method for electrolytically refining the nonferrous metal comprises a step of flat-polishing the contact part 2b of cathode beams 2 used in an electrolytic operation using an abrasive material whose thickness does not change when polishing the contact part of the cathode beam while pressing the abrasive material, as a result, the contact part between the contact part 2c of a plurality of the cathode beams 2 and the contact part 11a of the bus bar 11 has an average contact area of 10 mmor more, and the contact area of the contact part has a standard deviation σ of 3 mmor less. Preferably, the method further comprises a step of measuring the contact area using a pressure-sensitive paper after flat-polishing.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、銅やニッケルなどの非鉄金属の電解精錬方法、特に、電解液に浸漬させたアノードとカソードとの間に通電して、電解液に溶解している銅やニッケルなどの目的金属をカソード表面上に電着させる、非鉄金属の電解精製方法に関する。   The present invention is a method of electrolytic refining of non-ferrous metals such as copper and nickel, and in particular, a target metal such as copper or nickel dissolved in an electrolytic solution by passing a current between an anode and a cathode immersed in the electrolytic solution. The present invention relates to a method of electrolytically purifying non-ferrous metals, which is electrodeposited on the surface of a cathode.

銅(Cu)やニッケル(Ni)などの非鉄金属の製錬方法として、非鉄金属の電解精錬が広く知られている。非鉄金属の電解精錬では、電解液に浸漬させたアノード(陽極板)とカソード(陰極板)との間に通電して、電解液に溶解している銅やニッケルなどの目的金属(製錬の対象となる金属)をカソード表面上に電着させることにより、高純度の目的金属を得ることが可能である。   As a method of smelting and refining nonferrous metals such as copper (Cu) and nickel (Ni), electrolytic refining of nonferrous metals is widely known. In the electrorefining of nonferrous metals, a target metal such as copper or nickel dissolved in an electrolyte is supplied by supplying electricity between an anode (anode plate) and a cathode (cathode plate) immersed in the electrolyte. It is possible to obtain a high purity target metal by electrodepositing the target metal) on the cathode surface.

非鉄金属の電解精錬方法は、電解液中の目的金属をアノードから供給する電解精製方法と、電解液に目的金属を別途溶解させる電解採取方法とに分類される。これらのうち、目的金属をアノードから供給する電解精製方法では、アノードに精製前の目的金属からなる目的金属アノードが用いられるが、電解採取方法では、アノードに不溶性電極からなる不溶性アノードが用いられる。   Electrolytic refining methods of non-ferrous metals are classified into an electrolytic refining method in which the target metal in the electrolytic solution is supplied from the anode, and an electrolytic collection method in which the target metal is separately dissolved in the electrolytic solution. Among these, in the electrolytic purification method in which the target metal is supplied from the anode, the target metal anode made of the target metal before purification is used as the anode, but in the electrolytic collection method, the insoluble anode made of insoluble electrode is used as the anode.

また、非鉄金属の電解精錬方法は、電着を終えた目的金属をカソードから剥ぎ取るパーマネントカソード法と、電着したカソードのまま製品とする種板電解法とに分類される。パーマネントカソード法では、電着前のカソードにはチタンやステンレスなどの母板が使用されるが、種板電解法では、パーマネントカソード法などで剥ぎ取った目的金属を矩形板状に加工した種板が使用される。   In addition, electrolytic refining methods of non-ferrous metals are classified into a permanent cathode method in which the target metal after electrodeposition is peeled off from the cathode, and a seed plate electrolysis method in which the electrodeposited cathode remains as a product. In the permanent cathode method, a base plate such as titanium or stainless steel is used for the cathode before electrodeposition, but in the seed plate electrolysis method, a seed plate obtained by processing the target metal peeled off by the permanent cathode method into a rectangular plate Is used.

たとえば、種板電解法を用いた銅の電解精製方法では、一般的に、粗銅製のアノードと、純銅製のカソードとを電解槽中に交互に吊下げ、電解浴中で通電することにより行われる。   For example, in the electrolytic refining method of copper using a seed plate electrolytic method, generally, an anode made of crude copper and a cathode made of pure copper are alternately suspended in an electrolytic cell, and electricity is supplied in an electrolytic bath. It will be.

カソードに使用する種板は、ステンレスなどの母板をカソードにして、同様の電解を行い、目的金属が薄く電着したところで、この電着物を母板から剥ぎ取って、矩形板状に加工したものである。この種板を電解精製用のカソードとするには、同様にして得た別の種板を裁断してループ状に形成したリボンを得て、このリボンを吊り手として種板の上部に取り付け、カソードビーム(導電用棹)に、リボン(吊り手)を介して種板を吊り下げる。図1に、カソードビームを電解槽の対向する両側壁上部に架け渡して、銅電解精製用のカソードを構成する種板の矩形板状部分の下側大部分を電解槽に装入した状態の一例を示す。   The seed plate used for the cathode was a stainless steel base plate as the cathode, and the same electrolysis was performed, and when the target metal was thinly electrodeposited, this electrodeposition was peeled off from the base plate and processed into a rectangular plate shape It is a thing. In order to make this seed plate a cathode for electrolytic refining, another seed plate obtained in the same manner is cut to obtain a ribbon formed in a loop shape, and this ribbon is attached to the top of the seed plate as a hanger, The seed plate is suspended to the cathode beam (conduction weir) via the ribbon (hanger). In FIG. 1, the cathode beam is bridged over upper opposite side walls of the electrolytic cell, and the lower major part of the rectangular plate-like portion of the seed plate constituting the cathode for copper electrolytic purification is loaded in the electrolytic cell. An example is shown.

図1に示すように、粗銅(Cu純度が97%〜99.5%程度)からなるアノード板10と、純銅(Cu純度が99.9%以上)からなる種板であるカソード板1が、それぞれ複数枚ずつ交互に平行となるように配置される。電解槽(図示せず)の両側の槽壁の一方には、複数のカソード板1の電気的接続を実現するための第1のブスバー11が、他方には、複数のアノード板10の電気的接続を実現するための第2のブスバー12が、それぞれ配置されている。第1のブスバー11には、カソード板1を支持するカソードビーム2の第1の端部2aが電気的に接続された状態で載置され、第2のブスバー12には、アノード板10の第1の耳部10aが電気的に接続した状態で載置される。なお、カソードビーム2の第2の端部2bは、第2のブスバー12に絶縁体6を介して載置され、アノード板10の第2の耳部10bは、第1のブスバー11に絶縁体6を介して載置される。   As shown in FIG. 1, an anode plate 10 made of crude copper (Cu purity is about 97% to 99.5%) and a cathode plate 1 which is a seed plate made of pure copper (Cu purity of 99.9% or more) are A plurality of sheets are arranged alternately in parallel. In one of the cell walls on both sides of the electrolytic cell (not shown), a first bus bar 11 for realizing the electrical connection of the plurality of cathode plates 1 is provided, and in the other, the plurality of electrically conductive anode plates 10 are provided. The second bus bars 12 for realizing the connection are respectively arranged. The first end portion 2 a of the cathode beam 2 supporting the cathode plate 1 is mounted on the first bus bar 11 in a state of being electrically connected, and the second bus bar 12 is mounted on the first bus bar 11. The first ear portion 10a is placed in an electrically connected state. The second end 2 b of the cathode beam 2 is placed on the second bus bar 12 via the insulator 6, and the second ear 10 b of the anode plate 10 is an insulator for the first bus bar 11. Placed through 6.

また、カソードビーム2に、カソード板1に取り付けられたリボン3が吊り下げられることで、カソード板1がカソードビーム2により支持される。カソード板1およびアノード板10の具体的な数は、電解槽の大きさに応じて任意であるが、アノード板10の枚数を、カソード板1の枚数よりも1枚だけ少なくすることが好ましい。たとえば、電解槽1基当たり、アノード板10が51枚配置される場合、アノード板10のそれぞれの間にカソード板1が1枚ずつ計50枚配置され、あるいは、電解槽1基当たり、アノード板10が27枚配置される場合、アノード板10のそれぞれの間にカソード板1が1枚ずつ計26枚配置される。   Further, by suspending the ribbon 3 attached to the cathode plate 1 to the cathode beam 2, the cathode plate 1 is supported by the cathode beam 2. The specific number of cathode plates 1 and anode plates 10 is arbitrary according to the size of the electrolytic cell, but it is preferable to reduce the number of anode plates 10 by one more than the number of cathode plates 1. For example, when 51 anode plates 10 are disposed per one electrolytic cell, a total of 50 cathode plates 1 are disposed one by one between each of the anode plates 10, or one anode plate is disposed per one electrolytic cell. When 27 pieces of 10 are arranged, a total of 26 pieces of cathode plates 1 are arranged between the anode plates 10 one by one.

電流は、第2のブスバー12とアノード板10の第1の耳部10aとの電気的接触部、アノード板10とカソード板1との間の電解液、および、リボン3を順に介して、カソードビーム2の第1の端部2aと第1のブスバー11との電気的接触部を通じて電流が流れる。   The current flows from the cathode through the electrical contact between the second busbar 12 and the first ear 10a of the anode plate 10, the electrolyte between the anode plate 10 and the cathode plate 1, and the ribbon 3 in this order. A current flows through the electrical contact between the first end 2 a of the beam 2 and the first bus bar 11.

具体的には、図2に示すように、第1のブスバー11のうち、それぞれのカソードビーム2の第1の端部2aが載置される複数箇所、および、第2のブスバー12のうち、それぞれのアノード板10の第1の耳部10aが載置される複数箇所に、それぞれ平面視において、ブスバー11、12の長さ方向に伸長する長円形(オーバル形)で、高さ方向に関して他の部分より上方にドーム状に膨出した接点部11a、12aが、ブスバー11、12をプレス成形することにより設けられる。   Specifically, as shown in FIG. 2, among the first bus bars 11, a plurality of places where the first end 2 a of each cathode beam 2 is placed, and, of the second bus bars 12, In a plurality of places where the first ears 10a of the respective anode plates 10 are placed, in plan view, it is an oval (oval shape) extending in the longitudinal direction of the bus bars 11 and 12, other in the height direction The contact portions 11a and 12a which are dome-shaped and bulging upward from the portion of (1) are provided by pressing the bus bars 11 and 12.

図3に示すように、第1のブスバー11とカソードビーム2との接触部は、第1のブスバー11の接点部11aに、カソードビーム2の第1の端部2aの下面である接点部2cを載置することにより構成される。第1のブスバー11の接点部11aとカソードビーム2の接点部2cとの接触部は、電気的に良好な接触状態を保つことが必要である。   As shown in FIG. 3, the contact portion between the first bus bar 11 and the cathode beam 2 is a contact portion 2 c which is the lower surface of the first end portion 2 a of the cathode beam 2 at the contact portion 11 a of the first bus bar 11. By placing the The contact portion between the contact portion 11a of the first bus bar 11 and the contact portion 2c of the cathode beam 2 needs to maintain an electrically good contact state.

通電期間終了後、カソード板1に取り付けられたリボン3から取り外されたカソードビーム2は、繰り返し使用される。すなわち、銅の電解精製では、カソード板(種板)1上に銅を所定の厚さに電着させた後、電着後のカソード板1を電解槽から引上げ、カソードビーム2を抜き取って、リボン3が付いたままのカソード板1が製品として出荷され、カソードビーム2は他のカソード(カソード板1とリボン3とカソードビーム2の組み合わせ)内に組み込まれる。   After the end of the energization period, the cathode beam 2 removed from the ribbon 3 attached to the cathode plate 1 is repeatedly used. That is, in the electrolytic refining of copper, copper is electrodeposited to a predetermined thickness on the cathode plate (seed plate) 1, and then the cathode plate 1 after electrodeposition is pulled out of the electrolytic cell, and the cathode beam 2 is removed. The cathode plate 1 with the ribbon 3 attached is shipped as a product, and the cathode beam 2 is incorporated in another cathode (combination of the cathode plate 1, the ribbon 3 and the cathode beam 2).

なお、パーマネントカソード法では、上述のように、カソードにはチタンやステンレスなどの母板が使用されるが、これらの母板は、カソードビームに恒久的に取り付けられてカソードを構成する。また、ニッケルなどの他の非鉄金属における電解採取方法でも、目的金属が異なるのみで、銅の電解精製法と同様の構成のカソードとアノードが用いられ、カソードの種板あるいは母板は、カソードビームを介して、電解槽に吊り下げられ、カソードビームとブスバーの接続により、カソードの電気的接続が実現されている。   In the permanent cathode method, as described above, mother plates made of titanium, stainless steel or the like are used as the cathode, but these mother plates are permanently attached to the cathode beam to constitute a cathode. In addition, cathodes and anodes having the same configuration as the electrolytic refining method of copper are used in electrowinning methods for other non-ferrous metals such as nickel, except that the target metal is different, and the seed plate or base plate of the cathode is a cathode beam. The electrodes are suspended in the electrolytic cell, and the connection of the cathode beam and the bus bar realizes the electrical connection of the cathode.

このようなカソードビームとしては、特開平01−319695号公報に記載されている、たとえば鉄製の芯棒と、この芯棒の表面を覆う銅からなる被覆層とにより構成され、角形の横断面形状を有するカソードビームや、特開2000−345380号公報に記載されている、銅製の直方体型クロスバーにより構成されたカソードビームがある。   Such a cathode beam is formed of, for example, a core rod made of iron and a covering layer made of copper covering the surface of the core rod as disclosed in JP-A-01-1319695, and has a rectangular cross section. And a cathode beam formed of a rectangular crossbar made of copper as described in JP-A-2000-345380.

ただし、コストと強度を考慮して、多くの場合には、図3に示すように、鉄製の芯棒4と銅の被覆層5とにより構成され、角形の横断面形状を有するカソードビーム2が使用されている。   However, in view of cost and strength, in many cases, as shown in FIG. 3, a cathode beam 2 is formed of a core rod 4 made of iron and a covering layer 5 of copper and has a rectangular cross section. It is used.

ところで、カソードビームの表面には、電解操業中に、発熱と空気に起因した酸化による酸化物の皮膜、あるいは、電解液および酸ミストの付着などによる硫酸塩の皮膜が生成する。この酸化物や硫酸塩の皮膜が厚くなるほど、カソードビームの表面における電気抵抗が増加し、電力消費が大きくなる。皮膜の生じる場所やその厚さはさまざまであるため、電気抵抗の増加量も場所によって異なる。その結果、ある電解槽で使われている複数本のカソードビームには均等に電流が分配されず、それぞれのカソード(またはそれらに対向するアノード)に流れる電流(すなわち電流分布)は不均一になる。   By the way, on the surface of the cathode beam, during electrolytic operation, a film of oxide due to heat generation and oxidation caused by air, or a film of sulfate due to adhesion of an electrolytic solution and an acid mist or the like is formed. The thicker the oxide or sulfate film, the higher the electrical resistance on the surface of the cathode beam and the greater the power consumption. Since the location of the film and its thickness vary, the amount of increase in electrical resistance also varies from location to location. As a result, current is not distributed equally to a plurality of cathode beams used in a certain electrolytic cell, and the current (that is, current distribution) flowing to each cathode (or the anode opposed to them) becomes uneven. .

このような槽内の電流分布が不均一となった場合、局部的な電流集中が起こるので、電着物が樹枝状の形態となり、短絡が発生して、電流効率の低下を招く。また、電流が集中したカソードを構成するカソード板を挟む形で装入されているアノードを構成するアノード板の過度の損耗を招き、損耗したアノード板のうちの、電解液面よりも下に位置して、電解液に浸漬している部分が、電解槽内に脱落したり、あるいは、損耗によりアノード中央部分から折損し、電解槽内に脱落したりする。アノード板の一部の脱落は、脱落したアノードの一部が電解槽の底を突き破って電解液を流出させたり、周囲のカソード板にもたれかかって短絡させたりするため、その監視や対処の手間がかかる。   When the current distribution in the tank becomes uneven, local current concentration occurs, causing the electrodeposit to have a dendritic form, causing a short circuit, resulting in a decrease in current efficiency. In addition, excessive wear of the anode plate constituting the anode inserted in a form sandwiching the cathode plate constituting the cathode where the current is concentrated causes the worn anode plate to be positioned lower than the electrolyte surface. As a result, the portion immersed in the electrolytic solution may fall into the electrolytic cell or may be broken from the central portion of the anode due to wear and may fall into the electrolytic cell. A part of the anode plate is broken because a part of the dropped anode pierces the bottom of the electrolytic cell to cause the electrolyte to flow out or lean on the surrounding cathode plate to cause a short circuit. It takes

また、利用できるアノードの面積が槽内へ脱落したアノード板の一部の分だけ減少し、電流密度が上昇しているため、そのまま通電を継続すると、槽電圧の上昇が発生して、電流効率の低下や粒電着の発生による製品外観の悪化を招く可能性がある。   In addition, the area of the available anode is reduced by a portion of the anode plate dropped into the tank, and the current density is increased. Therefore, if the current is continued as it is, the voltage of the tank is increased and current efficiency is increased. The appearance of the product may deteriorate due to the decrease of

このように、電解操業における限界印加電流量は、複数あるアノードのうち、電流分布によって電流が最も多く流れ、最も損耗の激しい1枚のアノード板によって決定されることになる。すなわち、アノード板の損耗の程度のばらつきにより、電流分布のばらつきが大きくなっている場合ほど、最も損耗したアノード板の一部が脱落してしまわないように、印加する電流を小さくすることを強いられる。しかしながら、電流を小さくすると、銅やニッケルなどの目的金属の電着量(すわわち生産量)も小さくなってしまうという問題がある。   As described above, the limit applied current amount in the electrolytic operation is determined by one anode plate having the largest amount of current and the most worn out due to the current distribution among the plurality of anodes. That is, as the variation in the current distribution becomes larger due to the variation in the degree of wear of the anode plate, it is stronger to reduce the applied current so that a part of the most worn anode plate does not fall off. Be However, when the current is reduced, there is a problem that the amount of electrodeposition (that is, the amount of production) of the target metal such as copper and nickel is also reduced.

電流分布のばらつきを小さくするため、特開2000−345380号公報に記載されているように、酸化物や硫酸塩の皮膜が発生した場合に、カソードビームの表面を研磨する再生作業を行うことができる。   In order to reduce variations in current distribution, as described in JP-A-2000-345380, when oxide or sulfate film is generated, a regeneration operation of polishing the surface of the cathode beam may be performed. it can.

特開平01−319695号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-319695 特開2000−345380号公報JP 2000-345380 A

従来の研磨によるカソードビームの再生作業では、カソードビームの表面の銅(被覆層)自体はできる限り研削せずに、カソードビームの表面に存在する皮膜を除去することが目的となっている。カソードビームの厚さは、使用年数によってばらつきがあるため、通常、ブラシ式の研磨材を用いてカソードビームの厚さにかかわらず毛先が届くように研磨している。   In the conventional cathode beam regenerating operation by polishing, it is an object to remove the film present on the surface of the cathode beam without grinding the copper (coating layer) itself on the surface of the cathode beam as much as possible. Since the thickness of the cathode beam varies depending on the age of use, it is usually polished using a brush-type abrasive so that the tip can reach regardless of the thickness of the cathode beam.

このようなブラシ式の研磨材を用いた表面研磨は、あくまでもカソードビームの表面に付着した酸化物や硫酸塩の皮膜を除去することが目的であり、皮膜を除去した後のカソードビームの表面の形状やそれに起因する接触面積の変化については考慮されていない。このため、ブラシ式の研磨材を用いた場合、角型のカソードビームへの接触の際に、角部へは周囲から打撃力が加わることとなり、研磨を繰り返していくごとに、角部の摩耗が顕著となり、カソードビームの接点部である端部の下面が曲面化していくこととなる。角型でないカソードビームの場合も同様に、ブラシが回転運動や往復運動などによって最初に当たる部分がより磨耗し、曲面化する。このようにカソードビームの端部の下面が曲面化すると、ブスバーとの接触面積が減少することとなるため、カソードビームとブスバーとの接触部の接触抵抗は増大する。   The purpose of surface polishing using such a brush-type abrasive is to remove the oxide or sulfate film attached to the surface of the cathode beam, and the surface of the cathode beam after the film is removed. The change in the contact area due to the shape or the shape is not considered. For this reason, in the case of using a brush-type abrasive material, a striking force is applied to the corner from the periphery at the time of contact with the square cathode beam, and the abrasion of the corner is repeated each time polishing is repeated. Becomes noticeable, and the lower surface of the end portion which is the contact portion of the cathode beam is curved. Similarly, in the case of a non-rectangular cathode beam, the portion to which the brush first hits is more worn and curved due to rotational movement and reciprocation. When the lower surface of the end portion of the cathode beam is thus curved, the contact area with the bus bar is reduced, and the contact resistance between the cathode beam and the bus bar is increased.

また、カソードビームの繰り返し利用に関する移動や保管の際の取り扱いに起因して、カソードビームの表面には、傷や凹凸が生じる場合があり、これらもブスバーとの接触面積の低下の原因となっている。   Also, due to handling during movement and storage for repeated use of the cathode beam, scratches and irregularities may occur on the surface of the cathode beam, which also causes a decrease in the contact area with the bus bar. There is.

このように、カソードビームの接点部の傷や凹凸の存在および曲面化した接点部の形状は、カソードビームとブスバーとの接触面積の低下、並びに、接触抵抗の増大につながり、カソードビームとブスバーとの間において電流が流れにくくなる原因となる。   Thus, the presence of scratches and irregularities on the cathode beam contact point and the shape of the curved contact point lead to a reduction in the contact area between the cathode beam and the bus bar and an increase in contact resistance, and the cathode beam and the bus bar Cause the current to flow less easily.

本発明は、カソードビームの接点部に付着した皮膜だけではなく、カソードビームの接点部に生じた傷や凹凸および曲面化した接点部の形状による、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積の縮小に伴う電気抵抗の増大に起因する、電解槽内における電流分布の不均一化を効果的に防止して、アノードの減肉状態を均一として、電解操業に必要なアノードの面積を維持し、さらに、アノードスクラップの繰り返し量を削減させることにより、製錬工程と電解工程とを循環する銅やニッケルなどの目的金属の量の削減も図ることが可能な、非鉄金属の電解精錬方法を提供することを目的としている。   According to the present invention, not only the film attached to the contact portion of the cathode beam but also the flaws and irregularities formed on the contact portion of the cathode beam and the shape of the curved contact portion form the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar By effectively preventing uneven current distribution in the electrolytic cell due to the increase in electrical resistance associated with the reduction in contact area, the thickness reduction of the anode can be made uniform, and the area of the anode necessary for electrolytic operation can be reduced. A method of electrorefining of non-ferrous metals, which can also reduce the amount of target metals such as copper and nickel circulating in the smelting process and the electrolysis process by maintaining and further reducing the repetitive amount of anode scrap The purpose is to provide.

本発明は、少なくとも長さ方向端部における横断面が角形の形状を有し、特に、鉄芯の表面に銅被覆層が設けられている、カソードビームを用いる、銅やニッケルなどの非鉄金属の電解精錬方法に関し、電解操業で使用済みのカソードビームの接点部を平面研削し、該接点部に付着した酸化物あるいは硫酸塩などの皮膜を除去するだけでなく、該接点部に生じた傷や凹凸を効果的に除去し、かつ、該接点部の平滑化を適切に評価することにより、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積が増大され、かつ、該接触面積のばらつきの小さいカソードビームを使用して、カソード板を吊り下げ装入して、電解操業を行うことを可能としている。   The invention relates to a nonferrous metal such as copper or nickel using a cathode beam having a rectangular cross-section at least at its longitudinal ends, in which the surface of the iron core is provided with a copper coating. Regarding the electrolytic refining method, the contact portion of the cathode beam used in the electrolytic operation is surface-grounded to remove not only the film such as oxide or sulfate adhering to the contact portion, but also a scratch or a scratch generated on the contact portion. By effectively removing the unevenness and appropriately evaluating the smoothing of the contact portion, the contact area between the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar is increased, and the variation of the contact area is Using a small cathode beam, it is possible to suspend and charge the cathode plate to carry out the electrolysis operation.

具体的には、本発明は、それぞれ少なくとも長さ方向端部における横断面が角形の形状を有し、銅製の、もしくは、表面に銅被覆層が設けられた、複数のカソードビームを用いる、非鉄金属の電解精錬方法に関する。この電解精錬方法においては、前記複数のカソードビームは、電解槽に設けられたブスバーと電気的接触が可能な接点部を備える。   In particular, the invention is non-ferrous, using a plurality of cathode beams each having a rectangular shape in cross-section at least at its longitudinal ends and made of copper or provided with a copper coating on its surface. It relates to a method of electrolytic refining of metal. In this electrolytic refining method, the plurality of cathode beams have contact portions capable of making electrical contact with bus bars provided in the electrolytic cell.

特に、本発明の非鉄金属の電解精錬方法においては、電解操業で使用済みの前記複数のカソードビームの前記接点部に平面研磨を施して、該複数のカソードビームの前記接点部と前記ブスバーの接点部との平均接触面積が10mm以上、好ましくは13mm以上、より好ましくは16mm以上となるようにし、かつ、前記複数のカソードビームの前記接点部と前記ブスバーの接点部との接触面積の標準偏差σを、3.9mm以下、好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3mm以下に維持するようにする点に特徴がある。 In particular, in the electrolytic refining method for non-ferrous metals according to the present invention, the contact portions of the plurality of cathode beams used in the electrolytic operation are planarly polished to make contact between the contact portions of the plurality of cathode beams and the bus bar. The average contact area with the part is 10 mm 2 or more, preferably 13 mm 2 or more, more preferably 16 mm 2 or more, and the contact area between the contact portion of the plurality of cathode beams and the contact portion of the bus bar It is characterized in that the standard deviation σ is maintained at 3.9 mm 2 or less, preferably 3.5 mm 2 or less, more preferably 3 mm 2 or less.

本発明の非鉄金属の電解精錬方法では、前記複数のカソードビームの前記接点部と前記ブスバーの前記接点部との前記接触面積を、感圧紙を用いて測定する工程をさらに備えることが好ましい。   In the method of electrolytic refining of non-ferrous metals according to the present invention, it is preferable to further include the step of measuring the contact area of the contact portions of the plurality of cathode beams and the contact portions of the bus bar using a pressure sensitive paper.

また、前記平面研磨において、研磨材を押し付けながら研磨し、かつ、該研磨の際に前記研磨材の厚さを変化させないことが好ましい。なお、このためには、厚さが変化する研磨材では、押し付け圧力を測定しながら、押し付け圧力が一定になるように研磨材の位置を調節する。あるいは、研磨材として、砥石やサンドペーパなどの厚さが変化しない研磨材を用いることができる。   Further, in the planar polishing, it is preferable that the polishing is performed while pressing the abrasive, and the thickness of the abrasive is not changed in the polishing. For this purpose, in the case of an abrasive whose thickness changes, the position of the abrasive is adjusted so that the pressing pressure becomes constant while measuring the pressing pressure. Alternatively, as the abrasive, it is possible to use an abrasive such as a grindstone or sandpaper whose thickness does not change.

厚さが変化しない研磨材を用いる場合、前記研磨材として、JISR6001研削砥石用研磨材の規格による砥粒の粒度が#60以上である(#60、あるいは、#60よりも細かい)研磨材を用いることが好ましい。#60〜#300の範囲にある研磨材(砥石またはサンドペーパ)を用いることが好ましい。   When using an abrasive whose thickness does not change, as the abrasive, an abrasive having a grain size of # 60 or more according to the standard of the abrasive for JIS R6001 grinding wheel (# 60 or finer than # 60) It is preferred to use. It is preferable to use an abrasive (grindstone or sandpaper) in the range of # 60 to # 300.

本発明の非鉄金属の電解精錬方法により、同一槽に配置された銅やニッケルなどの非鉄金属の電解精錬方法に用いられる複数のカソードビームが、複数回使用された場合であっても、それぞれのカソードビームのうち、ブスバーの接点部と接触する接点部が、平面研磨により、その表面性状を悪化させることなく適切に研磨され、複数のカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積の減少を抑制し、かつ、該接触面積のばらつきを小さくすることができるため、複数のカソードビームのそれぞれに分布する電流値を均一化させることが可能となる。   Even when a plurality of cathode beams used in the electrolytic refining method of nonferrous metals such as copper and nickel arranged in the same tank by the electrolytic refining method of nonferrous metals of the present invention are used plural times, respectively Of the cathode beams, the contact portions in contact with the contact portions of the bus bars are properly polished by the planar polishing without deteriorating the surface quality, and the contact area between the contact portions of the plurality of cathode beams and the contact portions of the bus bars Since the reduction can be suppressed and the variation in the contact area can be reduced, it becomes possible to make the current value distributed to each of the plurality of cathode beams uniform.

より具体的には、平面研磨において、研磨材を押し付けながら研磨し、かつ、この研磨の際に研磨材の厚さを変化させないことにより、複数のカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積を増大し、かつ、該接触面積のばらつきを小さくすることで、電解槽に印加された電流を、カソードおよびアノードにそれぞれ均一に分布させ、カソードへの銅の電着量、アノードの溶減量(アノードの重量変動)を均一化することができる。   More specifically, in planar polishing, polishing is performed while pressing the abrasive material, and the thickness of the abrasive material is not changed in this polishing, so that the contact portion of the plurality of cathode beams and the contact portion of the bus bar By increasing the contact area and reducing the variation in the contact area, the current applied to the electrolytic cell is uniformly distributed to the cathode and the anode respectively, and the amount of copper deposited on the cathode, the dissolution of the anode Weight loss (weight change of anode) can be made uniform.

このように、非鉄金属の電解精錬を操業(電解操業)することで、限界印加電流量を増加させ、アノードスクラップを減少させ、製錬工程と電解工程とを循環する銅やニッケルなどの目的金属の量を低減させて、コストを削減することができる。   Thus, by operating (electrolytic operation) electrolytic refining of non-ferrous metals, the amount of limit applied current is increased, anode scrap is decreased, and a target metal such as copper or nickel circulating in the smelting process and the electrolysis process The cost can be reduced by reducing the amount of

よって、本発明は、非鉄金属の電解精錬方法の分野において、低コストの操業を簡易に実現するという顕著な効果を奏し、その技術的貢献は大きい。   Therefore, the present invention has a remarkable effect of easily realizing low-cost operation in the field of nonferrous metal electrolytic refining method, and its technical contribution is large.

図1は、ブスバーを備えた電解槽(図示せず)に装入した状態における、アノード、カソード、およびカソードビームの一例を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of an anode, a cathode and a cathode beam in a state of being loaded into an electrolytic cell (not shown) provided with a bus bar. 図2(A)は、プレス加工したブスバー接点部の側面視形状の一例を示す概略図であり、図2(B)は、ブスバー接点部の平面視形状の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic view showing an example of a side view shape of a pressed bus bar contact portion, and FIG. 2B is a schematic view showing an example of a plan view shape of the bus bar contact portion. 図3は、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部を示す断面概略図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the contact portion between the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar. 図4は、実施例1における、電解操業により使用済みであって、未研磨の状態にある26本のカソードビームについての、感圧紙による、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触部の形状を示す図である。FIG. 4 shows the respective cathode beam contact points and busbar contact points of the pressure-sensitive paper for the 26 cathode beams used in the electrolytic operation and in an unpolished state in Example 1 It is a figure which shows the shape of a contact part with. 図5は、実施例1における、平面研磨後の状態にある26本のカソードビームについての、感圧紙による、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触部の形状を示す図である。FIG. 5 shows the shapes of the contact parts of the contact parts of the respective cathode beams and the contact parts of the bus bars by the pressure-sensitive paper for the 26 cathode beams in the state after planar polishing in Example 1 FIG.

本発明者らは、非鉄金属の電解精錬の操業(電解操業)に用いられる、電解槽、カソードビームなどの状態を検討し、電解操業中において、電流は、電解槽中のアノード(アノード板)から、電解液、カソード(カソード板、リボン、およびカソードビーム)を順に介して、ブスバーへと流れること、および、1槽の電解槽内を並列回路と見たとき、カソードビームとブスバーとの接触部の接触抵抗のばらつきは、電流分布の不均一に直結していることなどを考慮した結果、通電時にカソードビームに流れる電流値のばらつきが、アノード板の消耗と脱落の原因となるとの知見を得て、本発明に至ったものである。   The present inventors examine the state of an electrolytic cell, a cathode beam, etc. used in the operation (electrolytic operation) of nonferrous metal electrolytic refining, and during the electrolytic operation, the current is an anode (anode plate) in the electrolytic cell. Flowing from the electrolyte to the bus bar through the electrolyte and the cathode (cathode plate, ribbon and cathode beam) in order, and when the inside of one electrolytic cell is viewed as a parallel circuit, the cathode beam and the bus bar contact As a result of considering that the contact resistance of the part is directly linked to uneven current distribution etc., it is found that the variation of the current value flowing to the cathode beam at the time of energization causes the wear and drop of the anode plate. The present invention has been achieved.

銅やニッケルなどの非鉄金属の電解精錬において、カソードビームは、電解操業で繰り返し使用される。具体的には、複数(所定数)のカソードビームを1セットのカソード(同数のカソード板)に組み込んで、これらのカソード板を電解槽に装入し、通電により目的金属を製品として十分な厚みまでカソード板に電着させ、続いてカソードを電解槽から取り出して、カソード板に電着した目的金属を製品として回収するとともに、必要に応じてカソードビームの表面を研磨し、そのあとカソードビームは再度カソードに組み込まれ、カソードを構成するカソード板を電解槽に装入して通電を行う。   In the electrolytic refining of non-ferrous metals such as copper and nickel, the cathode beam is repeatedly used in the electrolysis operation. Specifically, a plurality (predetermined number) of cathode beams are incorporated into one set of cathodes (the same number of cathode plates), these cathode plates are inserted into an electrolytic cell, and the target metal has a sufficient thickness as a product by energization. Then, the target metal deposited on the cathode plate is recovered as a product, the surface of the cathode beam is polished if necessary, and then the cathode beam is The cathode plate incorporated into the cathode again and constituting the cathode is inserted into the electrolytic cell to conduct electricity.

研磨の際、ブラシ式の研磨やスポンジ形状の研磨材を用いた研磨などにより、接点部を含むカソードビームの全体について表面研磨されることが通常であるが、研磨材を押し付けながら研磨する際に、厚さが変化する研磨材を用いた表面研磨では、角部への過度な力が加わることにより、カソードビームの接点部において、銅の表面層あるいは銅被覆層の形状や厚さを変化させてしまい、カソードビームの接点部が曲面化する。   During polishing, the entire cathode beam including the contact portion is usually polished by brush-type polishing or polishing using a sponge-like abrasive, but when pressing while pressing the abrasive, In surface polishing using abrasives of varying thickness, excessive force is applied to the corners to change the shape or thickness of the copper surface layer or copper covering layer at the contact point of the cathode beam. As a result, the contact portion of the cathode beam is curved.

また、この接点部に、カソードビームの搬送時や設置時に傷がついたり、凹凸が生じたりする場合がある。   In addition, the contact portion may be scratched or uneven at the time of transportation or installation of the cathode beam.

すなわち、カソードビームが新しいうちは、カソードビームの接点部は、ブスバーと面接触ないし線接触している状態にあるが、カソードビームを電解操業に繰り返し使用するたびに、上記の表面研磨や搬送時や設置時の接触により、カソードビームの接点部の形状が変化して、この接点部が、徐々にブスバーと点接触する状態に近づく。すなわち、カソードビームの接点部とブスバーとの接触面積は、徐々に減少していく。   That is, while the cathode beam is new, the contact portion of the cathode beam is in surface contact or line contact with the bus bar, but the above-mentioned surface polishing or transportation is carried out every time the cathode beam is repeatedly used for electrolytic operation. Also, due to the contact at the time of installation, the shape of the contact portion of the cathode beam is changed, and the contact portion gradually approaches the point contact with the bus bar. That is, the contact area between the contact portion of the cathode beam and the bus bar gradually decreases.

ただし、このカソードビームの接点部の接触面積の減少速度は、カソードビームごとにそれぞれ異なるため、複数のカソードビームを用いた銅電解精製を繰り返すごとに、電解槽に設置された複数のカソードビームの間において、流れる電流に偏りが生じることとなる。   However, since the reduction rate of the contact area of the contact portion of the cathode beam is different for each cathode beam, every time the copper electrorefining using a plurality of cathode beams is repeated, A bias occurs in the current flowing between them.

特に、電解操業の通電初日から2日目にかけては、種板あるいは母板への電着があまり進んでおらず、カソード板の重さが軽いため、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部の接触抵抗が高く、カソードビームに流れる電流の偏りは、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積のみならず、カソードビーム1本当たりの重さ(以下、「単重」という。)に大きく依存する。通電期間の2日目以降、電着によってカソード板の重さが増加するに従って、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部の接触抵抗が低くなるとともに、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積が大きくなって、カソードビームに流れる電流の偏りは、接触面積のみに依存することになり、よって、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積のばらつきが小さくなっていくため、カソードビームに流れる電流は均一化されていく。   In particular, electrodeposition on the seed plate or base plate does not progress so much from the first day to the second day of the electrolysis operation, and the weight of the cathode plate is light, so the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar The contact resistance of the contact portion is high, and the bias of the current flowing to the cathode beam is not only the contact area between the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar, but also the weight per cathode beam (hereinafter Greatly dependent on From the second day of the current application period, as the weight of the cathode plate increases due to electrodeposition, the contact resistance between the contact portion of the cathode beam contact portion and the contact portion of the bus bar decreases and the cathode beam contact portion and bus bar The contact area between the cathode beam and the contact point is increased, and the bias of the current flowing through the cathode beam depends only on the contact area, so that the contact area between the cathode beam contact point and the bus bar contact area is uneven. As it becomes smaller, the current flowing to the cathode beam is made uniform.

本発明は、カソードビームの単重のばらつきを抑えるとともに、かつ、カソード板の重さが軽い場合でも、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部の接触抵抗を減少させて、カソードビームに流れる電流の偏りを小さく抑えるために、銅製の、もしくは、表面に銅被覆層が設けられた、複数のカソードビームを用いる非鉄金属の電解精錬方法において、電解操業で使用済みのカソードビームの接点部を平面研磨し、該接点部とブスバーとの接触面積を増大させ、前記複数のカソードビームのそれぞれに分布する電流値を均一化することを特徴とする。   The present invention suppresses variation in cathode beam single weight, and reduces the contact resistance of the contact portion between the cathode beam contact portion and the bus bar contact portion, even when the weight of the cathode plate is light, thereby making the cathode In the electrolytic refining method of nonferrous metals using a plurality of cathode beams made of copper or having a copper coating layer on the surface in order to minimize the bias of the current flowing in the beams, the cathode beam used in the electrolytic operation The contact portion may be planarly polished to increase the contact area between the contact portion and the bus bar, and the current value distributed to each of the plurality of cathode beams may be made uniform.

基本的には、本発明の非鉄金属の電解精錬方法は、電解操業で使用済みのカソードビームの接点部を平面研磨し、該接点部とブスバーとの接触面積を増大させる点に特徴を有しており、よって、本発明の非鉄金属の電解精錬方法は、パーマネントカソード法および種板電解法を含む、従来から行われている公知の非鉄金属の電解精錬方法に広く適用することが可能である。   Basically, the method of the present invention for electrolytic refining of non-ferrous metals is characterized in that the contact portion of the cathode beam used in the electrolytic operation is planarly polished to increase the contact area between the contact portion and the bus bar. Therefore, the method of electrolytic refining of non-ferrous metals according to the present invention can be widely applied to known known methods of electrolytic refining of non-ferrous metals, including permanent cathode method and seed plate electrolysis method. .

また、非鉄金属の電解精錬方法に用いられる、電解槽、ブスバー、アノード(耳付きのアノード板)、カソード(母板あるいは種板からなるカソード板、リボン、およびカソードビーム)の構成、および、電解操業の条件などは、公知の技術を適用することが可能である。よって、図1〜図3に示した構造およびその説明、さらには、特開平01−319695号公報および特開2000−345380号公報に記載された内容は、参照により、本明細書に組み込まれるものとする。   In addition, an electrolytic cell, a bus bar, an anode (anode plate with ears), a cathode (a cathode plate consisting of a base plate or a seed plate, a ribbon, and a cathode beam) used in an electrolytic refining method of nonferrous metals, and electrolysis Known conditions can be applied to the operating conditions and the like. Accordingly, the structures shown in FIGS. 1 to 3 and the description thereof, and further, the contents described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 01-319695 and 2000-345380 are incorporated herein by reference. I assume.

本発明の非鉄金属の電解精錬方法においては、電解操業に用いられるカソードビーム、すなわち、本発明における接点部の平面研削の対象となるカソードビームは、少なくとも長さ方向端部における横断面が角形の形状を有する。カソードビームは、長さ方向に関して断面形状が変化しない角柱状、すなわち、いわゆる直方体型クロスバーにより構成されることが好ましい。   In the electrolytic refining method for non-ferrous metals of the present invention, the cathode beam used for the electrolytic operation, that is, the cathode beam to be subjected to the surface grinding of the contact portion in the present invention, has a rectangular cross section at least at its longitudinal end. It has a shape. The cathode beam is preferably configured by a prismatic column whose cross-sectional shape does not change in the length direction, that is, a so-called rectangular cross bar.

このようなカソードビームとしては、従来と同様に、鉄芯と銅被覆層とにより構成された構造のカソードビームが好適に用いられるが、全体が銅製のカソードビームも用いることができる。なお、鉄芯と銅被覆層とにより構成された構造のカソードビームでは、鉄芯の横断面形状は、角形であっても円形であってもよい。   As such a cathode beam, a cathode beam having a structure constituted by an iron core and a copper coating layer is suitably used as in the prior art, but a cathode beam made entirely of copper can also be used. In the cathode beam of the structure constituted by the iron core and the copper covering layer, the cross-sectional shape of the iron core may be square or circular.

カソードビームの横断面の幅Wおよび高さHは任意であるが、通常、幅Wは10mm以上100mm以下、好ましくは20mm以上40mm以下であり、高さHは10mm以上100mm以下、好ましくは30mm以上50mm以下である。なお、カソードビームの長さは、電解槽の構造により適宜決定される。   The width W and height H of the cross section of the cathode beam are arbitrary, but usually the width W is 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 40 mm, and the height H is 10 mm to 100 mm, preferably 30 mm or more It is 50 mm or less. The length of the cathode beam is appropriately determined by the structure of the electrolytic cell.

銅被覆層の厚さは任意であるが、通常、厚さは0.5mm以上15mm以下、好ましくは、1mm以上10mm以下、さらに好ましくは、2mm以上8mm以下である。なお、鉄芯の横断面形状が円形などのように銅被覆層と平行でない場合、銅被覆層の厚さは、カソードビームの接点部を構成するカソードビーム両端部の上面あるいは下面と鉄芯の外面の最短距離とする。   The thickness of the copper coating layer is optional, but usually the thickness is 0.5 mm or more and 15 mm or less, preferably 1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 8 mm or less. When the cross-sectional shape of the iron core is not parallel to the copper coating layer, such as circular, the thickness of the copper coating layer is the same as that of the upper surface or lower surface of the cathode beam at both ends constituting the contact portion of the cathode beam. The shortest distance on the outer surface.

具体的には、本発明の銅電解精錬方法に用いるカソードビームとして、たとえば、外径が22.0mmφの鉄芯と、厚さが1mm以上10mm以下の銅被膜層とにより構成され、横断面の幅24.0mm、高さ42.0mmの長方形のカソードビームが好適に用いられる。また、横断面の幅および高さが26.0mm□である鉄芯と、厚さ3.0mmの銅被覆層とにより構成され、全体の横断面の幅および高さ32.0mm□のカソードビームも好適に使用可能である。この場合は、カソードビームの両端部のいずれの面も、接点部となり得る。   Specifically, as a cathode beam used for the copper electrolytic refining method of the present invention, for example, it has an iron core with an outer diameter of 22.0 mm and a copper coating layer with a thickness of 1 mm or more and 10 mm or less. A rectangular cathode beam 24.0 mm wide and 42.0 mm high is preferably used. In addition, a cathode beam having a width and a height of 32.0 mm square, which is constituted by an iron core having a width and a height of 26.0 mm square and a copper covering layer having a thickness of 3.0 mm, is also included. Are also preferably usable. In this case, any surface of both ends of the cathode beam can be a contact portion.

このようなカソードビームの長さ方向端部のうちの一方が、複数のカソードの電気的接続を実現するためのブスバーの接点部に載置される。すなわち、カソードビームの長さ方向端部のうちの一方の下面が、ブスバーの接点部と電気的に接続可能な平坦面状の接点部となっている。   One of the longitudinal ends of such a cathode beam is mounted at the contact point of the bus bar for achieving the electrical connection of the plurality of cathodes. That is, the lower surface of one of the longitudinal end portions of the cathode beam is a flat surface contact portion which can be electrically connected to the contact portion of the bus bar.

カソード用のブスバー、すなわち、複数のカソードの電気的接続を実現するためのブスバーは、銅などの導電性を有する金属製の平板である。ブスバーの長さ方向複数箇所には、平面視において、長さ方向に伸長する長円形(オーバル形)で、高さ方向に関して他の部分よりも上方にドーム状に膨出した接点部が、ブスバーをプレス成形することにより設けられている。   The bus bar for the cathode, that is, the bus bar for achieving the electrical connection of the plurality of cathodes, is a flat plate made of a conductive metal such as copper. A plurality of contacts in the longitudinal direction of the bus bar are oval-shaped (oval-shaped) extending in the longitudinal direction in plan view, and the contact portions which bulge in a dome shape above the other portions in the height direction are bus bar Are provided by press molding.

ブスバーの接点部の長さdおよび幅wは、任意であるが、通常、長さdは20mm以上70以下、好ましくは30mm以上50mm以下であり、幅wは30mm以上50mm以下である。   The length d and the width w of the contact portion of the bus bar are arbitrary, but the length d is usually 20 mm or more and 70 or less, preferably 30 mm or more and 50 mm or less, and the width w is 30 mm or more and 50 mm or less.

また、ブスバーの接点部のうち、最も膨出している部分の高さhは任意であるが、通常、高さhは4mm以上20mm以下、好ましくは5mm以上10mm以下である。   The height h of the most bulging part of the contact portions of the bus bar is optional, but the height h is usually 4 mm or more and 20 mm or less, preferably 5 mm or more and 10 mm or less.

本発明の平面研磨は、カソードビームの接点部の酸化物あるいは硫酸塩の皮膜の除去のみならず、カソードビームの接点部の傷や凹凸の除去を行う点で、従来の研磨と異なっている。すなわち、公知の研磨の対象は、カソードビームとリボンの接触部における酸化物や硫酸塩の皮膜の除去が主な目的であり、カソードビームとリボンの接触部における、酸化物や硫酸塩の皮膜の存在による電気抵抗の上昇を抑制するためのものである。   The surface polishing of the present invention differs from the conventional polishing in that not only removal of the oxide or sulfate film on the contact portion of the cathode beam but removal of scratches and irregularities on the contact portion of the cathode beam is performed. That is, the main object of the known polishing is to remove the oxide or sulfate film at the contact portion between the cathode beam and the ribbon, and the oxide or sulfate film at the contact portion between the cathode beam and the ribbon It is for suppressing the rise of the electrical resistance by existence.

カソードビームに流れる電流のばらつきを抑制するためには、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積のばらつきが小さいことが望ましい。すなわち、1つの電解槽内では、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触面積をほぼ一定とすることが最も望ましい。このためには、1つのロット内を構成する複数のカソードビームとして、平面研磨によりそれぞれの接点部の傷や凹凸が除去されたものを使用し、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触面積のばらつきを小さく抑え、かつ、それぞれの接触面積を増大させることが効果的である。   In order to suppress the variation in the current flowing to the cathode beam, it is desirable that the variation in the contact area between the contact portion of the cathode beam and the contact portion of the bus bar be small. That is, in one electrolytic cell, it is most desirable that the contact area between the contact portion of each cathode beam and the contact portion of each bus bar be substantially constant. For this purpose, a plurality of cathode beams constituting one lot are used in which scratches and irregularities on the respective contact portions are removed by plane polishing, and the respective cathode beam contact portions and bus bars are used. It is effective to reduce the variation in the contact area with the contact portion and to increase each contact area.

具体的には、本発明の銅電解精錬方法においては、電解操業で使用済みの複数のカソードビームの接点部を平面研磨して、複数のカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積の接触面積の標準偏差σを、3.9mm以下、好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3.0mm以下に維持するようにする。 Specifically, in the copper electrolytic refining method of the present invention, the contact portions of the plurality of cathode beams used in the electrolytic operation are planarly polished, and the contact area between the contact portions of the plurality of cathode beams and the contact portions of the bus bar the standard deviation σ of the contact area, 3.9 mm 2 or less, preferably 3.5 mm 2 or less, more preferably so as to maintain the 3.0 mm 2 or less.

複数のカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積の標準偏差σが3.9mmよりも大きい、すなわち、該接触面積のばらつきが大きいと、それぞれのカソードに流れる電流に偏りが生じるため、複数のカソードビームのそれぞれに分布する電流値を均一化させるという効果が十分に得られない。なおこのとき、接触面積が小さいカソードビームの接点部には曲面部や傷ないしは凹凸が存在していると考えられる。 When the standard deviation σ of the contact area between the contact portions of the plurality of cathode beams and the contact portion of the bus bar is larger than 3.9 mm 2 , that is, the variation of the contact area is large, the currents flowing to the respective cathodes become biased. Therefore, the effect of making the current values distributed to each of the plurality of cathode beams uniform is not sufficiently obtained. At this time, it is considered that a curved surface portion, a flaw or unevenness is present at the contact portion of the cathode beam having a small contact area.

なお、前記接触面積の標準偏差σの下限については、限定されることはないが、作業効率やそれに伴う作業コストを考慮すると、好ましくは1.0mm程度である。 The lower limit of the standard deviation σ of the contact area is not limited, but is preferably about 1.0 mm 2 in consideration of work efficiency and work cost associated therewith.

また、複数のカソードビームの接点部とブスバーの接点部との平均接触面積が大きいほど、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部の過熱やそれに伴う酸化物の成長などを心配することなく、カソードやアノードに大きな電流を流すことができる。たとえば、1枚につき650A〜850Aの電流を流す場合は、10mm以上となるようにすることが好ましく、13mm以上となるようにすることがより好ましく、16mm以上となるようにすることがさらに好ましい。 In addition, the larger the average contact area between the contact portions of the cathode beams and the contact portions of the bus bar, the more the heating of the contact portions between the contact portions of the cathode beam and the contact portions of the bus bar and the accompanying growth of oxides. Instead, a large current can be supplied to the cathode or the anode. For example, in the case of passing a current of 650 A to 850 A per sheet, it is preferably 10 mm 2 or more, more preferably 13 mm 2 or more, and preferably 16 mm 2 or more. More preferable.

平均接触面積の上限については、特に限定されることはないが、作業効率やそれに伴う作業コストを考慮すると、好ましくは100mm、より好ましくは50mm、さらに好ましくは25mm程度である。 The average for the upper limit of the contact area, is not particularly limited, considering the working efficiency and operation cost associated with it, preferably 100 mm 2, more preferably 50 mm 2, more preferably about 25 mm 2.

本発明において、接触面積およびその標準偏差の値は、カソード板およびリボンが吊るされていないカソードビームの長さ方向両端部を、電解槽の両側の槽壁に配置された1対のブスバーに(ただし、一方のブスバーに対しては絶縁体を隔てた状態で)かけ渡すように載置した状態、すなわち、カソードビーム単体の重量がかかった状態での、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積およびその標準偏差の値を意味する。   In the present invention, the values of the contact area and the standard deviation thereof are as follows: the length of both ends of the cathode plate and the cathode beam where the ribbon is not suspended is set to a pair of bus bars arranged on the cell walls on both sides of the electrolytic cell However, one of the busbars is placed in such a way as to be spread across the insulator), that is, in a state where the weight of the cathode beam alone is applied, the contact portion of each cathode beam and the busbar It means the value of the contact area with the contact portion and its standard deviation.

本発明における平面研磨においては、カソードビームの角部への過研磨を防止するため、研磨材を押し付けながら研磨する際に、押し付け圧力により研磨材の厚さを一定に保つことが好ましい。厚さを一定に保つ具体的な方法としては、特に制限はないが、たとえば、ブラシやスポンジ状の研磨材など、押し付け圧力により厚さが変化する研磨材の場合、押し付け圧力を測定しながら、押し付け圧力が一定になるように、研磨材の位置を調節する方法が挙げられる。   In the planar polishing in the present invention, in order to prevent over-polishing to the corner of the cathode beam, it is preferable to keep the thickness of the abrasive constant by the pressing pressure when polishing while pressing the abrasive. A specific method for keeping the thickness constant is not particularly limited. For example, in the case of an abrasive such as a brush or a sponge-like abrasive whose thickness changes depending on the pressing pressure, the pressing pressure is measured. There is a method of adjusting the position of the abrasive so that the pressing pressure becomes constant.

あるいは、ブラシやスポンジ状の研磨材ではなく、砥石やサンドペーパといった、押し付け圧力によって厚さが変化しない研磨材を用いることもできる。 このような厚さが変化しない研磨材としては、典型的には、砥石やサンドペーパなどの、弾性がなく、および/または、平坦な表面を備えるものが挙げられる。厚さが変化しない研磨材を用いる際は、研磨材にカソードビームを載置する、あるいは、カソードビームに研磨材を載せるといった手段により、簡便に押し付け圧力が維持される利点があるので、押し付け圧力の測定は必要とされない。   Alternatively, instead of a brush or a sponge-like abrasive, an abrasive such as a grindstone or a sandpaper whose thickness does not change due to pressing pressure can be used. Such abrasives that do not vary in thickness typically include those with non-elastic and / or flat surfaces, such as grinding wheels or sandpaper. When using an abrasive whose thickness does not change, there is an advantage that the pressing pressure can be easily maintained by means of placing the cathode beam on the abrasive or placing the abrasive on the cathode beam, so pressing pressure Measurement is not required.

研磨材の材質としては、ダイヤモンドやアルミナなどが寿命の点から好適であるが、これに限られない。カソードビームの接点部の酸化物あるいは硫酸塩の皮膜を除去でき、かつ、カソードビームの接点部の凹凸の除去により、カソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触面積を増大させることか可能である限り、その他の任意の材質の研磨材を用いることもできる。   The material of the abrasive is preferably diamond or alumina from the viewpoint of the life, but is not limited thereto. The oxide or sulfate film on the cathode beam contact point can be removed, and the contact area between the cathode beam contact point and the busbar contact point can be increased by removing the irregularities on the cathode beam contact point Abrasives of any other material may also be used as long as

研磨材として、砥石やサンドペーパなどの厚さが変化しない研磨材を用いる場合、JISR6001研削砥石用研磨材の規格による砥粒の粒度が#60以上である(#60、あるいは、#60よりも細かい)研磨材を用いることが好ましい。なお、砥粒の粒度の上限は限定されないが、研磨工程の手間および作業時間などを考慮すると、砥粒の粒度が#60〜#300の範囲にある研磨材を用いることがより好ましい。砥粒の粒度が#80〜#140の範囲であれば、短時間で適度に平滑な接点部が得られる。   When using an abrasive whose thickness does not change, such as a grindstone or sand paper, as the abrasive, the grain size of the abrasive according to the standard of the abrasive for JIS R 6001 grinding stone is # 60 or more (# 60 or finer than # 60) ) It is preferable to use an abrasive. Although the upper limit of the particle size of the abrasive is not limited, it is more preferable to use an abrasive in which the particle size of the abrasive is in the range of # 60 to # 300, in consideration of the labor of the polishing process and the working time. If the grain size of the abrasive grains is in the range of # 80 to # 140, a suitably smooth contact portion can be obtained in a short time.

この場合、カソードビームの接点部を平面研磨する方法としては、カソードビームの接点部を構成する面が上となるようにして揃えて並べた、複数のカソードビームの接点部を、電動サンダ、電動グラインダ、砥石などの研磨工具で切削することが挙げられる。これらの研磨工具は、人手で操作してもよいが、作業効率や作業工数、コストの低減を図るためには、通電期間後にカソードのリボンから抜き取られてから、再度カソードに設置されるまでの間で、カソードビームが搬送され、あるいは、ストックされる場所に、研磨装置を設置し、カソードビームの接点部を含む端部下面に対して自動的に研磨が実施されるようにすることが好ましい。   In this case, as a method of planarly polishing the contact portion of the cathode beam, the contact portions of a plurality of cathode beams, which are aligned with the surface constituting the contact portion of the cathode beam facing up, are electrically Cutting with an abrasive tool such as a grinder or a grindstone can be mentioned. These polishing tools may be operated manually, but in order to reduce work efficiency, work man-hours, and cost, after being removed from the ribbon of the cathode after the current-carrying period, from when it is installed again on the cathode Preferably, the polishing apparatus is installed at a place where the cathode beam is transported or stocked between them so that the polishing is automatically performed on the lower end surface including the contact part of the cathode beam. .

また、カソードビームの減肉による単重の減少を防いで、カソードビームの寿命の短縮化を遅らせることを考慮すると、カソードビームの端部下面のうち、接点部のみを研磨することが好ましい。   In addition, it is preferable to polish only the contact portion of the lower surface of the end portion of the cathode beam, in consideration of delaying the shortening of the life of the cathode beam by preventing the reduction of the weight due to the thickness reduction of the cathode beam.

研磨材や研磨装置の種類に応じて、研磨材の押し付け圧力もしくは研磨する時間を調節することより、それぞれの平面研磨における研磨量を調節する。特に、接点部に傷や凹凸のあるものについては、これらの傷および凹凸の除去が重要となる。これらの押し付け圧力や研磨する時間は、実験などを通じて予め調査しておくことが望ましい。たとえば、長年研磨していないカソードビームは、傷や凹凸が深くなっているので、研磨に要する時間は長くなる。また、同一のセットに対する、前回の研磨におけるそれぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との平均接触面積の値、および、接触面積の標準偏差σの値をフィードバックして、研磨材の押し付け圧力や研磨時間を調節することも可能である。   The amount of polishing in each plane polishing is adjusted by adjusting the pressing pressure or polishing time of the abrasive according to the type of the abrasive and the polishing apparatus. In particular, in the case where the contact portion has a flaw or unevenness, it is important to remove the flaw or unevenness. It is desirable that the pressing pressure and the polishing time be previously examined through experiments and the like. For example, cathode beams that have not been polished for many years have longer scratches and irregularities, so polishing takes longer. Also, the value of the average contact area between the contact portion of each cathode beam and the contact portion of each bus bar in the previous polishing and the value of the standard deviation σ of the contact area for the same set are fed back to the abrasive It is also possible to adjust the pressing pressure and polishing time of

また、平面研磨は、電解操業を行うごとに行うこともできるが、実験的に電解操業の可能な繰り返し回数を予め決定し、その回数(複数回)ごとに行うことも可能である。   In addition, planar polishing can be performed each time the electrolytic operation is performed, but it is also possible to experimentally determine in advance the possible number of repetitions of the electrolytic operation and to perform it every number of times (a plurality of times).

本発明では、平面研磨後において、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触面積を、感圧紙を用いて測定する工程をさらに備えることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to further include the step of measuring the contact area between the contact portions of the respective cathode beams and the respective contact portions of the bus bars using a pressure-sensitive paper after planar polishing.

具体的には、ブスバーの上面もしくはブスバーの上面に相当する面上に感圧紙を載置し、その上に、種板やリボンが吊るされていない複数のカソードビーム(あるいは、母板が取り付けられた状態の複数のカソードビーム)を載置して、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーの接点部との接触部に相当する部分のみを着色させ、それぞれの接触部の形状を得る。それぞれの接触部の形状に相当する感圧紙の着色部の面積を測定し、その測定結果から、接触面積の平均値(平均接触面積)と標準偏差σを得ることができる。   Specifically, the pressure-sensitive paper is placed on the upper surface of the bus bar or on the surface corresponding to the upper surface of the bus bar, and a plurality of cathode beams (or base plates are attached) on which the seed plate or ribbon is not suspended. The plurality of cathode beams) are placed to color only the portion corresponding to the contact portion between the contact portion of each cathode beam and the contact portion of the bus bar to obtain the shape of each contact portion. The area of the colored portion of the pressure-sensitive paper corresponding to the shape of each contact portion is measured, and the average value of the contact area (average contact area) and the standard deviation σ can be obtained from the measurement results.

なお、カソードビームの接点部の平滑化を他の手段で評価することは可能である。たとえば、電流計を使用して、接点部の電流分布を測定することが考えられる。しかしながら、この手段では、端子の当て方によって、電流分布にばらつきが生じ、よってその評価結果にばらつきが生ずることになる。これに対して、感圧紙を使用して、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触面積を測定し、これに基づいて、平均接触面積と接触面積の標準偏差σを求め、これをカソードビームの接点部の平滑化の評価に使用することは、より簡便であり、かつ、結果にばらつきがない点で好都合である。   It is possible to evaluate the smoothing of the contact portion of the cathode beam by other means. For example, it is conceivable to measure the current distribution at the contact points using an ammeter. However, in this method, the current distribution varies depending on how the terminals are applied, and hence the evaluation results vary. On the other hand, a pressure sensitive paper is used to measure the contact area between the contact part of each cathode beam and each contact part of the bus bar, and based on this, the average contact area and the standard deviation σ of the contact area are It is advantageous to find and use this for evaluation of the smoothing of the contact part of the cathode beam in that it is simpler and that there is no variation in the results.

なお、本発明は、1つの電解槽中に、カソードおよびアノードを、それぞれ複数枚ずつ交互かつ平行に吊り下げる構造に適用可能なだけでなく、このような電解槽を直列に接続した場合にも適用可能である。この場合、それぞれの電解槽に設置されたカソード用のブスバーの接点部と、それぞれのカソードビームの接点部との接触部の平均接触面積および接触面積の標準偏差σを上記範囲に規制する。   The present invention is applicable not only to a structure in which a plurality of cathodes and anodes are suspended alternately and in parallel in one electrolytic cell, but also when such electrolytic cells are connected in series. It is applicable. In this case, the standard contact area σ of the contact area between the contact portion of the cathode busbar and the contact portion of each cathode beam installed in each electrolytic cell and the standard deviation σ of the contact area are restricted within the above range.

以下、実施例により、本発明をさらに説明する。なお、実施例は、種板電解法を用いた銅電解精錬方法の一例に関する。ただし、本発明は、この実施例に限定されることはなく、カソードビームを用いたさまざまなタイプの非鉄金属の電解精錬方法に適用可能である。
[実施例1]
内芯として、横断面幅18.0mm、高さ36.0mmの鉄芯と、この鉄芯の表面に形成された、厚さ3.0mmの銅被覆層(純銅、99.9%以上)とにより構成され、横断面幅24.0mm、高さ42.0mmのカソードビームを52本準備した(図3参照)。
The invention is further illustrated by the following examples. In addition, an Example relates to an example of the copper electrolytic refining method using seed plate electrolysis. However, the present invention is not limited to this embodiment, and is applicable to various types of nonferrous metal electrolytic refining methods using a cathode beam.
Example 1
As an inner core, an iron core having a cross-sectional width of 18.0 mm and a height of 36.0 mm, and a 3.0 mm-thick copper covering layer (pure copper, 99.9% or more) formed on the surface of the iron core 52 cathode beams each having a cross-sectional width of 24.0 mm and a height of 42.0 mm (see FIG. 3).

カソード用のブスバーとしては、105mmの周期で、カソード接点部26箇所をプレス加工した(図2)、厚さ10mmの銅製のブスバー(長さ2900mm;純銅、99.9%以上)を用いた。なお、アノード用のブスバーとしては、105mmの周期で、アノード接点部27個をプレス加工した(図2)、厚さ10mmの銅製のブスバー(長さ2900mm;純銅、99.9%以上)を用いた。アノード接点部およびカソード接点部はいずれも、平面視において、長さ方向に伸長する長円形で、高さ方向に関して他の部分よりも上方にドーム状に膨出しており、長さ50mm、幅20mm、高さ10mmである。   As a cathode bus bar, a cathode bus bar (2900 mm in length; pure copper, 99.9% or more) having a thickness of 10 mm was used, in which 26 cathode contact portions were pressed at a cycle of 105 mm (FIG. 2). As a busbar for the anode, 27 anode contact parts were pressed at a cycle of 105 mm (Fig. 2), and a busbar made of copper with a thickness of 10 mm (length 2900 mm; pure copper, 99.9% or more) It was. Each of the anode contact portion and the cathode contact portion is an oval extending in the longitudinal direction in plan view, and has a dome shape bulging upward than the other portions in the height direction, and has a length of 50 mm and a width of 20 mm , Height 10 mm.

種板としては、高さ1000mm、幅1000mm、厚さ1mmの銅板(純銅、99.9%以上)を用い、幅100mm、厚さ1mm、長さ300mmの銅板(純銅、99.9%以上)をU字状に加工したリボン2枚を種板上辺部の左と右とに取り付けた。また、アノードには、耳部を除いた大きさが概ね高さ1000mm、幅1000mm、厚さ40mmの粗銅製の銅板を用いた(99%Cu)。   As a seed plate, a copper plate (pure copper, 99.9% or more) with a height of 1000 mm, a width of 1000 mm and a thickness of 1 mm, a copper plate with a width of 100 mm, a thickness of 1 mm and a length of 300 mm (pure copper, 99.9% or more) Two U-shaped ribbons were attached to the left and right sides of the upper side of the seed plate. Further, as the anode, a copper plate of rough copper having a size of approximately 1000 mm in height, 1000 mm in width and 40 mm in thickness excluding the ear portion was used (99% Cu).

これらのブスバー、カソード(種板(カソード板)、リボン、およびカソードビーム)、アノード(耳付きアノード板)を用いて、銅電解精製の電解操業を繰り返し行った。具体的には、カソードビーム26本を1セットとして、26枚のカソード板からなるカソード内に組み込み、アノードを構成するアノード板27枚で挟まれるように電解槽に装入し、電流18700Aで9日間のカソードライフで通電し、電解操業を行った。その後、別の26本のカソードビームのセットを用いて、同様に電解操業を行った。それぞれのセットのカソードビームを交代で用いた。それぞれのセットを、6回の電解操業で繰り返して使用した。   The electrolytic operation of copper electrorefining was repeated using these bus bars, a cathode (seed plate (cathode plate), a ribbon, and a cathode beam) and an anode (anode plate with ears). Specifically, one set of 26 cathode beams is incorporated into the cathode consisting of 26 cathode plates, and is inserted into the electrolytic cell so as to be sandwiched by 27 anode plates constituting the anode. Electricity was supplied at the cathode life of the day to carry out electrolysis operation. Thereafter, another set of 26 cathode beams was used to carry out electrolysis similarly. The cathode beams of each set were used alternately. Each set was used repeatedly in six electrolysis runs.

それぞれのカソードビームは、繰り返し使用することによって、ブスバーと接触する接点部の平面度が損なわれ、ブスバーとの接触面積が小さくなっていったと考えられたので、繰り返し使用後のセットのカソードビームの接点部の形状を、感圧紙(富士フイルム株式会社製)を用いて確認した。すなわち、カソード用のブスバーの上面に感圧紙を載置し、その上に単体のカソードビームをそれぞれ静かに載置して、それぞれのカソードビームの端部の下面である接点部と、カソード用のブスバーのそれぞれの接点部との接触部を着色させた。その結果、接触部の形状はそれぞれ、図4のようになっていた。   Each cathode beam was considered to have lost the flatness of the contact portion in contact with the bus bar by repeated use and to have a small contact area with the bus bar. The shape of the contact portion was confirmed using a pressure sensitive paper (manufactured by Fujifilm Corporation). That is, a pressure-sensitive paper is placed on the upper surface of a cathode busbar, and a single cathode beam is quietly placed on the pressure-sensitive sheet, and the contact point which is the lower surface of the end of each cathode beam and the cathode The contact portions of the bus bars with the respective contact portions were colored. As a result, the shapes of the contact portions were as shown in FIG.

続いて、着色部分の面積を測定し、それぞれのカソードビームの接点部のブスバーの接点部との接触部の接触面積を求めた。これらの測定値から得られた、1セットのカソードビームに関する、接触部の平均接触面積、接触面積の標準偏差σを、それぞれ表1に示す。   Subsequently, the area of the colored portion was measured, and the contact area of the contact portion of each cathode beam contact portion with the contact portion of the bus bar was determined. The average contact area of the contacts and the standard deviation σ of the contact area for one set of cathode beams obtained from these measured values are shown in Table 1, respectively.

これらのカソードビーム26本の接点部について、ハンドグラインダ(株式会社オフィスマイン製、ミニアングルサンダーMX−80E)により、JISR6001研削砥石用研磨材の規格による砥粒が#120の砥石を用いた切削による平面研磨をそれぞれ5分間行い、それぞれの接点部を平滑化した。平滑(平面研磨)後のそれぞれの接触部の形状を同様に感圧紙で測定した。その結果を図5に示す。   About the contact point part of these 26 cathode beams, the abrasive grain according to the standard of the abrasives for JIS R 6001 grinding wheel is cut by using a whetstone of # 120 with a hand grinder (Mini-angle sander MX-80E made by Office Mine, Inc.) Planar polishing was performed for 5 minutes to smooth each contact portion. The shape of each contact portion after smoothing (planar polishing) was similarly measured with a pressure-sensitive paper. The results are shown in FIG.

平滑化後のカソードビームの一方のセットを用いて、同様に、カソードを26枚組み、電解槽に装入し、電流18700Aで9日間のカソードライフで通電を再開した。   Similarly, 26 cathodes were loaded into the electrolytic cell using one set of cathode beams after smoothing, and energization was resumed with a current of 18700 A and a cathode life of 9 days.

再開した通電において1セットのカソードビームに流れる電流を、活線電流計(クランプメータ、日置電機株式会社製、クランプオンAC/DCハイテスタ3265)を用いて測定した。測定結果から求めた平均電流値、および電流値の標準偏差を表1に示す。
[比較例1]
カソードビームの接点部を研磨しなかったこと以外は、実施例1と同様のカソードビームのセットおよびブスバーを用い、実施例1と同様の条件および操作により、通電を再開した。再開した通電において1セットのカソードビームに流れる平均電流値、および電流値の標準偏差を求めた。その結果を表1に示す。また、繰り返し使用後で通電再開前に、感圧紙を用いて測定した、接触部の平均接触面積と接触面積の標準偏差σも表1に示す。
[参考例1]
研磨材として、カップブラシを用い、ブラシ研磨によりカソードビームの接点部の表面研磨を行ったこと以外は、実施例1と同様に電解操業を行った。なお、この際に、押し付け圧力を測定し、その測定値に基づいて押し付け圧力が一定になるように研磨材の位置を調節することは行わなかった。再開した通電において1セットのカソードビームに流れる平均電流値、および電流値の標準偏差を求めた。その結果を表1に示す。
[参考例2]
研磨材として、#300の砥石を用いたこと以外は、実施例1と同様に電解操業を行った。再開した通電において1セットのカソードビームに流れる平均電流値、および電流値の標準偏差を求めた。その結果を表1に示す。
The current flowing through one set of cathode beams in the resumed energization was measured using a hot-wire ammeter (a clamp meter, clamp-on AC / DC high tester 3265 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.). The average current value obtained from the measurement results and the standard deviation of the current value are shown in Table 1.
Comparative Example 1
Using the same cathode beam set and bus bar as in Example 1 except that the contact portion of the cathode beam was not polished, energization was resumed under the same conditions and operation as in Example 1. The average current value flowing to one set of cathode beams in the resumed energization and the standard deviation of the current values were determined. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the average contact area of the contact portion and the standard deviation σ of the contact area, which were measured using a pressure-sensitive paper after repeated use and before resumption of energization.
[Reference Example 1]
The electrolytic operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the surface of the contact portion of the cathode beam was polished by brush polishing using a cup brush as an abrasive. At this time, the pressing pressure was measured, and the position of the abrasive was not adjusted based on the measured value so that the pressing pressure became constant. The average current value flowing to one set of cathode beams in the resumed energization and the standard deviation of the current values were determined. The results are shown in Table 1.
[Reference Example 2]
The electrolysis operation was performed in the same manner as in Example 1 except that a # 300 grinding stone was used as the abrasive. The average current value flowing to one set of cathode beams in the resumed energization and the standard deviation of the current values were determined. The results are shown in Table 1.

以上の結果より、比較例1のようにカソードビームの接点部の研磨を行わない場合は、接点部の傷や凹凸が十分に除去されていない。このとき、それぞれのカソードビームの接点部とブスバーのそれぞれの接点部との接触面積の標準偏差σが大きくなっている。このように、それぞれの接触部の接触面積の標準偏差σが大きいカソードビームを使用した場合、通電期間における電流値の標準偏差も大きくなってしまうことが理解される。   From the above results, in the case where the contact portion of the cathode beam is not polished as in Comparative Example 1, the scratches and irregularities on the contact portion are not sufficiently removed. At this time, the standard deviation σ of the contact area between the contact portion of each cathode beam and each contact portion of the bus bar is large. As described above, it is understood that the standard deviation of the current value in the current application period is also increased when the cathode beam having a large standard deviation σ of the contact area of each contact portion is used.

これに対して、実施例1におけるカソードビームでは、比較例1との比較において、平面研磨により、それぞれの接触部の接触面積が十分に大きくなり、かつ、標準偏差σも小さくなることが理解できる。したがって、通電期間における電流値の標準偏差が小さくなり、安定した通電を継続することができることが判明した。   On the other hand, in the case of the cathode beam in Example 1, it can be understood that the contact area of each contact portion becomes sufficiently large and the standard deviation σ becomes small by plane polishing in comparison with Comparative Example 1. . Therefore, it was found that the standard deviation of the current value in the current application period becomes small, and stable current application can be continued.

なお、参考例2では、砥粒の粒度が小さすぎたため、実施例1と同様の研磨条件では、表面性状の改善はみられるものの実施例1に劣る。しかしながら、さらに研磨を継続することで、本発明と同様のカソードビームの接点部の表面性状が得られるものと考えられる。   In addition, in the reference example 2, since the particle size of the abrasive grain was too small, under the same polishing condition as that of the example 1, the improvement of the surface property can be seen but it is inferior to the example 1. However, by continuing the polishing further, it is considered that the surface texture of the contact portion of the cathode beam similar to that of the present invention can be obtained.

1 カソード板
2 カソードビーム
2a、2b 端部
2c 接点部
3 リボン(吊り手)
4 芯棒
5 被覆層
6 絶縁体
10 アノード板
10a、10b 耳部
11 第1のブスバー
11a 接点部
12 第2のブスバー
12a 接点部
1 cathode plate 2 cathode beam 2a, 2b end 2c contact portion 3 ribbon (hand strap)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 core rod 5 coating layer 6 insulator 10 anode plate 10a, 10b ear part 11 1st bus bar 11a contact part 12 2nd bus bar 12a contact part

Claims (4)

それぞれ少なくとも長さ方向端部における横断面が角形の形状を有し、銅製の、もしくは、表面に銅被覆層が設けられた、複数のカソードビームを用いる銅電解精錬方法であって、
前記複数のカソードビームは、電解槽に設けられたブスバーと電気的接触が可能な接点部を備え、
電解操業で使用済みの前記複数のカソードビームの前記接点部に平面研磨を施して、該複数のカソードビームの前記接点部と前記ブスバーの接点部との平均接触面積が10mm以上となり、かつ、前記複数のカソードビームの前記接点部と前記ブスバーの接点部との接触面積の標準偏差σを3mm以下に維持するようにする、
銅電解精錬方法。
A copper electrorefining method using a plurality of cathode beams each having a rectangular shape in cross section at least at its longitudinal end and made of copper or provided with a copper covering layer on the surface,
The plurality of cathode beams have contact portions capable of making electrical contact with bus bars provided in the electrolytic cell,
The contact portions of the plurality of cathode beams used in the electrolytic operation are flat-polished to have an average contact area of 10 mm 2 or more between the contact portions of the plurality of cathode beams and the contact portions of the bus bar, and The standard deviation σ of the contact area between the contact portion of the plurality of cathode beams and the contact portion of the bus bar is maintained at 3 mm 2 or less.
Copper electrolytic refining method.
前記接触面積を、感圧紙を用いて測定する工程をさらに備える、請求項1に記載の銅電解精錬方法。   The copper electrolytic refining method according to claim 1, further comprising the step of measuring the contact area using a pressure sensitive paper. 前記平面研磨において、研磨材を押し付けながら研磨し、かつ、該研磨の際に前記研磨材の厚さを変化させない、請求項1または2に記載の銅電解精錬方法。   The copper electrolytic refining method according to claim 1 or 2, wherein the polishing is performed while pressing the abrasive in the planar polishing, and the thickness of the abrasive is not changed in the polishing. 前記研磨材として、砥粒の粒度が#60以上である研磨材を用いる、請求項3に記載の銅電解精錬方法。

The copper electrolytic refining method according to claim 3, wherein an abrasive having a grain size of # 60 or more is used as the abrasive.

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