JP3063636B2 - 銅電解精製方法 - Google Patents
銅電解精製方法Info
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- JP3063636B2 JP3063636B2 JP8242914A JP24291496A JP3063636B2 JP 3063636 B2 JP3063636 B2 JP 3063636B2 JP 8242914 A JP8242914 A JP 8242914A JP 24291496 A JP24291496 A JP 24291496A JP 3063636 B2 JP3063636 B2 JP 3063636B2
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- Japan
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- current density
- current
- cathode
- copper
- energization
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅などの非鉄金属
の電解精製や電解採取における高電流密度操業方法に関
する。
の電解精製や電解採取における高電流密度操業方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】銅などの非鉄金属の電解精製や電解採取
においては、生産性を向上するために高電流密度での操
業が採用されている。高電流密度操業ではカソード側で
粒の発生が、そして、アノード側では不働態化のおそれ
がある。このため、周期的にアノードとカソードの電流
の向きを反転する通電（以下ＰＲ通電と称する）が行わ
れてきた。
においては、生産性を向上するために高電流密度での操
業が採用されている。高電流密度操業ではカソード側で
粒の発生が、そして、アノード側では不働態化のおそれ
がある。このため、周期的にアノードとカソードの電流
の向きを反転する通電（以下ＰＲ通電と称する）が行わ
れてきた。
【０００３】しかしながらＰＲ通電での電気銅の外観
は、一方向通電での電気銅に比べて低下するといった問
題がある。さらに通常のＰＲ電解ではその逆電流の強度
は正方向の２０〜７０％に制御されており、その電流量
が不足しているため、電着表面の改善が十分ではないと
考えられている。
は、一方向通電での電気銅に比べて低下するといった問
題がある。さらに通常のＰＲ電解ではその逆電流の強度
は正方向の２０〜７０％に制御されており、その電流量
が不足しているため、電着表面の改善が十分ではないと
考えられている。
【０００４】電流反転時の外観の低下を防止するために
は、例えば、電流を逆方向から正方向に反転する間に３
０秒程度の休止時間を設ける通電方法（以下ＰＲＰ通電
と称する）により、カソード表面の外観の悪化の防止が
できると言われている。
は、例えば、電流を逆方向から正方向に反転する間に３
０秒程度の休止時間を設ける通電方法（以下ＰＲＰ通電
と称する）により、カソード表面の外観の悪化の防止が
できると言われている。
【０００５】しかし、このＰＲＰ通電によってもカソー
ド表面に発生した粒を完全には除去できず、直径１０ｍ
ｍ、高さ数ｍｍ前後の小粒が発生し、外観品質を損ねて
いた。
ド表面に発生した粒を完全には除去できず、直径１０ｍ
ｍ、高さ数ｍｍ前後の小粒が発生し、外観品質を損ねて
いた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高電流密度で
操業を可能にする方法の提供を課題とし、具体的にはＰ
Ｒ通電における電着表面の外観品質の低下を防ぐ方法の
提供を課題とする。
操業を可能にする方法の提供を課題とし、具体的にはＰ
Ｒ通電における電着表面の外観品質の低下を防ぐ方法の
提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の方法は、逆方向の通電電流を正方向の通電電流よ
りも高い電流値とするものである。
発明の方法は、逆方向の通電電流を正方向の通電電流よ
りも高い電流値とするものである。
【０００８】すなわち、電流を定期的に反転しながら通
電する非鉄金属の電解精製法において、１５分〜１時間
に１回の割合で電流を反転させ、逆方向の通電電流密度
を正方向の通電電流密度よりも高く維持し、逆方向から
正方向に切り替わる間に一定の通電停止時間を設けるこ
とを特徴とする通電方法であり、さらに具体的には逆方
向の電流密度を４００Ａ／ｍ2以上、好ましくは４５０
〜５００Ａ／ｍ2とし、上記通電停止時間を３０秒以上
１００秒未満とし、である停電を行うことを特徴とする
ものである。
電する非鉄金属の電解精製法において、１５分〜１時間
に１回の割合で電流を反転させ、逆方向の通電電流密度
を正方向の通電電流密度よりも高く維持し、逆方向から
正方向に切り替わる間に一定の通電停止時間を設けるこ
とを特徴とする通電方法であり、さらに具体的には逆方
向の電流密度を４００Ａ／ｍ2以上、好ましくは４５０
〜５００Ａ／ｍ2とし、上記通電停止時間を３０秒以上
１００秒未満とし、である停電を行うことを特徴とする
ものである。
【０００９】そして、このようにすることによりアノー
ド不働態化の発生を防止し、かつ、電流効率の低下を最
小に押さえるものである。
ド不働態化の発生を防止し、かつ、電流効率の低下を最
小に押さえるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】ＰＲ電解における電着表面の悪化
は、電流反転によりカソードが正極となった際に、カソ
ード表面の添加剤が分解・分離する事で添加剤の効果が
消滅したり、カソード表面から溶出する銅粉が再付着し
て、粒が発生しやすくなると考えられる。しかし、カソ
ード面に一度生じた粒は、短時間の逆電流によっては容
易には除去されない。これは、逆方向の通電時の電流密
度を通常の正方向の通電時の電流密度以下、たとえば２
００〜３００Ａ／ｍ2、とした場合には、正極となった
カソード表面における溶出は特定の結晶面が優先して溶
解する傾向を持つためである。
は、電流反転によりカソードが正極となった際に、カソ
ード表面の添加剤が分解・分離する事で添加剤の効果が
消滅したり、カソード表面から溶出する銅粉が再付着し
て、粒が発生しやすくなると考えられる。しかし、カソ
ード面に一度生じた粒は、短時間の逆電流によっては容
易には除去されない。これは、逆方向の通電時の電流密
度を通常の正方向の通電時の電流密度以下、たとえば２
００〜３００Ａ／ｍ2、とした場合には、正極となった
カソード表面における溶出は特定の結晶面が優先して溶
解する傾向を持つためである。
【００１１】すなわち、逆電流をかけ電着表面を溶解す
るとき、電流密度が３００Ａ／ｍ2程度では、活性化領
域かもしくは活性化−拡散の混合領域でのアノード溶解
と考えられ、たとえば（１１１）面のような特定のエネ
ルギー状態の高い活性な面が優先的に溶解し、活性度の
低い結晶面の発達した電析物が表面に残ることになる。
るとき、電流密度が３００Ａ／ｍ2程度では、活性化領
域かもしくは活性化−拡散の混合領域でのアノード溶解
と考えられ、たとえば（１１１）面のような特定のエネ
ルギー状態の高い活性な面が優先的に溶解し、活性度の
低い結晶面の発達した電析物が表面に残ることになる。
【００１２】したがって、溶解時に特定の結晶面が優先
溶解しないよう、拡散領域に入る高い電流密度で逆電解
を行うことで電着表面に発生した粒の均一な溶解が促進
されると考えられる。本発明者等は種々検討した結果、
電着銅、すなわちカソードを正極とした場合のアノード
分極測定結果を考慮すれば、電流密度を概ね４００Ａ／
ｍ2以上とすれば拡散領域での溶解となることが判明し
た。すなわち、逆電流密度を４００Ａ／ｍ2以上とすれ
ば最終的に得られる電気銅の表面が平滑となると考えら
れる。
溶解しないよう、拡散領域に入る高い電流密度で逆電解
を行うことで電着表面に発生した粒の均一な溶解が促進
されると考えられる。本発明者等は種々検討した結果、
電着銅、すなわちカソードを正極とした場合のアノード
分極測定結果を考慮すれば、電流密度を概ね４００Ａ／
ｍ2以上とすれば拡散領域での溶解となることが判明し
た。すなわち、逆電流密度を４００Ａ／ｍ2以上とすれ
ば最終的に得られる電気銅の表面が平滑となると考えら
れる。
【００１３】これらの反転時間は３０秒程度でよく、サ
イクルも１時間に２〜４回程度で不働態化の発生は完全
に抑止できる。
イクルも１時間に２〜４回程度で不働態化の発生は完全
に抑止できる。
【００１４】〔検討例〕精製アノード（サイズ縦１０３
０×横１０５０×厚さ３８ｍｍ、重量３６０Ｋｇ）２６
枚と銅カソード（サイズ縦１０５０×横１０７０×厚さ
０．７ｍｍ、重量約７Ｋｇ）２５枚を電解槽（サイズ長
さ３０００×幅１２６０×深さ１３９０ｍｍ）に装入し
た。電解液は銅５０ｇ／ｌ、硫酸１９０ｇ／ｌの組成と
し、液温を６０℃とし、流量は毎分２０リットルとし
た。電解液へは添加剤として電着量１トンあたりチオ尿
素１２０ｇ、ニカワ８０ｇを添加した。
０×横１０５０×厚さ３８ｍｍ、重量３６０Ｋｇ）２６
枚と銅カソード（サイズ縦１０５０×横１０７０×厚さ
０．７ｍｍ、重量約７Ｋｇ）２５枚を電解槽（サイズ長
さ３０００×幅１２６０×深さ１３９０ｍｍ）に装入し
た。電解液は銅５０ｇ／ｌ、硫酸１９０ｇ／ｌの組成と
し、液温を６０℃とし、流量は毎分２０リットルとし
た。電解液へは添加剤として電着量１トンあたりチオ尿
素１２０ｇ、ニカワ８０ｇを添加した。
【００１５】カソードの電流密度は正方向、すなわち精
製アノードを正極とし、銅カソードを陰極とする場合に
は３６０Ａ／ｍ2とした。２９．４分間の正方向の通電
の後、表１に示すように２００〜５５０Ａ／ｍ2にわた
る電流密度でそれぞれ２０秒間逆方向に通電し、３０秒
間停電後、正方向に通電する事を繰り返した。通電中は
毎日２回ショートの有無を検出し必要であればカソード
の位置を修正した。これらの結果を表１に示した。
製アノードを正極とし、銅カソードを陰極とする場合に
は３６０Ａ／ｍ2とした。２９．４分間の正方向の通電
の後、表１に示すように２００〜５５０Ａ／ｍ2にわた
る電流密度でそれぞれ２０秒間逆方向に通電し、３０秒
間停電後、正方向に通電する事を繰り返した。通電中は
毎日２回ショートの有無を検出し必要であればカソード
の位置を修正した。これらの結果を表１に示した。
【００１６】 １６８時間の通電後、カソードを引き揚げ、外観を目視
で観察し、９０点満点で評価した。この結果と逆方向通
電時の電流密度との関係を図１に示した。図１より逆方
向の電流密度が高いほど外観が向上する傾向であること
がわかる。
で観察し、９０点満点で評価した。この結果と逆方向通
電時の電流密度との関係を図１に示した。図１より逆方
向の電流密度が高いほど外観が向上する傾向であること
がわかる。
【００１７】また、表１に示すようにショート率などの
成績は逆電流密度４００Ａ／ｍ2より低くなると悪化す
る。しかし、それ以上の電流密度では安定して低下する
ことから、拡散領域での粒の溶解が効果的に行われてい
ることがわかる。
成績は逆電流密度４００Ａ／ｍ2より低くなると悪化す
る。しかし、それ以上の電流密度では安定して低下する
ことから、拡散領域での粒の溶解が効果的に行われてい
ることがわかる。
【００１８】なお、逆電流密度が一定値以上ではショー
トなどの成績が悪化しないため、正方向の電流をさらに
上昇する事ができると考えられ、それだけ有効電流効率
の向上になる。
トなどの成績が悪化しないため、正方向の電流をさらに
上昇する事ができると考えられ、それだけ有効電流効率
の向上になる。
【００１９】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００２０】（実施例１）実施例と同様に、精製アノー
ド（サイズ縦１０３０×横１０５０×厚さ３８ｍｍ、重
量３６０Ｋｇ）２６枚と銅カソード（サイズ縦１０５０
×横１０７０×厚さ０．７ｍｍ、重量約７Ｋｇ）２５枚
を電解槽（サイズ長さ３０００×幅１２６０×深さ１３
９０ｍｍ）に装入した。電解液は銅５０ｇ／ｌ、硫酸１
９０ｇ／ｌの組成とし、液温を６０℃とし、流量は毎分
２０リットルとした。電解液へは添加剤として電着量１
トンあたりチオ尿素１２０ｇ、ニカワ８０ｇを添加し
た。
ド（サイズ縦１０３０×横１０５０×厚さ３８ｍｍ、重
量３６０Ｋｇ）２６枚と銅カソード（サイズ縦１０５０
×横１０７０×厚さ０．７ｍｍ、重量約７Ｋｇ）２５枚
を電解槽（サイズ長さ３０００×幅１２６０×深さ１３
９０ｍｍ）に装入した。電解液は銅５０ｇ／ｌ、硫酸１
９０ｇ／ｌの組成とし、液温を６０℃とし、流量は毎分
２０リットルとした。電解液へは添加剤として電着量１
トンあたりチオ尿素１２０ｇ、ニカワ８０ｇを添加し
た。
【００２１】カソードの電流密度は正方向、すなわち精
製アノードを正極とし、銅カソードを陰極とする場合に
は３６０Ａ／ｍ2とした。５９分１０秒分間の正方向の
通電の後、４５０Ａ／ｍ2の電流密度でそれぞれ２０秒
間逆方向に通電し、３０秒間停電後、正方向に通電する
事を繰り返した。通電中は毎日２回ショートの有無を検
出し必要であればカソードの位置を修正した。
製アノードを正極とし、銅カソードを陰極とする場合に
は３６０Ａ／ｍ2とした。５９分１０秒分間の正方向の
通電の後、４５０Ａ／ｍ2の電流密度でそれぞれ２０秒
間逆方向に通電し、３０秒間停電後、正方向に通電する
事を繰り返した。通電中は毎日２回ショートの有無を検
出し必要であればカソードの位置を修正した。
【００２２】１６８時間の通電後、カソードを引き揚
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７７点であった。また、検出されたショート回数は
０．５％であり、最終的な有効電流効率は９５．９％で
あった。
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７７点であった。また、検出されたショート回数は
０．５％であり、最終的な有効電流効率は９５．９％で
あった。
【００２３】（実施例２）逆方向に流す電流の電流密度
を５５０Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
を５５０Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
【００２４】１６８時間の通電後、カソードを引き揚
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７８．９点であった。また、検出されたショート回
数は０．５４％であり、最終的な有効電流効率は９５．
３％であった。
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７８．９点であった。また、検出されたショート回
数は０．５４％であり、最終的な有効電流効率は９５．
３％であった。
【００２５】（比較例１）逆方向に流す電流の電流密度
を３５０Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
を３５０Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
【００２６】１６８時間の通電後、カソードを引き揚
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７７．１点であった。また、検出されたショート回
数は２．９２％であり、最終的な有効電流効率は９６．
１％であった。
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７７．１点であった。また、検出されたショート回
数は２．９２％であり、最終的な有効電流効率は９６．
１％であった。
【００２７】（比較例２）逆方向に流す電流の電流密度
を２００Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
を２００Ａ／ｍ2とした以外は実施例１と同様にして電
解精製を行った。
【００２８】１６８時間の通電後、カソードを引き揚
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７３．４点であった。また、検出されたショート回
数は１．１４％であり、最終的な有効電流効率は９６．
３％であった。
げ、外観を目視で観察し、９０点満点で評価した。その
結果７３．４点であった。また、検出されたショート回
数は１．１４％であり、最終的な有効電流効率は９６．
３％であった。
【００２９】
【発明の効果】本発明の方法によれば、逆方向に流す電
流の電流密度を高くすることにより電着面の溶解を結晶
の方向性と無関係にすることが可能となった。この結
果、ＰＲ電解における電気銅外観の低下が防止でき、良
好な電気銅を得る事ができるようになった。
流の電流密度を高くすることにより電着面の溶解を結晶
の方向性と無関係にすることが可能となった。この結
果、ＰＲ電解における電気銅外観の低下が防止でき、良
好な電気銅を得る事ができるようになった。
【図１】本発明の検討例の結果を示したものであり、逆
方向通電時の電流密度と目視観察結果との関係を示した
ものである。
方向通電時の電流密度と目視観察結果との関係を示した
ものである。
Claims (3)
- 【請求項１】 １５分〜１時間に１回の割合で電流を
反転させ、逆方向の通電電流密度を正方向の通電電流密
度よりも高く維持し、逆方向から正方向に切り替わる間
に一定の通電停止時間を設けることを特徴とする銅電解
精製方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、逆方向
の電流密度を４００Ａ／ｍ2以上とし、通電停止時間を
３０秒以上１００秒未満とする銅電解精製方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、逆方向
の電流密度を４５０〜５００Ａ／ｍ2とする銅電解精製
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242914A JP3063636B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 銅電解精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242914A JP3063636B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 銅電解精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1088381A JPH1088381A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3063636B2 true JP3063636B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=17096098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242914A Expired - Lifetime JP3063636B2 (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 銅電解精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063636B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5213828B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2013-06-19 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 銅の電解精製方法 |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP8242914A patent/JP3063636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1088381A (ja) | 1998-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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