JP3181895U - 金属電解回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トップカバーを開いて電析管を容易に取り出すことができる上、金属イオンを簡便に回収することができる金属電解回収装置を提供する。
【解決手段】
金属電解回収装置は、陽極管１０、絶縁装置２０、陰極導電管３０及びトップカバー４０を備える。陽極管１０は、中空円柱体であり、下端に導電片１１１が螺着される。導電片１１１には、陽極導電板１２が接続された円盤１１が固定される。円盤１１の外周縁には、複数のネジ孔が設けられる。絶縁装置２０は、下部絶縁管２１及び上部絶縁管２２により構成される。下部絶縁管２１の上下端には、ネジ孔盤２２１がそれぞれ設けられる。ネジ孔盤２２１には、複数のネジ孔が周設される。トップカバー４０は、蓋体４１及びキャップ４２を含む。蓋体４１は、上部絶縁管２２の内径に等しい外径を有するとともに、上部絶縁管２２の流出口２２３に対応して形成された吐出孔４３を有する。
【選択図】図２

Description

本考案は、金属電解回収装置に関するものであり、さらに詳しくは、陽極管と陰極導電管との間に発生させる電解反応を利用し、電気化学反応により金属イオンの金属状態を電析管上へ析出させ、トップカバーを開いて電析管を容易に取り出すことができる上、金属イオンを簡便に回収することができる金属電解回収装置に関するものである。

工業用メッキ、プリント回路基板製造工程、金属表面処理などの工程では、その過程において大量の溶液を使用又は洗浄に用いるが、その際、通常、大量の廃液が発生する。この廃液には一定濃度レベルの金属イオンが含まれるため、環境汚染を防止すると共に、金属イオンを回収するために、従来技術では電解回収技術を利用して金属イオンと廃液とを分離させるのが一般的である。

図９に示すように、金属電解回収装置は、廃水貯蔵槽６０、ポンプ７０、電極板装置８０及び電源装置９０から構成されている。廃水貯蔵槽６０は、底側に吐出管６１及びポンプ７０が接続される。ポンプ７０は、他方の端部が廃水貯蔵槽６０の下端に接続される。電極板装置８０は、電解槽８３内に配置された複数の電極板８１，８２から構成される。電源装置９０は、電源の正負極両端が電極板装置８０の複数の電極板８１，８２と直列接続される。電極板装置８０は、流水貯蔵槽８４を含む。その作動には、ポンプ７０が利用され、廃水貯蔵槽６０から電極板装置８０の電解槽８３へ廃水が流入した後、電極板装置８０の流水貯蔵槽８４から廃水貯蔵槽６０中へ還流する循環状態が形成され、電源装置９０を利用して電極板８１，８２に電解作用を発生させ、廃水に含まれる金属イオンを負極電極板８２上へ付着させる。

しかし、従来技術の構造には、依然として以下（１）〜（３）の欠点があった。
（１）従来の構造が、電極板８１，８２が交互に配列された複数の板体で構成され、負極電極板８２に十分な金属イオンが付着した後、電極板８１，８２全体を取り外して電極板８１，８２の複雑な構造から金属層を掻き取らなければならないため、時間及び労力が多くかかる上、金属層を掻き取る際に電極板８１，８２を損壊させる虞もある。
（２）従来の電極板装置８０の電極板８１，８２は、電解過程において化学成分を含む気体を発生させることが多い上、電解槽８３が開放式の容器であるため、大気汚染が発生しやすい。
（３）従来の電極板８１，８２は、交互に配列された複数の板体で構成されるため、電解槽中で廃水が流動する際、流体原理により電極板８１，８２を均等に流れることがなく、金属イオンの吸着が不均等となり、廃水の電解効率が下がる虞がある。

従って、本考案の第１の目的は、金属イオンを回収する際、トップカバー上に力を加えてキャップを回転させて上部絶縁管の固着部から外し、トップカバーを上向きに開いて上部絶縁管の上端に開口を形成し、かつ、ハンドツールを用いて陰極導電管内の電析管を抜き出し、電析管の溝部の共振原理を利用して電析管を軽く叩いて電解回収した金属層を自動的に落とすことにより、時間を短縮して手間を省くと共に、損壊を防ぐ金属電解回収装置を提供することにある。

本考案の第２の目的は、金属回収装置を密閉容器に形成し、トップカバーを回転させる際、キャップと上部絶縁管の固着部とが位置決めされ、金属回収装置の開閉により発生する大気汚染の防止可能な金属電解回収装置を提供することにある。

本考案の第３の目的は、絶縁管の給水口及び流出口が、管壁上に絶縁管の中心線に対して偏心した状態で設けられ、給水口から廃液が流入すると、廃液に渦流を発生させるとともに、陰極導電管内で上方へ回転変位してから、上部絶縁管の流出口から廃液を排出させ、電析管内で金属イオンを均等に吸着させて高い電解効率を得る金属電解回収装置を提供することにある。

本考案の第４の目的は、陽極管の下端に導電片を螺着し、導電片に円盤を固定させて陽極導電板が接続され、陽極管を交換する際、陽極管と導電片との接続箇所を外すだけで、陽極管を簡便に交換することができる金属電解回収装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本考案によれば、
陽極管、絶縁装置、陰極導電管及びトップカバーを備えた金属電解回収装置であって、
前記陽極管は、中空円柱体であり、下端に導電片が螺着され、前記導電片には、陽極導電板が接続された円盤が固定され、前記円盤の外周縁には、複数のネジ孔が設けられ、
前記絶縁装置は、下部絶縁管及び上部絶縁管により構成され、前記下部絶縁管の上下端には、ネジ孔盤がそれぞれ設けられ、前記ネジ孔盤には、複数のネジ孔が周設され、前記下部絶縁管の管壁上には、前記下部絶縁管の中心線に対して偏心した給水口が突設され、 前記上部絶縁管は、下端に前記ネジ孔盤が設けられ、上端に階層状の固着部が設けられ、前記上部絶縁管の管壁には、前記上部絶縁管の中心線に対して偏心した流出口が突設され、
前記陰極導電管は、上下端にネジ孔盤が設けられ、内側に電析管が配置され、前記電析管の管壁には、前記電析管と同じ長さを有する溝部が形成され、前記陰極導電管の下端には、接続片及び導電板が螺着され、
前記トップカバーは、蓋体及びキャップを含み、前記蓋体は、前記上部絶縁管の内径に等しい外径を有するとともに、前記上部絶縁管の前記流出口に対応して形成された吐出孔を有し、前記キャップの外縁下端は、前記上部絶縁管の前記固着部に位置決めされ、
前記陽極管の正電位と前記陰極導電管の負電位とは、廃液を伝達媒体として電解効果を得て、電解過程の金属イオンが、電気化学反応により前記電析管上に金属状態を析出させ、前記トップカバーの前記キャップに力を加えて回転させ、前記キャップを前記上部絶縁管から外し、ハンドツールを用いて前記陰極導電管内に配置された前記電析管を抜き出し、前記溝部により前記電析管を共振させて電解回収した金属層を落として金属イオンを速やかに回収し、反対の操作を行って前記電析管を元の場所に取り付けることを特徴とする金属電解回収装置が提供される。

前記陽極管は、白金、ステンレス系の材料、又はイリジウム、ルテニウム、タンタルにより被覆されたチタン金属材料からなり、前記陰極導電管は、ステンレス系の材料又はチタン金属からなることが好ましい。

前記絶縁装置は、プラスチック、ガラス繊維、ガラス又はセラミックからなることが好ましい。

前記電析管は、ステンレス系の材料、又は銅、アルミニウム、ニッケル、チタンの導電性金属からなることが好ましい。

前記電析管は、中空状薄肉管であり、前記陰極導電管より若干大きい寸法を有し、下端が前記下部絶縁管と前記陰極導電管との間に位置決めされ、上端が前記陰極導電管と前記トップカバーとの間に位置決めされることが好ましい。

前記導電板は、２つの金属電解回収装置に接続されて直列接続効果を得るコ字状のフレームであることが好ましい。

本考案は、前記の通りの構成からなり、電析管に金属イオンを均一に析出させることができるので、高い電解効率を達成することができ、簡便操作により金属を回収することができる。また、陽極管の交換も容易であり、メンテナンスにも優れている。

本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置を示す斜視図である。 本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置を示す分解斜視図である。 本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置を示す断面図である。 本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置を示す作動図（１）である。 本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置を示す作動図（２）である。 本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置の廃液流動方向を示す模式図である。 本考案の一実施形態に係る電析管を示す動作図である。 本考案の一実施形態に係る２つの金属電解回収装置を組み合わせたときの状態を示す模式図である。 従来の金属電解回収装置を示す模式図である。

以下、本考案の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。

図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置は、少なくとも陽極管１０、絶縁装置２０、陰極導電管３０及びトップカバー４０から構成される。陽極管１０は、中空円柱体であり、白金、ステンレス系の材料、又はイリジウム、ルテニウム、タンタル酸化物により被覆されたチタン金属材料からなってもよい。陽極管１０の下端には、導電片１１１が螺着されるとともに、導電片１１１に円盤１１が固定されて陽極導電板１２が接続される。円盤１１の外周縁には、複数のネジ孔が設けられる。絶縁装置２０は、下部絶縁管２１及び上部絶縁管２２により構成される。絶縁管２１，２２は、例えば、プラスチック、ガラス繊維、ガラス、セラミックなどの材料からなる不導体である。下部絶縁管２１の上下端には、ネジ孔盤２１１がそれぞれ設けられている。ネジ孔盤２１１上には、複数のネジ孔が周設されている。下部絶縁管２１の管壁上には、下部絶縁管の中心線に対して偏心した給水口２１２が突設されている。上部絶縁管２２は、下端にネジ孔盤２２１が設けられ、上端に階層状の固着部２２２が設けられる。固着部２２２は、複数のＬ字状の係合溝又は雄ネジ部でもよい。上部絶縁管２２の管壁上には、上部絶縁管の中心線に対して偏心した流出口２２３が突設されている。陰極導電管３０は、中空状管体であり、ステンレス系の材料又はチタン金属材料からなり、その上下端にネジ孔盤３０１が設けられている。両端のネジ孔盤３０１には、絶縁装置２０のネジ孔が互いに対応するように設けられている。陰極導電管３０内には、電析管３１が配置される。電析管３１は、中空状薄肉管であり、ステンレス系の材料、又は銅、アルミニウム、ニッケル、チタンの導電性金属からなる。管壁上には、管と同じ長さを有する溝部３１１が設けられている。電析管３１は、延ばされて陰極導電管３０の管壁内縁に挿設されて一体成形される。電析管３１は、両側が陰極導電管３０より若干大きい寸法を有し、陰極導電管３０の下端には、接続片３２及びコ字状の導電板３３が螺着されている。トップカバー４０は、本体が中空状である蓋体４１と、キャップ４２と、を含む。蓋体４１の外径は、上部絶縁管２２の内径に等しい。蓋体４１上には、上部絶縁管２２の流出口２２３に対応した吐出孔４３が設けられている。キャップ４２は、円盤体であり、その外縁下端が上部絶縁管２２の固着部２２２に位置決めされる。固着部２２２は、複数のＬ字状係合溝又は雄ネジ部でもよい。

図２及び図３を参照する。以下、図２及び図３に基づいて本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置の結合方式を説明する。陽極管１０を下部絶縁管２１の中央部に挿設させるとともに、導電片１１１を円盤１１に固定してから、ネジＡ及びワッシャーＢを利用して下部絶縁管２１の下端に設けたネジ孔盤２１１を円盤１１へ固定させる。陰極導電管３０は、その管内に電析管３１を位置決めさせて陽極管１０に外嵌させるとともに、ネジＡを用いて下部絶縁管２１の上端のネジ孔盤２１１へ陰極導電管３０を螺着させ、ワッシャーＢをその中に挟設させる。陰極導電管３０下端のネジ孔盤３０１には、接続片３２及び導電板３３が配置される。上部絶縁管２２は、下端に設けられたネジ孔盤２２１及びワッシャーＢにより、陰極導電管３０の上端のネジ孔盤３０１上に螺着される。電析管３１の両端は、陰極導電管３０の両端より若干大きく、この若干大きい箇所は、下部絶縁管２１、トップカバー４０、陰極導電管３０間に係合されて位置決めされる。トップカバー４０を回し、キャップ４２と上部絶縁管２２の固着部２２２とを位置決めさせると、流出口２２３と吐出孔４３とが連通する。陰極導電管３０の下端に設けたネジ孔盤３０１には、ネジＡを利用して接続片３２及び導電板３３が螺着される。

続いて、図４及び図５を参照する。図４及び図５に示すように、本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置は、金属イオンを含む廃液を廃液槽５１へ貯蔵する。廃液槽５１の下端には、管路を介して下部絶縁管２１の給水口２１２が接続され、廃液槽５１と下部絶縁管２１との間に駆動装置５２が設けられ、給水口２１２へ廃液を流入させる。給水口２１２は、下部絶縁管２１の管壁上に、下部絶縁管の中心線に対して偏心した状態で設けられているため、廃液に渦流が発生するとともに、陰極導電管３０内で上方へ回転変位した後（図６参照）、廃液を上部絶縁管２２の流出口２２３から排出して廃液槽５１へ還流させ、電源の正電位が陽極導電板１２から導電片１１１を介して陽極管１０へ伝わる。陽極管１０の正電位と陰極導電管３０の負電位とは、廃液を伝達媒体として用いるとともに、電解効果を発生させる。電解過程において、金属イオンは、電気化学反応により電析管３１上に金属状態を析出させて金属イオンを回収し、負極端子が陰極導電管３０、電析管３１、接続片３２及び導電板３３により構成される。

図３及び図７を参照する。図３及び図７に示すように、金属イオンが回収される際、廃液中の金属イオンは、電気化学反応により電析管３１の管壁上に金属状態が析出される。トップカバー４０上に力を加えてキャップ４２を回し、上部絶縁管２２の固着部２２２から外す。固着部２２２は、複数のＬ字状係合溝又は雄ネジ部でもよい。トップカバー４０を上向きに開くと、上部絶縁管２２の上端に開口が形成され、ハンドツールを用いて陰極導電管３０内に配置されている電析管３１を引抜く。電析管３１の溝部３１１の共振原理を利用して電析管３１を軽く叩くことにより、電解回収した金属層５３を自動的に落として回収したり、反対の操作を行って電析管３１を元の場所に取り付け、溝部３１１を利用して電析管３１に張力を発生させ、陰極導電管３０内に密着させる。

図８を参照する。図８に示すように、本考案の一実施形態に係る金属電解回収装置は、多数組を連結して使用し、陽極導電板１２を導電板３３の下端へ接続させ、導電板３３の上端をもう一つの金属電解回収装置の陰極導電管３０下端のネジ孔盤３０１に接続させて直列接続を形成し、同様のステップを繰り返すことにより、複数の金属電解回収装置を組み合わせることができる。

上述したことから分かるように、本考案の金属電解回収装置は、以下（１）〜（４）の長所を有する。
（１）金属イオンを回収する際、トップカバー４０上に力を加えてキャップ４２を回転させ、上部絶縁管２２の固着部２２２からトップカバー４０を外し、トップカバー４０を上向きに開いて上部絶縁管２２の上端に開口を形成し、かつ、ハンドツールを用いて陰極導電管３０内の電析管３１を抜き出す。また電析管３１の溝部３１１の共振原理を利用して電析管３１を軽く叩くことにより、電解回収の金属層５３を自動的に落とすことができるため、時間を短縮して手間を省くことができる上、損壊することを防ぐこともできる。
（２）金属回収装置を密閉容器として用い、トップカバー４０を回転させると、キャップ４２と上部絶縁管２２の固着部２２２とが位置決めされるため、金属回収装置の開閉により発生する大気汚染を防ぐことができる。
（３）絶縁管２１，２２の給水口２１２及び流出口２２３が、管壁上に絶縁管の中心線に対して偏心した状態で設けられているため、給水口２１２から廃液が流入されると、廃液に渦流を発生させるとともに、陰極導電管３０内で上方へ回転変位した後、上部絶縁管２２の流出口２２３から廃液が排出されるため、電析管３１内で金属イオンが均等に吸着して高い電解効率が得られる。
（４）陽極管１０の下端には、導電片１１１が螺着されるとともに、導電片１１１に円盤１１を固定させて陽極導電板１２が接続され、陽極管１０を交換する際、陽極管１０と導電片１１１との接続箇所を外すだけで、陽極管１０を簡便に交換することができる。
以上、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０ 陽極管
１１ 円盤
１２ 陽極導電板
２０ 絶縁装置
２１ 下部絶縁管
２２ 上部絶縁管
３０ 陰極導電管
３１ 電析管
３２ 接続片
３３ 導電板
４０ トップカバー
４１ 蓋体
４２ キャップ
４３ 吐出孔
５１ 廃液槽
５２ 駆動装置
５３ 金属層
６０ 廃水貯蔵槽
６１ 吐出管
７０ ポンプ
８０ 電極板装置
８１ 正極電極板
８２ 負極電極板
８３ 電解槽
８４ 流水貯蔵槽
９０ 電源装置
１１１ 導電片
２１１ ネジ孔盤
２１２ 給水口
２２１ ネジ孔盤
２２２ 固着部
２２３ 流出口
３０１ ネジ孔盤
３１１ 溝部
Ａ ネジ
Ｂ ワッシャー

Claims (6)

1. 陽極管、絶縁装置、陰極導電管及びトップカバーを備えた金属電解回収装置であって、
   前記陽極管は、中空円柱体であり、下端に導電片が螺着され、前記導電片には、陽極導電板が接続された円盤が固定され、前記円盤の外周縁には、複数のネジ孔が設けられ、
   前記絶縁装置は、下部絶縁管及び上部絶縁管により構成され、前記下部絶縁管の上下端には、ネジ孔盤がそれぞれ設けられ、前記ネジ孔盤には、複数のネジ孔が周設され、前記下部絶縁管の管壁上には、前記下部絶縁管の中心線に対して偏心した給水口が突設され、前記上部絶縁管は、下端に前記ネジ孔盤が設けられ、上端に階層状の固着部が設けられ、前記上部絶縁管の管壁には、前記上部絶縁管の中心線に対して偏心した流出口が突設され、
   前記陰極導電管は、上下端にネジ孔盤が設けられ、内側に電析管が配置され、前記電析管の管壁には、前記電析管と同じ長さを有する溝部が形成され、前記陰極導電管の下端には、接続片及び導電板が螺着され、
   前記トップカバーは、蓋体及びキャップを含み、前記蓋体は、前記上部絶縁管の内径に等しい外径を有するとともに、前記上部絶縁管の前記流出口に対応して形成された吐出孔を有し、前記キャップの外縁下端は、前記上部絶縁管の前記固着部に位置決めされ、
   前記陽極管の正電位と前記陰極導電管の負電位とは、廃液を伝達媒体として電解効果を得て、電解過程の金属イオンが、電気化学反応により前記電析管上に金属状態を析出させ、前記トップカバーの前記キャップに力を加えて回転させ、前記キャップを前記上部絶縁管から外し、ハンドツールを用いて前記陰極導電管内に配置された前記電析管を抜き出し、前記溝部により前記電析管を共振させて電解回収した金属層を落として金属イオンを速やかに回収し、反対の操作を行って前記電析管を元の場所に取り付けることを特徴とする金属電解回収装置。
2. 前記陽極管は、白金、ステンレス系の材料、又はイリジウム、ルテニウム、タンタルにより被覆されたチタン金属材料からなり、
   前記陰極導電管は、ステンレス系の材料又はチタン金属からなることを特徴とする請求項１に記載の金属電解回収装置。
3. 前記絶縁装置は、プラスチック、ガラス繊維、ガラス又はセラミックからなることを特徴とする請求項１に記載の金属電解回収装置。
4. 前記電析管は、ステンレス系の材料、又は銅、アルミニウム、ニッケル、チタンの導電性金属からなることを特徴とする請求項１に記載の金属電解回収装置。
5. 前記電析管は、中空状薄肉管であり、前記陰極導電管より若干大きい寸法を有し、下端が前記下部絶縁管と前記陰極導電管との間に位置決めされ、上端が前記陰極導電管と前記トップカバーとの間に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の金属電解回収装置。
6. 前記導電板は、２つの金属電解回収装置に接続されて直列接続効果を得るコ字状のフレームであることを特徴とする請求項１に記載の金属電解回収装置。

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