JP3646234B2 - 高純度銀の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、純度９９．９９ｗｔ％程度の市販電気銀、ショット銀、インゴット銀から真空蒸留精製により、純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀を製造する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に銀は、硝酸銀を溶解した液から銀を回収するメービアス法等の電解精製法によって精製銀を回収する他、硝酸銀溶液等から還元採取する方法やゾーン精製法、あるいは再電解精製法等の手段によって回収されている。
【０００３】
このうち工業的に用いられる上記メービアス法による電解精製法は、固定した陰極上に析出した針状あるいは樹枝状の銀結晶をかき落して、精製銀を得るのが一般的である。ＪＩＳＨ２１４１によると、銀地金１種は化学成分としてＡｇ９９．９９％以上、不純物であるＰｂ０．００１％以下、Ｂｉ０．００１％以下、Ｃｕ０．００３％以下、Ｆｅ０．００２％以下と規定されている。
【０００４】
しかしながらこの方法においては、電気化学的に銀と金及びパラジウムとの完全分離は困難であることから、イオン交換法や化学的な沈殿分離方法等の併用により金及びパラジウムの分離を行っているが、これらの方法は電解液の浄液管理の煩雑さや析出銀の洗浄あるいは洗浄廃液の処理など液管理工程の煩雑さを有するものであった。
【０００５】
また、上記還元採取法においても、化学的に不純物を分離した後、精製された硝酸銀溶液を還元剤で還元することによって精製銀を得ているが、メービアス法同様液管理工程の煩雑さがあった。
【０００６】
さらにゾーン精製法の場合においても、精製後の切断加工の必要性と汚染の危険があることから、精製時の処理量の制約や精製収率の低下が避けられなかった。
【０００７】
いずれにしてもこれら従来法によって精製された精製銀をインゴットにする場合には、鋳造時の不純物の混入による汚染の問題があり、例えば精製終了の時点では純度が高い銀であっても、インゴットにした時には純度が低下する危険性が大きかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の技術では銀との完全分離が困難であった金、パラジウム、鉛などを分離できる新規な精製手段を開発することによって、純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀を直接インゴット状で製造できる製造方法と製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は斯かる課題を解決するために鋭意研究したところ、真空下で原料銀を加熱することによって不純物と銀とを分離できることを見出し、本発明を提供することができた。
【００１０】
すなわち本発明の第１は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀であり、第２は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下、ナトリウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、クロム、ニッケルがそれぞれ０．１ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀である。
【００１１】
また本発明の第３は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満である純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀の製造方法であって、原料ルツボ内の銀原料を真空容器内において、温度１０５０℃以上、真空度０．１Ｐａ以下で真空蒸留し、銀より蒸気圧の低い元素を該原料ルツボ内に残留させ、蒸発した銀を該容器内筒面に接触させ凝縮させて鋳型の中に回収した後の蒸気を冷却し銀より蒸気圧の高い気体状の元素を固化させることを特徴とする高純度銀の製造方法である。
【００１２】
さらに本発明の第４は、真空精製部と、これを加熱する電気炉を備えた加熱部とを主要構成部とする高純度銀の製造装置であって、上記真空精製部が原料用ルツボと、該ルツボ底部に連接して凝縮し精製された銀が落下する回収鋳型と、該鋳型下方であって前記凝縮した後の蒸気を水冷フランジで冷却し固化するトラップとから成り、かつ上記原料用ルツボと回収鋳型が耐熱材からなり内筒上面が内部で蒸発した銀を凝縮させる二重の筒で封体されていることを特徴とする高純度銀の製造装置である。
【００１３】
【作用】
本発明の高純度銀の精製装置は、一例として図１に示す構造とすることができる。例えば電気炉１内に設置された石英製外筒３内を真空排気装置２により真空排気を行えるよう、上記外筒３内に原料ルツボ５、回収鋳型６、トラップ８、水冷フランジ７を脱着可能に連接し、更に原料ルツボ上面に位置する石英製内筒４を設けた。
【００１４】
この場合、原料銀（純度９９．９９ｗｔ％程度）を原料ルツボ５に適量入れ、電気炉で１０５０℃以上、好ましくは１２００℃〜１３５０℃の温度範囲にすると共に、真空度を０．１Ｐａ以下、好ましくは０．０２Ｐａ以下に制御すると、原料ルツボ内の原料銀が加熱・蒸発し、上部の石英製内筒上面で凝縮して精製された粒状銀となり、粒状体で原料ルツボ５と石英製内筒４との間を落下して、るつぼ底部に連接する回収用鋳型６の中に落ちる。
【００１５】
原料銀中に含有される不純物の内、銀より蒸気圧の低い金、銅、パラジウム、鉄などは原料るつぼ５内に残留し、逆に蒸気圧の高い硫黄、ナトリウム、カルシウム、鉛などは凝縮することなく気体状で真空排気装置２によってルツボ底部に設けられた吸収孔を通して冷却トラップ８内に吸収され、水冷フランジ７の働きにより冷却されて固化する。
【００１６】
本発明においては、予め、回収用の鋳型の形状を精製後の次工程で用いる鋳型の形状にしてあるため、従来法のように精製された銀を再度鋳造する必要はなく、このため汚染の少ない高純度銀を精製・鋳造の工程を区別することなく一回の処理で製造できる。
【００１７】
このようにして得られた高純度銀をグロー放電質量分析装置で分析したところ、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金、鉛がそれぞれ０．５ppm 以下であり、ナトリウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、クロム、ニッケルがそれぞれ０．１ppm 以下で、且つ、ガス成分以外の不純物量が１ppm 未満の値を示していた。
【００１８】
したがって、本発明においては測定対象元素をＮａ、Ｓｉ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｂとし、グロー放電質量分析装置により定量分析を行い、得られた不純物含有量の総和を１００ｗｔ％から差し引いて得られる数値が９９．９９９９ｗｔ％以上の場合をもって純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀と定義した。
【００１９】
以下、実施例を参照して本発明法を詳細に説明するが、本発明法はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
【実施例１】
図１に示す製造装置を用いて、目的とする高純度銀を得た。先ず、純度９９．９９ｗｔ％の電気銀１００ｇを原料るつぼ５に入れ、回収鋳型６中央部に設置した吸入台９上に固定した後、図１に示すように電気炉１内に装入した。
【００２１】
この場合、原料るつぼ５と回収鋳型６の上面には石英製の外筒３と内筒４とが設けられ、真空排気装置２によって内筒４内部の空気が吸入台９上部に設けられた吸入孔（図示せず）を通して吸い出され、内筒４の内部が真空状態となる構造となっている。
【００２２】
原料るつぼ５を電気炉１内に装入した後、真空排気装置２で排気して、内筒４内の真空度を０．０１Ｐａとすると共に、炉温を１３００℃一定で５時間精製したところ、原料中の銀はいったん蒸発した後原料るつぼ５上の内筒４面に接触して次第に凝縮し始め、粒状になって原料るつぼ５の底部に設けた回収鋳型６の中に落下した。この精製銀を８０ｇ回収し、その品位を表１に示した。
【００２３】
一方、銀より蒸気圧の高いものはガス状のまま排気装置で吸引され、吸入台の上部に設けられた吸入孔を通過して、冷却トラップ上で固化した。この固化物を分析したところ、その主成分は、硫黄、ナトリウム、カルシウム、鉛などいずれも蒸気圧の高い物質であることが分った。また、併せて原料ルツボ内に残っている金属を分析したところ、その主成分は、金、銅、パラシウム、鉄などの蒸気圧の低い物質であることが分かった。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【実施例２】
純度９９．９９ｗｔ％の電気銀１００ｇを原料るつぼ５に入れて、真空度を０．０１Ｐａ、加熱温度を１２００℃として実施例１と同様に精製を行い、精製銀６０ｇを得た。この品位を表１に併せて示した。
【００２６】
【比較例１】
比較のため、純度９９．９９ｗｔ％の電気銀を現在工業的に用いられているメービアス法によって電解精製し、陰極上に析出した銀結晶をかき落として得た精製銀の分析値を表１に併せて示した。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、従来必要としていた浄液・電解精製、還元採取、洗浄、乾燥、鋳造及び後処理等の複雑な工程に代わって、本発明の簡易な構造の製造装置を用いることにより、精製から鋳造までの一連の工程を一回の処理で行なえるようになった。さらに従来銀との分離が難しいとされていた金、パラジウムの分離も可能となり、本発明が高純度銀の製造コストダウンに多いに寄与できるものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高純度銀の製造装置の全体を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 電気炉
２ 真空排気装置
３ 石英製外筒
４ 石英製内筒
５ 原料るつぼ
６ 回収鋳型
７ 水冷フランジ
８ トラップ
９ 吸入台
【産業上の利用分野】
本発明は、純度９９．９９ｗｔ％程度の市販電気銀、ショット銀、インゴット銀から真空蒸留精製により、純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀を製造する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に銀は、硝酸銀を溶解した液から銀を回収するメービアス法等の電解精製法によって精製銀を回収する他、硝酸銀溶液等から還元採取する方法やゾーン精製法、あるいは再電解精製法等の手段によって回収されている。
【０００３】
このうち工業的に用いられる上記メービアス法による電解精製法は、固定した陰極上に析出した針状あるいは樹枝状の銀結晶をかき落して、精製銀を得るのが一般的である。ＪＩＳＨ２１４１によると、銀地金１種は化学成分としてＡｇ９９．９９％以上、不純物であるＰｂ０．００１％以下、Ｂｉ０．００１％以下、Ｃｕ０．００３％以下、Ｆｅ０．００２％以下と規定されている。
【０００４】
しかしながらこの方法においては、電気化学的に銀と金及びパラジウムとの完全分離は困難であることから、イオン交換法や化学的な沈殿分離方法等の併用により金及びパラジウムの分離を行っているが、これらの方法は電解液の浄液管理の煩雑さや析出銀の洗浄あるいは洗浄廃液の処理など液管理工程の煩雑さを有するものであった。
【０００５】
また、上記還元採取法においても、化学的に不純物を分離した後、精製された硝酸銀溶液を還元剤で還元することによって精製銀を得ているが、メービアス法同様液管理工程の煩雑さがあった。
【０００６】
さらにゾーン精製法の場合においても、精製後の切断加工の必要性と汚染の危険があることから、精製時の処理量の制約や精製収率の低下が避けられなかった。
【０００７】
いずれにしてもこれら従来法によって精製された精製銀をインゴットにする場合には、鋳造時の不純物の混入による汚染の問題があり、例えば精製終了の時点では純度が高い銀であっても、インゴットにした時には純度が低下する危険性が大きかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の技術では銀との完全分離が困難であった金、パラジウム、鉛などを分離できる新規な精製手段を開発することによって、純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀を直接インゴット状で製造できる製造方法と製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は斯かる課題を解決するために鋭意研究したところ、真空下で原料銀を加熱することによって不純物と銀とを分離できることを見出し、本発明を提供することができた。
【００１０】
すなわち本発明の第１は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀であり、第２は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下、ナトリウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、クロム、ニッケルがそれぞれ０．１ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀である。
【００１１】
また本発明の第３は、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満である純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀の製造方法であって、原料ルツボ内の銀原料を真空容器内において、温度１０５０℃以上、真空度０．１Ｐａ以下で真空蒸留し、銀より蒸気圧の低い元素を該原料ルツボ内に残留させ、蒸発した銀を該容器内筒面に接触させ凝縮させて鋳型の中に回収した後の蒸気を冷却し銀より蒸気圧の高い気体状の元素を固化させることを特徴とする高純度銀の製造方法である。
【００１２】
さらに本発明の第４は、真空精製部と、これを加熱する電気炉を備えた加熱部とを主要構成部とする高純度銀の製造装置であって、上記真空精製部が原料用ルツボと、該ルツボ底部に連接して凝縮し精製された銀が落下する回収鋳型と、該鋳型下方であって前記凝縮した後の蒸気を水冷フランジで冷却し固化するトラップとから成り、かつ上記原料用ルツボと回収鋳型が耐熱材からなり内筒上面が内部で蒸発した銀を凝縮させる二重の筒で封体されていることを特徴とする高純度銀の製造装置である。
【００１３】
【作用】
本発明の高純度銀の精製装置は、一例として図１に示す構造とすることができる。例えば電気炉１内に設置された石英製外筒３内を真空排気装置２により真空排気を行えるよう、上記外筒３内に原料ルツボ５、回収鋳型６、トラップ８、水冷フランジ７を脱着可能に連接し、更に原料ルツボ上面に位置する石英製内筒４を設けた。
【００１４】
この場合、原料銀（純度９９．９９ｗｔ％程度）を原料ルツボ５に適量入れ、電気炉で１０５０℃以上、好ましくは１２００℃〜１３５０℃の温度範囲にすると共に、真空度を０．１Ｐａ以下、好ましくは０．０２Ｐａ以下に制御すると、原料ルツボ内の原料銀が加熱・蒸発し、上部の石英製内筒上面で凝縮して精製された粒状銀となり、粒状体で原料ルツボ５と石英製内筒４との間を落下して、るつぼ底部に連接する回収用鋳型６の中に落ちる。
【００１５】
原料銀中に含有される不純物の内、銀より蒸気圧の低い金、銅、パラジウム、鉄などは原料るつぼ５内に残留し、逆に蒸気圧の高い硫黄、ナトリウム、カルシウム、鉛などは凝縮することなく気体状で真空排気装置２によってルツボ底部に設けられた吸収孔を通して冷却トラップ８内に吸収され、水冷フランジ７の働きにより冷却されて固化する。
【００１６】
本発明においては、予め、回収用の鋳型の形状を精製後の次工程で用いる鋳型の形状にしてあるため、従来法のように精製された銀を再度鋳造する必要はなく、このため汚染の少ない高純度銀を精製・鋳造の工程を区別することなく一回の処理で製造できる。
【００１７】
このようにして得られた高純度銀をグロー放電質量分析装置で分析したところ、イオウ、鉄、銅、パラジウム、金、鉛がそれぞれ０．５ppm 以下であり、ナトリウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、クロム、ニッケルがそれぞれ０．１ppm 以下で、且つ、ガス成分以外の不純物量が１ppm 未満の値を示していた。
【００１８】
したがって、本発明においては測定対象元素をＮａ、Ｓｉ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｂとし、グロー放電質量分析装置により定量分析を行い、得られた不純物含有量の総和を１００ｗｔ％から差し引いて得られる数値が９９．９９９９ｗｔ％以上の場合をもって純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀と定義した。
【００１９】
以下、実施例を参照して本発明法を詳細に説明するが、本発明法はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
【実施例１】
図１に示す製造装置を用いて、目的とする高純度銀を得た。先ず、純度９９．９９ｗｔ％の電気銀１００ｇを原料るつぼ５に入れ、回収鋳型６中央部に設置した吸入台９上に固定した後、図１に示すように電気炉１内に装入した。
【００２１】
この場合、原料るつぼ５と回収鋳型６の上面には石英製の外筒３と内筒４とが設けられ、真空排気装置２によって内筒４内部の空気が吸入台９上部に設けられた吸入孔（図示せず）を通して吸い出され、内筒４の内部が真空状態となる構造となっている。
【００２２】
原料るつぼ５を電気炉１内に装入した後、真空排気装置２で排気して、内筒４内の真空度を０．０１Ｐａとすると共に、炉温を１３００℃一定で５時間精製したところ、原料中の銀はいったん蒸発した後原料るつぼ５上の内筒４面に接触して次第に凝縮し始め、粒状になって原料るつぼ５の底部に設けた回収鋳型６の中に落下した。この精製銀を８０ｇ回収し、その品位を表１に示した。
【００２３】
一方、銀より蒸気圧の高いものはガス状のまま排気装置で吸引され、吸入台の上部に設けられた吸入孔を通過して、冷却トラップ上で固化した。この固化物を分析したところ、その主成分は、硫黄、ナトリウム、カルシウム、鉛などいずれも蒸気圧の高い物質であることが分った。また、併せて原料ルツボ内に残っている金属を分析したところ、その主成分は、金、銅、パラシウム、鉄などの蒸気圧の低い物質であることが分かった。
【００２４】
【表１】
【実施例２】
純度９９．９９ｗｔ％の電気銀１００ｇを原料るつぼ５に入れて、真空度を０．０１Ｐａ、加熱温度を１２００℃として実施例１と同様に精製を行い、精製銀６０ｇを得た。この品位を表１に併せて示した。
【００２６】
【比較例１】
比較のため、純度９９．９９ｗｔ％の電気銀を現在工業的に用いられているメービアス法によって電解精製し、陰極上に析出した銀結晶をかき落として得た精製銀の分析値を表１に併せて示した。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、従来必要としていた浄液・電解精製、還元採取、洗浄、乾燥、鋳造及び後処理等の複雑な工程に代わって、本発明の簡易な構造の製造装置を用いることにより、精製から鋳造までの一連の工程を一回の処理で行なえるようになった。さらに従来銀との分離が難しいとされていた金、パラジウムの分離も可能となり、本発明が高純度銀の製造コストダウンに多いに寄与できるものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高純度銀の製造装置の全体を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 電気炉
２ 真空排気装置
３ 石英製外筒
４ 石英製内筒
５ 原料るつぼ
６ 回収鋳型
７ 水冷フランジ
８ トラップ
９ 吸入台
Claims (4)
- イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀。
- イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下、ナトリウム、ケイ素、カリウム、カルシウム、クロム、ニッケルがそれぞれ０．１ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満であり、凝縮して精製され鋳型に回収された純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀。
- イオウ、鉄、銅、パラジウム、金および鉛の含有量がそれぞれ０．５ｐｐｍ以下で且つガス成分以外の不純物量の合計が１ｐｐｍ未満である純度９９．９９９９ｗｔ％以上の高純度銀の製造方法であって、原料ルツボ内の銀原料を真空容器内において、温度１０５０℃以上、真空度０．１Ｐａ以下で真空蒸留し、銀より蒸気圧の低い元素を該原料ルツボ内に残留させ、蒸発した銀を該容器内筒面に接触させ凝縮させて鋳型の中に回収した後の蒸気を冷却し銀より蒸気圧の高い気体状の元素を固化させることを特徴とする高純度銀の製造方法。
- 真空精製部と、これを加熱する電気炉を備えた加熱部とを主要構成部とする高純度銀の製造装置であって、上記真空精製部が原料用ルツボと、該ルツボ底部に連接して凝縮し精製された銀が落下する回収鋳型と、該鋳型下方であって前記凝縮した後の蒸気を水冷フランジで冷却し固化するトラップとから成り、かつ上記原料用ルツボと回収鋳型が耐熱材からなり内筒上面が内部で蒸発した銀を凝縮させる二重の筒で封体されていることを特徴とする高純度銀の製造装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP08737696A JP3646234B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高純度銀の製造方法及び製造装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08737696A JP3646234B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高純度銀の製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256083A JPH09256083A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3646234B2 true JP3646234B2 (ja) | 2005-05-11 |
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ID=13913188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08737696A Expired - Fee Related JP3646234B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 高純度銀の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646234B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
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| CN115418493A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-12-02 | 昆明理工大学 | 一种粗银真空气化-定向冷凝-二次真空气化提纯的装置及方法 |
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1996
- 1996-03-15 JP JP08737696A patent/JP3646234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09256083A (ja) | 1997-09-30 |
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