JP5591474B2 - 電流効率集計システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の電解槽を用いた電解精製における電流効率を集計する電流効率集計システムに関する。

銅の製錬工程として、自溶炉においてマットを作り、転炉においてマットから粗銅を得て、精製炉において粗銅よりも純度の高いアノードを鋳造し、このアノードを電解精製して電気銅を得る方法が挙げられる。

電解精製工程においては、複数の電解槽のそれぞれに上記の鋳造されたアノードを浸し、電解液を介してアノードとカソードとの間に電流を流すことによって、カソードにおいて電気銅が生成される。この電解精製工程において、各電解槽に流した総電流と各電解槽から引き揚げられた電気銅の総重量とから、理論電気銅量を算出することができる。この理論電気銅量と実際に生成された電気銅量との比から、電解精製工程における電流効率を算出することができる。

特開２００６−４５６０９号公報

しかしながら、上記の方法では、電解槽ごとの電流効率を集計することができない。この場合、電流効率にバラツキが生じていても、どの電解槽において電流効率が低下しているか調査に時間を要する。したがって、生産性向上に対する早期の対応が困難である。

ところで、製錬工程において、生産管理を行う技術が開示されている。例えば、特許文献１には、生産量等の生産管理を行う技術が開示されている。しかしながら、特許文献１の技術では、電流効率に関する生産管理は想定されていない。

本発明は、上記課題に鑑み、電解槽ごとの電流効率を集計することができる電流効率集計システムを提供することを目的とする。

本発明に係る電流効率集計システムは、複数の電解槽を用いた電解精製の電流効率を集計するシステムであって、電解槽ごとに異なるコードが付されたカソードのコードを読み取る読取機と、各電解槽を流れる電流を検出する電流計と、各電解槽で生成された電気銅量を検出する秤量機と、電流計の検出結果に基づいて、秤量機で秤量された電気銅の電解精製に用いられた総電流量を電解槽ごとに検出する総電流量検出手段と、読取機、総電流量検出手段、および秤量機の検出結果に基づいて電解槽ごとの総電流量と秤量結果とから電解槽ごとに電流効率を取得する電流効率取得部と、を備えることを特徴とするものである。

本発明に係る電流効率集計システムにおいては、電解槽単位の電流効率を取得することができる。また、読取機の読取結果に基づいて、秤量機で検出された電気銅がどの電解槽で得られたか検出することができる。それにより、電解槽ごとの電流効率を集計することができる。

電流効率取得部は、総電流量検出手段の検出結果に基づいて各電解槽の理論電気銅量を算出し、秤量機の検出結果と理論電気銅量とから電流効率を算出し、読取機の読取結果と算出された電流効率とを対応させることによって、電解槽ごとに電流効率を取得してもよい。本発明に係る電流効率集計システムは、電解槽ごとに異なるコードを出力する出力部をさらに備えていてもよい。コードは、ＱＲコード（登録商標）であってもよい。電流計は、各電解槽を直列に流れる電流を検出してもよい。

本発明によれば、電解槽ごとの電流効率を集計することができる電流効率集計システムを提供することができる。

電解精製工程について説明するための模式図である。 （ａ）は本発明の実施例１に係る電流効率集計システムのラベル出力部の構成図であり、（ｂ）はシールが貼付されたカソードを示す図である。 電流効率集計システムの全体構成を示す概略図である。 コードリーダの模式的な斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、電解精製工程について説明するための模式図である。図１に示すように、電解精製工程においては、複数の電解槽１０の電解液に複数のアノード１１およびカソード１２が交互に所定の間隔を空けて配置されている。隣接する電解槽１０のプラス端子とマイナス端子とが電気的に接続されている。それにより、各電解槽１０が電気的な直列回路を形成する。なお、この直列回路のいずれかの箇所に電流計１３が挿入されている。

いずれかの電解槽１０において電解精製が終了した場合、その電解槽１０のプラス端子とマイナス端子とが、スイッチ等の切替によって短絡される。それにより、電解精製が終了した電解槽１０からアノード１１およびカソード１２を取り出す際に、他の電解槽１０においては電解精製を継続することができる。

アノード１１は、純度９９％程度の粗銅である。カソード１２は、例えば、電気銅が電着するステンレス板等からなる。アノード１１にプラスの電圧を印加してカソード１２にマイナスの電圧を印加することによって、下記式（１）および（２）の式に従って、カソード１２に電気銅が電着する。なお、式（１）がアノード１１における反応を表わし、式（２）がカソード１２における反応を表わす。
Ｃｕ → Ｃｕ^２＋ ＋ ２ｅ⁻ （１）
Ｃｕ^２＋ ＋ ２ｅ⁻ → Ｃｕ （２）

式（１）および式（２）によれば、電解槽１０を流れる電流量に基づいて理論電気銅量を求めることができる。なお、各電解槽１０が直列回路を形成していることから、電流計１３の検出結果を用いて各電解槽１０を流れる電流量を検出することができる。電流効率は、下記式（３）で求めることができる。
電流効率 ＝ 生成された電気銅量／理論電気銅量×１００（％） （３）

電解槽１０を流れる電流が全て式（２）に用いられれば、電流効率は１００％となる。しかしながら、アノード１１中の不純物の反応、アノード１１とカソード１２との短絡、電解液からの漏洩電流等の要因に起因して、実際に生成される電気銅量と理論電気銅量とが相違する場合がある。したがって、電流効率は１００％未満となる。この電流効率は、電解槽１０ごとに相違することがある。そこで、本実施例では、電解槽１０ごとに電流効率を集計する。

図２（ａ）は、本発明の実施例１に係る電流効率集計システム１００のラベル出力部２０の構成図である。図２（ａ）に示すように、ラベル出力部２０は、制御部２１およびラベルプリンタ２２を備える。制御部２１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ディスプレイ、キーボード等から構成されたコンピュータである。

制御部２１は、各電解槽１０に対応する情報をＱＲコードに変換する。ＱＲコードが保持する情報として、各電解槽１０の電解槽番号等のアドレス、各電解槽１０におけるカソード１２の枚数等が挙げられる。ラベルプリンタ２２は、制御部２１において変換されたＱＲコードをシール２３に印刷する。

図２（ｂ）に示すように、シール２３は、カソード１２のビーム部に貼付される。この場合、シール２３は、自身が持つアドレスに対応する電解槽１０に配置されるカソード１２に貼付される。シール２３は、電解槽１０に配置される全てのカソード１２に貼付されてもよく、各電解槽１０においていずれか１枚のカソード１２（例えば、一方の端に配置されたカソード１２）に貼付されてもよい。シール２３は、手動で貼付されてもよく、自動で貼付されてもよい。

図３は、電流効率集計システム１００の全体構成を示す概略図である。図４は、後述するコードリーダ５１の模式的な斜視図である。以下、図３および図４を参照しつつ、電流効率集計システム１００の詳細について説明する。

図３に示すように、電流効率集計システム１００は、搬送機３０、洗浄機４０、読取機５０、剥取機６０、および秤量機７０を備える。図４に示すように、読取機５０は、コードリーダ５１およびコードリーダ用ユニット５２を含む。

電解精製の際に、電流計１３は、各電解槽１０に流れる電流を検出し、その結果を制御部２１に送信する。いずれかの電解槽１０で電解精製が終了した場合、制御部２１は、スイッチ等を制御してその電解槽１０への電流供給を停止する。制御部２１は、いずれの電解槽１０への電流供給を停止したか記憶する。搬送機３０は、電解精製が終了した電解槽１０からカソード１２を洗浄機４０に順次搬送する。洗浄機４０においては、カソード１２が洗浄される。次に、搬送機３０は、カソード１２を読取機５０に順次搬送する。

コードリーダ５１は、図４に示すように、ＣＣＤカメラ等を備える。コードリーダ５１は、ＣＣＤカメラを用いてカソード１２に貼付されたシール２３のＱＲコードを読み取り、その結果をコードリーダ用ユニット５２に送信する。コードリーダ用ユニット５２は、コードリーダ５１から受信したＱＲコードを電解槽１０に関する情報に変換し、その結果を制御部２１に送信する。それにより、制御部２１は、どの電解槽１０から何枚のカソード１２が搬送されているかを検出することができる。

次に、搬送機３０は、カソード１２を剥取機６０に搬送する。剥取機６０は、カソード１２に電着した電気銅をカソード１２から剥ぎ取る。その後、秤量機７０は、剥ぎ取られた電気銅を秤量する。秤量機７０は、秤量の結果を制御部２１に送信する。

制御部２１は、秤量機７０の秤量結果に基づいて、各電解槽１０で電解精製された電気銅量を検出することができる。また、制御部２１は、電流計１３の検出結果に基づいて、秤量機７０で秤量された電気銅の電解精製に用いられた総電流量を検出する。次に、制御部２１は、式（３）に従って、電流効率を算出する。それにより、制御部２１は、電解槽ごとに電流効率を算出することができる。その結果、電解槽ごとの電解精製能力を得ることができる。例えば、生産性が低下している電解槽を早期に特定することができる。

なお、本実施例においては電解槽識別用のコードとしてＱＲコードを用いているが、それに限られない。例えば、ＩＣタグ、バーコード等を用いることができる。ただし、ＱＲコードは、バーコードと比較して、情報量が多く、どの方向からも映像認識可能であり、全面を映さなくても認識可能である点において好ましい。また、ＱＲコードは、ＩＣタグと比較して、コスト低下を図ることができ、取り付け容易であり、回収等の問題が発生しにくい点において好ましい。

なお、上記の実施例においては銅の電解精製に着目したが、それに限られない。他の金属の電解精製に対しても、上記の電流効率集計システムを適用することができる。

１０ 電解槽
１１ アノード
１２ カソード
１３ 電流計
２０ ラベル出力部
２１ 制御部
２２ ラベルプリンタ
２３ シール
３０ 搬送機
４０ 洗浄機
５０ 読取機
５１ コードリーダ
５２ コードリーダ用ユニット
６０ 剥取機
７０ 秤量機
１００ 電流効率集計システム

Claims (5)

1. 複数の電解槽を用いた電解精製での電流効率を集計するシステムであって、
   電解槽ごとに異なるコードが付されたカソードの前記コードを読み取る読取機と、
   各電解槽を流れる電流を検出する電流計と、
   各電解槽で生成された電気銅量を検出する秤量機と、
   前記電流計の検出結果に基づいて、前記秤量機で秤量された電気銅の電解精製に用いられた総電流量を電解槽ごとに検出する総電流量検出手段と、
   前記読取機、前記総電流量検出手段、および前記秤量機の検出結果に基づいて、電解槽ごとの総電流量と秤量結果とから電解槽ごとに電流効率を取得する電流効率取得部と、を備えることを特徴とする電流効率集計システム。
2. 前記電流効率取得部は、前記総電流量検出手段の検出結果に基づいて各電解槽の理論電気銅量を算出し、前記秤量機の検出結果と前記理論電気銅量とから電流効率を算出し、前記読取機の読取結果と前記算出された電流効率とを対応させることによって、電解槽ごとに電流効率を取得することを特徴とする請求項１記載の電流効率集計システム。
3. 電解槽ごとに異なるコードを出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電流効率集計システム。
4. 前記コードは、ＱＲコードであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電流効率集計システム。
5. 前記電流計は、前記各電解槽を直列に流れる電流を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流効率集計システム。

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