JP7216393B2 - Graphite refiner - Google Patents

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Description

本発明は、粒状の黒鉛(グラファイト)から不純物を除去することによって高純度化された粒状黒鉛を回収するように構成された黒鉛精製装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a graphite refining apparatus configured to recover highly purified granular graphite by removing impurities from granular graphite.

リチウムイオン二次電池の負極材料として、黒鉛が広く用いられてきた。リチウムイオン二次電池を高容量化するためには、使用する黒鉛を高純度化する必要がある。このため、従来、黒鉛の融点の高さを利用して、黒鉛を加熱することによって不純物を昇華させて黒鉛の高純度化を実現する技術が開発されてきた。 Graphite has been widely used as a negative electrode material for lithium ion secondary batteries. In order to increase the capacity of the lithium ion secondary battery, it is necessary to increase the purity of the graphite used. For this reason, conventionally, a technique has been developed in which the high melting point of graphite is used to sublimate impurities by heating graphite, thereby realizing high-purity graphite.

ところが、熱処理によって黒鉛を高純度化する場合、黒鉛を2000℃以上の温度になるように加熱する必要があるため、膨大なエネルギが必要であった。また、そのような高温にも耐えうる設備が必要となるため、設備コストがかさむというデメリットがあった。 However, when the graphite is highly purified by heat treatment, it is necessary to heat the graphite to a temperature of 2000° C. or higher, which requires a huge amount of energy. In addition, since equipment that can withstand such high temperatures is required, there is a disadvantage that equipment costs increase.

そこで、従来技術の中には、電磁波を用いて粒状黒鉛を加熱することによって粒状黒鉛の高純度化を図るものがあった(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, among the conventional techniques, there is a technique for increasing the purity of granular graphite by heating granular graphite using electromagnetic waves (see, for example, Patent Document 1).

米国公開2017/0312730号公報U.S. Publication No. 2017/0312730

しかしながら、上述の従来技術においては、電磁波を発生する設備、および電磁波によって加熱された黒鉛を収容するのに十分な耐熱性を備えた反応炉が必要になる。このため、黒鉛を加熱するために必要な時間の短縮を図ることはできても、依然として高価で複雑な設備が必要となる。 However, the above-described prior art requires equipment for generating electromagnetic waves and a reactor with sufficient heat resistance to accommodate the graphite heated by the electromagnetic waves. Therefore, even if the time required to heat the graphite can be shortened, expensive and complicated equipment is still required.

この発明の目的は、設備の低コスト化および簡素化を実現することが可能な黒鉛精製装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a graphite refiner capable of achieving cost reduction and simplification of equipment.

本発明に係る黒鉛精製装置は、粒状黒鉛から不純物を除去することによって高純度化された粒状黒鉛を回収するように構成される。粒状黒鉛は、99.80%以上、より好ましくは99.95%以上に高純度化される。この黒鉛精製装置は、電気分解槽、黒鉛収容部、第1の電極部、第2の電極部、および電源手段を備える。 The graphite refining apparatus according to the present invention is configured to recover highly purified granular graphite by removing impurities from the granular graphite. Granular graphite is highly purified to 99.80% or more, more preferably 99.95% or more. This graphite refining apparatus includes an electrolytic cell, a graphite container, a first electrode section, a second electrode section, and power supply means.

電気分解槽は、電解液を収容可能に構成される。電解液として酸性やアルカリ性の溶液を用いる可能性を考慮すると、電気分解槽には、ポリ塩化ビニルやポリテトラフルオロエチレンやポリオレフィン系樹脂等の耐薬品性を備えた素材を採用することが好ましい。 The electrolytic cell is configured to be able to contain an electrolytic solution. Considering the possibility of using an acidic or alkaline solution as the electrolytic solution, it is preferable to use a chemical-resistant material such as polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, or polyolefin resin for the electrolytic cell.

黒鉛収容部は、電気分解槽の電解液に浸漬されるカゴ形状のメッシュ体からなる。例えば、カーボンメッシュや耐薬品性のあるメタルメッシュ等の素材がメッシュ体として好ましい。 The graphite containing portion is composed of a basket-shaped mesh body that is immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell. For example, a material such as a carbon mesh or a chemical-resistant metal mesh is preferable as the mesh body.

第1の電極部は、黒鉛収容部の周囲に配置される。第1の電極部が酸性やアルカリ性の電解液に浸漬される可能性があることを考慮すると、第1の電極部にもカーボン等の耐薬品性のある導電性部材が用いられることが好ましい。 The first electrode portion is arranged around the graphite containing portion. Considering that the first electrode may be immersed in an acidic or alkaline electrolyte, it is preferable to use a chemical-resistant conductive member such as carbon for the first electrode.

第2の電極部は、黒鉛収容部内の粒状黒鉛に通電するように構成される。第2の電極部としては、粒状黒鉛に直接接触して通電する導電性部材、または粒状黒鉛に電解液を介して通電する部材が用いられる。電解液を攪拌する部材を第2の電極部として用いても良いし、粒状黒鉛内に挿入される黒鉛塊体を第2の電極部として用いても良い。 The second electrode portion is configured to energize the granular graphite in the graphite containing portion. As the second electrode portion, a conductive member that is in direct contact with the granular graphite and conducts electricity, or a member that conducts electricity through the granular graphite through an electrolytic solution is used. A member for stirring the electrolytic solution may be used as the second electrode portion, or a graphite mass inserted into the granular graphite may be used as the second electrode portion.

電源手段は、第1の電極部および第2の電極部の間に電気分解処理に必要な電流を通電するように構成される。電源手段は、処理されるべき粒状黒鉛に30A~180A程度の電流が流れるように、第1の電極部および第2の電極部に設定された値の電圧を印加する。電源手段は、通常、30分~120分程度の期間、処理されるべき粒状黒鉛に通電を行うように制御される。 The power supply means is configured to pass current necessary for electrolysis treatment between the first electrode portion and the second electrode portion. The power supply means applies a voltage of a value set to the first electrode portion and the second electrode portion so that a current of about 30 A to 180 A flows through the granular graphite to be treated. The power supply means is usually controlled to energize the granular graphite to be treated for a period of about 30 to 120 minutes.

黒鉛収納部を構成するメッシュ体の開口が、処理すべき粒状黒鉛が通過しない大きさになるように構成される。処理すべき粒状黒鉛は100μm~200μm程度の鱗状粉体(フレーク状)を呈していることが多いため、メッシュ体の開口としては50μm~100μm程度の大きさが好ましい。 The opening of the mesh body forming the graphite containing portion is configured to have a size that does not allow the granular graphite to be treated to pass through. Granular graphite to be treated is often scaly powder (flakes) with a size of about 100 μm to 200 μm.

上述した構成を採用することにより、黒鉛収容部内の粒状黒鉛を電気分解処理によって高純度化することが可能になる。特に、粒状黒鉛がメッシュ体からなる黒鉛収容部に収納された状態で高純度化されるため、粒状黒鉛の回収が容易になる。また、電解研磨装置等の装置と同様のシンプルな設備によって処理が可能になるため、従来の加熱処理に必要な設備に比較して、設備の低コスト化および簡素化が図られる。 By adopting the above-described configuration, it becomes possible to highly purify the granular graphite in the graphite container by electrolysis treatment. In particular, since the granular graphite is highly purified while being accommodated in the graphite container made of the mesh body, the granular graphite can be easily recovered. In addition, since the treatment can be performed with simple equipment similar to equipment such as an electrolytic polishing apparatus, the cost of the equipment can be reduced and the equipment can be simplified as compared with the equipment required for conventional heat treatment.

上述の構成において、電気分解槽に収容される電解液が塩化ナトリウムを含む水溶液であることが好ましい。このような構成を採用することにより、高価な電解液を必要とせず、粒状黒鉛に対して安価に電気分解処理を施すことが可能になる。 In the above configuration, it is preferable that the electrolytic solution contained in the electrolytic cell is an aqueous solution containing sodium chloride. By adopting such a configuration, it becomes possible to perform electrolysis treatment on granular graphite at low cost without requiring an expensive electrolytic solution.

また、電気分解槽がガラスエッチング装置と接続可能に構成されており、電気分解槽にガラスエッチング装置において使用した使用済みエッチング液が導入可能に構成されることが好ましい。粒状黒鉛にシリカ(二酸化珪素)が含まれている場合、電解液にフッ酸やケイフッ化水素酸等を加える必要が生じることがある。ガラスエッチング装置において使用した使用済みエッチング液には、フッ酸、ケイフッ化水素酸等が含まれているため、未使用のフッ酸を調達することなく安価に粒状黒鉛からシリカ(二酸化珪素)を除去することが可能になる。 Further, it is preferable that the electrolysis tank is constructed so as to be connectable to the glass etching apparatus, and the used etching liquid used in the glass etching apparatus can be introduced into the electrolysis tank. When granular graphite contains silica (silicon dioxide), it may be necessary to add hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, or the like to the electrolyte. Since the used etchant used in the glass etching device contains hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, etc., silica (silicon dioxide) can be removed from granular graphite at low cost without procuring unused hydrofluoric acid. it becomes possible to

なお、ガラスエッチング装置は、ガラスをエッチング液に浸漬するディップ型エッチング装置と、連続的に搬送されるガラスに対してエッチング液を噴射するスプレイ型エッチング装置とに大別されるが、スプレイ型のエッチング装置に接続することが好ましい。 Glass etching equipment is roughly classified into a dip type etching equipment in which glass is immersed in an etchant, and a spray type etching equipment in which an etching solution is sprayed onto continuously conveyed glass. It is preferably connected to an etching device.

その理由は、ディップ型エッチング装置ではエッチング液の濃度が極限まで低下した後にエッチング液を排出することが多いのに対して、スプレイ型エッチング装置では比較的高濃度のエッチング液を排出することが多いからである。ただし、使用済みエッチング液の濃度が低くても、時間をかけることによって粒状黒鉛からシリカ(二酸化珪素)を除去することが可能になるため、ディップ型エッチング装置に接続した場合であっても本発明は実施可能である。 The reason for this is that dip-type etching equipment often discharges the etching solution after the concentration of the etching solution has decreased to the limit, whereas spray-type etching equipment often discharges a relatively high-concentration etching solution. It is from. However, even if the concentration of the used etching solution is low, it is possible to remove silica (silicon dioxide) from the granular graphite over time. is feasible.

本発明によれば、黒鉛精製のための設備の低コスト化および簡素化を実現することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement|achieve cost reduction and simplification of the installation for graphite refining.

本発明の一実施形態に係る黒鉛精製装置の概略構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the graphite refiner|purifier which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る黒鉛精製装置の概略構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the graphite refiner|purifier which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る黒鉛精製装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the graphite refiner|purifier which concerns on other embodiment of this invention.

図1および図2は、本発明の一実施形態に係る黒鉛精製装置10の概略構成を示している。黒鉛精製装置10は、電気分解処理ユニット12、制御ユニット14、および液循環ユニット16を備えている。電気分解処理ユニット12は、粒状黒鉛から不純物を除去することによって高純度(純度98.00%以上)の粒状黒鉛を回収するように構成される。 1 and 2 show a schematic configuration of a graphite refiner 10 according to one embodiment of the present invention. The graphite refiner 10 includes an electrolytic processing unit 12 , a control unit 14 and a liquid circulation unit 16 . The electrolysis processing unit 12 is configured to recover high-purity (98.00% or higher) granular graphite by removing impurities from the granular graphite.

制御ユニット14は、電源部142および制御部144を備えている。電源部142は、後述する電極板24(第1の電極部)および第2の電極部(攪拌機26)の間に電気分解処理に必要な電流を通電するように構成されている。制御部144は、黒鉛精製装置10における印加電圧制御および電解液の温度制御等の統括的な制御を行うように構成される。 The control unit 14 includes a power supply section 142 and a control section 144 . The power supply unit 142 is configured to apply current required for electrolysis treatment between the electrode plate 24 (first electrode unit) and the second electrode unit (stirrer 26), which will be described later. The control unit 144 is configured to perform overall control such as applied voltage control and electrolytic solution temperature control in the graphite refining apparatus 10 .

液循環ユニット16は、循環ポンプ162によって電気分解処理ユニット12にて使用する電解液の循環を行うように構成される。液循環の方法としては、液循環ユニット16の構成以外に、電気分解処理ユニット12内にバブリングユニットを設けてマイクロバブルの含む液流を発生させる等の方法を用いることも可能である。 The liquid circulation unit 16 is configured to circulate the electrolytic solution used in the electrolysis treatment unit 12 by means of a circulation pump 162 . As a method of liquid circulation, in addition to the structure of the liquid circulation unit 16, it is also possible to use a method such as providing a bubbling unit in the electrolysis treatment unit 12 to generate a liquid flow containing microbubbles.

電気分解処理ユニット12は、電気分解槽20、黒鉛収容部22、電極板24、および攪拌機26を備えている。電気分解槽20は、耐熱ポリ塩化ビニル等の耐薬品性を有する素材によって構成されており、電解液を収容可能に構成される。この実施形態では、電解液32は10重量%の塩化ナトリウムを含む水溶液を用いている。電解液の例としては、塩化ナトリウム水溶液(5~15重量%程度)、硫酸またはリン酸の少なくともいずれか一方を5~15重量%程度含む水溶液もしくは混合液等が挙げられる。また、場合によってはシリカ(二酸化珪素)を溶解可能なフッ酸またはケイフッ化水素酸等の成分を適宜加えると良い。 The electrolysis treatment unit 12 includes an electrolysis tank 20 , a graphite container 22 , an electrode plate 24 and a stirrer 26 . The electrolytic bath 20 is made of a material having chemical resistance such as heat-resistant polyvinyl chloride, and is configured to be able to contain an electrolytic solution. In this embodiment, the electrolytic solution 32 uses an aqueous solution containing 10% by weight of sodium chloride. Examples of the electrolytic solution include an aqueous sodium chloride solution (approximately 5 to 15% by weight), an aqueous solution or mixed solution containing at least one of sulfuric acid and phosphoric acid in an amount of approximately 5 to 15% by weight. In some cases, a component such as hydrofluoric acid or hydrosilicofluoric acid capable of dissolving silica (silicon dioxide) may be appropriately added.

電気分解槽20の内部には、ヒータ28が設けられている。この実施形態においては、このヒータ28によって電解液32がその液温が60~70℃程度になるように加温されている。 A heater 28 is provided inside the electrolytic bath 20 . In this embodiment, the heater 28 heats the electrolytic solution 32 to a temperature of about 60 to 70.degree.

黒鉛収容部22は、精製処理すべき粒状黒鉛30を収容可能なカゴ形状のメッシュ体から構成されている。この黒鉛収容部22は、粒状黒鉛30を精製する際には上方から吊り下げられるようにして電気分解槽20の電解液32に浸漬される。この実施形態では、黒鉛収容部22としてカーボンメッシュカゴが用いられているが、これ以外の構成を採用することが可能である。黒鉛収容部22は、原則としてその全部が導電性部材で構成されるが、電流による損傷を防止するために一部を絶縁体(ポリ塩化ビニル等)によって構成したり、絶縁処理を施したりすることも可能である。 The graphite containing portion 22 is composed of a basket-shaped mesh body capable of containing the granular graphite 30 to be purified. When the granular graphite 30 is refined, the graphite containing portion 22 is suspended from above and immersed in the electrolytic solution 32 of the electrolytic bath 20 . Although a carbon mesh basket is used as the graphite containing portion 22 in this embodiment, it is possible to adopt a configuration other than this. In principle, the graphite containing portion 22 is entirely composed of a conductive member, but in order to prevent damage due to electric current, a portion thereof is composed of an insulator (polyvinyl chloride, etc.) or is subjected to an insulation treatment. is also possible.

電極板24は、本発明に係る第1の電極部に対応するものであり、黒鉛収容部22の周囲に配置される。この実施形態では、電極板24が複数の開口を有する円筒状を呈している。電極板24は、耐酸性を備えたパンチングメタルを用いることが好ましく、例えば、銀、白金、金等の貴金属を素材として用いたり、カーボンを用いたりすることが可能である。 The electrode plate 24 corresponds to the first electrode portion according to the present invention, and is arranged around the graphite containing portion 22 . In this embodiment, the electrode plate 24 has a cylindrical shape with a plurality of openings. The electrode plate 24 is preferably made of acid-resistant punching metal. For example, precious metals such as silver, platinum, and gold can be used as materials, and carbon can be used.

ただし、電極板24の構成はこれに限定されるものではなく、有底円筒状や円以外の多角形筒状であっても良い。また、この実施形態では、電極板24は、黒鉛収容部22と同心円状に配置されている。このような配置を採用することによって、陽極と陰極との間隔がいずれの場所においても均等になるため、電気分解処理におけるムラの発生を防止することが可能になる。 However, the configuration of the electrode plate 24 is not limited to this, and may be a bottomed cylinder or a polygonal cylinder other than a circle. Further, in this embodiment, the electrode plate 24 is arranged concentrically with the graphite containing portion 22 . By adopting such an arrangement, the gap between the anode and the cathode becomes uniform everywhere, so that it is possible to prevent the occurrence of unevenness in the electrolysis treatment.

攪拌機26は、カップリング等の駆動伝達系を介してモータに接続されており、電気分解槽20内の電解液32を攪拌するように構成される。また、この実施形態では、攪拌機26は、カーボンや貴金属等の導電性部材によって構成されている。この実施形態では、攪拌機26は、黒鉛収容部22内の粒状黒鉛30に通電するように構成された第2の電極部を構成する。 The stirrer 26 is connected to the motor via a drive transmission system such as a coupling, and is configured to stir the electrolytic solution 32 in the electrolytic bath 20 . Moreover, in this embodiment, the stirrer 26 is made of a conductive member such as carbon or noble metal. In this embodiment, the agitator 26 constitutes a second electrode section configured to energize the granular graphite 30 within the graphite container 22 .

上述の黒鉛精製装置10の構成において、黒鉛収納部22を構成するメッシュ体の開口は、処理すべき粒状黒鉛30が通過しない大きさになるように構成される。黒鉛精製装置10において一般的に処理される粒状黒鉛30の粒径は、100μm~200μm程度である。このため、黒鉛収納部22を構成するメッシュ体の開口は、50μm~100μm程度の大きさであることが好ましい。 In the configuration of the graphite refining apparatus 10 described above, the opening of the mesh member forming the graphite storage unit 22 is configured to have a size that does not allow the granular graphite 30 to be treated to pass through. The grain size of the granular graphite 30 generally processed in the graphite refiner 10 is about 100 μm to 200 μm. For this reason, it is preferable that the opening of the mesh member forming the graphite containing portion 22 has a size of about 50 μm to 100 μm.

上述の構成において、高純度化すべき粒状黒鉛30を黒鉛収容部22に入れて、電解液32に浸漬する。電気分解処理の準備が整った後に、制御部144が電源部142から通電を開始する。図2に示すように、粒状黒鉛30を陽極(+側)にして、対極となる陰極(-側)との間に電解液32を介して、直流電流を流すことによって電解研磨と同様の反応が生じる。陽極(+)側となる攪拌機26および黒鉛収容部22の電流による損傷が高い場合には、必要に応じて交流電流を印加して極性を反転する期間を設けても良い。 In the structure described above, the granular graphite 30 to be highly purified is placed in the graphite container 22 and immersed in the electrolytic solution 32 . After the electrolysis treatment is ready, the control unit 144 starts energization from the power supply unit 142 . As shown in FIG. 2, the granular graphite 30 is used as the anode (+ side), and a direct current is passed through the electrolytic solution 32 between the cathode (- side), which is the counter electrode, to cause a reaction similar to electrolytic polishing. occurs. If the stirrer 26 on the anode (+) side and the graphite container 22 are severely damaged by the electric current, a period for reversing the polarity by applying an alternating current may be provided as necessary.

通常、粒状黒鉛には30A~180A程度の電流が、30分~120分程度の期間通電される。その結果、電解液32中で、粒状黒鉛30より不純物の金属が金属イオンとして溶出する。不純物が除去された後の高純度化された粒状黒鉛はそのまま黒鉛収容部22に残るため、容易に回収される。 Generally, a current of about 30 A to 180 A is applied to granular graphite for a period of about 30 minutes to 120 minutes. As a result, the impurity metal is eluted as metal ions from the granular graphite 30 in the electrolytic solution 32 . Since the highly purified granular graphite after impurities are removed remains in the graphite containing portion 22 as it is, it is easily recovered.

塩化ナトリウム水溶液を電解液32として用いた場合、陽極から塩素が、陰極から水素が発生する。陰極に近い電解液には、発生した水酸化ナトリウム水溶液の成分が増加するため、必要に応じてpH調整を行うことが好ましい。より具体的には、水に溶けた塩化ナトリウムは、ナトリウムイオンと塩素イオンとに電離する。塩素イオンは陰イオンであり陽極に引かれるため、陽極において塩素分子が発生する。ナトリウムイオンは陽イオンであるため陰極に引かれる。陰極となる電極板24がカーボン等であると水のわずかな電離でできた水素イオンが電極板24にくっついて水素が発生する。電解液中には、ナトリウムイオンと水酸イオンとが残る結果、水酸化ナトリウムが発生する。 When a sodium chloride aqueous solution is used as the electrolytic solution 32, chlorine is generated from the anode and hydrogen is generated from the cathode. Since the component of the aqueous sodium hydroxide solution generated increases in the electrolytic solution near the cathode, it is preferable to adjust the pH as necessary. More specifically, sodium chloride dissolved in water ionizes into sodium ions and chloride ions. Since chlorine ions are anions and are attracted to the anode, chlorine molecules are generated at the anode. Since sodium ions are cations, they are attracted to the cathode. If the electrode plate 24 serving as the cathode is made of carbon or the like, hydrogen ions produced by slight ionization of water stick to the electrode plate 24 to generate hydrogen. Sodium hydroxide is generated as a result of sodium ions and hydroxide ions remaining in the electrolyte.

塩化ナトリウムを電解液32として用いた場合には、中性塩電解エッチングと同様の技術を利用することになる。また、必要に応じて、無機酸やアルカリ性溶液を用いた電解エッチングと同様の技術を利用するようにしても良い。 When sodium chloride is used as the electrolytic solution 32, a technique similar to neutral salt electrolytic etching is used. Also, if necessary, a technique similar to electrolytic etching using an inorganic acid or an alkaline solution may be used.

粒状黒鉛30は、亀の甲状の層状物質であり、層間に不純物が残留している可能性が高い。そのため、層間に電解液を浸透させることが重要であり、必要に応じて、超音波振動や界面活性剤、バブリング(マイクロバブル)等を併用することが好ましい。 The granular graphite 30 is a tortoise shell-like layered substance, and there is a high possibility that impurities remain between the layers. Therefore, it is important to permeate the electrolyte between the layers, and it is preferable to use ultrasonic vibration, a surfactant, bubbling (microbubbles), etc. together as necessary.

粒状黒鉛に残留する不純物の例としては、SiO2 (ニ酸化珪素:シリカ)やAl23(酸化アルミニウム:アルミナ)等が挙げられる。特にニ酸化珪素は、上述の処理のみでは除去が難しい場合が発生し易い。そのような場合には電解液にフッ酸やケイフッ化水素酸を1~10重量%程度添加すると良い。この場合、必要に応じて塩酸も併用することが、処理時間の短縮化の観点から見て好ましい。 Examples of impurities remaining in granular graphite include SiO 2 (silicon dioxide: silica) and Al 2 O 3 (aluminum oxide: alumina). In particular, silicon dioxide is likely to be difficult to remove only by the above treatment. In such a case, it is preferable to add hydrofluoric acid or hydrosilicofluoric acid in an amount of 1 to 10% by weight to the electrolytic solution. In this case, from the viewpoint of shortening the treatment time, it is preferable to use hydrochloric acid in combination as necessary.

図3は、黒鉛精製装置10をスプレイ式ガラスエッチング装置50に接続した状態の概略を示している。スプレイ式ガラスエッチング装置50は、連続して搬送されるガラス基板に対してフッ酸を含むエッチング液を噴射するように構成されている。スプレイ式ガラスエッチング装置50の処理チャンバ内において、このエッチング液がガラス基板に接触することによってガラス基板のエッチング処理が行われる。 FIG. 3 schematically shows a state in which the graphite refining apparatus 10 is connected to a spray type glass etching apparatus 50. As shown in FIG. The spray-type glass etching apparatus 50 is configured to spray an etchant containing hydrofluoric acid onto glass substrates that are continuously transported. In the processing chamber of the spray type glass etching apparatus 50, the glass substrate is etched by contacting the etching solution with the glass substrate.

スプレイ式ガラスエッチング装置50で使用されたエッチング液には、まだ粒状黒鉛30からニ酸化珪素を除去するのに十分なフッ酸やケイフッ化水素酸が残っている。そのため、この実施形態では、スプレイ式ガラスエッチング装置50の排出口42と、電気分解槽20の導入口44とを、フッ酸を含むエッチング液に対して耐性を持つポリ塩化ビニル配管40を介して接続している。このような構成を採用することにより、スプレイ式ガラスエッチング装置50で使い終わったエッチング液を電気分解槽20に導入し、電解液に添加する薬液として好適に再利用することが可能になる。 The etchant used in the spray type glass etching apparatus 50 still contains enough hydrofluoric acid or hydrosilicofluoric acid to remove silicon dioxide from the granular graphite 30 . Therefore, in this embodiment, the discharge port 42 of the spray type glass etching apparatus 50 and the introduction port 44 of the electrolysis bath 20 are connected via a polyvinyl chloride pipe 40 that is resistant to the etchant containing hydrofluoric acid. Connected. By adopting such a configuration, the used etching liquid in the spray type glass etching apparatus 50 can be introduced into the electrolytic bath 20 and reused as a chemical liquid to be added to the electrolyte.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The description of the above-described embodiments should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the claims rather than the above-described embodiments. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the claims.

10-黒鉛精製装置
12-電気分解処理ユニット
14-制御ユニット
16-液循環ユニット
20-電気分解槽
22-黒鉛収容部
24-電極板
26-攪拌機
32-電解液
50-スプレイ式ガラスエッチング装置
10-Graphite refining device 12-Electrolysis treatment unit 14-Control unit 16-Liquid circulation unit 20-Electrolysis tank 22-Graphite storage part 24-Electrode plate 26-Agitator 32-Electrolyte solution 50-Spray type glass etching device

Claims (1)

高純度化すべき二酸化珪素含有粒状黒鉛から二酸化珪素を含む不純物を除去することによって高純度化された粒状黒鉛を回収するように構成された二酸化珪素含有黒鉛用の精製装置であって、
電解液を収容可能な電気分解槽と、
前記電気分解槽の電解液に浸漬されるカゴ形状のメッシュ体からなる黒鉛収容部と、
前記黒鉛収容部の周囲に配置された第1の電極部と、
前記黒鉛収容部内の粒状黒鉛に通電するように構成された第2の電極部と、
前記第1の電極部および前記第2の電極部の間に電気分解処理に必要な電流を通電するように構成された電源手段と、
を備え、
前記黒鉛収部を構成するメッシュ体の開口が、処理すべき粒状黒鉛が通過しない大きさになるように構成され、かつ
前記電気分解槽がガラスエッチング装置と接続可能に構成されており、前記電気分解槽に前記ガラスエッチング装置において使用した使用済みエッチング液が導入可能に構成され、かつ、
前記電気分解槽に収容される電解液が前記使用済みエッチング液を含むことを特徴する黒鉛精製装置。
A refining apparatus for silicon dioxide-containing graphite configured to recover highly purified granular graphite by removing impurities containing silicon dioxide from the silicon dioxide-containing granular graphite to be purified, comprising:
an electrolytic cell capable of containing an electrolytic solution;
a graphite containing portion made of a basket-shaped mesh body immersed in the electrolytic solution of the electrolytic bath;
a first electrode portion arranged around the graphite containing portion;
a second electrode portion configured to conduct electricity to the granular graphite in the graphite containing portion;
power supply means configured to pass current required for electrolysis treatment between the first electrode portion and the second electrode portion;
with
The opening of the mesh body constituting the graphite containing portion is configured to have a size that does not allow the granular graphite to be treated to pass through, and the electrolytic bath is configured to be connectable to a glass etching apparatus, The used etchant used in the glass etching apparatus can be introduced into the electrolytic bath, and
A graphite refining apparatus, wherein the electrolytic solution contained in the electrolytic bath contains the used etching solution.
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