JP7337676B2 - 金属の電解回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属イオンを含有する廃液から、電解によって金属を回収する装置に関する。

貴金属やレアメタルなどの金属は世界的に生産量が少なく需要が逼迫しているところ、国内での生産が極めて乏しいため外国からの輸入に頼る必要があるが、外国の経済政策等により輸入量が制限されることもあり国内企業が入手するに際して政治リスクもあった。このため、工場等から排出される排水や廃液に含有されている金、銀、銅、ニッケル、白金族元素等の金属は、排水や廃液から回収されて再利用されている。

排水や廃液から金属を回収する装置は従前より知られているが、例えば特許文献１には、処理槽本体内に、モータによって軸を中心にして回転する円筒状の陰電極と、陰電極と対向するように配置された複数の板状陽電極とを備えている電解回収装置が開示されている。

そして、特許文献２には、軸を中心として回転する柱状または筒状の回転陰電極と、回転陰電極と対向するように配置された陽電極と、網状または多孔質状の導電体等を備えている電解回収装置が開示されている。

登録実用新案登録第３１９１３１５号公報 再表２００８／１５３００１号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の電解回収装置では、複数の陽電極が電解のための処理槽の内壁にそれぞれ螺子などにより固設されているため、陽電極が経時劣化等によって取り替える必要があるときに、それぞれの陽電極を一枚ずつ取り外す必要があり、手間が掛かるという課題があった。また、陽電極を固設している螺子などの固設手段を取り外したときに誤って廃液中に落としてしまうこともあり、その螺子などの固設手段を回収することも非常に手間が掛かるという課題もあった。

そのため、陽電極が経時劣化等によって取り替える必要があるときに、廃液等の金属を含有する液を収容する処理槽から簡便に取り外し、また、新しい陽電極を簡便に取り付けることができる金属の電解回収装置を提供することを目的とする。

〔１〕すなわち、金属が溶解している液から前記金属を電解回収する電解回収装置であって、前記液を収容する処理槽（１）と、前記処理槽（１）の内部に位置する陰電極（２）と、前記処理槽（１）の内面に固設された係止部（３）と、前記係止部（３）と着脱可能に係止する支持部（４）と、前記支持部（４）に固設された陽電極（５）と、を備えることを特徴とする電解回収装置である。

〔２〕そして、前記係止部（３）において、前記支持部（４）を係止する窪み（３１）が形成されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の電解回収装置である。

〔３〕そして、前記係止部（３）が絶縁体により形成されていることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載の電解回収装置である。

〔４〕そして、前記支持部（４）が導電体により形成されており、前記処理槽（１）の内周側面に亘り環状に形成されていることを特徴とする前記〔１〕から前記〔３〕のいずれかに記載の電解回収装置である。

〔５〕そして、前記窪み（３１）が溝状であることを特徴とする前記〔２〕に記載の電解回収装置である。

本発明の電解回収装置によれば、陽電極が経時劣化等によって取り替える必要があるときに、廃液を収容する処理槽から簡便に取り外し、また、新しい陽電極を簡便に取り付けることができる。

本件発明の実施形態における電解回収装置の全体斜視図である。 本件発明の実施形態における電解回収装置の開蓋状態における部分破断左側面図である。 本件発明の実施形態における電解回収装置のＡ－Ａ線断面図である。 本件発明の実施形態における電解回収装置の部分破断斜視図である。 本件発明の実施形態における電解回収装置の陽電極関連部材を取り外した状態における部分破断斜視図である。

以下、本発明に係る電解回収装置に関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。説明中の上下方向は、図１における上下方向を意味している。

図１から図５に示すように、電解回収装置は、処理槽１、陰電極２、係止部３、支持部４、陽電極５、導電部材６、電動モータ７、蓋部８などから構成され、処理槽１内の位置する電動モータ７により回転軸２１を中心に回転する円筒形の陰電極２と、陰電極２の外側には複数の陽電極５が配設されている。

処理槽１は、金属が溶解している廃液を収容する部材である。本実施形態において、処理槽１は廃液を収容するとともに、廃液の下方に位置している電動モータ７、操作パネルと接続された制御部なども収容する筐体としても機能しているが、他の実施形態において、必ずしも筐体を兼ねている必要はなく、筐体とは独立して設けられていても良い。

処理槽１の少なくとも上部は、本実施形態のような角筒状又は丸筒状などの筒状に上方に向かって開口して形成されていることが好ましい。処理槽１の上部がこのような形状に形成されていると、陽電極５が固設された支持部４を取り出すときに、処理槽１に引っかかることなくスムーズに取り外し又は取り付けることができる。

陰電極２は、処理槽１の内部に位置している電極である。陰電極２は、円筒形状を有しており、その内部の軸中心に沿って配設された回転軸２１及び回転軸２１を回転させる電動モータ７によって所定の速度で回転可能である。陰電極２は、図示しない給電部から回転軸２１内を通じて通電されることにより、その表面に廃液に含有されている所望の金属を析出させることができる。このようにして、陰電極２に金属が析出されると、装置を停止してから陰電極２を処理槽１から取り外して、陰電極２に付着した析出された金属をそぎ落とすなどして回収する。

そして、陰電極２は、実際の使用時には回転されることから、単純な円筒形でなく、廃液の流れを制御するために、中心軸方向に沿って円筒形の外周面又は内周面に複数の板部材等が突設されていてもよい。さらに、陰電極２は、本実施形態において、板状部材を円筒形に形成した形状を有しているが、他の実施形態において、網状の部材を同様に円筒形状とすることもできる。

また、陰電極２は、導電体であるが、廃液に浸漬されるために、廃液に対して耐腐食性を有するステンレス鋼、チタンなどから形成されることが好ましい。

係止部３は、処理槽１の内面に固設された部材であり、支持部４を係止する。係止部３は、支持部４と係止する窪み３１が形成されており、本実施形態において窪み３１は、上方に開口している溝状である。窪み３１が、上方に開口している溝状であることによって、処理槽１の上部が角筒状であることから処理槽１に載置している蓋部８を取り外し、窪み３１に挿嵌している支持部４を係止部３から上方に持ち上げて、図５に示すように、支持部４に固設された陽電極５を装置から簡便に取り外すことができる。さらに、装置外で陽電極５を取り替えることができるので、処理槽１内に陽電極５を固設する螺子等の固定手段を廃液中に落下させるおそれもなく、円滑に交換作業を実施することができる。そして、陽電極５を取り替えた支持部４を、再び窪み３１に挿嵌させて係止することで、処理槽１に簡便に取り付けることができる。本実施形態において、係止部３の窪み３１は上方に開口している溝状であるが、他の実施形態において、係止部３の窪みが、支持部４を取り外し及び取り付け容易に変形自在な弾性部材等からなり、側方に開口していたり、廃液中に落下しない限りにおいて下方に開口していたりしてもよい。

そして、本実施形態において、係止部３の窪み３１は溝状であるが、他の実施形態において、係止部３の窪み３１は丸穴、角穴、長孔など、支持部４にそれらと挿嵌する突起と対応するように設けて、係止部３と支持部４を係止するようにすることができる。さらに、係止部３は、本実施形態における溝状や上記変形例の丸穴、角穴、長孔などの雌部材ではなく、突起や突設部材などの雄部材として、支持部４にそれらと挿嵌する凹部、丸穴、角穴、長孔などの雌部材を設けて、係止部３と支持部４を係止するようにすることができる。

係止部３は、支持部４が通電する導電体であるときに通電し不必要な電流が流れることを防ぐために、絶縁体であることが好ましい。具体的に、係止部３は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、天然ゴム、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、ガラス繊維などの有機材料又は無機材料から成ることが好ましい。また、係止部３は、本実施形態において、処理槽１の各々の内面に２個ずつ合計８個設けられているが、他の実施形態において、処理槽１の各々の内面に１個ずつまたは３個ずつ以上としたり、実施形態の係止部３よりも長くして１個ずつとしたりすることもできる。

また、係止部３には、窪み３１を形成する側面が傾斜している傾斜面３２を有している。傾斜面３２は、窪み３１の開口側に向かって広くなるように上下方向より所定の角度だけ傾斜されている。これにより、陽電極５を取り替えた支持部４を取り付けるときに、支持部４を窪み３１の開口の上方のおおよその位置に配設することで、支持部４が傾斜面３２に案内され窪み３１に挿嵌する。

支持部４は、係止部３と着脱可能に係止し、陽電極５が固設される部材である。支持部４は、係止部３と着脱可能に係止することにより、陽電極５を処理槽１からの取り外し及び取り付けを簡便なものとし、陽電極５の取替え作業を容易にしている。支持部４は、本実施形態において、板状であるが、他の実施形態において、係止部３と着脱可能であり陽電極５を固設できる限りにおいて、角柱状、丸棒状、先端が曲がったフック状などの形状としてもよく、さらに、係止部３の形状に応じて突起や突設部材などの雄部材又は凹部、丸穴、角穴、長孔などの雌部材を設けることができる。また、支持部４は、本実施形態において、処理槽１の内周側面に亘り環状に形成されているが、他の実施形態において、処理槽１の内面ごとに独立していてもよい。

支持部４は、一の部材又は複数の部材からなる導電体により形成されており、処理槽１の内周側面に亘り環状に形成されていることが好ましい。このように形成することにより、図２から図５に示すように、導電部材６を介して支持部４の一部に図示しない給電部から通電することにより、複数の陽電極５に通電することが可能となり、配線の取り回しが単純化できるので、故障しにくい耐久性の高い装置を製作することができる。

陽電極５は、支持部４に固設された電極であり、陰電極２の対電極である。陽電極５は、図示しない給電部より導線を通じて支持部４を解して間接的に又は直接的に通電され、陰電極２との間で廃液中に電流を流す。本実施形態において、陽電極５は板状であるが、他の実施形態において、角柱状、丸棒状などの形状としてもよい。また、陽電極５は、本実施形態において、処理槽１の各々の内面に１枚ずつ合計４枚設けられているが、他の実施形態において、処理槽１の各々の内面に１枚ずつまたは３枚ずつ以上としたりすることもできる。

導電部材６は、図示しない給電部から陽電極５に通電する導電性の部材である。本実施形態において、導電部材６は、その先端部において陽電極５とともに支持部４を挟持し螺子にて固定されている。また、導電部材６の基端部で装置に取り付けられているところ、装置の陽極側カバーＣを外して導電部材６の基端部を装置から外すと、図５に示すように、陽電極５及び支持部４を分解せずに取り外すことができる。

嵌合部９は、処理槽１の液底板Ｂに固設された部材であり、陽電極５を嵌合する。嵌合部９は、陽電極５の下端と嵌合する窪み９１が形成されており、本実施形態において窪み９１は、上方に開口している溝状である。窪み９１が、上方に開口している溝状であることによって、陽電極５の下端を嵌合し、陽電極５が簡便に固定することができる。また、嵌合部９には、窪み９１を形成する側面が傾斜している傾斜面９２を有している。傾斜面９２は、窪み９１の開口側に向かって広くなるように上下方向より所定の角度だけ傾斜されている。これにより、陽電極５を取り替えた支持部４を取り付けるときに、陽電極５を窪み９１の開口の上方のおおよその位置に配設することで、陽電極５が傾斜面９２に案内され窪み９１に嵌合する。

嵌合部９は、絶縁体であることが好ましく、具体的に、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、天然ゴム、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、ガラス繊維などの有機材料又は無機材料から成ることが好ましい。また、嵌合部９は、本実施形態において、１枚の陽電極５に対応するように処理槽１の液底板Ｂに１個ずつ合計４個設けられているが、他の実施形態において、２個ずつ以上とすることもできる。

１・・・処理槽
２・・・陰電極
２１・・・回転軸
３・・・係止部
３１・・・窪み
３２・・・傾斜面
４・・・支持部
５・・・陽電極
６・・・導電部材
７・・・電動モータ
８・・・蓋部
９・・・嵌合部
９１・・・窪み
９２・・・傾斜面
Ｂ・・・液底板
Ｃ・・・陽極側カバー

Claims (5)

1. 金属が溶解している液から前記金属を電解回収する電解回収装置であって、
   前記液を収容する処理槽（１）と、
   前記処理槽（１）の内部に位置する陰電極（２）と、
   前記処理槽（１）の内面に固設された係止部（３）と、
   前記係止部（３）と着脱可能に係止する支持部（４）と、
   前記支持部（４）に固設された陽電極（５）と、
   を備えることを特徴とする電解回収装置。
2. 前記係止部（３）において、前記支持部（４）を係止する窪み（３１）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電解回収装置。
3. 前記係止部（３）が絶縁体により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電解回収装置。
4. 前記支持部（４）が導電体により形成されており、前記処理槽（１）の内周側面に亘り環状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電解回収装置。
5. 前記窪み（３１）が溝状であることを特徴とする請求項２に記載の電解回収装置。

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