JPH01275792A - 電解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｃｄ　（カドミウム）、Ｃｏ（コバル））、
Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）などの電解方法に関する
。

（従来の技術） 従来の金属の電解方法は、第５図に示す如く陰極として
例えばＡｊ２　（アルミニウム）板１を電解槽２内の電
解液３中に垂直にして浸漬して配し、この金属板ｌに対
向して陽極として浸漬してＰｂ−Ａｇ１ｗｔ％板４を電
解液３中に垂直にして浸漬して配して電解を行い、金属
板１にＣｄ、Ｃｏ。

Ｍｎなどの金属５を電着するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のＣｄ５Ｃｏ、Ｍｎなどの電解方法では
陽極であるＰｂ−Ａｇ１ｗｔ％板４から発生する酸素の
酸素過電圧が高くまた酸素気泡により電流が通りにくい
為、電解速度が遅くて金属板１へのＣｄ、Ｃｏ、Ｍｎな
どの金＠５の電着に長時間要し、４０数時間に１回の割
合で金属板ｌからＣｄ、Ｃｏ５Ｍｎなどの金属５を剥離
したり、同種の金属板上に析出するので、甚だ能率が悪
く、しかもその都度電解液３中より金属板１を引き上げ
ねばならないので、甚だ作業性が悪いものである。

この為、電解速度を早くすべく電圧を上げると電解液抵
抗のため浴電圧が上昇し、また電解液３の温度が上がり
、それだけ消費電力が大きくなる。

また、極間を狭くして、極間の抵抗を低くしようとすれ
ば、電解液３中に陽極であるＰｂ−Ａｇ１ｗｔ％板４か
ら発生した酸素の気泡が抜けにくいため著しく増え、電
流が一層流れにくくなるものである。そしてこのような
状態に於いて、陽極から発生する酸素と陰極から発生す
る水素とを別々に取り出そうとしても酸素と水素が混ざ
り会う為、困難である。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、陽
極の表面に酸素の気泡が形成されず、従って電解液中に
酸素の気泡が無く、電流の通りが良くて電解速度が早く
、また陰極から発生する水素に酸素が混じることがなく
、さらに装置を小型化でき、しかも作業性の良いＣｄ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎなどの電解方法を提供することを目的
とするものである。

（問題点を解決するだめの手段） 上記問題点を解決するための本発明の電解方法は、陰極
として両面の少なくとも外周側を絶縁被覆した金属製の
回転円板を垂直にしてその下品を電解液中に浸漬して配
し、この回転円板の電解液中に３ける両面の露出部の下
部に接近対向させて陽極として円弧状のガス拡散電極を
配するか又は電解槽の底を半円状のガス拡散電極により
成る陽極にて形成し、この陽極に対向して陰極として両
側面を絶縁被覆した金属性の回転ドラムを垂直にして電
解槽壁に回転可能に支持し、電解槽内に電解液を入れて
陰極の下部外周面の露出部と電解液に浸漬させるかし、
前記陽極に水素を供給して電解を行い、前記回転円板又
は回転ドラムを回転させ乍ら該回転円板を両面の露出部
又は回転ドラムの外周面に析出されるＣｄ５Ｃｏ５Ｆｅ
、Ｍｎなどの金属を剥離することを特徴とするものであ
る。

（作用） 上記本発明の電解方法では、陽極として水素減極ガス拡
散電極を用いているので、表面に酸素の気泡が形成され
ず、電解液中に酸素の気泡が浮上することがない。その
為、電流が通り易くなり、電解速度が早くなる。また水
素を陽極で酸化する為電圧を下げることができて、電解
液の温度が上がらず、その分消費電力が少なくなる。さ
らに陰極から発生する水素には酸素が混じることがない
ので、水素をそのまま取り出して再使用できる。

また本発明では、陰極が回転円板又は回転ドラムであり
、その両面の電解液中における露出部又は回転ドラムの
外周面に対向する陽極の表面に酸素の気泡が形成されな
いガス拡散電極で、両極間を狭くできるので、電解液抵
抗°によるＩＲドロップが小さく、電圧を下げることが
できるばかりでなく、極間の抵抗を低くできて、電流を
通し易くなり、電解速度を早くできると共に装置を小型
化でき、しかも陰極の両面から連続的にＣｄ５Ｃ○、Ｆ
ｅ、Ｍｎなとの金属が得られる。

〈実施例１） 本発明による電解方法の一実施例を第１図及び第２図に
よって説明すると、１０は縦２０ｍｍ５横２５０ｍｍ、
深さ　１００ｍｍの電解槽、１１は電解槽１０内の中央
に垂直にして回転可能に支持した直径２００　ｍｍ、厚
さ２　ｍｍのＡβの回転円板１１ａの両面の外周側と中
央部に同心に塩化ビニルｌｌｂを厚さ１，０ｍｍ絶縁被
覆して、外径９５ｍｍ、内径７５ｍｍの環状露出部１１
ｃを形成して成る陰極で、電解槽ｌＯ中の中央に垂直に
して回転可能に支持されている。この陰極１１の両面の
環状露出部１１ｃの下部に接近対向して、即ち２．５ｍ
ｍの間隔を存して幅２０ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ０．
５ｍｍの円弧状のガス拡散電極より成る陽極１２．１２
’が垂直に電解槽１０の左右両側壁に固定されている。

各陽極１２．１２′の上側には電解液導出路１３が設け
られてその途中にポンプ１４が設けられ、先端が貯槽１
５内の上部に開口されている。各陽極１２．１２′の下
側には電解液導入路１６が設けられ、これの基端が前記
貯槽１５の下部に接続されている。従って、各陽極１２
．１２′の上下には電解液循環路１７が形成されている
。各陽極１２．１２′の外面両端部には水素の供給口１
８と排出口１９が設けられ、排出口１９は水素供給循環
装置の入口に接続され、供給口１８の基端は供給循環装
置の出口に接続されている。２１は電解液導出路１３の
開口縁上側で陽極１２．１２′を全長に亘って被う円弧
状のカバーで、該カバー２１の陰極１１側は下方に直角
に屈曲しており、下方に直角に屈曲している。そして陰
極１１の両面中央部の絶縁被覆の外周には、前記円弧状
のカバー２１の陰極１１側の屈曲部２１ａをかかえるよ
うに断面り形のガイドリング２２が設けられている。

次に第１図及び第２図に示す如く電解槽１０内に電解液
２３としてＣＯ処理液（Ｃｏ−７５ｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４
ｐＨ２，（Ｄを送給し、陰極１１の外周部を深さ７０ｍ
ｍ浸漬させ、またガス拡散電極より成る陽極１２．１２
′を浸漬させた。次に陽極１２．１２′へ水素供給循環
装置より供給口１８を通して水素を供給し、電流密度０
．０４Ａ／ｃｄ、電圧０．９７Ｖで電解を行い、陰極１
１であるＡｊ２の回転円板１１ａの両面の環状露出部１
１ｃにＣｏを析出し、箔を形成し乍ら、陰極１１を０．
２回／ｈｒで回転し、Ｃｏ箔２４を剥離していった。

このＣｏの電解中、ガス拡散電極である陽極１２．１２
′に供給された水素は、電解液２３中の陽極１２．１２
′の表面でＨ＋イオンとなりＯＨ−イオンと反応して水
に変換され、余分の水素は排出口１９より排出され、再
び水素供給循環装置の人口に通されて水素供給循環装置
からの水素と共に陽極１２．１２′へ供給される。かく
して陽極１２．１２′の表面には酸素の気泡が形成され
ず、従って電解液２３中を酸素の気泡が浮上することが
ない。その為酸素の気泡によって電流が通りが阻害され
ることがなく、電流が通り易くなり、電解速度が従来の
２倍程度早くなり、しかも電圧を従来の１７５に下げる
ことができた。電流効率は８２．３％であった。回収水
素を含めるとさらに効率はよくなる。また電解液２３の
温度が上がらず、その分消費電力が少なくなった。さら
に電解中陰極１１の環状露出部１１ｃから発生して浮上
する水素は、電解液２３の上部がカバー２１で被われて
いるので、無駄に大気に放散されることがなく、電解中
ポンプ１４の駆動により陽極１２．１２′の上側の導出
路１３より電解液２３を導出し、貯槽１５内に一旦溜す
ることにより水素が貯槽１５の上部密閉空間に浮上して
貯えられ、水素が除去された電解液２３は貯槽１５の下
部より電解層１０内に導入路１６を通して導入される。

こうして電解液２３の循環を繰返すことにより、陰極１
１の環状露出部１１ｃから発生する水素は殆んど全て貯
槽１５の上部密閉空間に貯えられるので、ガス拡散電極
である陽極１２．１２′への水素の供給に役立てること
ができる。

（実施例２） 本発明による亜鉛の電解方法の一実施例を第３図及び第
４図によって説明すると、幅１１０＋ｎｍ、長さ１２０
＋＋ｏｎ、深さ１２０ｍｍの電解槽２５の底が半径１０
５ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの半円状のガス
拡散電極より成る陽極２６にて形成され、この陽極２６
が電解槽２５の金属製網から成る底枠２７に支持されて
いる。この陽極２６に対向して電解槽２５内に、直径１
００ｍｍ、幅１００ｍｍのＡ１の回転ドラム２８の両側
面を塩化ビニル２９を厚さ１．０關絶縁被覆し外周面の
み露出させた陰極３０が、垂直にして回転可能に同心に
配゛されて両側壁に支持され、前記陽極２日との間隔が
２，５１１１１１となっている。前記陽極２６の外面両
端部には水素の供給口３１と排出口３２が設けられ、排
出口３２は水素供給循環装置の人口に接続され、供給口
３１の基端は水素供給循環装置の出口に接続されている
。電解槽２５の一端上部に電解液導出路３４が設けられ
、この先端が貯槽３６内の上部に開口されている。電解
槽２５の他端上部には電解液導入路３７が設けられ、こ
れがポンプ３８を有する電解液導入路３９に接続され、
この電解液導入路３９の先端が前記貯槽３６の下部に接
続されている。

次に第３図及び第４図に示す如く電解槽２５内に電解液
４０としてＭｎの処理液（Ｍ　ｎ　−２０ｇ　／　Ｒ１
（ＮＨ，）２３０．−１３０ｇ／β）をポンプ３８によ
り送給し循環させ、陰極３０の下部外周部の露出部を深
さ９０ｍｍ浸漬させると共にガス拡散電極より成る陽極
２６の表面を電解液４０に接触させた。次に陽極２６へ
水素供給循環装置より供給口３１を通して水素を供給し
、電流密度０．０５４Ａ　／　ｃＩＩＩ、電圧１．４６
Ｖで電解を行い、陰極３０であるステンレス鋼の回転ド
ラム２８の外周面の露出部にＭｎを析出し、箔を形成し
乍ら、陰極３０を０．３回／ｈｒで回転し、Ｍｎ箔４１
を剥離していった。このときの電流効率は５７．８％で
あった。

このＭｎの電解中、ガス拡散電極である陽極２６に水素
供給口３１から供給された水素は、電解液４０中の陽極
２６の表面で水素イオンとなりＯＨ−イオンと反応して
水に変換され、余分の水素は排出口３２より排出され、
再び水素循環装置に戻されて水素供給口３１から陽極２
６へ供給される。かくして陽極２６の表面には酸素の気
泡が形成されず、従って電解液４０中を酸素の気泡が浮
上することがない。

その為酸素の気泡によって電流の通りが阻害されること
がなく、電流が通り易くなり、電解速度が従来の２倍早
くなり、しかも電圧を従来の１７３に下げることができ
た。また電解液２５の温度が上がらず、その分消費電力
が少なくなった。さらに電解中陰極３０の外周面から発
生して浮上する水素は、電解液４０の上面をカバーで被
えば、無駄に大気に放散されることがなく、電解中ポン
プ３９の駆動により電解槽２５の一端上部の導出路１９
より電解液４０を導出し、貯槽３６内に一旦貯溜するこ
とにより水素が貯槽３６の上部密閉空間に浮上して貯え
られ、水素が除去された電解液４０は貯槽３６の下部よ
り電解槽２５内に導入路３９．３７を通して導入される
。こうして電解液４０の循環を繰返すことにより、陰極
３０の外周面から発生する水素は殆んど全て貯槽３６の
上部密閉空間に貯えられるので、ガス拡散電極である陽
極２６への水素の供給に役立てることができる。電流効
率が良くなる。

尚、上記実施例１では、陰極１１がＡＩ２の回転円板１
１ａの両面の外周側と中央部に絶縁被覆したものである
が、外周側のみ絶縁被覆したものであっても良い。

また上記実施例では、Ｃｏ及びＭｎの電解について述べ
たが、これに限るものではなく、Ｆｅ。

Ｃｄなどについても従来法に比べ電流密度は約２倍とな
り、浴電電圧は数分の−となるなど同等の優れた効果の
得られるものである。

さらに、前記実施例２では、電解液４０を１本の導出路
と１本の導入路によって循環しているが、これに限るも
のではなく、半円状の陽極２６に導出路及び導入路を各
々に複数本設けて電解液の循環を速めるようにしてもよ
いものである。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の電解方法によれば、陽
極の表面に酸素の気泡が形成されず、従って電解液中を
酸素の気泡が浮上することがなく、電流の通りが良くて
電解速度が早いので、著しく電解能率が向上した。また
電圧を下げることができて、電解液の温度が上がらず、
その分消費電力を減少できた。さらに陰極から発生する
水素には酸素が混じることがなく、そのまま取り出すこ
とができ、これを１極に供給し、再使用すれば、電解効
率が高くなる。

また本発明は、陰極が回転円板又は回転ドラムであり、
その両面の電解液中における露出部の下部又は回転ドラ
ムの外周面に対向する陽極が表面に酸素の気泡が形成さ
れないガス拡散電極であるので、極間を数ｍｍ程度まで
著しく狭くできる。従って、極間の電解液による抵抗を
低くできて、電圧を下げることができるばかりではなく
、電流が通り易くなり、電解速度を早くできると共に装
置が小型化し、しかも陰極面から連続的にＣｄ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｍｎなどが得られ、生産性、作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の電解方法の一実施例を示す縦断正面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視側面図、第３図は本発明
の他の実施例を示す縦断正面図、第４図は第３図Ａ−Ａ
矢視側面図、第５図は従来の電解方法を示す縦断正面図
である。 出願人　　田中貴金属工業株式会社 古屋　長− 第１図 ２４・・・王倚最 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電解方法に於いて、陰極として両面の少なくとも外
   周側を絶縁被覆した金属製の回転円板を垂直にしてその
   下部を電解液中に浸漬して配し、この回転円板の電解液
   中における両面の露出部の下部に接近対向させて陽極と
   して円弧状のガス拡散電極を配するか又は、電解槽の底
   を半円状のガス拡散電極により成る陽極にて形成し、こ
   の陽極に対向して陰極として両側面を絶縁被覆した金属
   性の回転ドラムを垂直にして電解槽壁に回転可能に支持
   し、電解槽内に電解液を入れて陰極の下部外周面の露出
   部と電解液に浸漬させるかし、前記陽極に水素を供給し
   て電解を行い、前記回転円板又は回転ドラムを回転させ
   乍ら該回転円板の両面の露出部又は回転ドラムの外周面
   に析出される金属を剥離することを特徴とする電解方法
   。