JPH0465157B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 連続的な平面構造を有し、上面、底面及び二
つの垂直側面を有し、その底面から伸長し該垂直
側面部のそれぞれに隣接している、二つの、一体
的な別個の互いに離隔している脚部を有する金属
形材から構成される電気冶金用途に使用する電
極。 ２ (a) 底面に沿う部分の各伸長脚の寸法が底面
の寸法の約25％以内であり、かつ (b) 底面から外方に伸長している部分の各脚の寸
法が垂直側面部の約10％以内である 請求の範囲第１項記載の電極。 ３ (a) 底面に沿う部分の各伸長脚の寸法が底面
の寸法の約５〜20％であり、かつ (b) 底面から外方に伸長している部分の各脚の寸
法が垂直側面部の約２〜８％である 請求の範囲第２項記載の電極。 ４ 金属が銅である請求の範囲第１項記載の電
極。 ５ 金属が銅である請求の範囲第２項記載の電
極。 ６ 各脚が、互いに等しくない寸法の二つの平行
な側面を有しており、この側面が、概して垂直な
縁部と、該平行な側面の短い方と鈍角を形成する
縁部によつて離隔されている、四つの側面を有す
る金属の形材である請求の範囲第１項記載の電
極。 発明の背景 本発明は電極および電気冶金的方法における電
極の使用に関するものである。 電気精練や電解採取等の電気冶金的方法におい
ては公知のごとく電極を使用する。本願発明はこ
のような方法に適用し得る電極構造の一つを開示
するが、下記の記載は主として銅の電気精練に関
するものである。 一般に銅の電気精練は溶融および鋳造によつて
粗銅のアノードを形成した後、製造電解槽中の純
粋な銅の製造開始用薄板上に不純なアノードから
１ないし２週間にわたつて銅を電着することによ
り行なわれる。次に純枠な銅のカソード生成物を
溶融および加工して、線材、棒、ビレツト等の所
望の形にする。公知のごとく粗銅アノードは約98
％の銅と少量の不純物を含有しているが、カソー
ドに電着した純銅は出発材料としての薄板の場合
でもまた最終製品の場合でも約99.99％の銅を含
有している。 電着開始材料としての薄板は通常約0.5ないし
0.7mmの純銅の薄膜であつて一般的に特殊のスト
リツパー電解槽中で通常ストリツパーアノードと
呼ばれている不純アノードから電着開始用素材上
へ銅を昼夜連続的に電着して製造される。電着開
始用素材は銅、ステンレス鋼又はチタン等種々の
金属より成るものであつても良くまた電着方法は
純銅カソード製造用の電解槽の操作方法とおおむ
ね同じであるが電着した銅の電着開始用薄板を毎
日取り出し剥離する点が異つている。電着開始用
薄板の最終的準備は素材からの剥離、洗浄、整直
および補剛、所望寸法への縁取りおよび製造電解
槽中に支持するための切断した電着開始用薄板の
ループの取付けより成る。電着開始用素材上への
銅の析出を更に長時間行なつてカソード生成銅を
造り、これを同様に素材から剥離した後溶融して
所望の形に加工する方法もある。析出物は一般に
２mmよりも大きい。 然しながら電着開始用薄板の準備はその要求さ
れる品質基準が高いため工程のスクラツプ率が大
きく残念ながら電解精錬工業における未解決の問
題である。先ず第一に電着開始用薄板は電着槽の
寸法によつてその寸法が一般的に制限されること
であつて、アノードの製造および電着後に残るア
ノードスクラツプの再加工のための大きいエネル
ギー費および労務費のために、適正なアノード寸
法とすることが工業面から重要な課題である。然
しアノードは電着開始用素材をほとんど完全かつ
均一に被覆しなければならないので工業上の問題
としては電気精錬費を最小にするようにアノード
寸法と電着開始用素材寸法を関連づけることであ
つた。 すなわち銅が電着開始用素材の表面に完全に析
出しない場合には電着開始用素材は損傷を受け電
着開始用薄板はカソード製造用には使用出来ない
ものとなるであろう。また、電着開始用素材に析
出する析出物の厚さが部分的に過大である場合に
は、簿板の剥離が更に困難となりその最終寸法に
これを縁取りすることが出来なくなるであろう。
前記の不合格簿板の処分のため電気精錬費に付加
されるエネルギー費および労務工数は著しく増加
する。 これらの問題を解決して電気精錬費を減少する
ために工業界では多年にわたつて開始用素材より
もわづかに小さい寸法のアノードを開発して来
た。このアノードの寸法は通常電着開始用素材寸
法の約80ないし98％、例えば90ないし95％であ
る。すなわち、電着開始用素材が幅10インチ
（25.4cm）高さ20インチ（50.8cm）の場合にはア
ノードは幅約９インチ（22.9cm）高さ約18インチ
（45.7cm）となる。然しこれらのアノードは前記
のごとく、完全には使用可能ではなく寸法を増加
または減少してアノードを修正する試みもその成
功する場合が限られている。 発明の総括 連続している平面状の形状を持ち、二つの完全
明瞭な分離した脚をその底面から延長させその二
つの垂直側面図の各々に隣接して上面、底面およ
び二つの垂直側面部を有する金属体より成る電極
を使用することによつて金属アノードからカソー
ドに対して電着を行ない、カソード面を比較的均
一かつ完全に被覆することが出来ることが今回発
見された。本発明は銅を電着開始用素材上にめつ
きして銅の電着開始用薄板またはカソードの銅生
成物を製造することに特に良く適用される。銅電
極はアノードとなる電解質中に浸漬され銅はカソ
ードの電着開始用素材上に約24時間電着されて電
着開始用薄板を製造し次いで毎日析出した銅を剥
離しこの操作を銅アノードが消耗しつくすまで反
復される。カソードの銅の製造用にも、同じ手順
を使用することが出来るが剥離を行なうまでの析
出時間はアノードの場合よりも長く例えば約３日
である。本発明の方法を使用するとアノードが消
耗しつくすまでの使用時間は長くなり、再溶融さ
れるべき電極金属量は少なくなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好ましい電極の正面の立面図を
表わす。

【発明の詳細な説明】

図面は連続的な平面体１１と伸長している脚１
２を有する電極１０を示す。電極には同様に伸長
した腕１３が設けられていることが好ましく、腕
１３は電極を電解浴中に浸す時に支持物として役
立つ。電極体１１および伸長した脚１２はカソー
ドの開始用簿板上に電着される金属で造られてい
る。本発明を実施する場合においては銅、ニツケ
ル、亜鉛、鉛等の金属が好適に使用される。伸長
した腕１３は同様に通常電極用金属に使用した金
属と同一の金属で造られ、電極は一般に公知の鋳
造方法に基づいて一体に鋳造される。好ましい実
施態様においては伸長している支持腕は電解液中
には浸漬していないアノード金属の量を最小にす
るように電極体の上端よりも上方に位置してい
る。これは電着に利用されない金属をアノードが
消耗した時に再溶融して再鋳造しなければならな
いからである。 鋳造の手順中で銅等の金属は溶融され取瓶から
車輪の周辺に載置されている一連の固体の銅型中
へ連続的に注入される。銅を注入した後、型を冷
却し固化した銅鋳物を型から取り出し空になつた
型を注入工程へ戻してこの手順を反復する。公知
の離型剤を使用しても良い。 電極の厚さは所望のめつき寿命と電解槽電極の
間隔によつて広範囲に異る。本発明の電極は伸長
した腕のない電極よりも可使めつき寿命が長く生
産されるカソード生成物の単位量当りに必要なア
ノードの量が少なくなつて運転費が減少する。同
様に、電極体・および伸長腕の寸法は電解浴槽の
寸法と電着開始用薄板の寸法によつて制約され広
範囲に変化するから電気めつき業界では公知であ
るように電極体および伸長腕の寸法を、アノード
に該均一かつ完全な電着の形成を可能にさせるた
めに伸長腕を使用して電着開始用薄板上に完全か
つ実質的に均一なめつきを形成するように所望の
電着開始用薄板の寸法と関連させることが重要で
ある。 本発明の電極はその底面から伸長して垂直な両
側面と隣接してかつ限定間隔だけ離れている二枚
の一体的な、別個の互いに離れている脚を持つて
いる。電極の底面に沿つて測つた各伸長脚の寸法
は電極底面の寸法の約35％以内、例えば25％であ
ることが好ましく、電極底面から外方に伸びてい
る各脚の寸法は垂直な側面部の約15％以内、例え
ば10％であることが好ましい。好ましい電極にお
いては電極底面に沿つて測つた各伸長脚の寸法は
底面の寸法の約５又は10ないし20％、電極底面か
ら外方に伸びている各脚の寸法は垂直な側面の寸
法の約２ないし８％である。 図面は極めて好ましい電極を示すものであつ
て、各脚は等しくない寸法の二つの平行な縁１２
ａおよび１２ｂを有する四辺形の金属形材より成
り、通常垂直な縁と該平行な側面の中の短い１２
ａと鈍角をなす縁によつて区画されている。鈍角
の大きさは広い範囲に例えば約135°以上に変化し
ても良いが、約120°以下例えば116°の場合に極め
て良好な結果が得られた。 本発明はまた、(a)本発明のアノード構造物を電
解液中に浸すこと、(b)カソード構造物を電解液中
に浸すこと、(c)アノードとカソードとの間に電流
を通じてカソードに金属を電着すること、および
(d)電着した金属をカソードから回収することより
成る電極を使用する電気精錬方法である。 電気精錬用の装置もまた提供せられており、こ
れは(a)電解槽と、(b)連続的な平面的構造を有する
カソード、と本発明のアノードとより成りそれぞ
れの少なくとも表面の一部分が電解槽中に浸され
ているものである。 本発明について当業者が更に十分に理解し得る
ように下記の実施例を示す。 実施例 銅40ｇ／、H₂SO₄ 140ｇ／、および塩化
物0.030ｇ／を収容している硫酸銅電解浴を電
解槽中に入れた。縁の部分がめつきされないよう
に縁部片を有するチタニウム電着開始用素材を電
解槽に入れてカソードとして電流に接続した。浴
中に浸されている電着開始用素材（縁部片を除
く）の寸法は幅約38インチ（96.5cm）、高さ41イ
ンチ（104cm）であつた。同様に粗銅製のストリ
ツパーアノードを浴中に浸してアノードとして接
続した。浸漬したアノードの寸法は幅約34.5イン
チ（87.6cm）高さ39インチ（99.1cm）でその下部
から伸長し垂直な側面部に隣接している二個の脚
を有し、各脚は高さ約２インチ（5.1cm）で図に
示すように４インチ（10.2cm）および５インチ
（12.7cm）の平行な辺を有するものであつた。 次に銅を約24アンペア／平方フイート（216ア
ンペア／cm²）の電流密度で約24hr、電着開始用素
材上にめつきし、銅を剥離しこの操作を数日間反
復した。得られた電着開始用薄板は電着開始用素
材の表面上に銅が完全均一に析出した工業的品質
のものであつた。開始用薄板は同様に電着開始用
素材から容易に剥離することが出来た。 幅約38.5インチ（97.8cm）、高さが(1)38インチ
（96.5cm）、(2)39インチ（99.1cm）、および(3)42イ
ンチ（106.7cm）のストリツパーアノード（伸長
脚を持たないもの）を使用して同様の比較運転を
行なつたが十分に工業的に使用可能な電着開始用
薄板は得られなかつた。すなわち電着開始用素材
は完全にはめつきされず、あるいは銅が著しく下
部付近にめつきされて縁切りすることが出来ない
厚い薄板を生成した。 本発明を好ましい実施態様と関連して記載した
が、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り修正
又は変更が行なわれることがあり得ることは当然
である。このような修正および変更は本発明の範
囲および添付した請求の範囲に属すると考えられ
る。