JPH0768629B2 - ユニット化された極板を用いた電解方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、陰陽両極板が一体に保持された極板ユニット
を用いることにより、電解効率を高め、かつ電解槽への
出し入れ作業及び各種極板処理作業を容易にした電解方
法に関する。

［従来技術と問題点］ 電解製錬においては、電解槽に多数の陰極板（カソード
板）と陽極板（アノード板）とが交互に一定間隔に配列
されている。従来、陰極板と陽極板とは夫々１枚ずつ電
解槽に吊り下げられており、これらを予め一体に組合せ
ることは知られていない。この理由は、陰陽両極板が夫
々異なった目的で使用されており、陰極板は電解にかか
る金属を析出させ回収するための母板としての役割を兼
用するが、陽極板は単なる電極として用いられており、
電着金属を回収するためには陰極板のみを取り出せば足
りるからである。

このように従来、陰陽両極板は何れも１枚ずつ電解槽に
吊り下げられた状態で設置されている。この為、揺動し
易く、相互に接触して電気的な短絡を生じやすい。そこ
で陰陽両極板相互の間隔を電着金属の板厚よりやや広く
保ち、相互の接触を防止しているが、極板相互の間隔が
小さいほど消費電力は少なくて済むので、従来の電解方
法は電解効率を高める上で限界がある。

一方、電気的短絡を生ぜずに極板相互の間隔を狭める方
法も、従来、種々試みられている。例えば、電解槽底部
に絶縁性の横木を設置し、極板の下端部を該横木に挿入
して固定することにより極板の揺れや接触を防止する方
法が知られている。ところが、極板下端部を横木に挿入
し難く、短絡防止効果も不十分である。例えば、横木が
１本の場合には極板が横向きになり易く極板の側端が隣
接する他の極板に接触して短絡を生じ易い。また陽極板
は主に鉛板や鉛合金板であり湾曲し易い。その為、横木
により極板の下端中央部が固定されても側端部が湾曲し
て短絡を生じることが多い。更に極板を横木に挿入する
際、極板の挿入部分が屈曲して短絡を生じる場もある。

この他に、陽極板の表面に絶縁性の突起を設け、陰極板
が該突起に阻まれて陰極板の電着面と陽極板とが接触し
ないようにする方法も知られているが、極板の成形に手
間取り、且つ極板が固定されないので横向或いは湾曲し
易く、極板の他の側端が隣接する極板に接触しやすいの
で短絡防止効果も不十分である。これを避けるためには
多数の突起が必要となり実用的ではない。

また従来の電解方法では、電解槽から陰極板を出し入れ
する作業が手間取る問題がある。例えば、陰極板に析出
する電着金属を剥離する場合には、陽極板を電解槽に設
置したまま複数枚の陰極板を吊出して剥離工程に送り、
剥離後、再び電解槽に戻す。このとき、既に電解槽に配
設されている陽極板の間に一枚ずつ陰極板を装入しなけ
ればならず、作業員が吊り下げられた陰極板を監視し、
間隔を調整して電解槽に装入している。このため、作業
時間が長引き、且つ人手を要する。

［問題解決の手段］ 本発明は、陰陽両極板が一体に保持された極板ユニット
を用いることにより陰陽両極板を相互に近接して配設で
きるようにし、電解効率の大幅な向上と、更には電解槽
の小型化による電解設備スペースの大幅な節約を可能に
した。また上記極板ユニットを用いることにより電解槽
への出し入れ作業及び各種極板処理作業を容易にし、且
つこれら一連の作業が自動化に適するものとした。

［発明の構成］ 本発明によれば、以下の構成を有する電解方法が提供さ
れる。

（１）スペーサを兼ねる絶縁性の連結部材を用いて複数
の陽極板と陰極板を交互に一定間隔ごとに一体に連結し
た極板ユニットを形成し、該極板ユニットを電解槽に装
入して電解を行い、電解終了後、上記極板ユニットごと
電解槽から取り出し、該極板ユニットを各極板に分解し
て電着金属の剥離回収工程を含む極板処理を行った後
に、再び、上記連結部材を用いて複数の陽極板と陰極板
を上記極板ユニットに組み立て、これを電解槽に装入し
て電解を行うことを特徴とする電解方法。

（２）陽極板の側端に絶縁性の型枠を予め装着し、該型
枠を介し陰極板を間にして陽極を重ねることにより複数
の陽極板と陰極板を型枠の間隔を保って交互に一体に連
結した極板ユニットを形成し、該極板ユニットを電解槽
に装入して電解を行い、電解終了後、電解槽から取り出
した極板ユニットの各極板を相互に引き離して陰極板を
陽極板から外し、極板処理を行った後に、再び、型枠を
介し陰極板を間にして陽極板を重ねて一体に連結した極
板ユニットを形成し、該極板ユニットごとに電解処理を
行う上記（１）の電解方法。

（３）陽極板の側端に装着される型枠の両側端に、隣接
する他の型枠に向かって突出した一対の板状の係合部が
設けられており、陽極板の間に介在された陰極板の側端
が該係合部によって覆われた極板ユニットが形成され、
該極板ユニットごとに電解処理を行う上記（２）の電解
方法。

上記極板ユニットとは、陽極板と陰極板とが一定間隔ご
とに交互に配列され、且つ相互に電気的に絶縁されて一
体化されたものを云う。陰陽両極板を一体に連結する手
段としては、種々の手段を用いることができ、例えば、
陽極板と陰極板との間に絶縁性のスペーサ等を介在して
両極板の間隙を保ちながら絶縁性の連結部材により両極
板を一体に連結する手段や、或いは、該スペーサと連結
部材の機能を兼用する部材を用いて一体化する手段等が
ある。上記スペーサ等を用いる他に型枠を利用すること
もできる。型枠は陰陽両極板を絶縁して一定間隔に保持
できるものであればよく、種々の形状、構造のものを用
いることができる。型枠の具体例としては、陽極板に個
々に装着される絶縁性の型枠であって、該型枠に設けた
係合部により極板を介して隣接する型枠が相互に一体に
係合して連結される形式のものや、或いは、複数の極板
を並列に一定間隔に収納する空間を有する形式のもの等
を用いることが出来る。

上記極板ユニットにおいて、陰陽両極板はスペーサ或い
は型枠により固定され、極板の揺動による接触の虞が無
いので、両極板の間隔を従来より大幅に狭めることがで
きる。ところで極板間隔は、極板相互に介在されるスペ
ーサ或いは型枠の厚さを減少することにより任意に狭く
することができるが、極板間隔が過度に狭くなると、陰
極板に析出する電着金属の厚さが制限され、電着金属の
剥離が困難になる。極板間隔はこの点を考慮して電着金
属の種類に応じた最適の間隔に設定される。

上記極板ユニットは、電解槽に装入された状態の陰陽両
極板を相互の間隔を狭めて集積した形状であるので、電
解槽にそのまま装入し電解を行うことができる。電解条
件などは格別制限されない。電解終了後、極板ユニット
は電解槽から引き上げられ、電着金属が剥離回収され
る。

極板ユニットを電解槽から引き上げ再び電解槽に装入す
るまでの一連の工程は極板ユニットの構造如何により一
様ではないが、どのような態様の処理工程を経由するも
のでも、電解槽において上記極板ユニットが形成され、
これを用いて電解するものであれば本発明に含まれる。
即ち、本発明は極板ユニットを用いる電解方法である。
従って、本発明は、電解工程に引き続く剥離工程及び各
種の極板処理工程を従来の方法に従って実施するものを
含む。この場合には、極板ユニットを電解槽から引き上
げた後に陰極板と陽極板とが分離され、陰極板が剥離工
程に移送されて電着金属が剥離された後、再び陽極板と
組合わされて極板ユニットを形成し、電解槽に装入され
て電解作業が継続される。

また、本発明は剥離工程及び極板の各処理工程を極板ユ
ニットごとに行う態様を含む。この態様には、極板ユニ
ットの構造に基づいて異なる種々の例が含まれ、例えば
次の処理工程例（ａ），（ｂ）が含まれる。

（ａ）上記スペーサ等を用いて極板ユニットを形成する
場合或いは複数の極板を収納する形式の型枠を用いて極
板ユニットを形成する場合には、極板ユニットが電解槽
から吊り出された後に、極板が型枠から外され、或い
は、スペーサが取外されて、必要に応じて各極板相互の
間隔が拡大又は縮小され各極板処理工程を経由した後、
再び、各極板が型枠に装着されて極板ユニットが形成さ
れ、電解槽に装入される。

（ｂ）極板に個々に装着される絶縁性の型枠であって、
該型枠に設けた係合部により隣接する型枠が極板を介し
て相互に一体に係合連結される形式のものを用いて極板
ユニット形成する場合には、該極板ユニットが電解槽か
ら吊り上げられ、移送中或いは移送前後に、型枠相互の
連結が解除され、極板相互の間隔が拡大又は縮小されて
各極板処理工程を経由した後、再び、各極板が集積され
て極板ユニットが形成され、電解槽に装入される。

上記何れの場合においても、極板ユニットを電解槽から
引き上げて剥離処理等を行う間に該電解槽に他の極板ユ
ニットを装入して電解を継続しても良い。

［発明の効果］ 本発明は陰陽両極板を一体化した極板ユニットを用いる
ので、極板が固定されており、極板の揺動による接触の
虞が無いので、両極板の間隔を従来より大幅に狭めるこ
とができる。一例として、亜鉛電解に用いる極板ユニッ
トにおいて陰陽両極板の極板表面間の間隔を約14mm程度
に設定することができる。従来の極板間隔は約30〜35mm
であるから、極板間隔は従来の約1/2に減少できる。こ
の結果、電解抵抗が低下し、電槽電圧を減少できるので
消費電力を大幅に軽減できる。更に、電解槽を小型化で
き、電解設備スペースの大幅な節約が可能になる。

また極板ユニットを用いることにより、極板の電解槽へ
の装入や取り出しが容易になり作業時能率が向上する。
更に、電解工程に付帯する各種の極板処理、例えば、電
着金属の剥離、極板の洗浄等の処理を極板ユニットごと
に機械的に実施でき、電解から極板処理に至る一連の処
理工程を自動化するのに適する。

［実施例］ 実施例 １ 第１図に示す型枠を用いて極板ユニットを形成した。型
枠は合成樹脂などの絶縁材により形成されており、アノ
ード板側端を囲む枠体10と、該枠体10をアノード板２に
装着するための固定部20と、電極板相互の接触を防止す
る短絡防止部30、隣接する他の極板型枠３と係合する係
合部40とを有する。

枠体10は、極板の形状に対応した短形でありアノード板
２の両面に被着するように、一対の枠部材11、12によっ
て形成されている。

上記固定部20は、図示するように爪状の突起部21a、21b
からなり、該突起21a、21bはバネ力を有し、また部該突
起部21a、21bには溝が形成されており、該溝にアノード
板２の側端を挿入し、上記バネ力により固定する。な
お、枠部材11、12とアノード板の両側端および下端との
間に上記間隙が形成されるよう、上記溝の深さは、その
底部が枠部材11、12の内周端よりわずかに内側に位置す
るように形成するとよい。

上記短絡防止部30は、図示する例では板状の部材であ
り、枠部材11、12の上端に夫々突設されている。該短絡
防止部30の形状は図示するものに限らず、例えば、枠部
材11、12を連結した逆Ｕ字型に形成し、該枠部材11、12
をクロスバーから吊下げるようにしてもよい。なお、該
短絡防止部30は省略することができる。

上記係合部40は、枠部材11の両側端に沿って設けられた
一対の相対向する板状の突片41、42によって形成されて
いる。該突片41、42はその間に隣接する他の型枠３が係
合されるよう隣接する型枠３に向い前方に突出してい
る。該係合部40はカソード板４を介して隣接する型枠３
の位置を合せ、かつ該型枠１、３の間に介在するカソー
ド板４の側端を被覆する役割を果たす。該係合部40を設
けないと、カソード板４の側端を囲んで電着金属が袋状
に析出し、該工程の剥離作業が困難になる問題を生じ
る。第２図に示すように型枠３はカソード板４を介在し
てその後背部が型枠１の突片41、42の間に挿入され、こ
れら型枠１、３が一体に保持される。同様に順次、複数
の型枠が一体に組合せられ、これにより複数のアノード
板２とカソード板４とが型枠を介して交互に配列され、
一体化した極板ユニット50が形成される。このように極
板ユニット50は陽極板に装着した型枠を介して陽極板と
陰極板を交互に重ねて一体化したものであり、従って、
陽極板を相互に引き離すと、陽極板の間に介在されてい
る陰極板も外れ、陰極板は電着金属の剥離工程に送られ
る。

一例として、極板ユニット50にはアノード板９枚とカソ
ード板８枚が一体に組み込まれており、隣接するアノー
ド板２とカソード板４の間隔は約14mmである。該極板ユ
ニット50を第２図に示すように電解槽５に２組装入し、
500A/m²の電解条件で48時間亜鉛電解を実施した。この
時の消費電力は2,950KWH/Tであり、従来の電解方法で同
量の電気亜鉛を回収した場合の消費電力3,200KWH/Tに比
べ、約８％程度、消費電力を軽減できた。この節約され
た電力は、月産約7000トンの亜鉛電解の場合、現状の電
力コストに換算して凡そ1800万円前後の節減が可能であ
ることが確認された。

実施例 ２ 第１図の型枠を用いるものとは異なった極板ユニット60
を第３図に示す。極板ユニット60は複数のアノード板２
とカソード板４とが絶縁性のスペーサ61を介して交互に
配列され、これら複数の極板を横切る絶縁性の連結バー
62と該バーの両端に設けた螺子手段63により複数の極板
２、４が一体に締め付け固定されて形成されている。

本実施例においても実施例１と同様の結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は極板ユニットを形成する型枠の一例を示す外観
斜視図、第２図は極板ユニットが装入された電解槽を部
分的に切欠いて示す概略斜視図、第３図は第１図の型枠
以外の手段により形成した極板ユニットの概略図であ
る。 図面中、 10……枠体、20……固定部、 30……短絡防止部、40……係合部、 50、60……極板ユニット、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スペーサを兼ねる絶縁性の連結部材を用い
   て複数の陽極板と陰極板を交互に一定間隔ごとに一体に
   連結した極板ユニットを形成し、該極板ユニットを電解
   槽に装入して電解を行い、電解終了後、上記極板ユニッ
   トごと電解槽から取り出し、該極板ユニットを各極板に
   分解して電着金属の剥離回収工程を含む極板処理を行っ
   た後に、再び、上記連結部材を用いて複数の陽極板と陰
   極板を上記極板ユニットに組み立て、これを電解槽に装
   入して電解を行うことを特徴とする電解方法。
2. 【請求項２】陽極板の側端に絶縁性の型枠を予め装着
   し、該型枠を介し陰極板を間にして陽極を重ねることに
   より複数の陽極板と陰極板を型枠の間隔を保って交互に
   一体に連結した極板ユニットを形成し、該極板ユニット
   を電解槽に装入して電解を行い、電解終了後、電解槽か
   ら取り出した極板ユニットの各極板を相互に引き離して
   陰極板を陽極板から外し、極板処理を行った後に、再
   び、型枠を介し陰極板を間にして陽極板を重ねて一体に
   連結した極板ユニットを形成し、該極板ユニットごとに
   電解処理を行う特許請求の範囲第１項の電解方法。
3. 【請求項３】陽極板の側端に装着される型枠の両側端
   に、隣接する他の型枠に向かって突出した一対の板状の
   係合部が設けられており、陽極板の間に介在された陰極
   板の側端が該係合部によって覆われた極板ユニットが形
   成され、該極板ユニットごとに電解処理を行う特許請求
   の範囲第２項の電解方法。