JPH08311679A - ビスマスの電解採取方法 - Google Patents
ビスマスの電解採取方法Info
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- JPH08311679A JPH08311679A JP13890495A JP13890495A JPH08311679A JP H08311679 A JPH08311679 A JP H08311679A JP 13890495 A JP13890495 A JP 13890495A JP 13890495 A JP13890495 A JP 13890495A JP H08311679 A JPH08311679 A JP H08311679A
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- bismuth
- antimony
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- anode
- hydrochloric acid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一般的な鉱酸である硫酸、塩酸にアンチモ
ン、ビスマスを溶液した電解溶からビスマスを選択的に
回収できるビスマスの電解採取方法を提供する。 【構成】 硫酸、塩酸またはその混合溶液中に含有され
るビスマスを電流密度を２０Ａ／ｍ2 以下にて電解採取
によって回収するにあたり、電解における陽極と陰極の
間を陽イオン交換膜で隔て、陽極に鉛、陰極にニオブま
たはチタンを使用し、陽極側に硫酸酸性電解液を収容
し、陰極側にアンチモン・ビスマス含有の塩酸酸性溶液
を収容し、該陰極側溶液からのアンチモンの析出を抑制
し、ビスマスを選択的に析出させることを特徴とする
ン、ビスマスを溶液した電解溶からビスマスを選択的に
回収できるビスマスの電解採取方法を提供する。 【構成】 硫酸、塩酸またはその混合溶液中に含有され
るビスマスを電流密度を２０Ａ／ｍ2 以下にて電解採取
によって回収するにあたり、電解における陽極と陰極の
間を陽イオン交換膜で隔て、陽極に鉛、陰極にニオブま
たはチタンを使用し、陽極側に硫酸酸性電解液を収容
し、陰極側にアンチモン・ビスマス含有の塩酸酸性溶液
を収容し、該陰極側溶液からのアンチモンの析出を抑制
し、ビスマスを選択的に析出させることを特徴とする
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ビスマスを電解に
より回収する方法に関する。
より回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高純度ビスマスの工業的生産方法とし
て、ケイフッ酸浴による電解が一般に知られている。し
かし、この方法ではケイフッ酸浴という特殊な電解液を
使用するため、工業的応用分野が非常に限られてしま
う。一方、通常アンチモン、ビスマスは、その化学的性
質が類似しており、一般的にその分離は容易でない。電
解採取においてもその析出電位は殆ど差がなく、選択的
にビスマスを回収することは困難である。また、塩酸性
の電解浴で電解する場合には、陽極側での塩素の発生が
あり、その工業的な応用が限定される。
て、ケイフッ酸浴による電解が一般に知られている。し
かし、この方法ではケイフッ酸浴という特殊な電解液を
使用するため、工業的応用分野が非常に限られてしま
う。一方、通常アンチモン、ビスマスは、その化学的性
質が類似しており、一般的にその分離は容易でない。電
解採取においてもその析出電位は殆ど差がなく、選択的
にビスマスを回収することは困難である。また、塩酸性
の電解浴で電解する場合には、陽極側での塩素の発生が
あり、その工業的な応用が限定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一般的な鉱
酸である硫酸、塩酸にアンチモン、ビスマスを溶液した
電解溶からビスマスを選択的に回収できるビスマスの電
解採取方法を提供する。
酸である硫酸、塩酸にアンチモン、ビスマスを溶液した
電解溶からビスマスを選択的に回収できるビスマスの電
解採取方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による電解採取方
法では、硫酸、塩酸あるいはこれらの混合液中に溶存す
るビスマスを電解採取によって回収するにあたり、電解
における陽極と陰極の間を陽イオン交換膜で仕切り、陽
極に鉛、陰極にニオブまたはチタンを使用して、陽極側
に硫酸酸性電解液、陰極側にアンチモン・ビスマス含有
の塩酸酸性溶液をいれて電解し、陽極が溶出することな
く陰極上にビスマスを析出させて回収する。また、電流
密度を２０Ａ／ｍ2 以下で行い、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２
０になる前に終了させて、ビスマスを選択的に回収す
る。
法では、硫酸、塩酸あるいはこれらの混合液中に溶存す
るビスマスを電解採取によって回収するにあたり、電解
における陽極と陰極の間を陽イオン交換膜で仕切り、陽
極に鉛、陰極にニオブまたはチタンを使用して、陽極側
に硫酸酸性電解液、陰極側にアンチモン・ビスマス含有
の塩酸酸性溶液をいれて電解し、陽極が溶出することな
く陰極上にビスマスを析出させて回収する。また、電流
密度を２０Ａ／ｍ2 以下で行い、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２
０になる前に終了させて、ビスマスを選択的に回収す
る。
【０００５】
【作用】本発明では、陰極側を塩酸酸性とし、陽極側を
硫酸酸性とする。陰極をニオブ又はチタンとするのは、
これらの金属が塩酸酸性溶液中で耐酸化性および耐食性
に優れており、電着物を容易に剥離できるからである。
また、これらの電極の表面酸化物が、ビスマスの電析に
対して触媒的な作用をすることが考えられる。陰極と陽
極の間を陽イオン交換膜で仕切るのは、陽極を陰極の塩
酸酸性から遮断するためで、陽極を塩酸酸性液で電解す
るには、ＤＳＡ等の耐塩化性の不溶性陽極を使用する必
要があり、また、発生塩素の処理が必要となるからであ
る。陽極側を硫酸酸性にすることで安価な鉛を使うこと
ができ、陽極が腐食、溶出することなく、さらに塩素が
発生することなく、電解を行うことが可能である。電解
において、電流密度を２０Ａ／ｍ2 以下で電解を行うこ
とで、溶液中に存在するアンチモンの析出を抑制するこ
とができる。高い電流密度で電解を行うと、アンチモン
が析出してくるため、ビスマスの純度が低下する。その
ため、アンチモンが析出してこない低電流密度で電解す
る必要がある。さらに、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比を２０以上に
管理することにより、アンチモン、ビスマスの電析電位
の差を大きく保ち、アンチモンの析出を抑制する。好ま
しくは、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２０になった時に電解を終
了させると、さらにアンチモン析出の抑制が期待でき
る。本発明の方法により、アンチモン含有率の低いビス
マスを得ることができる。以下、本発明における実施例
を具体的に説明する。
硫酸酸性とする。陰極をニオブ又はチタンとするのは、
これらの金属が塩酸酸性溶液中で耐酸化性および耐食性
に優れており、電着物を容易に剥離できるからである。
また、これらの電極の表面酸化物が、ビスマスの電析に
対して触媒的な作用をすることが考えられる。陰極と陽
極の間を陽イオン交換膜で仕切るのは、陽極を陰極の塩
酸酸性から遮断するためで、陽極を塩酸酸性液で電解す
るには、ＤＳＡ等の耐塩化性の不溶性陽極を使用する必
要があり、また、発生塩素の処理が必要となるからであ
る。陽極側を硫酸酸性にすることで安価な鉛を使うこと
ができ、陽極が腐食、溶出することなく、さらに塩素が
発生することなく、電解を行うことが可能である。電解
において、電流密度を２０Ａ／ｍ2 以下で電解を行うこ
とで、溶液中に存在するアンチモンの析出を抑制するこ
とができる。高い電流密度で電解を行うと、アンチモン
が析出してくるため、ビスマスの純度が低下する。その
ため、アンチモンが析出してこない低電流密度で電解す
る必要がある。さらに、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比を２０以上に
管理することにより、アンチモン、ビスマスの電析電位
の差を大きく保ち、アンチモンの析出を抑制する。好ま
しくは、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２０になった時に電解を終
了させると、さらにアンチモン析出の抑制が期待でき
る。本発明の方法により、アンチモン含有率の低いビス
マスを得ることができる。以下、本発明における実施例
を具体的に説明する。
【０００６】
【実施例】図１に示すように、電解槽は、陰極１、陽極
２および中央の陽イオン交換膜５で構成される。陰極１
にニオブ、陽極２に鉛（陰、陽極ともに６５ｍｍ×６０
ｍｍ）を用いて、その間を陽イオン交換膜５（徳山曹達
（株）製ネオセプタ）で仕切る。陽イオン交換膜５で仕
切られた電解槽の陰極側にＳｂ：０．２ｇ／ｌ、Ｂｉ：
５ｇ／ｌの濃度（Ｂｉ／Ｓｂ濃度比２５）の塩化ナトリ
ウム：１２０ｇ／ｌ・硫酸：３０ｇ／ｌの混合溶液３を
収容し、陽極側に硫酸：２００ｇ／ｌの溶液４を収容し
た。常温で双方の液をスターラーにて攪拌し、通電量を
一定にして、時間経過による溶液中のビスマスとアンチ
モンの濃度を調査した。電流密度は、１５、２０、３
０、４０、５０Ａ／ｍ2 と変化させた。５０Ａ／ｍ2 以
上の電流密度では、陰極側から酸素が発生するため、５
０Ａ／ｍ2 を上限とした。図２、図３に、２０Ａ／ｍ2
以上の各電流密度での時間経過による陰極側溶液中ビス
マス、アンチモンの濃度変化を示す。また、表１に各電
流密度での時間経過による析出ビスマス中の不純物アン
チモンの量を示す。さらに、表２に各電流密度での時間
経過による陰極側溶液中のＢｉ／Ｓｂ濃度比を示す。
２および中央の陽イオン交換膜５で構成される。陰極１
にニオブ、陽極２に鉛（陰、陽極ともに６５ｍｍ×６０
ｍｍ）を用いて、その間を陽イオン交換膜５（徳山曹達
（株）製ネオセプタ）で仕切る。陽イオン交換膜５で仕
切られた電解槽の陰極側にＳｂ：０．２ｇ／ｌ、Ｂｉ：
５ｇ／ｌの濃度（Ｂｉ／Ｓｂ濃度比２５）の塩化ナトリ
ウム：１２０ｇ／ｌ・硫酸：３０ｇ／ｌの混合溶液３を
収容し、陽極側に硫酸：２００ｇ／ｌの溶液４を収容し
た。常温で双方の液をスターラーにて攪拌し、通電量を
一定にして、時間経過による溶液中のビスマスとアンチ
モンの濃度を調査した。電流密度は、１５、２０、３
０、４０、５０Ａ／ｍ2 と変化させた。５０Ａ／ｍ2 以
上の電流密度では、陰極側から酸素が発生するため、５
０Ａ／ｍ2 を上限とした。図２、図３に、２０Ａ／ｍ2
以上の各電流密度での時間経過による陰極側溶液中ビス
マス、アンチモンの濃度変化を示す。また、表１に各電
流密度での時間経過による析出ビスマス中の不純物アン
チモンの量を示す。さらに、表２に各電流密度での時間
経過による陰極側溶液中のＢｉ／Ｓｂ濃度比を示す。
【０００７】
【表１】 電流密度 析出ビスマス中のアンチモン％ Ａ／ｍ2 ２時間後 ４時間後 ６時間後 ８時間後 10時間後 １５ ＜０．０１ ＜０．０１ ＜０．０１ ０．１４ ０．２７ ２０ ＜０．０１ ＜０．０１ ＜０．０１ ０．５０ − ３０ ０．３１ ０．６２ ２．０４ − − ４０ ＜０．０１ ０．３５ ０．７６ − ２．７９ ５０ ＜０．０１ ０．６６ １．２７ ２．５２ − 電流密度 Ａ／ｍ2 15時間後 20時間後 27時間後 析出ビスマス物量ｇ １５ ０．７２ − ２．００ ３．０４６ ２０ − １．６５ − ３．００８ ３０ − − − １．９４３ ４０ − − − ３．０６５ ５０ − − − ３．５２５
【０００８】
【表２】 電流密度 陰極側溶液中のＢｉ／Ｓｂ濃度比 Ａ／ｍ2 通電前 ２時間後 ４時間後 ６時間後 ８時間後 ９時間後 10時間後 １５ ２９ ２７ ２５ ２４ ２２ １９ １８ ２０ ２９ ２８ ２４ ２３ ２０ １７ − ３０ ２９ ２４ １９ １３ − − − ４０ ２９ ２３ １９ １３ − − １０ ５０ ２９ ２４ １８ ９ ０．８ − − 電流密度 Ａ／ｍ2 20時間後 27時間後 １５ − ０．９ ２０ ０．５ − ３０ − − ４０ − − ５０ − −
【０００９】２０Ａ／ｍ2 より大きい電流密度である
と、図２に示すように、比較的短時間（６〜８時間）の
間に、陰極側溶液中のビスマス濃度が約５ｇ／ｌから約
１ｇ／ｌ以下に減少し、これに相当するビスマスが析出
し、回収されるが、同時に、図３に示すように、アンチ
モン濃度も約０．２ｇ／ｌから約０．０５ｇ／ｌに減少
し、これに相当するアンチモンが析出している。これに
対し、電流密度が２０Ａ／ｍ2 であれば、図３に示すよ
うに、陰極溶液中のビスマスの濃度が漸次減少するのに
対し、アンチモンの濃度はほとんど変化しない。特に１
２時間までは、ビスマスの濃度がかなり減少しているの
に対し、アンチモンの濃度はほとんど低下していない。
従って、この析出差を利用することにより、ビスマスを
選択的に回収できる。これらの挙動をＢｉ／Ｓｂ濃度比
から注目すると、表１、２に示すように、電流密度が３
０Ａ／ｍ2 以上でも、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２０以上（４
時間未満）では、アンチモンの析出は微量で、析出ビス
マス中のアンチモン量も０．７％未満である。なお、２
０Ａ／ｍ2 の時でも、通電８時間後まではＢｉ／Ｓｂ濃
度比が２０以上であり、アンチモンは殆ど析出していな
いが、通電９時間以降では、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比は２０よ
り低くなりアンチモンが析出している。
と、図２に示すように、比較的短時間（６〜８時間）の
間に、陰極側溶液中のビスマス濃度が約５ｇ／ｌから約
１ｇ／ｌ以下に減少し、これに相当するビスマスが析出
し、回収されるが、同時に、図３に示すように、アンチ
モン濃度も約０．２ｇ／ｌから約０．０５ｇ／ｌに減少
し、これに相当するアンチモンが析出している。これに
対し、電流密度が２０Ａ／ｍ2 であれば、図３に示すよ
うに、陰極溶液中のビスマスの濃度が漸次減少するのに
対し、アンチモンの濃度はほとんど変化しない。特に１
２時間までは、ビスマスの濃度がかなり減少しているの
に対し、アンチモンの濃度はほとんど低下していない。
従って、この析出差を利用することにより、ビスマスを
選択的に回収できる。これらの挙動をＢｉ／Ｓｂ濃度比
から注目すると、表１、２に示すように、電流密度が３
０Ａ／ｍ2 以上でも、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比が２０以上（４
時間未満）では、アンチモンの析出は微量で、析出ビス
マス中のアンチモン量も０．７％未満である。なお、２
０Ａ／ｍ2 の時でも、通電８時間後まではＢｉ／Ｓｂ濃
度比が２０以上であり、アンチモンは殆ど析出していな
いが、通電９時間以降では、Ｂｉ／Ｓｂ濃度比は２０よ
り低くなりアンチモンが析出している。
【００１０】
【発明の効果】本発明により、硫酸、塩酸、またはその
混合液から、ビスマスを金属ビスマスとして選択的に回
収することができる。また、電流密度と電解中のＢｉ／
Ｓｂ濃度比を管理することで、通常は精製が困難なアン
チモン含有ビスマス溶液から高純度のビスマスが得られ
る。
混合液から、ビスマスを金属ビスマスとして選択的に回
収することができる。また、電流密度と電解中のＢｉ／
Ｓｂ濃度比を管理することで、通常は精製が困難なアン
チモン含有ビスマス溶液から高純度のビスマスが得られ
る。
【図１】本発明の電解採取における電槽の概略図であ
る。
る。
【図２】各電流密度での時間経過による陽極側溶液中の
ビスマスの濃度変化を示すグラフである。
ビスマスの濃度変化を示すグラフである。
【図３】各電流密度での時間経過による陰極側溶液中の
アンチモンの濃度変化を示すグラフである。
アンチモンの濃度変化を示すグラフである。
１ 陰極：ニオブまたはチタン ２ 陽極：鉛 ３ アンチモン．ビスマス溶離液 ４ ２００ｇ／ｌ硫酸溶液 ５ 陽イオン交換膜
Claims (3)
- 【請求項１】 硫酸、塩酸またはその混合溶液中に含有
されるビスマスを電解採取によって回収するにあたり、
電解における陽極と陰極の間を陽イオン交換膜で隔て、
陽極に鉛、陰極にニオブまたはチタンを使用し、陽極側
に硫酸酸性電解液を収容し、陰極側にアンチモン・ビス
マス含有の塩酸酸性溶液を収容することを特徴とするビ
スマスの電解採取方法。 - 【請求項２】 電流密度を２０Ａ／ｍ2 以下にて電解採
取を行うことで、アンチモン・ビスマス含有の陰極側溶
液からのアンチモンの析出を抑制し、ビスマスを選択的
に析出させる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 アンチモンを析出させないようにアンチ
モン・ビスマス含有の陰極側溶液のＢｉ／Ｓｂ濃度比が
２０に低下する前に電解を終了させて、ビスマスを選択
的に回収する請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13890495A JPH08311679A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ビスマスの電解採取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13890495A JPH08311679A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ビスマスの電解採取方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08311679A true JPH08311679A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=15232856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13890495A Pending JPH08311679A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ビスマスの電解採取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08311679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100533648B1 (ko) * | 2003-03-14 | 2005-12-06 | 한국과학기술연구원 | Ｂｉ 박막 제조방법 및 Ｂｉ 박막을 이용한 소자 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP13890495A patent/JPH08311679A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100533648B1 (ko) * | 2003-03-14 | 2005-12-06 | 한국과학기술연구원 | Ｂｉ 박막 제조방법 및 Ｂｉ 박막을 이용한 소자 |
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