JPH10158879A - アンチモン、ビスマスの電解採取方法および装置 - Google Patents

アンチモン、ビスマスの電解採取方法および装置

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JPH10158879A
JPH10158879A JP8324197A JP32419796A JPH10158879A JP H10158879 A JPH10158879 A JP H10158879A JP 8324197 A JP8324197 A JP 8324197A JP 32419796 A JP32419796 A JP 32419796A JP H10158879 A JPH10158879 A JP H10158879A
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JP
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bismuth
electrowinning
antimony
anode
anolyte
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JP8324197A
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Atsushi Fukui
篤 福井
Koji Ando
孝治 安藤
Naoyuki Tsuchida
直行 土田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶離液中のアンチモン、ビスマスを電解採取
するに際し、高価なイオン交換膜の使用や塩素ガスの処
理を避けて、電解の低コスト化を可能とし、回収される
アンチモン、ビスマスの金属粉末混合物が再溶解するの
を防止して、金属回収反応の効率を高める。 【解決手段】 溶離液中のアンチモン、ビスマスを電解
採取により、金属アンチモン、ビスマス混合物として回
収するに際し、ろ布を用いたアノードボックスの中に陽
極を入れてアノライトとカソライトとをろ布で隔て、ア
ノライトを硫酸酸性水溶液とし、アノードボックス内の
アノライト液面をアノードボックス外の液面より高くし
てヘッド差を付ける。そして、電解槽の底部にTiメッ
シュ電極を設置して陰極と接続し、沈降する電着粉を電
着させて電着粉の再溶解を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅電解精製におい
て、電解液中のアンチモン、ビスマスをキレート樹脂に
吸着させ、キレート樹脂から溶離液中にアンチモン、ビ
スマスを溶離させて、これらを回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】銅電解精製において、近年、キレート樹
脂を用いた銅電解液の洗浄が注目され、一部実施されて
いる。この洗浄では、銅電解液中のアンチモン、ビスマ
スなどの不純物をキレート樹脂に吸着させて銅電解液か
らアンチモン、ビスマスを除去するのであるが、次いで
キレート樹脂から溶離液中にアンチモン、ビスマスを溶
離し、回収する。そして、キレート樹脂に吸着している
アンチモン、ビスマスを溶離する溶離液には、通常塩酸
が用いられている。しかし、塩酸は高価であるため、よ
り安価な溶離液の開発が求められていた。
【0003】これを達成するために、例えば、特願平7
−18765号(特開平8−193230号)には、溶
離液として希薄な塩酸と塩化ナトリウムの混合溶液を用
いる方法が開示され、また特願平7−240475号に
は、溶離液として硫酸と塩化ナトリウムの混合溶液を用
いる方法が開示されている。
【0004】これらの例では、溶離液中に含まれるアン
チモン、ビスマスは、中和または、電解採取により回収
される。しかし、溶離液が塩化ナトリウムを含むので、
電解採取法においては、塩化浴となるため、陽極から塩
素ガスが発生する。従って、特願平7−240475号
では、塩素ガスの発生を防止するために、陽イオン交換
膜を用いてアノライトとカソライトを隔てて電解を行っ
ていた。しかしながら、高価な陽イオン交換膜を使用す
ることや、陽イオン交換膜を常に濡らす必要があるな
ど、手間がかかっていた。さらに、電解採取により発生
する電着粉、すなわちアンチモンやビスマスの金属粉末
が電解液中で再溶解するので効果的な回収方法ではなか
った。また、通常のイオン交換法では、キレート樹脂を
収容するカラム内に存在する溶離液は水洗水等と混ざ
り、希釈されて使用不可となり、一部破棄せざるをえな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶離液中の
アンチモン、ビスマスを電解採取するに際し、高効率か
つ安価な電解採取方法の提供を課題とする。さらに、ア
ンチモン、ビスマスを回収するに際して発生するアンチ
モンやビスマスの金属粉末の再溶解を防止して金属回収
反応の効率を高める方法との提供を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるアンチモ
ン、ビスマスの電解採取では、溶離液中のアンチモン、
ビスマスを電解採取により回収するに際し、ろ布を用い
たアノードボックスの中にアノード(陽極)を入れて、
アノライトとカソライトとをろ布で隔て、アノライトを
硫酸酸性水溶液とする。
【0007】アノードボックス内のアノライトの液面を
アノードボックス外のカソライトの液面より高くしてヘ
ッド差を付け、該ヘッド差を調整してアノライトのアノ
ードボックス外への流出量を調整することが好ましい。
【0008】また、溶離液中のアンチモン、ビスマスを
電解採取により回収するに際し、電解槽の底部にチタン
あるいはチタン合金のメッシュ電極(Tiメッシュ電極
と呼ばれる)を設置し、該メッシュ電極をカソード(陰
極)と並列に接続し、沈降する電着粉を電着させて、電
着粉の再溶解を防止する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に本発明を適用した電解採取
装置の概念的説明図を示す。この電解採取装置の電解槽
は底部がコーン状に狭くなっており、このコーン状底部
にTiメッシュ電極が取り付けられている。Tiメッシ
ュ電極は、カソードと並列に接続されるが、アノードは
接続されていない。コーン状底部の下端部には抜き出し
管が設けられており、弁Vにより開閉可能となってい
る。底部に沈積した電着粉(金属粉末)はこの弁Vを開
くことにより槽外に払い出される。電着粉はメッシュ電
極から容易に剥がれ落ちるので、弁Vを開けると、電解
液とともに槽外へ流出する。
【0010】電解槽上部の電解部にはアノードボックス
が設けられており、その中に鉛製陽極が設置されてい
る。アノードボックスの脇にはチタン製のカソードが設
けられている。図では、説明のためにアノードボックス
とカソードを一対にして並列したが、実際には、電解層
の中央部にアノードボックスが置かれ、その両側にカソ
ードが配置される。なお、カソードにはチタンの代わり
にニオブを用いても良い。
【0011】アノードボックス内に硫酸酸性のアノライ
トが収容され、塩酸酸性のカソライトに対してヘッド差
Hを設けてある。また、電解槽の底部にメッシュ電極を
配置して、スイッチで切替可能にカソード側に接続して
いる。
【0012】本発明では、溶離液中のアンチモン、ビス
マスを電解採取により回収するに際し、ろ布を用いたア
ノードボックスの中に陽極を入れてアノライトとカソラ
イトとをろ布で隔て、アノライトを硫酸酸性水溶液とし
て陽極から塩素ガスを発生させないようにして電解す
る。アノライトとカソライトをろ布のアノードボックス
で隔てることにより、アノードボックス内のアノライト
の液面をアノードボックス外のカソライトの液面より高
くしてヘッド差を付け、アノードボックス内へカソライ
トが混入するのを防止すると共に、アノライトがアノー
ドボックスの外へ流出する量をヘッド差により調整する
ことが好ましい。
【0013】本発明の電解採取において、硫酸酸性水溶
液に浸漬される陽極と塩酸酸性水溶液に浸漬される陰極
の間を隔てるのにイオン交換膜でなく通常のろ布を用い
るのは、イオン交換膜は高価で常に湿潤させる必要があ
り、取り扱いに注意を要するので、これを避けるためで
ある。また、ろ布の材質として耐食性の優れたテトロン
などを用いれば、アノードボックスの長寿命化が図れ
る。
【0014】しかし、イオン交換膜の代わりにろ布を用
いた場合、アノライトとカソライトの液面が同じである
と、比重差からろ布を通過してカソライトが混入する。
そうすると、アノードから塩素が発生する。このため、
カソライトがアノライト内に混入することを防止しなけ
ればならない。
【0015】本発明のようにアノードボックスを用いれ
ば、容易にアノライトとカソライトとの間にヘッド差を
付けることができ、カソライトのアノライトへの混入を
防止できる。また、カソード側へのアノライトの流入量
は、このヘッド差の調整により可能である。電解後のカ
ソード側の塩酸酸性水溶液はキレート樹脂からのアンチ
モン、ビスマスの溶離に繰り返し利用するが、カソード
側の塩酸酸性水溶液を混入した硫酸は、溶離反応のため
のH+ 補給源として代用できる。またヘッド差の調整
は、電解槽全体の水バランス上の損失量に合うように調
整することが好ましい。
【0016】また、本発明では、溶離液中のアンチモ
ン、ビスマスを電解採取により回収するに際し、電解槽
の底部にTiメッシュ電極を設置して陰極と接続し、沈
降するアンチモンやビスマスの金属粉末を電着させてこ
れらの金属粉末(電着粉)が再溶解するのを防止する。
繰り返すと、電解槽の底部にTiメッシュ電極を設置す
るのは、電析により得られたアンチモンとビスマスの金
属粉末が電解槽の底部に溜まった場合、これらの金属粉
末が抜き取られるまでの間に、酸性液中では再溶解して
しまい、電流効果が低下するので、これを防止するため
である。
【0017】Tiメッシュ電極に微量の電流を流し、陰
極として働かせることで、このTiメッシュ電極に接す
る金属粉末は、抜き取り、固液分離までの間アンチモン
やビスマスの溶解電位よりも卑な電位に保持され、再溶
解を防止することができる。
【0018】また、Tiメッシュ電極を用いるのは、チ
タンやその合金が塩酸酸性液中で耐塩化性および耐食性
に優れており、電着物を容易に剥離できるからである。
従って、溶離液が硫酸酸性液の場合は、ステンレス鋼な
どの材料もメッシュ電極として使用可能である。
【0019】以上のように、イオン交換膜の代わりにろ
布を用いてもヘッド差を付けることにより、カソライト
のアノライトへの混入を防止し、陽極が腐食、溶出する
ことなく、さらには、塩素ガスが発生することなく電解
が可能である。そして、発生したアンチモンやビスマス
の金属粉末の再溶解を防止することが可能なため、電流
効果も高く維持できる。
【0020】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。 [実施例1]図1に示すような電極槽を用いて、アノー
ドボックス内に硫酸濃度200g/l(リットル)の硫酸溶
液を、アノードボックスの外側にSb濃度1.55g/
l、Bi濃度2.05g/lの硫酸、塩化ナトリウムの
混合溶液を60ml(ミリリットル)/分の割合で給液して、
40℃で電流密度40A/m2 にて12時間電解を行っ
た。ろ布の材質はテトロンアクリル混合で、通水量は
0.02ml/m2 /秒で、ヘッド差は2cmとなって
いた。
【0021】[実施例2]陰極とTiメッシュ電極との
接続をはずしTiメッシュ電極に電気が流れないように
した以外は実施例1の条件と同一にして、12時間電解
を行った。
【0022】実施例1と実施例2における電解前後の液
濃度と電流効果とを表1に示した。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示すように、同一電流密度における
電流効率は、Tiメッシュ電極があった実施例1の方が
高く、再溶解を防止できていることが解る。
【0025】[従来例1]実施例1と同様の電解装置
で、アノードボックスの代わりにイオン交換膜を用いて
陽極と陰極とを分離し、電解槽の陽極側に硫酸濃度20
0g/lの溶液を、陰極側にSb濃度1.27g/l、
Bi濃度1.84g/lの硫酸、塩化ナトリウムの混合
用液を60ml/分の割合で給液して、40度で電流密
度40A/m2 にて12時間電解を行った。
【0026】[実施例3]Tiメッシュ電極には通電し
ていない実施例2と同様にアノードボックスを用いた以
外は従来例1と同様の条件とした。
【0027】表2に実施例3および比較例1において電
解を行ったときのそれぞれの電解前後の液濃度、電流効
率およびカソード液量を示す。
【0028】
【表2】
【0029】表2に示すようにろ布を用いた場合(実施
例3)でもイオン交換膜を用いた場合(比較例1)と同
様に支障なく電解できることが解る。また、両者とも塩
素の発生は確認できなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高価な陽イオン
交換膜の代わりにろ布を用いて陽極側をボックス形状と
して陰極側から隔て、陽極側にヘッド差を持たせること
で、電解に際し、アノライトへカソライトが混入した
り、塩素ガスが発生することを防止できる。
【0031】また、硫酸、塩酸、または、その混合液か
ら、アンチモンとビスマスを金属粉末として回収するに
あたり、メッシュ電極を電解槽の底部に設置することに
より、沈降している電着物(アンチモン、ビスマスの金
属粉末)の再溶解を防止し、電流効率の低下を防止する
ことができる。
【0032】よって、本発明の方法により、低コストで
簡便に溶離液中のアンチモン、ビスマスを回収すること
が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電解槽に配置されたアノードボックスおよび
Tiメッシュ電極を示す概略説明図。
【符号の説明】
H ヘッド差 V 抜き出し管の弁

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶離液中のアンチモン、ビスマスを電解
    採取により回収するに際し、ろ布を用いたアノードボッ
    クスの中に陽極を入れて、アノライトとカソライトとを
    ろ布で隔て、アノライトを硫酸酸性水溶液としたことを
    特徴とするアンチモン、ビスマスの電解採取方法。
  2. 【請求項2】 アノードボックス内のアノライトの液面
    をアノードボックス外のカソライトの液面より高くして
    ヘッド差を付ける請求項1記載の電解採取方法。
  3. 【請求項3】 アノードボックス内のアノライトの液面
    とアノードボックス外のカソライトの液面との差を調整
    してアノライトのアノードボックス外への流出量を調整
    する請求項1または2記載の電解採取方法。
  4. 【請求項4】 電解槽の底部にチタンあるいはチタン合
    金のメッシュ電極を設置し、該メッシュ電極を陰極と接
    続し、沈降する電着粉を電着させて、電着粉の再溶解を
    防止させつつ請求項1〜3のいずれかの方法に従い電解
    採取する電解採取方法。
  5. 【請求項5】 溶離液中のアンチモン、ビスマスを電解
    採取により回収する電解採取装置において、電解槽の底
    部に設置したメッシュ電極と、該メッシュ電極を陰極に
    接続する電気回路装置とを有し、沈降する電着粉を電着
    させて、電着粉の再溶解を防止することを特徴とする電
    解採取装置。
  6. 【請求項6】 メッシュ電極がチタンあるいはチタン合
    金からなる請求項5記載の電解採取装置。
  7. 【請求項7】 電解槽に、アノードを収容するろ布製の
    アノードボックスを設け、アノードボックスの外のカソ
    ード側にメッシュ電極を配置したことを特徴とするアン
    チモン、ビスマスの電解採取装置。
JP8324197A 1996-12-04 1996-12-04 アンチモン、ビスマスの電解採取方法および装置 Pending JPH10158879A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097072A (ja) * 2007-09-28 2009-05-07 Nikko Kinzoku Kk ビスマスの電解精製方法
CN112301376A (zh) * 2020-10-10 2021-02-02 王红义 一种金属提纯装置及二次提纯生产7n纯铜的方法

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