JPS5967385A - 銅の電解方法 - 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】 本発明は、金属の電解精製あるいは電解採取を実施する
に当って、陰極用種板として電解法で作成した種板の縁
辺を直線的に切除することにより形成される高度に整直
性の良い縁辺を具備する種板を用いることによる能率化
された金属電解方法に関する。

金属の電解精製あるいは電解採取に代表される金属電解
においては、生産性向上のために陽極と陰極はできるか
ぎり小さいｔｙｒｉ　ＦＭをもって電解構内に装入され
、不利益を生じない限り高い電流密度において電解され
る。しかし、陽極と陰極との間隔を狭くしすぎると、両
極の接触即ち短絡を起し、−流が無駄に流れることにな
り、電解効率を悪化する。殊に１両極の形状が不整な場
合には、接触の頻度が大きいことはもとより、接触しな
いまでも凸起あるいは曲りの存在箇所には電流が集中す
るため電着物品質や電解効率が低下し、また電解進行中
に接触に至ることが多いため短絡頻度が急増することは
良く知られた事実である。

ところで、電解用陰極としては、銅、ニッケル、あるい
は特定の電解条件下のコバルト等のように目的金属の電
着物が比較的靭性に富みそして平滑電着性に富む場合に
は、金属母板（以下単に母板と云う）に目的金属を薄く
電着させた板を剥ぎ取った目的金属薄板を陰極として使
用する゛ｍ電解業が広く行われている。このような目的
金属薄板は種板と呼ばれている。例えば、銅の並列電解
を例にとると、このような種板が精製粗銅鋳造陽極と交
互に小さい間隔を置いて電解槽に配列されており、電解
の進行につれ陽極から溶は出した銅が陰極種板上に析着
していく。

′電解槽に陰極として装入される種板の形状が整ったも
のでなければならないことは、上記短絡等の電解操業上
の問題４５よび得られる組着製品の品質上の間ｖＡから
当然に要請される。ところが、種板は薄板であるため非
常に曲りやすい。これを防ぐためには縞付はプレス等が
行われており、これにより曲りや中央部の小突起の弊害
が成る程度回避できる。更には１種板は前述のように母
板への電着およびそこからの剥取りを経て作成された金
属薄板であるため、種板の縁辺はぎざぎざしていたり、
厚さが不揃いで非常に薄い部分が存在したり、こぶがで
きたりしやすい。このような縁辺状況はそれだけで曲り
発生の原因となる他に５電流集中により電解中の短絡発
生原因となる。従って、スムーズな電解を行うには、縁
辺部の形状が整（Ｈであることも必要である。

こうした整直な縁辺を具備する種板を得るために古くか
ら様々の試みが為されてきた。例えば、外国では、グル
ープ法といって母板の縁辺に溝をつけておく方法が昔提
唱されたが、使用中溝が埋ってしまい溝の維持が困難で
あること、得られる金属薄板の縁形状が悪いこと等の理
由で現在では殆ど用いられていない。もつとも広く採用
されてきた方法は、母板の縁に絶縁材で縁付けを施すこ
とである。この縁付は法にも、）くファインとアスファ
ルＦあるいはゴムの混合物を塗布する方法、絶縁テープ
を接着する方法、耐酸性絶縁合成樹脂板を熱圧着もしく
は接着する方法、合成樹脂ノくイブあるいはサツシュを
嵌着する方法、合成樹脂系塗料、ゴム系塗料あるいは他
の絶縁塗料全塗布する方法、セラミック系絶縁材を溶射
もしくは塗布焼付する方法等各種のものが試行されてき
たが。

我国でもつとも広く行われているのは硬質塩化ビニール
シートを接着する方法である。

母板の縁付技術の進歩により、近頃では、縁形状が一応
整った薄板を母板から剥取ることができるようになって
いるので、大半の電解工場では剥取られたままのＡｖ板
にリボン付け、縞付はプレス等を行なって屯群槽装入用
の種板としているのが現況である。ごく稀に、縁辺にぎ
ざぎざ、切れ、薄い部分の存在、こぶ等の欠陥が＋９Ｊ
らかに紹められる薄板が誤ってできた場合に限り、スク
ラップ化する代りに切り化分だけ４Ｊｉ１寸法より小さ
くなることを覚悟の上で縁辺を切落してから電解槽に装
入することが行われることもあったが、これはあくまで
例外的な場合に過ぎなかった。

このように、現在は、母板に標準寸法の薄板形成部を残
して縁付けを行い、縁付は母板上に目的金属を薄く電着
させそして後電着薄板を母板から剥ぎ取ってそのままの
状態でリボン付は得の作業を経て種板として使用してい
るのであり、縁付は技術の改善に伴い、電解成績は向上
し、かつ安定している。しかしながら詳細に検討すれば
電流効率においても短絡発生回数においても未だ改善の
余地があり、殊に電流密度を現在より上昇させた場合に
該改善余地が顕著に現われる。

本発明者らは、まずます高度化を要求される金属電解条
件に対処しそして更に向上した電解成績を得ることを求
めて鋭意研究した結果、縁付は母板から剥取られたまま
の薄板の縁辺は、−見整直に見えるが微細に観察すると
、小さなこぶ、ぎざぎざ、厚さの不揃い、非常に薄い部
分、切れ等の欠陥が必ず多数存在し、これが１毬流効率
の更に−Ｉψ１の改善を妨げ、短絡発生の原因となりま
た電解成績のバラツキが生じる原因の一つとなっている
ことを知見した。縁付は作業をいくら入念に行っても、
薄い電着板の縁辺から上記依細な欠陥を排除することは
不可能である。そこで、母板から剥取った薄板全数につ
いて縁辺を山数ミリ〜１０ミリメートル直線的に切除す
る即ちトリミングすることによって形成される種板（ト
リミング種板）を陰極として使用して電解を実施した所
、　７に解成績の顕著な向上が確ｄ召された。

斯くして、本発明は、電解法で作成した種板全陰極とし
て陽極に対面させて電解イＷに装入し、ｔｄｊｌｍ　ｌ
ｉｆノにｙＬＧ　′ｔ１ｆ　して′Ｉ昆解を行う金属７
ｕ解方法において、電解法で作成した種板の縁辺を標準
寸法にまで直線的に切除することにより形成される。高
度の整［α性を有する縁辺を備える種板を使用すること
を特徴とする金属′電解方法を４１１．供する。

本発明の対象とする金も罵電解方法は、電解種板を＠極
として使用する電解方法一般であり、前記の通り、銅７
１を解を代表とするが、ニッケルーＩｔ解。

靭性のある電着物の得られる条件の下で行う場合のコバ
ルト電解等にも適用でき、また不溶性陽極を使用して実
施される各種’＋Ｉｆ解採取にも好適に適用しうる。

種板作成のための基体となる母板は、ステンレス鋼、チ
タン、銅その他ｒ６来から採用されているものいずれで
もよい。（Ｕ板は方形の板状のものが一般的であるが、
近時円筒Ｊｌ’５のものも提唱されており、ここでもそ
の使用を阻むものでない。母板への縁イζＩけ方法及び
電着条件も従来通りでよく、縁付は方法として先に挙げ
た多数の方法のうちいずれを探Ｊ（１シてもよい。硬質
塩化ビニールシートを接着する方法が作業性および生成
薄板品質の点から推奨される。生成された薄板は後にそ
の縁辺を切除された後標準寸法とされるので、母板の電
着部分寸法を切り化分だけ大きくしておかねばならない
ことは云うまでもない。

こうした縁付は母板を使用しての電解により縁付は枠内
の電着部分に厚さ０４〜１ｍｍ程度の薄い目的金属板が
電着されそして母板から剥取られる。剥取られた薄板は
標準寸法よりやや大きくそしてかなり整直な縁辺を備え
るものである。しかし、前述したように、いくら入念な
縁付は技術を駆使しても、微視的に観察すると縁辺［Ｉ
Ｊ数ミリ〜１０ミリ位にわたって欠陥を多く有している
。しかし、そのような欠陥は、縁辺帯域より内部では実
質上皆無となる。

そこで１本発明方法においては、上記剥取り薄板の欠陥
の多い縁辺部が切除される。切除の仕方は上下両側の四
辺を切除することが好ましいが、リボン等の付設される
上辺は省略してもよい。その池、上および両側の三辺、
ｐＩｄ側だけの二辺、上下左右辺のうちのいずれか一辺
の場合にもそれぞれ相応の効果を収めることができる。

１Ｍ、群槽において特定の辺に短絡が特に発生しやすい
といった状況にある時には、その辺のみを切除してもよ
い。

縁辺の切除＋ｌｊは一辺につき数〜１０ｍｍの範囲でよ
い。！、；’Ｊ除後の薄板の寸法が梱板標阜寸法となる
ことが肝要である。

縁辺の切除は、剪断機、回転式切ｌ１ｉｉ機、スリッタ
ー等各種の切断機械を使って実施しうるが、電解工場の
種板使用枚数は非常に多く、また四辺すべてを切除する
となると、多足の加工操作が心安となる。この目的のた
め、高能率のシートトリミング装置が開発され、好適に
使用された。このシートトリミング装置は、トリミング
Ｄｉ１の薄板を第１搬送フインにおいて一定間隔をもっ
てＭｌ吹搬送し、先ず対向する縁辺対の一方（左右側辺
あるいは上下側辺）を目標寸法に合せて間隔をセットし
た一対の刃を具備する第１のスリッティング装置βに装
置ずることにより該縁辺対をトリミングし、次いで第１
搬送ラインと直交する第２搬送ラインにおいて残る縁辺
対を同様に第２のスリッティング装置においてトリミン
グするものである。この装置によって連続的な高速トリ
ミングが可能となり、多数枚の薄板を支障なく縁辺切除
しえた。上記装置についての詳細は同日出願の特許願を
参照されたい。

こうして縁辺を切除された標準寸法薄板は、非常に高度
の整直性を有する縁辺を備えており、微視的に観察して
も、ぎざぎざ、こぶ、極薄部等の欠陥が実質上見出され
ないきれいな切口を呈している。

この後、薄板は、リボンつけ、縞付はプレス等の所定の
操作を経て種板として電解工程での使用に供される。

こうして生成された種板を陰極として使用して電解を行
うと、後の実施例で示すように、電流密度３００Ａ／ｍ
ｔにおける銅電解の電流効率が従来法の９３％から９７
％以上もの水準に改善され、短絡発生回数も約半分に減
り、電解電力も低減する。

又、得られる製品の品質も向上する。

更に見逃せない効果として、トリミング種板を使用して
電解製造された製品電気鋼は積重ね時の荷姿がきわめて
良く、従来製品の場合に見られた複数山積重ねた場合の
荷崩れの危険がなくなったことである。これは製品の縁
辺部のこぶがきわめて少くなったことに由来する。高度
に整直な縁辺奈有するイ’＋ｎ板を使用すると、そこに
電着する製品、すなわぢ電気銅の縁辺も欠陥のない整直
なものとなるのである。

トリミングの結果生ずる細い種板屑は、溶銅工程に装入
されるかあるいは硫酸銅などの漬液工程に用いられるの
で、リターン増とはならない。

以下、銅電解についての実施例を述べる。

表置−例一 銅濃度４５ｇ／ｌおよび遊離硫酸濃度２００９／ｌの硫
酸酸性水溶液を１１℃解液とし、内のり寸法が長さ５．
２　ｍ　Ｘ巾１．１ｆｆｌＸ深さ１．３ｍの電解槽にお
いて銅電解精製を実施した。陽極として、本体のｒｆ１
９１４ｍｍ×長さ１，０１０ｍｍ×厚さ５８　ｍｍの精
製粗銅を用いそして陽極ピッチ１００　ｍｍにおいて電
解槽に装入した。陰極としては、巾９６０ｍｍ×長さｉ
、ｏ２ｏｍｍｘ厚さα６　ｍｍの寸法の種板を従来法に
よりトリミングしないものと、本発明に従い電着部分寸
法がトリミング化だけ大きくなるように硬質塩ビ接着縁
付けした銅母板を用いて′電着及び剥離して作成した０
、　６　ｍｍ厚の銅薄板の４縁辺を各ｉ７５　ｍｍづつ
トリミングして上記の寸法にした種板とを用、はした。

電解条件は、液温＝６０℃、陰極電流密度−３００Ａ７
７Ｍ”および液環流量＝６０ｔ／分とした。

電解成績を下表に示すニ 一本遣鳳　【ＬＬ 電流効率　％　　　　　　　９７．４　　９３．２短絡
発生回数　回／日／槽　　　０．５　　　０．９槽ｍ圧
Ｖ　　、　　　　　　　　ａ３５　０．３４以上説明し
た通り、本＠明は、縁辺をトリミングした高度に整直性
の良い種板を使用することにより電解成績の向上と、得
られる製品の品質改善を実現しまた製品の荷崩れ問題を
解消したものである。益々厳しくなる電解条件に対処す
るべくＷｒ界に実操業上の大きな利益を与えるものであ
る。

＋！、＝””− １−−− 同　　　　　　倉　　橋　　　　　吻′第１頁の続き （ル出　願　人　日鉱エンジニアリング株式会社東京都
港区虎）門口丁目１番４０ 号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電解法で作成した種板を陰極として陽極に対面させ
   てＷ、Ｍ槽に装入し、両極間に通電して電解を行う金属
   電解方法において、電解法で作成した種板の縁辺を標準
   寸法にまで直線的に切除することにより形成される、高
   度の整直性を有する縁辺を備える種板を使用することを
   特徴とする金属電解方法。