JPS6119319B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は電解液用電極とそのような電極を用
いて溶液から金属を除去する方法に関するもので
あり、更に詳しくは金属メツキの様な工業プロセ
スにおいて排出される排液等の溶液から金属性物
質を陰極抽出する技術の改良に関するものであ
る。 現在、既に多くの電気―化学系装置とよばれる
ものが存在し、これらの装置において電力の供給
が作動電極を活性化するために行なわれている。
これらの電気―化学系プロセスと装置は一般に排
液やプラント流出物における金属含有物を許容濃
度のレベルにまで下げる処理を行うものであり、
また、特別の場合には環境を保全し再建するため
の手段にもなるのである。 この様な電気―化学系プロセスはその最も重要
な制限的要素によつて２つのカテゴリに分けられ
る。第１のグループは反応率が動的にコントロー
ルされるものである。即ち、反応率が電極部分に
おける反応速度によつて制限されるものである。
この第１のグループにおいては、処理される液や
電解液が高濃度の電気活性物質を含んでいるもの
である。これらのプロセスの一例としてはZnの
電気精製があり、電解液中に高濃度のZnが本質
的に含有されている。 第２のグループは反応率が動的要求よりも大量
移送要素によつてコントロールされるものであ
る。即ち、反応率が、どれだけの量の汚染物が一
定時間内にカソードに接触するかによつて制限さ
れるものである。動的なコントロールプロセスで
用いられる電極棒と対比して、大量移送制御プロ
セスで用いられる作動電極は得られる大量移送率
を高める特性を示す。この様な特性の１つに体積
一表面積比がある。電解液の流れの中を動くこと
が可能なアクテイブなベツドと同様に、繊維状又
は粒状の物質を束ねたベツドを用いることによつ
て許容できる表面積対体積比を得るための試みが
なされた。この様な試みはなされたが、しかし、
全表面を使用するため電極棒全体に亘つて均一で
しかも制御された電気的ポテンシヤルを供給する
ことの困難性から個別の不利益が生じた。この大
きな欠点のため、大量制御プロセスは一つも完成
していない。 これらのプロセスの全てについて、基本的な問
題の一つは、電気活性物質が作動電極に付着した
後電解液から取り出された電気活性物質を回収す
るための方法である。電極を連続的に使用するた
め、電極に付着した金属を剥離する動作が必要で
ある。前記のプロセスにおいて使用される作動電
極は時として剥離される金属と同じ金属で形成さ
れる場合があり、この場合には生成物を直接使用
できることになる。しかし、より一般的には、こ
れらの電極は機械的な剥離動作にたえられる様に
デザインされている。加えて、他のケースの場合
には例えば米国特許第3953312号に記載されてい
る様に電極に他の事項が要求される。この米国特
許には、電極に付着した銀が燃焼によつてとけ再
生されることから、電極の第１の要件として可燃
性をあげている。しかし、最近では、電極と反応
器にはカーボンフアイバーが用いられ、その結果
大きな体積―表面積比と電極全体を通じて電気的
ポテンシヤルの時間的変動の少ないものが提供さ
れる様になつた。この様な電極と反応器は、例え
ば、米国特許第4046663号、第4046664号、第
4108754号、第4108755号、第4108757号等に開示
されている。 この様にカーボンフアイバーを用いた電極や反
応器は、またD.Yaniv氏やM.Ariel氏によつて
Journal of Electroanalytical Chemistryの
Vol.79（1977年度版）のページ159〜167に掲載さ
れた。その部分の記載には、2.4cm²の面積の開口
を画定するフレーム部分に位置するグラフアイト
布の電極が示されている。著者は、開発中のグラ
フアイト布を実際の電極材料として用いることの
実現可能性を確認したと述べている。しかし、彼
らはまた、彼らの研究所の反応器は良好に動作す
るが、グラフアイト布電極を用いた反応器をもつ
と良いものにするため、更に多くの研究が必要で
ある事を指摘している。 更に、大量移送制御システムに用いる電極の最
近の研究には、例えば希釈された電極溶液に関し
て、1976年６月10日に公開された開昭51―67267
号に示されているものがある。この公報には、電
極ベース材料に関して多孔性カーボン電極の使用
が開示されており、これが従来から良く知られた
プラチナ、鉄、銅、ニツケル、銀、いくつかの合
金等に応用できる旨を開示している。更に、この
公報には、板や、管や、網や、孔をあけられた板
の様な電極ベース材料をカバーするものとして、
カーボンフアイバーを布や、編物や、フエルト
や、カーボンフアイバー紙等の種々の形態で使用
することが可能である旨が示されている。更に、
この出願の一例によれば、カソードにプラチナメ
ツキされたチタン板が用いられており、このチタ
ン板がカーボンフアイバーの編物によつてカバー
されている。この効果としては、プラチナフイー
ダー又は第２の電極が提供される。しかし、この
公報はこの様な電極の部分からどの様な金属が精
製され、その結果金属イオンの濃度が極度に低い
レベルにどの位の時間で減少するかという問題に
経済的観点からふれていない。 この発明の目的は、電極による溶液からの金属
回収効率を高めるとともに、電極を周期的にカソ
ードとアノードとに交互作用させながらもそれに
よる電極の破壊を回避することにある。 このため第１の発明に掛る電極は電導性材料を
有している第１の電極要素とこの第１の電極要素
に電気的に接続された第２の電極要素とから構成
され、しかも電極がカソードとして機能するとき
に電導性となりアノードとして機能するときには
非電導性となり更に再びカソードとして機能する
ときには電導性となる金属表面を第２の電極要素
が有しているのである。 第２の発明の方法はかかる電極を用いて溶液か
ら金属を除去するものであつて、金属種を付着さ
せるために電極をカソード状で溶液につけ、電極
をアノードにするためにその極性を逆にし、アノ
ードから金属種を剥離し、第２の電極要素が非電
導性になつたとき上記アノードをカソードに変換
するために電極の極性を逆にするものである。 このようにこの発明によれば、第１の電極要素
に多孔性の材料を用いているので溶液からの金属
の回収面積が大となり、それだけ回収効率が向上
する。しもこれと組合せて上記特定したような第
２の電極要素を用いているので、電極がアノード
とし機能するときは腐食作用が充分に進行して第
１の電極要素に悪影響を与える前にこの第２の電
極要素が電解液と反応して非電導性物質を生成す
るから、電極が破壊されることがないのである。 更に、この発明によれば、溶液から金属を取り
出すプロセスが提供される。このプロセスは、第
１の電極要素と第２の電極要素からなるカソード
を溶液に挿入する過程と、カソードをアノードに
変換するためカソードの極性を変え、これによつ
て上記アノードから金属種を剥離する過程と、第
２の電極要素が非電導性になつた場合にアノード
をカソードに変換してアノードの極性を逆にする
過程から構成される。尚、ここでカソード（電
極）を構成する第１の電極要素は多孔性の電導材
料を含んで形成され、第２の電極要素は通常は電
導性を有しているが、アノードとして機能する場
合には非電導性になる如き金属を含んで形成され
ている。また、第２の電極要素に含まれる金属は
チタン、タンタル、タングステン、ニオビウム、
ハフニウム、そしてこれらの合金のグループの中
から選ばれることが好ましい。また、このプロセ
スにカソードとアノードの極性を連続的交互に変
換する過程を加えることが好ましい。 前記したこの発明の第２の電極要素を用いるこ
とにより、プラント装置や排液処理装置等で排出
された水から必要物を効果的に除却することがで
きるため、例えば連続的に処理された溶液の全部
又は大部分を再利用することが可能になる。ま
た、この発明の経済性及び非常に高い信頼性か
ら、処理の容易さを調整し又は稿正するためにこ
のプロセスを一時中止する必要性を実質的に避け
ることができると同時に、上記した様な閉サイク
ル処理を行うことが可能になる。この発明におい
ては、周期的な極性変換を用いることによつてこ
れが達成される。また、同時に、希釈された流れ
の中の金属濃度を、近年の厳格な環境規準の条項
に違反しないレベルの濃度にまで減少させること
も可能になる。 極性変換は初期においては種々の形態で用いら
れた。しかし、大量移送制御システムにおける連
続周期動作とこれと同時に剥離サイクル中の重大
な電極損傷をさけることが可能な実用的なシステ
ムはこれまで開発されていない。過去においてこ
の様な極性変換を行うプロセスが企図されたと
き、重要な問題が次の様な事実から生じた。即
ち、電極がアノードとして機能しているとき、電
極は攻撃にさらされ、簡単に溶解してしまうので
ある。例えば、前記した日本国特許公開公報昭51
―62767号に開示されているタイプの電極は、カ
ーボンフアイバーと同様の両極ベース材料又はい
わゆるフイーダと呼ばれるものであるが、アノー
ド剥離中にこの様な攻撃にさらされる。フイーダ
又は電極ベース材料がその崩壊をさけるためプラ
チナ又はプラチナにコーテイングされた金属で形
成されている場合には、この様な解決手段が非常
に高価になるばかりでなく、カーボンフアイバ自
体のアノード攻撃の問題を解決することができな
いのである。このアノード攻撃は基本的には剥離
動作中におけるアノードガスの生成の結果生じる
ものである。 この発明の第２の電極要素に関連して用いられ
る金属は、この点について非常に効果的作用を与
える。例えば本件特許出願人は次の様な事実を見
いだした。即ち、これらの電極がアノードとして
機能している剥離サイクル中には、非電導性物質
が腐食作用が生じる前に形成されるのである。そ
れゆえ、この非電導性物質の存在によりひき起こ
されるアノード電流の低下を感知することによつ
て、剥離動作終了を感知することができ、加え
て、第１の電極要素又はカーボンフアイバーの上
の攻撃を防ぐことができる。しかし、更に重要な
ことは、再びカソードとして電極を機能させるべ
くこれらの電極の極性を切り換えると、直ちに第
２の電極要素が再び電導性になり、通常のカソー
ド機能が前記した様に連絡できることである。 電極がアノードとして用いられる間にこの発明
の第２の電極要素に用いられる金属に関連して形
成される非電導物質のコーテイングの正確な原理
はまだ全て明確されていない。例えば、チタンの
場合、アノードとして機能する間に抵抗性酸化コ
ーテイングが行なわれる。しかし、チタンの化学
的に生成されたた酸化コーテイングはカソードと
して使用できる位十分な電導性を有している。し
かし、この発明によつて生成される酸化コーテイ
ングはカソードとして使用すると直ちに減少し、
それゆえ次の様な仮定が考えられる。即ち、ここ
でチタン要素上に形成された電気―化学系生成コ
ーテイングはほぼ酸化物であるけれども、それら
はどうも化学的に生成されたチタン酸化コーテイ
ングとは異つている。特別な理論によつて結びつ
けるこはできないが、チタンの水酸化形成の二酸
化物が形成され、これが可逆性のあるチタンの二
酸化物の一種であるということは確実である。こ
の物質は続いておこるカソード機能の間に減少す
ることも確かである。 この発明の第１の電極要素に関する限り、前述
した様にこれは高度に多孔性の電導性材料を含ん
で形成され、この電導性材料は前記した第２の電
極要素と電気的に接続されている。最も好ましい
ものは上記カーボンフアイバーの形式のものであ
る。これらのカーボンフアイバーは大量移送制御
プロセスにおいて有効である様にいくつかの明確
な要求を満足する必要がある。即ち、それらは、
電圧変動と電流変動を最小にするための電極全体
に亘つて連続的な電気伝導性を有していなければ
ならない。更に、この多孔性電導材料の表面部分
は電極に利用でき、その材料は高いパーセントの
有効表面積を得るために最大の表面積―体積比を
有していなければならない。加えて、多孔性電導
材料内に存在する全流路は非常に重要である。流
れの中において、処理されている溶液と接触する
ために、電極構造全体に亘つて最小限の出口のな
い通路が存在する必要がある。カーボンフアイバ
ーに関しては、例えば、理想的にはフアイバー間
の孔が、板状の流れを最小限にし表面周囲の境界
領域のバツクアツプを促進するため、電極を通し
てまがりくねた通路を確定することが望ましい。
平均の孔の大きさはもちろん空間の大きさに関係
するが、約0.1〜3000μｍの範囲にあり、更に最
も好ましくは80％の孔が約１〜100μｍの範囲に
あり、そして電極の全体積の約30〜99％空間であ
る如きものである。 繊維性の材料が多孔性電導材料として用いられ
る場合は、繊維を電極内に閉じこめる必要があ
る。ある場合には、繊維は縫糸より紡ぎ糸にむし
ろ近い状態になり、この場合この各糸は多くの小
さい繊糸がより合わされて形成される。適切な材
料の例としては、カーボンフアイバー糸で形成さ
れた織布があり、これはゆるく紡がれきつく織ら
れたものが良い。結果として、必要な孔の大きさ
の分布と同様に要求される孔の大きさを保持し抑
制することによつて電解液が制御される間、糸を
作つている要素又は繊維自体が電解液の流れ中を
少しだけ自由に動くことが可能になり、近接する
糸の距離間が最小化される。 更に、この電極を用いることによつてまだ未解
決である空間―時間効果を得ることが可能になつ
た。空間―時間効果は不均質触媒反応器の性能を
一般に指示するものである。電気―化学系工学分
野において、よく使用されるパラメータは、電極
の単位体積当りの高い電流効率で電極によつて運
ばれる総電流量である。電極効率の比較測定は、
未知の濃度と電導率を有する電極片によつて行な
われる。52％の電流効率で640p.p.m.の濃度の銅
溶液にして、次の様な空間―時間効果が下記に示
す種々の電極に対して得られた。

【表】 更に、この発明の電極は流速を速めると
6800mA／cm³を同程度の空間―時間効果を示し、
流速を遅くすると500mA／cm³の範囲の空間―時
間効果が記録された。 以下添付の図面によつて、更に詳細に説明す
る。 第１図に示す反応器２０は互に平行に列設され
た複数値のセル２２を有しており、各セル２２は
その内部に通常作動時にはカソードとして機能す
るこの発明の電極を有している。これらのセル２
２は１対の端板２４，２６間にボルト群２８によ
つて挾持されており、かつセル２２の芯出しのた
めにこれらを貫通して１対のボルト３０，３２が
延在している。説明の都合上、反応器２を第１図
に示す状態にあるものとするが、これ以外の状態
であつてもよい事は勿論である。 各セル２２への電気的接続は、反応器２０の両
側に設けたカソード杆３４と頂面に設けられたア
ノード杆３６とによつて、行われている。第２図
に明らかな様に、処理すべき廃水等の電解溶液は
反応器２０の後方底部から供給され、出口３８を
介して流出する。陽極液も又反応器の底部から供
給され、別の出口４０を介して流出する。これら
の出口３８，４０はメツキ及び金属除去サイクル
中に使用されるものである。後程、カソード上へ
の沈降物が剥離されるべきときには、廃水の流れ
は停り、適宜な電解質の流れがこれにとつて代
る。この流れも反応器２０の後方底から入り、出
口４２から流出してゆく。後述する様に、この電
解質は電極（今やアノードとして作用している）
を通つて逆流して、メツキされた金属の電気化学
的な除去と共に、ある種の機械的な洗浄作用を与
える。 第２図に各セル２２の詳細構造を示す。カソー
ド枠４４は両端の銅アノード４６，４６′に対し
て電気化学的な作用をするためのものである。各
アノード内においては、そのカソードに面してい
る側の端面のみが反応性である。但し該各アノー
ドの他の側の端面も、端板２４，２６に面してい
るものは別として、隣りのセル内において反応性
である。 カソード枠４４はポリウレタン成形によつて形
成されており。、周縁導体４８を有しており、第
４図に示す様にこの導体が交織されたチタニウム
線からなる導電性メツシユ５０を保持しているの
である。又、周縁導体４８はカソード杆３４に接
触しており、これによつてカソード杆３４とメツ
シユ５０との間の接続が保たれている。 メツシユ５０は第２の電極要素を構成するもの
であつて、そのいずれかの面には２組の第１の電
極要素がとりつけられる。第２図中にその内の１
組が示されており、炭素繊維シート５２（マルガ
ナイト7401の名で知られており、英国のマルガナ
イト・モドモール社によつて販売されている）を
有している。このシート社５２はメツシユ５０と
面接しており、通常の綴じ具におけると同様一連
のチタニウム線ステーブルによつてしつかりとと
められている。後述する様に、シート５２の周縁
はメツシユ２５０に押圧係止されている。 更にカソード枠４４の上下部分には、既に述べ
た様に、液類を通過させるための開口が形成され
ている。例えば処理されるべき廃水は中央底部開
口５４から流入し、その一部は一群の入口５６を
介して一方のシート５２によつて画定される空間
に分配され、廃水はカソードを透過してその反対
側に流れ、そこから一群の出口５８を介して流入
し、最後に出口３８から反応器２０外に流出す
る。この流れは排液処理中（即ち、電極がカソー
ドとして機能している間）に電解溶液が金属イオ
ン性物質を除去するために生じるものである。続
いて、その後第１の電極要素又はシート５２から
付着した金属を剥離する必要性が生じた場合、そ
の流れ又は排液は中断され、剥離するための電解
質は電極を通して流される（このとき、電極はセ
ル電極の極性を逆にすることによつて、アノード
として機している）。この電解質は低部開口６２
と多くのはめ込み６４とを通じて流入し、頂面６
８に設けられた多くの頂部はめ込み６６の１つを
有して、最終的に出口４２から流出する。この場
合、この流れは再び電極を通して行なわれるが、
剥離電解質が急激に流れる様に、初期のカソード
として機能し間に排液の流れた方向と反対方向に
流れる。 カソード枠４４は、更に低部開口７０と頂部７
２を有しており、これらは共にカソード枠４４を
貫通する通路であり、陽極液のために使用される
ものである。加えて、２つの小孔の開口７１，７
３が第１回に示すボルト３０，３２を通し各部分
を一直線に整列させるために設けられている。 排液の様な電解溶液が流れる室は、枠４４の表
面に取り付けられるネプレオン製のガスケツト７
４によつてカソード枠４４内の空間のうち電極は
め込み側に画定される（第４図参照）。ガスケツ
ト７４の開口は枠４４に関連して述べた開口と一
直線になつており、スペーサストリツプ７６はシ
ート５２の外辺表面とガスケツト７４の表面間狭
持される。これらのストリツプ７６はメツシユ５
０に対してシート５２の端面がぴつたりと保持さ
れる様に設けられているものである。はめ込み室
はガスケツト７４と他のネプレオン製ガスケツト
８０との間で狭持されている隔離技７８によつて
画定される。尚、ガスケツト８０は枠４４に関連
して説明した開口と一直線上になる開口を有して
いる。同じ様なはめ込み室が、同一番号付した各
部分によつて画定されている。 ガスケツト８０はまた陽極液がガスケツト８０
と同様に隔離板７８とアノード４６によつて部分
的に限定されるアノードに対して流れ室に入りや
すい様にする機能を有している。これらの組立配
置は第４図に示されている。陽極液はポリラレタ
ンで形成されガスケツト８０に適合する様に設け
られた一対の流れ変換器８２，８４によつて容易
に流れる様になつている。第３図に、この様な流
れ変換器の一例を示す。流れ変換器８２，８４
は、アノード４６の表面と枠４に含まれているカ
ソードとの間の電気―化学連続性を得るため、ア
ノード４６に隣接する流れ室に陽極液が入りやす
い様になつている。一対の小さなネオプレンのガ
スケツト片８６，８８がこの装置におけるアノー
ドを薄く形成し、排液を電解液がそこを通過でき
る様に、板状のアノード８６に隣接して示されて
いる。また、アノード４６の開口はその部分を通
じて陽極液の流れも許容するものである。 第２図に示す様にカソード枠の左の部分は右の
部分と全く同じ様に構成されており、図中に示す
様に同一部分は同一符号を付している。スペーサ
ストリツプ７６′が多少異なつた形状をしている
が、これは枠４４のはめ込みを取りはずしの配置
によるものであり、右の部分は今まで述べた枠４
４の左の部分と全く同一である。 各カソードは２つのアノードと組合されてお
り、その部分はカソードを通して排液流路を有す
るハウジングを画定する様に配置されている。ま
た、剥離サイクル中においては流れはカソー中を
反対方向に進む。電気的分布はメツシユ５０と２
つのシート５２の自然の電導率の組合せによつて
保持される。流れが電極構造中を進むので、メツ
シユ５０は流力に対抗できる様に十分な強さを有
し、んな大きなねじれも阻止しなければならな
い。また、電気的速続性を確実にするため、スク
リーン上にシートを位置させるために用いる要素
は、シートとメツシユの間の面対面の接合を確実
にするため十分強く張られる必要がある。 第５図は、典型的な装置にこの発明の反応器を
用いた例を示すものである。実際には、多くの反
応器が並列に用いられるか又は直列に用いられ、
処理される流量を調整するため必要とされる数の
反応器が設置される。第５図に示す様に、反応器
２０は流入はめ込み９２によつてポンプ９０から
流出される排液を受け、陽極液は流入はめ込み９
６を通して流出はめ込み４０によつて反応器から
返流され、ポンプ９４による閉ループに流入され
る。排液と陽極液の流れは、電源制御装置１００
に設けられたポンプ制御装置９８によつて電気的
に制御される。この電源制御装置１００は通常要
求される電圧に関連してあらかじめ定められた値
の電流値を保持する。しばらくの間、カソードが
メツキされると、その後流入はめ込み９２と流出
は込み３８の間の圧力降下が生じ、これが監視さ
れ、その信号が変換器１０２によつてポンプ制御
装置に供給される。圧力降下があらかじめ定めら
れた値に達すると、ポンプ制御装置はポンプ９０
の出力を零とし、そして剥離動作を行なうためカ
ソードとアノードの極性を逆にするべく電源制御
装置を作動させる。同時に、ポンプ１０４は、カ
ソード（このときアノードとして機能している）
を洗浄するために流入はめ込み１０６に剥離電解
液を供給するため駆動される。そして、剥離電解
液は流出はめ込み４２から流出し、排液から剥離
された金属の濃縮溶液がこれと共に流出する。剥
離サイクルは、前記した第２の電極要素上にコー
テイングされる非常に高抵抗の物質の形成によつ
て、反応器から引き出された電流が十分に減少す
るまで続く。電源制御装置１００はこの電流の減
少を感知して、再び電極の極性を逆にし、同時に
ポンプ９０を再駆動しポンプ１０４を停止させる
べくポンプ制御装置９８が動作する。電極の第２
の電極要素上のコーテイングは（このとき電極は
再びカソードとして機能している）、それから電
気的に減少し、そして再び排液から金属をメツキ
するのに用いられる。このサイクルが自動的かつ
連続的にくり返し実行される。 陽極液を運ぶポンプ９４はポンプ制御装置に接
続されている。結果として、非常時にはポンプ制
御装置はこれをスイツチオフするために使用さ
れ、これと同時に反応器を運転するために用いら
れる電力を遮断する。 第５図に図式的に描かれている装置は、硫酸銅
溶液から銅を取り出す際に、特に排液からニツケ
ルを剥離するために用いられるものである。ニツ
ケルを処理する場合には、陽極液は硫酸と硫酸ナ
トリウムの混合液に乳酸を付加したものでなけれ
ばならない。陽極液が汚染されると、陽極液の小
量の使用によつて重要な仕事能力がなくなつたこ
とがわかる。第２図に示す様な隔離板７８を必要
としないプロセスがまた行なわれる。 上記した電源制御装置は一定の電流値を保持
し、この場合突然の電圧上前がトリが信号として
用いられる。好ましくは、電圧制御がなされ、第
２の電極要素がカソードになり電流の大幅な低下
が生じたとき、この様な電流低下がトリが信号と
して用いられることが好ましい。この装置は、設
定電圧値と電流必要値をモニターすることによつ
ても、また設定電流値を電圧必要値をモニターす
ることによつても制御することが可能である。第
６図〜第８図は、上記した装置によつて得られた
結果を示すものである。第６図は、79％の空間を
有し、平均の孔の大きさが18μｍで、孔の98％が
１〜100μｍの範囲のものであり、表面積―体積
比が5600cm²／cm³である如きカソードを使用して得
られた結果である。第６図から明らかな様に、排
液には最初4000p.p.m.のニツケルが含まれてい
る。20秒後には、その濃度は2000p.p.m.にな
り、続いて約120秒後に約1p.p.m.にまで減少す
る。この様な短い時間で処理されるため、現実に
この装置を用いることができる。特に、法律によ
つて排液の処理が必要とされ、最終排液の質が定
められている場合には有用である。 第６図に示された結果に匹敵するものでこの溶
液から銅を取り出した結果を第７図に示す。この
場合、非常に短かい固定時間1.75、3.45、5.15秒
が図中に示されており、約50mA／cm²より低い電
流密度の電流を流すことにより、この短い時間内
に溶液から銅を取り出せる割合が100％に達し
た。これらの全ての例は、約180p.p.m.の銅濃度
の溶液の流れに対してなされたものである。 更に、亜鉛を溶液から取り出した場合の結果を
第８図に示す。この場合、溶液は10p.p.m.の亜
鉛を含んでおり、処理時間は非常に短く３秒であ
つた。尚、この場合亜鉛が100％取り出されるの
に、電流密度75mA／cm²以下の電流が使用され
た。 ６図〜第８図はこの発明の装置又はプロセスを
用いて得られた成果のいくつかを示したものにす
ぎない。物質が排液から除去された後、適宜の電
解液を用いてその電極の剥離作用が迅速に行なわ
れる。これは、除去された金属を非常に高濃度を
含んでいることになる。この液は他のプロセスで
使用されるか、又は動的に制御されたシステムを
用いて電気―化学系処理によつてその溶液自体か
ら取り出される。この液の濃度が非常に高いの
で、動的制御システムの効率は高いものになる。 上述した実証例はあくまでこの発明の典型的な
一例にすぎず、この装置又はプロセスはアクリロ
ニトリルの二量重合等の電気―有機合成を行う場
合にも使用できるものである。 溶液の流れは一般に適宜変更でき、更に第２の
電極要素の効果は最も重要であり適宜の伝導媒体
をカーボンフアイバー布に用いることができる。
また、第２の電極要素は、反応器が制御され、そ
の結果電極中に流れがなくする場合又は孔のあい
たシートが図示した装置におけるメツシユのかわ
りに用いられた場合には、板でなければならな
い。尚、この発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、適宜の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電解液用電極を用いた反応
器の一例を示す斜視図、第２図は第１図に示した
反応器の分解説明図、第３図は１図に示した反応
器に用いる流れ変換器の一例を示す斜視図、第４
図は第１図に示した反応器の各電気―化学系セル
の断面図、第５図はこの発明の装置を使用する場
合の既容を示す説明図、第６図〜第８図はこの発
明によつて得られた結果を示すグラフである。 ２０…反応器、３４…カソード杆、３６…アノ
ード杆、４４…カソード枠、４６…アノード、８
２…流れ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔性の電導性材料を有している第１の電極
   要素とこの第１の電極要素に電気的に接続された
   第２の電極要素とからなり、かつ 第２の電極要素が、通常電極がカソードとして
   機能しているときに電導性となりアノードとして
   機能しているときに非電導性となり更に再びカソ
   ードとして機能するときに電導性となる如き動作
   を交互に繰返す事が可能な金属表面を、有してい
   る 如き電解液用電極。 ２ 上記第２の電極要素の金属表面がチタニウム
   又はタンタル又はニオビウム又はハフニウム又は
   これらの金属の合金である 如き特許請求の範囲第１項記載の電極。 ３ 上記第２電極要素が多数の孔を有しており、
   前記第１の電極要素を通しての電解液の流れを許
   容する 如き特許請求の範囲第１または２項記載の電
   極。 ４ 前記多数の孔が均一に設けられている 如き特許請求の範囲第３項記載の電極。 ５ 前記多孔性電導性材料がカーボンフアイバー
   を有している 如き特許請求の範囲第１〜４のいずれかの項記
   載の電極。 ６ 前記多孔性電導性材料の表面積対体積比が約
   100cm²／cm³以上の値である 如き特許請求の範囲第１〜５のいずれかの項記
   載の電極。 ７ 前記多孔性電導性材料の有する孔のうち少な
   くとも約80％のものが１〜100μｍの範囲である 如き特許請求の範囲第１〜６のいずれかの項記
   載の電極。 ８ 前記第２の電極要素が非電導性物質を生成す
   るためアノードとして機能しているとき電解液と
   反応し、上記非電導性性質は前記第１の電極要素
   に有害な影響を与える大きな腐食作用が進行する
   前に生成され、そして上記非電導性物質は再びカ
   ソードとして用いられているアノード上で電導性
   材料に変化することが可能である 如き特許請求の範囲第１〜７のいずれかの項記
   載の電極。 ９ 前記非電導性物質が前記電導性材料の酸化物
   である 如き特許請求の範囲第８項記載の電極。 １０ 前記非電導性物質が電気分解液に溶解しな
   い 如き特許請求の範囲第８又は９項記載の電極。 １１ 前記電導性金属表面がチタニウムを含んで
   いる 如き特許請求の範囲第１〜１０のいずれかの項
   記載の電極。 １２ 多孔性電導性材料からなる第１の電極要素
   と通常は導電性であつて電極がアノードとして機
   能するとき非電導性となる如き金属表面を有して
   いる第２の電極要素からなる電解液用電極を用
   い、 金属種を付着させるため電極をカソード状で溶
   液につけ、 電極をアノードにするために電極の極性を逆に
   し、 上記アノードから上記金属種を剥離し、 上記第２の電極要素が非電導性になつたとき、
   上記アノードをカソードにするため上記電極の極
   性を逆にする 如き溶液から金属を除去する方法。 １３ 前記カソードとアノードを交互に変換する
   如き特許請求の範囲第１２項記載の方法。 １４ 前記第２の電極要素に含まれる金属がチタ
   ニウム又はタンタル又はタングステン又はニオビ
   ウム又はハフニウム又はこれらの合金である 如き特許請求の範囲第１２又は１３項記載の方
   法。 １５ 前記第２の電極要素が、前記第１の電極要
   素の中に流れを許容するため、多くの均一な孔を
   有している 如き特許請求の範囲第１２〜１４のいずれかの
   項記載の方法。