JPS6220891A - 金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採取する方法 - Google Patents
金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採取する方法Info
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- JPS6220891A JPS6220891A JP60159485A JP15948585A JPS6220891A JP S6220891 A JPS6220891 A JP S6220891A JP 60159485 A JP60159485 A JP 60159485A JP 15948585 A JP15948585 A JP 15948585A JP S6220891 A JPS6220891 A JP S6220891A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固定床式ベット電極の電解槽を使用して、標準
電極電位が亜鉛より貴な金属を低濃度に含有する電解質
水溶液から、効率良く金属を電解採取する方法に関する
。
電極電位が亜鉛より貴な金属を低濃度に含有する電解質
水溶液から、効率良く金属を電解採取する方法に関する
。
低濃度に金属を含有する電解質水溶液から、金属を電解
採取する方法としては、大別してベッド電極と回転電極
を用いる方法があり、ベッド電極の中にも、固定床、流
動床、トリクルベッド、スラリー等があるが、本発明は
固定床法式に関するものである。
採取する方法としては、大別してベッド電極と回転電極
を用いる方法があり、ベッド電極の中にも、固定床、流
動床、トリクルベッド、スラリー等があるが、本発明は
固定床法式に関するものである。
本発明の方法で用いる固定床電解槽は、従来多くのテス
トが行なわれ、割に高収率で金属を電解採取し得た場合
もあるが、対象とする水溶液が変わると収率が大幅に低
下する等の問題点があった。
トが行なわれ、割に高収率で金属を電解採取し得た場合
もあるが、対象とする水溶液が変わると収率が大幅に低
下する等の問題点があった。
上記の問題点に鑑み、その改良法として１）プラスチッ
ク・セラミック等非電導物を、電気伝導性物質に混入さ
せてベッド電極を構成する方法（特開昭５８−１３０２
９２号公報）、２）陰極表面積を極力大きくする方法等
が提案されている。
ク・セラミック等非電導物を、電気伝導性物質に混入さ
せてベッド電極を構成する方法（特開昭５８−１３０２
９２号公報）、２）陰極表面積を極力大きくする方法等
が提案されている。
しかしながら上記１）の方法は電解液によっては電流効
率が大幅に低下し実用的ではない。又、２）の方法は、
本願発明者等の検討結果によれば、電流効率の低下が著
しく電解液が部分的に素通りするのが認められ、電着物
の増加は実現しなかった。
率が大幅に低下し実用的ではない。又、２）の方法は、
本願発明者等の検討結果によれば、電流効率の低下が著
しく電解液が部分的に素通りするのが認められ、電着物
の増加は実現しなかった。
本発明の目的は、金属の稀薄水溶液から金属を電解採取
するに当り、前記の欠点のない電解法を提供することに
ある。
するに当り、前記の欠点のない電解法を提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため本願発明者等は鋭意研究の結果
見出されたもので、本発明の方法は、第１図に説明図（
電解槽の断面図）として示した固定床式単極性のベッド
電極電解槽を用いて、標準電極電位が亜鉛より貴な金属
を稀薄濃度に含有する水溶液を、該水溶液のＳＶを陰極
室内の電気伝導性物質が流動しない程度即ち５Ｖ−４０
以下好ましくは２０以下とし、陰極板に対する電流密度
を０、０１ Ａ／ｄｍ２〜１．５ Ａ７ｄｍ ”、陰極
板２と隔膜３との面間隔を、対象水溶液の電気伝導度に
応じて、例えば、該電気伝導度がＩ Ｘ １０ ””
’ ｓ／ｍの場合、該面間隔は０．５Ｌ：ＭＬ以上８．
５濡以下とし、上記電気伝導度がこれより小さい場合は
０．５６以上８．０偏以下好ましくは５ＬＢ以下の面間
隔とするというように、所定の面間隔として電解すると
いうものである。
見出されたもので、本発明の方法は、第１図に説明図（
電解槽の断面図）として示した固定床式単極性のベッド
電極電解槽を用いて、標準電極電位が亜鉛より貴な金属
を稀薄濃度に含有する水溶液を、該水溶液のＳＶを陰極
室内の電気伝導性物質が流動しない程度即ち５Ｖ−４０
以下好ましくは２０以下とし、陰極板に対する電流密度
を０、０１ Ａ／ｄｍ２〜１．５ Ａ７ｄｍ ”、陰極
板２と隔膜３との面間隔を、対象水溶液の電気伝導度に
応じて、例えば、該電気伝導度がＩ Ｘ １０ ””
’ ｓ／ｍの場合、該面間隔は０．５Ｌ：ＭＬ以上８．
５濡以下とし、上記電気伝導度がこれより小さい場合は
０．５６以上８．０偏以下好ましくは５ＬＢ以下の面間
隔とするというように、所定の面間隔として電解すると
いうものである。
本発明で使用する電解槽は、第１図に本発明法の説明図
として示した、電解槽断面図の如き固定床式単極性ベッ
ド電極保有の電解槽１であり、陽極板２、陰極板３、隔
膜４、ベッド陰極５、電解質水溶液人口６、電解済み水
溶液のオーバーフローロアよりなっている。
として示した、電解槽断面図の如き固定床式単極性ベッ
ド電極保有の電解槽１であり、陽極板２、陰極板３、隔
膜４、ベッド陰極５、電解質水溶液人口６、電解済み水
溶液のオーバーフローロアよりなっている。
上記の電極としては特定されないが、陽極板２はグラフ
ァイト、鉛、ステンレス、白金めつきチタン等の板で目
的とする電解質水溶液に不溶のもの、陰極板３はグラフ
ァイト、鉛、ステンレス、チタン等の板、隔膜４は濾布
、素焼磁器、多孔性合成樹脂、陰イオン交換膜など、ベ
ッド陰極５は上記陰陽極に使用の材質のもの、活性炭、
粒子状金属、ペレット、リング等を使用することができ
る。
ァイト、鉛、ステンレス、白金めつきチタン等の板で目
的とする電解質水溶液に不溶のもの、陰極板３はグラフ
ァイト、鉛、ステンレス、チタン等の板、隔膜４は濾布
、素焼磁器、多孔性合成樹脂、陰イオン交換膜など、ベ
ッド陰極５は上記陰陽極に使用の材質のもの、活性炭、
粒子状金属、ペレット、リング等を使用することができ
る。
隔膜４は、＠極板２と陰極板３を仕切り、陰極室を構成
し、該陰極室には粒子状金属等を充填してベッド陰極と
し、稀薄な濃度に金属を含有する電解質水溶液（以下電
解液と略す）は、電解液入口６から入り、ベッド電極５
を経由してオーツクーフローロアから外部に直に溢れ出
る方式、即ち通常１回の通過で電解するいわゆる一過処
理で電解を行なう。勿論電解槽のオーバーフローを再び
繰り返し電解する方式でも可能であるが、非常に稀薄な
濃度で金属を含有する電解液の場合、この反復電解法は
好ましくない。
し、該陰極室には粒子状金属等を充填してベッド陰極と
し、稀薄な濃度に金属を含有する電解質水溶液（以下電
解液と略す）は、電解液入口６から入り、ベッド電極５
を経由してオーツクーフローロアから外部に直に溢れ出
る方式、即ち通常１回の通過で電解するいわゆる一過処
理で電解を行なう。勿論電解槽のオーバーフローを再び
繰り返し電解する方式でも可能であるが、非常に稀薄な
濃度で金属を含有する電解液の場合、この反復電解法は
好ましくない。
次に電解槽の幅については、上辺をａ１下辺をｂとする
とａ又はｂが等しい場合、ａ ） ｂの場合があるが、
本発明ではその何れでも可能である。
とａ又はｂが等しい場合、ａ ） ｂの場合があるが、
本発明ではその何れでも可能である。
本発明の方法において、電解液のＳＶを４０以下好まし
くは２０以下とする理由は、Ｓｖが大き過ぎるとベッド
陰極の流動が起こり、或いは流動まで行かなくても電流
効率が低下するためである。
くは２０以下とする理由は、Ｓｖが大き過ぎるとベッド
陰極の流動が起こり、或いは流動まで行かなくても電流
効率が低下するためである。
但しＳＶの上限は金属の種類により異なり、例えばニッ
ケルの場合は５Ｖ−３０でも金属収率は大幅に悪化（実
施例３第１表参照）したりするので注意を要する。
ケルの場合は５Ｖ−３０でも金属収率は大幅に悪化（実
施例３第１表参照）したりするので注意を要する。
陰極板に対する電流密度を０．０１〜１．５ Ａ／６ｍ
の範囲とするのは、０．０１ Ａ／ｄｍ以下では溶存
酸素の還元のために金属の回収率が極端に悪化し、逆に
１．５ Ａ７ｄｍ 以上とすると、金属の電着伍は増加
するが水素発生を伴なうので電流効率が低下しコスト高
となる。
の範囲とするのは、０．０１ Ａ／ｄｍ以下では溶存
酸素の還元のために金属の回収率が極端に悪化し、逆に
１．５ Ａ７ｄｍ 以上とすると、金属の電着伍は増加
するが水素発生を伴なうので電流効率が低下しコスト高
となる。
次に対象とする電解液の電気伝導度に応じて、陰極板と
隔膜との面間隔を所定値とする理由は、該電気伝導度が
Ｉ Ｘ １０− ’ｓ／ｍ前後と通常値の場合には該面
間隔は０．５〜８．５濡の範囲とし、上記電気伝導度が
例えば５ Ｘ １０””５ｓ／ｍのようにより少さい場
合は、上記面間隔の下限はＱ、５ （ｍと変わらないが
、上限は８遍以下好ましくは５ｃｍとする。この面間隔
が０．５備より狭いと電解液の通過抵抗が大きくなり、
陰極板の面積を大きくする必要があり、加えて陰極板の
歪みが避けられないため上記以外の障害等をもたらす。
隔膜との面間隔を所定値とする理由は、該電気伝導度が
Ｉ Ｘ １０− ’ｓ／ｍ前後と通常値の場合には該面
間隔は０．５〜８．５濡の範囲とし、上記電気伝導度が
例えば５ Ｘ １０””５ｓ／ｍのようにより少さい場
合は、上記面間隔の下限はＱ、５ （ｍと変わらないが
、上限は８遍以下好ましくは５ｃｍとする。この面間隔
が０．５備より狭いと電解液の通過抵抗が大きくなり、
陰極板の面積を大きくする必要があり、加えて陰極板の
歪みが避けられないため上記以外の障害等をもたらす。
該面間隔の上限は電解液の電気伝導度、即ち含有される
金属の種類、濃度、共存する塩濃度等により異なり特定
されないが、該面間隔が大き過ぎると電流効率が大さく
低下して実用性はない。
金属の種類、濃度、共存する塩濃度等により異なり特定
されないが、該面間隔が大き過ぎると電流効率が大さく
低下して実用性はない。
以下本発明法の理解の為に固定床式単極性ベッド電極電
解槽を用いて、電解液を電解する際の主として陰極と隔
膜との面間における電位−距離図について説明する。
解槽を用いて、電解液を電解する際の主として陰極と隔
膜との面間における電位−距離図について説明する。
いま、稀薄硫酸銅水溶液からの銅の電解採取を行なう場
合の例について述べると、以下の通りである。
合の例について述べると、以下の通りである。
第１図の横幅、ｍｂ−１５ｃｍの電解槽にＯｕとして１
００■／ｌ、遊離硫酸根（以下ｆｓｏ−２と略す）１５
００ｒｎ９／ｌ） Ｐ Ｈ０，８、ｉｉ気低伝導度９Ｘ
１×１０−４ｓ／ｍの硫酸銅水溶液を常温、５ｖ−１、
電流を陰極板１ｄｍ 当り０．５Ａ流した場合につい
て、陰極板に対する電解液槽の電位とベッド陰極の電位
を測定すると第３図に示したような、陰極板と隔膜面間
での電位−距離図との関係図が得られる。
００■／ｌ、遊離硫酸根（以下ｆｓｏ−２と略す）１５
００ｒｎ９／ｌ） Ｐ Ｈ０，８、ｉｉ気低伝導度９Ｘ
１×１０−４ｓ／ｍの硫酸銅水溶液を常温、５ｖ−１、
電流を陰極板１ｄｍ 当り０．５Ａ流した場合につい
て、陰極板に対する電解液槽の電位とベッド陰極の電位
を測定すると第３図に示したような、陰極板と隔膜面間
での電位−距離図との関係図が得られる。
ベッド陰極は、陰極板と接触して電子伝導を行なってい
るため、電位差はＡＣ間で通常１０ｍＶ以下であり、通
常の場合は無視できて、陰極板とベッド陰極は近似的に
同電位と見なし得る。一方、陰極板に対する電解質の水
溶液相の電位はルギン管をベッド陰極の粒子中に挿入し
て測定できるが、液抵抗によって電位勾配を生じ、第３
図中に示すような曲線になり、陰極板側が卑電位で、陽
極室との隔膜に近い方が貴電位になる。
るため、電位差はＡＣ間で通常１０ｍＶ以下であり、通
常の場合は無視できて、陰極板とベッド陰極は近似的に
同電位と見なし得る。一方、陰極板に対する電解質の水
溶液相の電位はルギン管をベッド陰極の粒子中に挿入し
て測定できるが、液抵抗によって電位勾配を生じ、第３
図中に示すような曲線になり、陰極板側が卑電位で、陽
極室との隔膜に近い方が貴電位になる。
いま、ネルンストの式によってＣｕ＋２１００■／！の
場合のＣｕ ＋２＋ ２ｅ ｗ Ｏｕｏの反応の平衡電
位の値を計算すると、２５Ｃで Ｅ−＋０．２５４（ｖｖａ標準（１規定）水素電極（Ｎ
ＨＫ））−＋ ０．０１ （Ｖ ｖｓ、飽和甘木電極（
ＳＣ！Ｅ））となり、図中に点線で描いた線のようにな
り、この線より卑電位（図で下方）であれば理論上Ｃｕ
＋２をＣｕ０に還元できることが判る。図中ＡＢの範囲
のベッド陰極粒子は点線より貴電位になり、Ｏｕは電着
できない。実際には槽の上下でＯｕの濃度差があるから
ＡＢの長さは槽の上下で僅かに違ってくるが、余り大き
くはないので無視すると、一点鎖線より左方のベッド陰
極はＣｕを電着して回収する能力はなく、この部分はＣ
ｕが電着しないでもとの濃度のま＼素通りしてしまう
（或いは仮に電着したとしても再溶解してしまう）範囲
になる。なお、Ｂ点付近より左方で起こっている電気化
学反応は、主として溶存酸素の還元反応である。
場合のＣｕ ＋２＋ ２ｅ ｗ Ｏｕｏの反応の平衡電
位の値を計算すると、２５Ｃで Ｅ−＋０．２５４（ｖｖａ標準（１規定）水素電極（Ｎ
ＨＫ））−＋ ０．０１ （Ｖ ｖｓ、飽和甘木電極（
ＳＣ！Ｅ））となり、図中に点線で描いた線のようにな
り、この線より卑電位（図で下方）であれば理論上Ｃｕ
＋２をＣｕ０に還元できることが判る。図中ＡＢの範囲
のベッド陰極粒子は点線より貴電位になり、Ｏｕは電着
できない。実際には槽の上下でＯｕの濃度差があるから
ＡＢの長さは槽の上下で僅かに違ってくるが、余り大き
くはないので無視すると、一点鎖線より左方のベッド陰
極はＣｕを電着して回収する能力はなく、この部分はＣ
ｕが電着しないでもとの濃度のま＼素通りしてしまう
（或いは仮に電着したとしても再溶解してしまう）範囲
になる。なお、Ｂ点付近より左方で起こっている電気化
学反応は、主として溶存酸素の還元反応である。
次に同じ槽で、同様の液であるが、Ｃｕ１００ｍｙ／ｌ
Ｘｆ−Ｓｏ −２１４０００ｒｎ９／ｌ １電気伝導
度７ Ｘ １０−’ｓ／ｍの液で、同一条件で電解した
場合について、陰極板に対する液相の電位と、ベッド陰
極の電位を測定すると第４図のようになる。この場合は
、ｆ、 ＳＯ′！が多いため、水溶液の電気伝導度が太
き今 く、水溶液相の電位の勾配が緩やかである。このとき粒
子は下方に点線で示したＯｕ −１−２ｅ−Ｏｕｏの平
衡電位よりも全範囲に亘って卑電位である為、全体が有
効にカソードとして働き、Ｃｕｔ−電着させることかで
きて、水溶液が素通りする部分は無い。
Ｘｆ−Ｓｏ −２１４０００ｒｎ９／ｌ １電気伝導
度７ Ｘ １０−’ｓ／ｍの液で、同一条件で電解した
場合について、陰極板に対する液相の電位と、ベッド陰
極の電位を測定すると第４図のようになる。この場合は
、ｆ、 ＳＯ′！が多いため、水溶液の電気伝導度が太
き今 く、水溶液相の電位の勾配が緩やかである。このとき粒
子は下方に点線で示したＯｕ −１−２ｅ−Ｏｕｏの平
衡電位よりも全範囲に亘って卑電位である為、全体が有
効にカソードとして働き、Ｃｕｔ−電着させることかで
きて、水溶液が素通りする部分は無い。
この例に示したように、同−Ｏｕ濃度の水溶液でもｆ、
５Ｏ−２濃度が異なるとベッド陰極へのＣｕの析出状
態が違う。第３図のような電位勾配を示す水溶液は電気
伝導度の小さい水溶液で、第４図のような電位勾配で示
される水溶液は電気伝導度の大きい水溶液であることは
一般に云いうろことであり、金属の電解採取の難易は水
溶液の電気伝導度と大きい関係をもっている。更に金属
の電解採取の場合の電析に影響を及ぼすファクターに、
電析時の分極の大きさの大小があり、分極の大きい方が
第４図で云えば粒子と液相の間の電位の間隔が離れてい
るので電析する範囲が広くなるが、電解採取は通常低金
属濃度の水溶液から行なうのでどの水溶液でも濃度分極
が大きい為、主として利いてくるのはフ解液の１気伝導
度である。
５Ｏ−２濃度が異なるとベッド陰極へのＣｕの析出状
態が違う。第３図のような電位勾配を示す水溶液は電気
伝導度の小さい水溶液で、第４図のような電位勾配で示
される水溶液は電気伝導度の大きい水溶液であることは
一般に云いうろことであり、金属の電解採取の難易は水
溶液の電気伝導度と大きい関係をもっている。更に金属
の電解採取の場合の電析に影響を及ぼすファクターに、
電析時の分極の大きさの大小があり、分極の大きい方が
第４図で云えば粒子と液相の間の電位の間隔が離れてい
るので電析する範囲が広くなるが、電解採取は通常低金
属濃度の水溶液から行なうのでどの水溶液でも濃度分極
が大きい為、主として利いてくるのはフ解液の１気伝導
度である。
また第３図、第４図ではＯｕ＋２−１−２ ｅ ＃ Ｏ
ｕ”の平衡電位を計算して、Ｃｕの電解採取が可能か否
かを判断したが、実際の水溶液の電解では水の還元によ
るＨガスの発生が副反応として起こり、特に金属の稀薄
水溶液の場合は濃度分極が大きく、金属の析出する電位
は平衡電位からずれて、Ｈガス発生の平衡電位に達して
Ｈガスを伴なうことが多い。Ｈガスの発生自体も陰極板
やベッド陰極粒子の材質や表面状態による水素過電圧が
あるから、平衡電位で起こる訳ではないが、一応計算の
都合上平衡電位を基準にとると、その電位は２５Ｃで、
Ｂ −−０，０５９Ｐ Ｈ（Ｖｖｓ、ＮＨＲｉ）−−０
，０５９ＰＨ−０，２４（Ｖｖｓ、５ＣＫ）、で計算さ
れる。
ｕ”の平衡電位を計算して、Ｃｕの電解採取が可能か否
かを判断したが、実際の水溶液の電解では水の還元によ
るＨガスの発生が副反応として起こり、特に金属の稀薄
水溶液の場合は濃度分極が大きく、金属の析出する電位
は平衡電位からずれて、Ｈガス発生の平衡電位に達して
Ｈガスを伴なうことが多い。Ｈガスの発生自体も陰極板
やベッド陰極粒子の材質や表面状態による水素過電圧が
あるから、平衡電位で起こる訳ではないが、一応計算の
都合上平衡電位を基準にとると、その電位は２５Ｃで、
Ｂ −−０，０５９Ｐ Ｈ（Ｖｖｓ、ＮＨＲｉ）−−０
，０５９ＰＨ−０，２４（Ｖｖｓ、５ＣＫ）、で計算さ
れる。
第３図の例での水素発生の平衡電位は図中（下方）に破
線で示しであるが、Ｃｕの電着するのはこの電位よりも
卑な陰極粒子の部分と考えた方が実際に近い。同様に第
４図中にもＨ２発生の平衡電位を示した。
線で示しであるが、Ｃｕの電着するのはこの電位よりも
卑な陰極粒子の部分と考えた方が実際に近い。同様に第
４図中にもＨ２発生の平衡電位を示した。
こ＼までＯｕの電解採取を例にとって説明したが、Ｎ１
５Ｏ水溶液からのＮ１の電解採取、ＫＡｕ（ＯＮ） ２
水溶液からのＡｕの電解採取、ＫＡｇ（ＯＮ）水溶液か
らのＡｇの電解採取等ついても事情は全部同じであり、
その水溶液の陰極面と隔膜面間での電位−距離図と電気
伝導度とＰＨと、そのＰＨでの水素発生の平衡電位を考
えれば金属を効率よく電解採取できる陰極粒子の範囲の
見当をつけることができる。
５Ｏ水溶液からのＮ１の電解採取、ＫＡｕ（ＯＮ） ２
水溶液からのＡｕの電解採取、ＫＡｇ（ＯＮ）水溶液か
らのＡｇの電解採取等ついても事情は全部同じであり、
その水溶液の陰極面と隔膜面間での電位−距離図と電気
伝導度とＰＨと、そのＰＨでの水素発生の平衡電位を考
えれば金属を効率よく電解採取できる陰極粒子の範囲の
見当をつけることができる。
なお、陰極と隔膜との面間での水溶液槽の電位−距離図
はＳＶつまり流量を大きくしたときは、濃度分極が小さ
くなるので卑電位側にずれる。又、電流を大きくしたと
きは貴電位側にずれるが、この場合は水素発生があるの
で無制限にずれることはなく、ある一定の線より責には
ならない。
はＳＶつまり流量を大きくしたときは、濃度分極が小さ
くなるので卑電位側にずれる。又、電流を大きくしたと
きは貴電位側にずれるが、この場合は水素発生があるの
で無制限にずれることはなく、ある一定の線より責には
ならない。
これらのことを実際に実験した結果、−気伝導度がｌＸ
ｌ０−’ｓ／ｍの水溶液の場合の、第３図で見てＥ′Ｏ
の長さは４〜８．５ｃｍであり、５ Ｘ １０ ｓ／
ｍの水溶液の場合は２〜５の程度であり、Ｉ Ｘ １０
−’ｓ／ｍ以下の水溶液の場合は０〜３ｃｎ程度である
ことが判った。
ｌ０−’ｓ／ｍの水溶液の場合の、第３図で見てＥ′Ｏ
の長さは４〜８．５ｃｍであり、５ Ｘ １０ ｓ／
ｍの水溶液の場合は２〜５の程度であり、Ｉ Ｘ １０
−’ｓ／ｍ以下の水溶液の場合は０〜３ｃｎ程度である
ことが判った。
従って、例えば電気伝導度がＩ Ｘ １Ｏ−４ｓ／ｍの
水溶液の場合は、最大でもＥ’ｌの長さは８．５濡に抑
える必要があり、それより電気伝導度の値の小さい５
Ｘ １０ ”−’ ｓ／ｍの水溶液の場合はＢ’ Ｏの
長さを最大でも５０ｒＩ＆に制限する必要があり・ｌＸ
ｌ０−５ｓ／ｍ以下の水溶液の場合は最大でも３偏に制
限する必要がある。電気伝導度がＩ Ｘ １０ ’ ｓ
／ｍより大きい水溶液の場合は、ｇｏの長さは８．５清
より大きくても良いが、電解採取を要する水溶液は工場
排液が多く、電気伝導度が一定していないことが多いの
で、下限ではＩ Ｘ １Ｏ−４ｓ／ｍ程度の電気伝導度
になることを想定した方が安全である。
水溶液の場合は、最大でもＥ’ｌの長さは８．５濡に抑
える必要があり、それより電気伝導度の値の小さい５
Ｘ １０ ”−’ ｓ／ｍの水溶液の場合はＢ’ Ｏの
長さを最大でも５０ｒＩ＆に制限する必要があり・ｌＸ
ｌ０−５ｓ／ｍ以下の水溶液の場合は最大でも３偏に制
限する必要がある。電気伝導度がＩ Ｘ １０ ’ ｓ
／ｍより大きい水溶液の場合は、ｇｏの長さは８．５清
より大きくても良いが、電解採取を要する水溶液は工場
排液が多く、電気伝導度が一定していないことが多いの
で、下限ではＩ Ｘ １Ｏ−４ｓ／ｍ程度の電気伝導度
になることを想定した方が安全である。
また、Ｂ’（！の幅は余り狭いと流路の抵抗が太きくな
るのと、−解採取するのに、かなり大面積の陰極板を要
するため、０．５濡を下限とすることは前述した通りで
ある。
るのと、−解採取するのに、かなり大面積の陰極板を要
するため、０．５濡を下限とすることは前述した通りで
ある。
以上、纏々説明したが、定性的には次のように述べるこ
ともできる。例えばフィンのついたラジェターの正面に
陽極を置き、ラジェターのパイプを陰極として金属水溶
液中でラジェターに金属を電層させようとするとき、電
気伝導度の大きい液の場合は、フィン全体と芯のパイプ
まで電着させることができるが、１気伝導度の小さい液
の場合は陽極に近い方にしか金属が電着せず、パイプに
近い芯の方は電着しないま−であるため、フィンじであ
る。（但しこの場合は、電気伝導度だけでなく分極の大
きさも利いてくるので、更に正しくは；気伝導度の大小
の代りに均一電着性の大小で述べた方が良い） 以上説明したように本発明の方法は、標準電極電位が亜
鉛より貴な金属を稀薄濃度に含有する水溶液を、適切な
ＳＶと陰極板に対する電流密度を保持し、且つ陰極板と
隔膜との面間隔を好適な範囲に限定して電解を行なうも
のであり、この方法によれば金属の種類により一様では
ないが、−過処理で低いものでも約９０％、通常９５％
以上の回収率で効率よく金属を回収することができる。
ともできる。例えばフィンのついたラジェターの正面に
陽極を置き、ラジェターのパイプを陰極として金属水溶
液中でラジェターに金属を電層させようとするとき、電
気伝導度の大きい液の場合は、フィン全体と芯のパイプ
まで電着させることができるが、１気伝導度の小さい液
の場合は陽極に近い方にしか金属が電着せず、パイプに
近い芯の方は電着しないま−であるため、フィンじであ
る。（但しこの場合は、電気伝導度だけでなく分極の大
きさも利いてくるので、更に正しくは；気伝導度の大小
の代りに均一電着性の大小で述べた方が良い） 以上説明したように本発明の方法は、標準電極電位が亜
鉛より貴な金属を稀薄濃度に含有する水溶液を、適切な
ＳＶと陰極板に対する電流密度を保持し、且つ陰極板と
隔膜との面間隔を好適な範囲に限定して電解を行なうも
のであり、この方法によれば金属の種類により一様では
ないが、−過処理で低いものでも約９０％、通常９５％
以上の回収率で効率よく金属を回収することができる。
以下実施例について説明する。
実施例１
横幅ｘ４ｃｖｌ、奥行ＩＯ濡、深さｎｔｓ（内寸）の塩
化ビニール製の電解槽に、陽極板と隔膜板との面間距離
は５偏、陰極板と隔膜板との面間距離は７．５俤となる
ように、第２図の斜視図に示す如く夫々セットして、陽
極室と陰極室を準備し、陰極室には一６〜＋８メツシュ
（ｙ工Ｓ規格）のグラファイト粒子（東洋カーボン■製
）を高さ１０遍のところまで充填した。
化ビニール製の電解槽に、陽極板と隔膜板との面間距離
は５偏、陰極板と隔膜板との面間距離は７．５俤となる
ように、第２図の斜視図に示す如く夫々セットして、陽
極室と陰極室を準備し、陰極室には一６〜＋８メツシュ
（ｙ工Ｓ規格）のグラファイト粒子（東洋カーボン■製
）を高さ１０遍のところまで充填した。
尚、陽極板、陰極板は各１０ Ｘ １２ Ｘ Ｏ，５清
のグラファイト板（東洋カーボン■製） 、隔ｍ板はア
ニオン交換膜、商品名工ｏＮａｃ、 ＭＡ３４７５ （
室町化学工業製）を夫々使用した。
のグラファイト板（東洋カーボン■製） 、隔ｍ板はア
ニオン交換膜、商品名工ｏＮａｃ、 ＭＡ３４７５ （
室町化学工業製）を夫々使用した。
電解液としては、Ｃｕとして１ｏｏｒｎ９／ｚ、遊離硫
酸１．６ｇ／ｌを含有し、電気伝導度９．４ Ｘ １０
− ’ ｓ／ｍの水溶液を陰極室に下方人口６からＳＶ
は５．０で供給し上方のオーバーフローロアから外部に
放流して一過処理方式で陰極板に対する電流密度０．Ｉ
Ｖｄｍ ％ ２５ Ｃで２４時間電解を打なった。
酸１．６ｇ／ｌを含有し、電気伝導度９．４ Ｘ １０
− ’ ｓ／ｍの水溶液を陰極室に下方人口６からＳＶ
は５．０で供給し上方のオーバーフローロアから外部に
放流して一過処理方式で陰極板に対する電流密度０．Ｉ
Ｖｄｍ ％ ２５ Ｃで２４時間電解を打なった。
この間陽極室内には初めに、硫酸ｉ、 ｓ ｇ７ｔの水
溶液を満した。その結果、８．３８ｇの電気銅が得られ
胴回収率は９９．８％であった。
溶液を満した。その結果、８．３８ｇの電気銅が得られ
胴回収率は９９．８％であった。
比較のため、同じ電解槽を使用し、陰極板と隔膜との面
間距離を９．５薗とした以外は実施例１と同様に同じ電
解液を電解したところ、胴回収率は６８．５％にとまっ
た。
間距離を９．５薗とした以外は実施例１と同様に同じ電
解液を電解したところ、胴回収率は６８．５％にとまっ
た。
この結果から明らかなように、陰極板と隔膜との面間距
離が本発明の範囲外では電流効率が大幅に低下し一過処
理方式では充分な回収率は得られないことが判った。
離が本発明の範囲外では電流効率が大幅に低下し一過処
理方式では充分な回収率は得られないことが判った。
実施例２
電解液として、Ａｕ ４ ｒｒｕｉ／ｌ 、 Ｐ Ｈ４
，０、電気伝導度３． Ｉ Ｘ １０ ｓ／ｍで約０
．５モルのくえん酸及びりん酸を夫々含有する市販の金
めつき水溶液を、実施例１で使用した電解槽を使用して
、陰極板と隔膜との面間距離を３濡、ＳＶを４．０、陰
極板に対する電流密度０．０５ Ａ／ｄｍ とした以
外は実施例１と同様にして電解したところ、電解槽出口
のＡｕ濃度は０．０８ ｒｒｕｉ／ｌとなり金回収率は
９８．０％であった。
，０、電気伝導度３． Ｉ Ｘ １０ ｓ／ｍで約０
．５モルのくえん酸及びりん酸を夫々含有する市販の金
めつき水溶液を、実施例１で使用した電解槽を使用して
、陰極板と隔膜との面間距離を３濡、ＳＶを４．０、陰
極板に対する電流密度０．０５ Ａ／ｄｍ とした以
外は実施例１と同様にして電解したところ、電解槽出口
のＡｕ濃度は０．０８ ｒｒｕｉ／ｌとなり金回収率は
９８．０％であった。
比較例として陰極板と隔膜との面間距離を６．０儂とし
た以外は実施例２と同様の電解を行なったところ、電解
槽出口のＡｕ濃度は１．２０ｒｎ９／ｌに止まり、電気
伝導度が３． Ｉ Ｘ １０＝ ｓ／ｍの場合は上記の
面間隔は５．０偏以下とする必要があることが判った。
た以外は実施例２と同様の電解を行なったところ、電解
槽出口のＡｕ濃度は１．２０ｒｎ９／ｌに止まり、電気
伝導度が３． Ｉ Ｘ １０＝ ｓ／ｍの場合は上記の
面間隔は５．０偏以下とする必要があることが判った。
゛実施例３
電解液としてＮ１を１００ ｍｑ／ｌ ＸＺｎを８０■
／ｌを夫々含有し、各遊離硫酸１．６ ｇ／ｌを含む電
気伝導度１０ Ｘ １０”−’ ｓ／ｍの水溶液を各２
ケ用意し、ｓｖ及び陰極板に対する電流密度を所定値、
陰極板と隔膜との面間距離を８．３ノ一定とした以外は
、実施例１と同様にして電解した。
／ｌを夫々含有し、各遊離硫酸１．６ ｇ／ｌを含む電
気伝導度１０ Ｘ １０”−’ ｓ／ｍの水溶液を各２
ケ用意し、ｓｖ及び陰極板に対する電流密度を所定値、
陰極板と隔膜との面間距離を８．３ノ一定とした以外は
、実施例１と同様にして電解した。
その結果を第１表に示す。
第１表を見て判るようにＮ１の場合ＳＶを３０とすれば
回収不能となり、Ｚｎの場合は電流密度が本発明の範囲
より少し低いと回収不能となる。これらの結果から判る
ように好適条件においても、金属の回収率の高低があり
、その処理条件範囲等も金属により各様であることが理
解されるであろう。
回収不能となり、Ｚｎの場合は電流密度が本発明の範囲
より少し低いと回収不能となる。これらの結果から判る
ように好適条件においても、金属の回収率の高低があり
、その処理条件範囲等も金属により各様であることが理
解されるであろう。
電解液の金属含有濃度が数ｐｐｍと稀薄な水溶液でも均
一電着性があり、且つ一過処理でも効率良く電解され、
標準電極電位が亜鉛より貴な金属を含む水溶液であれば
、本発明の方法により高い回収率を得ることができる。
一電着性があり、且つ一過処理でも効率良く電解され、
標準電極電位が亜鉛より貴な金属を含む水溶液であれば
、本発明の方法により高い回収率を得ることができる。
有害な金属を低濃度に含む工場排水、めっき排水等の処
理に適用すると好適である。
理に適用すると好適である。
第１図は電解槽の縦断面図、第２図はその外観斜視図で
あり、第３図及び第４図は夫々陰極板表面と隔膜表面と
の面間距離と電位との関係を示す電位−距離図であり、
縦軸は電位、Ｅ横軸は上記面間距離である。 １・・電解槽、２・陽極板、３・・陰極板、４・・隔膜
、５・・ベッド陰極、６・・電解質水溶液入口、７・・
オーバーフロー口。 出願人 住友金団鉱山株式会社 第３図 哩 手続補正書 昭和６１年４月１１日 昭和６０年特 許 願第１５９４８５号３、 補正をす
る者 事件との関係 出 願 人 住 所 東京都港区新橋５丁目１１番３号氏 名（名
称）住友金属鉱山株式会社 ５、 補正命令の日付 ６６ 補正により増加する発明の数 （１）明細書１〜２頁の特許請求の範囲を別紙の通りに
補正する。 （２）発明の詳細な説明の欄中下記を次の通りに訂及び
同頁１８行の ｒ Ｉ Ｘ ＩＱ−’ｓ／ｍ Ｊ ｆ ｒ １０ ｍｓ
々Ｊと、７頁９Ｈ１１３頁４行、及び同頁１１行のｒ
５ Ｘ １０−’ｓ／ｍ Ｊを「５ｍシー」と、８頁９
行の 「９ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ Ｊをｒ ９ ｍｓ／ｅ
ｊと、１０頁３〜４行の ［７Ｘ １０−’ ｓ／ｍ ｊを「７０ ｍｓ／１ｙｒ
ｎｊと、１３頁５〜６行及び同１２行の ｒ Ｉ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ Ｊ ｋ ｒ １ ｍｓ
／４ＢＪと、１６頁３行の ｒ ９．．４ Ｘ １０−５ｓ／ｍ ｊを「９．４ｍｓ
／１ｍ」と、１７頁１行及び同１１行の ｒ ３．ｌＸ１Ｏ−５ｓ／ｍ Ｊ ’ｆｔ 「３．１
ｍｓ／１ｍ Ｊと、１７頁１６行の 「１０ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ」を［ＩＱｍｖ論ｊと、
２頁１５行の 「ベット電極の」を「ベッド１極の」と、３頁４行の 「固定床法式」を「固定床方式」と、 ７頁１９行の 「大さく低下して」を［大きく低下してｊと、８頁８行
の 「ｆｓｏ−Ｊを［ｆ、 ５ｏ−２Ｊと、１５頁２０行の ［工○Ｎａｃｊを「工０ＮＡＯＪと、 １６頁１４行の 「％にとまった。」を「％にとどまった。」と、それぞ
れ訂正する。 特許請求の範囲 （１１電解槽を、陽極室と陰極室とに分離する電解用隔
膜と、該陽極室および陰極室内にそれぞれ配置された陽
極板ならびに陰極板と上記隔膜と陰極板との間に充填さ
れた電気伝導性物質とより成る固定床式単極性のベッド
電極電解槽を用いて、稀薄濃度に金属を含有する水溶液
分電解するに際し、標準電極電位が亜鉛より貴な金属ご
稀薄濃度に含有する水溶液を電解液とし、その空間速度
（Ｓ Ｖ）を、陰極室内の電気伝導性物質が流動しない
程度に制限し、且つ陰極板に対する電流密度ｔｏ、０１
〜１．５Ａ／ｄｍ とし、上記陰極板と上記隔膜との面
間隔を対象水溶液の電気伝導度に応じて所定値とするこ
とを特徴とする金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金
属な電解採取する方法。 （２） ｓｖは、２０以下である特許請求の範囲（１
）項に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属
を電解採取する方法。 （３）対象水溶液の電気伝導度力Ｌ１ｏココ以上の場合
の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５〜８．５０％であ
る特許請求の範囲（１）又は（２）項に記載の金属号稀
薄濃度に含有す６水溶液から金属を電解採取する方法。 （４） 対象水溶液の電気伝導度が１０ ｍＳ／ｃｙ
ｍより小さい場合の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５
〜８．０儂である特許請求の範囲（１）又、は（２）項
に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電
解採取する方法。
あり、第３図及び第４図は夫々陰極板表面と隔膜表面と
の面間距離と電位との関係を示す電位−距離図であり、
縦軸は電位、Ｅ横軸は上記面間距離である。 １・・電解槽、２・陽極板、３・・陰極板、４・・隔膜
、５・・ベッド陰極、６・・電解質水溶液入口、７・・
オーバーフロー口。 出願人 住友金団鉱山株式会社 第３図 哩 手続補正書 昭和６１年４月１１日 昭和６０年特 許 願第１５９４８５号３、 補正をす
る者 事件との関係 出 願 人 住 所 東京都港区新橋５丁目１１番３号氏 名（名
称）住友金属鉱山株式会社 ５、 補正命令の日付 ６６ 補正により増加する発明の数 （１）明細書１〜２頁の特許請求の範囲を別紙の通りに
補正する。 （２）発明の詳細な説明の欄中下記を次の通りに訂及び
同頁１８行の ｒ Ｉ Ｘ ＩＱ−’ｓ／ｍ Ｊ ｆ ｒ １０ ｍｓ
々Ｊと、７頁９Ｈ１１３頁４行、及び同頁１１行のｒ
５ Ｘ １０−’ｓ／ｍ Ｊを「５ｍシー」と、８頁９
行の 「９ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ Ｊをｒ ９ ｍｓ／ｅ
ｊと、１０頁３〜４行の ［７Ｘ １０−’ ｓ／ｍ ｊを「７０ ｍｓ／１ｙｒ
ｎｊと、１３頁５〜６行及び同１２行の ｒ Ｉ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ Ｊ ｋ ｒ １ ｍｓ
／４ＢＪと、１６頁３行の ｒ ９．．４ Ｘ １０−５ｓ／ｍ ｊを「９．４ｍｓ
／１ｍ」と、１７頁１行及び同１１行の ｒ ３．ｌＸ１Ｏ−５ｓ／ｍ Ｊ ’ｆｔ 「３．１
ｍｓ／１ｍ Ｊと、１７頁１６行の 「１０ Ｘ １０−’ ｓ／ｍ」を［ＩＱｍｖ論ｊと、
２頁１５行の 「ベット電極の」を「ベッド１極の」と、３頁４行の 「固定床法式」を「固定床方式」と、 ７頁１９行の 「大さく低下して」を［大きく低下してｊと、８頁８行
の 「ｆｓｏ−Ｊを［ｆ、 ５ｏ−２Ｊと、１５頁２０行の ［工○Ｎａｃｊを「工０ＮＡＯＪと、 １６頁１４行の 「％にとまった。」を「％にとどまった。」と、それぞ
れ訂正する。 特許請求の範囲 （１１電解槽を、陽極室と陰極室とに分離する電解用隔
膜と、該陽極室および陰極室内にそれぞれ配置された陽
極板ならびに陰極板と上記隔膜と陰極板との間に充填さ
れた電気伝導性物質とより成る固定床式単極性のベッド
電極電解槽を用いて、稀薄濃度に金属を含有する水溶液
分電解するに際し、標準電極電位が亜鉛より貴な金属ご
稀薄濃度に含有する水溶液を電解液とし、その空間速度
（Ｓ Ｖ）を、陰極室内の電気伝導性物質が流動しない
程度に制限し、且つ陰極板に対する電流密度ｔｏ、０１
〜１．５Ａ／ｄｍ とし、上記陰極板と上記隔膜との面
間隔を対象水溶液の電気伝導度に応じて所定値とするこ
とを特徴とする金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金
属な電解採取する方法。 （２） ｓｖは、２０以下である特許請求の範囲（１
）項に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属
を電解採取する方法。 （３）対象水溶液の電気伝導度力Ｌ１ｏココ以上の場合
の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５〜８．５０％であ
る特許請求の範囲（１）又は（２）項に記載の金属号稀
薄濃度に含有す６水溶液から金属を電解採取する方法。 （４） 対象水溶液の電気伝導度が１０ ｍＳ／ｃｙ
ｍより小さい場合の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５
〜８．０儂である特許請求の範囲（１）又、は（２）項
に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電
解採取する方法。
Claims (4)
- （１）電解槽を、陽極室と陰極室とに分離する電解用隔
膜と、該陽極室および陰極室内にそれぞれ配置された陽
極板ならびに陰極板と上記隔膜と陰極板との間に充填さ
れた電気伝導性物質とより成る固定床式単極性のベッド
電極電解槽を用いて、稀薄濃度に金属を含有する水溶液
を電解するに際し、標準電極電位が亜鉛より貴な金属を
稀薄濃度に含有する水溶液を電解液とし、その空間速度
（ＳＶ）を、陰極室内の電気伝導性物質が流動しない程
度に制限し、且つ陰極板に対する電流密度を０．０１〜
１．５Ａ／ｄｍ＾２とし、上記陰極板と上記隔膜との面
間隔を対象水溶液の電気伝導度に応じて所定値とするこ
とを特徴とする金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金
属を電解採取する方法。 - （２）ＳＶは、２０以下である特許請求の範囲（１）項
に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電
解採取する方法。 - （３）対象水溶液の電気伝導度が１×１０＾−＾４ｓ／
ｍ以上の場合の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５〜８
．５ｃｍである特許請求の範囲（１）又は（２）項に記
載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採
取する方法。 - （４）対象水溶液の電気伝導度が１×１０＾−＾４ｓ／
ｍより小さい場合の陰極板と隔膜との面間隔は、０．５
〜８．０ｃｍである特許請求の範囲（１）又は（２）項
に記載の金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電
解採取する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159485A JPS6220891A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採取する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159485A JPS6220891A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採取する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220891A true JPS6220891A (ja) | 1987-01-29 |
| JPH0210875B2 JPH0210875B2 (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=15694798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159485A Granted JPS6220891A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 金属を稀薄濃度に含有する水溶液から金属を電解採取する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220891A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220844A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Bridgestone Corp | 多層複合成形体及びその製造方法 |
| JPH0387400A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-12 | Kamioka Kogyo Kk | 単極式電解槽及び電解方法 |
| JPH07316865A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-05 | Arefu:Kk | 電解処理方法と電解反応槽 |
| CN1039545C (zh) * | 1993-05-31 | 1998-08-19 | 华东理工大学 | 板框式固定床电极电解槽及其工业应用 |
| JP2012092447A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-05-17 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | コバルトの電解採取方法 |
| CN106757149A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 贵州宏达环保科技有限公司 | 一种从电解锌阳极泥中回收锰、铅、银的方法 |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60159485A patent/JPS6220891A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220844A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Bridgestone Corp | 多層複合成形体及びその製造方法 |
| JPH0387400A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-12 | Kamioka Kogyo Kk | 単極式電解槽及び電解方法 |
| CN1039545C (zh) * | 1993-05-31 | 1998-08-19 | 华东理工大学 | 板框式固定床电极电解槽及其工业应用 |
| JPH07316865A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-05 | Arefu:Kk | 電解処理方法と電解反応槽 |
| JP2012092447A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-05-17 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | コバルトの電解採取方法 |
| CN106757149A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 贵州宏达环保科技有限公司 | 一种从电解锌阳极泥中回收锰、铅、银的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0210875B2 (ja) | 1990-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |