JPS6254878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ニツケルまたはコバルトの電解採取
法に関するものである。

硫酸イオン及び／または塩素イオンを含有する
電解質からニツケルまたはコバルトを電解採取す
る工程において、所望の金属は陰極上に電着する
が、存在するアニオンに応じて塩素または酸素が
陽極において発生する。硫酸塩電解質の場合の酸
素発生に伴なつて、硫酸の形成によつてPHが低下
する。

各陽極とその隣接陰極との中間に透過性膜また
は隔膜を配置する。塩化物電解質からの電解採取
の場合、この隔膜は陽極で発生した塩素を陽極の
近傍に局限するのに役立ち、環境に有害な発煙を
防止するための適当なフードを備える事ができ
る。硫酸塩電解質からの電解採取の場合には、隔
膜は低PH状態を陽極近傍に局限する事によつて、
ニツケルまたはコバルトの電着が水素発生より優
先的に生じるのに必要な低酸性PHに電解質の大部
分を保持するのに役立つ。

主電解質区画中への塩素または酸性陽極液の逆
拡散を防止するため、陰極から隔膜を通して陽極
への電解質の順流が保持される。この流れを保持
する１つの方法は、陽極を包囲する隔膜、即ち隔
膜バツグを使用するにある。これによつて、各陽
極バツグ内部のスペースは陽極液区画を成し、こ
れに対してバツク外部のスペースは電解槽の大部
分の電解質を成す。この様な構造は例えば同時米
国特願第288455号に記載されている。

この様な隔膜バツグを備えた陽極操作において
見られる問題点は、その電解槽の各陽極液区画内
において同一条件を保持するのが困難な事であ
る。各陽極液区画から電解質を抽出する速度の間
に差違があれば、その結果高い陽極液水準を生
じ、これは酸濃度を絶えず成長させると同時に望
ましくない静水頭を生じ、その結果、１つまたは
複数の陽極バツグからの逆拡散を生じ、これは電
流効率の低下をもたらし、また酸ミストあるいは
塩素ガスがフードを有しない大部分の電解質から
脱出すれば環境汚染の問題を生じる可能性があ
る。

従来、各陽極液上方の密封スペースから吸引作
用でガスを抽出し、また陽極バツグの側面に備え
られた排出口から陽極液そのものを抽出する方法
が提案された。或いはまた、陽極バツグの側面の
単一出口から液とガスの両方を抽出する方法が提
案された。これらのいずれの構造を用いても電解
質流の均等化が達成困難な事が発見された。各陽
極液出口の水準の１インチの何分の１かの比較的
小さな変動でさえも、陽極液流の許容できない変
動に導く。

本発明は各電解槽の中の電解質流が簡便に均等
価される様にした陽極液バツグによる陽極電解採
取法を提供する事を目標としている。

小量の泡が電解質の中に含まれる場合、陽極液
区画から電解質とガスを一緒に泡として抽出する
事によつて陽極液バツグ使用陽極電解採取操作を
実施できる事が発見された。この様にすれば、間
欠的抽出ではなく定常的抽出が実施され、各電解
槽の抽出口の水準のわずかの変動にもかかわら
ず、均等流が得られる。

故に、相互に離間された不溶性陽極と陰極を備
え、各陽極はその浸漬部分を包囲した陽極液区画
を限定するための隔膜手段を備え、供給電解質は
陽極液区画の間のスペースの中に導入され、消費
済み電解質は各陽極液区画から抽出される様にし
た装置の中で電解質からニツケルまたはコバルト
を電解採取する方法において、陽極液区画内部に
おいて電解質表面上に少なくとも３cm厚さの安定
した泡層を形成するに足る量の泡立剤を供給電解
質中に含ませる段階と、各陽極液区画から泡を連
続的に抽出して消費済み電解質と陽極発生ガスと
を同時的に装置から抽出する段階とを含む改良法
が提供される。

本発明の方法は、硫酸塩、塩化物または混合イ
オン媒質からニツケルとコバルトのいずれをも電
解採取するために同時に使用する事ができる。本
発明の好ましい実施態様によれば、非浸漬端部の
近くにフランジ部分を備えた陽極が使用される。
この様な場合、隔膜手段は、一端においてこのフ
ランジに固着され他端において閉じられた簡単な
スリーブ状部材とする事ができる。陽極液上の安
定泡層の存在は、ガスと消費済電解質の同時的抽
出を実施する方法の成功にとつて絶対に必要であ
る。この様に必要な泡は、電解質系の中に許容で
きないイオンスピーシズを導入する事のない適宜
の泡立剤を供給電解質中に含ませる事によつて保
持する事ができる。例えば米国、ミシガン、ミド
ランド、ダウケミカル社から商標“DOWFAX”
で市販されている様な、浮選剤として市販されて
いる多くの界面活性剤をこの目的に使用する事が
できる。更に詳しく述べれば、本発明の方法にお
いて優れた結果を与える事が発見された泡立剤は
硫酸ラウリルナトリウムであつて、これは10〜50
mg／、例えば30mg毎電解質リツトルの濃度で所
望の安定した泡を形成する事が発見された。順調
な連続抽出を行なう為には、少なくとも３cmの泡
層厚さ（即ち深さ）を陽極液表面に保持しなけれ
ばならない。５〜10cmの厚さの泡層をもつて電解
槽を操作する事が好ましい。

以下本発明を図面に示す実施例について詳細に
説明する。

第１図においては、本発明に関連する装置部分
のみを図示し、電極クロスバー及びこれらが載置
されるブスバー等の標準的部品は図面の簡略化の
ために省略してある。電解槽１１は複数の陽極板
１２を収容し、これらの陽極板は相互に離間され
てその間に複数の陰極１３を間挿されている。こ
れらの陰極は好ましくは板状とするが、他の幾何
学形状も使用する事ができる。これらの陽極と陰
極は、使用される電解質の中に不溶の物質から成
り、また公知の様に複合構造を有する事ができ
る。各陽極は一体的シヨルダ１４を備え、このシ
ヨルダ１４は防極バツグ１５の開放端を適当に固
着するためのフランジを成している。この陽極バ
ツグは陽極液区画１６を限定し、これに対して陰
極液１７は、陽極バツグを除く電解槽容積の大部
分を占める。陽極で発生したガスは、各陽極バツ
グの陽極液水準の上方に泡ヘツド１８を保持し、
また泡抽出管１９の末端はこの泡層の内部にあ
る。この泡抽出管は共通のヘツダパイプ２０と連
通し、ヘツダパイプは減圧源（図示されず）に接
続されている。供給液入口を通して陰極液を循環
させる事によつて電解槽水準２１を保持し、また
陽極液を抽出して陽極液水準２２を保持する事に
よつて、バツグを通しての所望方向への電解質流
を保証する。

第２図において陽極の構造を更に詳細に示す。
この図から明白な様に、各陽極１２と一体を成す
フランジ１４は外周グループ２３を備える。この
グループは、陽極バツグを対応の電極に固着する
ための“Ｏ”リングを少なくとも部分的に受ける
のに役立つ。

硫酸塩並びに硫酸塩／塩化物混合物の電解質か
らコバルトを電解採取する場合の本発明方法を評
価するためのテストに前記の型の装置を使用し
た。本発明による各テストにおいて、約100ｇ／
のコバルト濃度と約５のPHとを有する供給電解
質の中に、30mg／の硫酸ラウリルナトリウムが
存在した。比較のため、電解質中に泡立剤を使用
する事なく同一装置でテストを実施した。50〜60
℃の温度で、５〜10日間ずつ、約200アンペア毎
平方メートルの電流密度でコバルトを電解採取す
る数回のテストののち、下記の事項が観察され
た： (1) 本発明によるテストの場合、泡抽出管の高さ
は臨界的ではなかつた事が発見された。

(2) 各区画から抽出された陽極液中の硫酸濃度の
範囲が約70〜90ｇ酸／リツトルに過ぎなかつた
事から、流れの均等化と酸の逆拡散現象の排除
が証明された。これに対して、泡立剤が電解質
中に存在しない場合、陽極液の酸濃度は約40
ｇ／と100ｇ／の間を変動した。

(3) 供給率と抽出率との平衡条件における陰極液
PHは、本発明によるテストにおいては3.5であ
つたが、比較テストにおいては2.5にすぎなか
つた事から、酸の逆拡散現象の排除が確認され
た。その結果本発明を使用する場合の電流密度
が高い。

(4) 電解槽上方のガス試料をコバルトについて分
析し、本発明によるテストの場合は、0.01〜
0.2mg／m³が存在したのに過ぎないのに対し
て、泡立剤抽出等の存在しない場合には0.1〜
0.3mg／m³にも達した事が発見された。泡立剤
が存在するテストの場合と同様に陰極液PHを
3.5とするためにアルカリを加えて比較テスト
を実施した場合でも、これらの比較テストの結
果、同様に高いコバルト汚染が見られた。故
に、このコバルト汚染は酸性条件によるもので
はなく、隔膜を通して陰極液中に隔散した陽極
ガスの放出によるミストの結果である。

本発明は前記の説明のみに限定されるものでな
く、その趣旨の範囲内において任意に変更実施で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための電解採
取槽の一部の略示的断面図、また第２図は第１図
の装置に使用される陽極の斜視図である。 １１……電解採取槽、１２……陽極、１３……
陰極、１４……シヨルダ、１５……陽極液バツ
グ、１６……陽極液区画、１７……陰極液、１８
……泡層、１９……泡抽出管、２０……ヘツダパ
イプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交互に一定間隔で配置された不溶性陽極と陰
   極とを有し、各陽極は、その浸漬部分を包囲する
   陽極液区画を限定する隔膜手段を備え、また供給
   電解質は陽極液区画間スペースに導入され、消費
   済電解質は各陽極液区画から抽出される様にした
   装置において電解質からニツケルまたはコバルト
   を電解採取する方法において、陽極液区画内部の
   電解質液面上に少なくとも３cm厚さの安定泡層を
   形成するに足る量の泡立剤を供給電解質中に含有
   させる段階と、各陽極液区画から連続的に泡を抽
   出する事によつて消費済電解質と陽極発生ガスと
   を同時に装置から抽出する段階とを含む方法。 ２ 各陽極はその非浸漬部分に隣接してフランジ
   部分を備え、隔膜手段は、その下端において閉じ
   またその上端において陽極の前記フランジ部分に
   密着されて陽極液区画とその上方の液外部分とを
   包囲するスリーブ状部材から成る事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項による方法。 ３ 各陽極は泡抽出管を備え、この抽出管は陽極
   のフランジ部分を貫通し、また操作時には、その
   上端が減圧源に接続され、またその下端は前記液
   外部分の中の一点に終る事を特徴とする特許請求
   の範囲第２項による方法。 ４ 供給電解質中に存在する泡立剤は硫酸ラウリ
   ルナトリウムを含む事を特徴とする特許請求の範
   囲第１項による方法。 ５ 泡立剤の量は約10乃至50ミリグラム毎電解質
   リツトルとする事を特徴とする特許請求の範囲第
   ４項による方法。