(57)【要約】【課題】電解精錬において電極板の縁部におけるカソード電着物の異常析出を防止する。【解決手段】縁部絶縁部材２０の棒状の絶縁部材本体２２の一側面２２Ａに、電極板１を装着する装着溝２３及び顎部２４を前記絶縁部材本体２２の長手方向に沿って形成する。絶縁部材本体２２においてこの装着溝２３が形成される一側面２２Ａとは反対の側面２２Ｂに、嵌合凹所２５を前記絶縁部材本体２２の長手方向に沿って形成する。絶縁部材本体２２において装着溝２３を挟んで両側に、それぞれ先端を一側面２２Ａ側に突出させた状態にして、庇部２７を設ける。庇部２７を、絶縁部材本体２２に対して着脱可能にして設ける。【選択図】　　　　図２
2004137529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の電解精錬工程に用いられる電極板の縁部に取り付けられる縁部絶縁部材であって、絶縁部材本体に前記電極板を狭持固定するための装着溝及び顎部が形成され、
前記絶縁部材本体には、前記装着溝を挟んで両側に、庇部が設けられていることを特徴とする電解精錬用電極板の縁部絶縁部材。
【請求項２】
前記庇部が、絶縁性、耐酸性、及び耐熱性を有する弾性体によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の電解精錬用電極板の縁部絶縁部材。
【請求項３】
前記庇部が、前記絶縁部材本体に対して着脱を可能にして設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電解精錬用電極板の縁部絶縁部材。
【請求項４】
前記絶縁部材本体の前記装着溝及び顎部が形成される側とは反対の側に、前記装着溝の長手方向に沿って嵌合凹所が形成され、
該嵌合凹所には、支持棒が装着されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電解精錬用電極板の縁部絶縁部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の電解精錬において陰極として用いられる電解精錬用電極板（以下、単に電極板とする）の縁部に装着する縁部絶縁部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属の電解精錬においては、精錬する金属とは異なる金属からなる電極板を陰極とし、これを精錬する金属からなる陽極とともに電解槽に収納して硫酸を含む電解液に浸して電解を行うか（電解精製）、または原料金属が含まれる電解液を用いて電解を行うことで（電解採取）、電極板の両表面に陽極から溶出した金属を析出電着させ、これを剥離して板状精製物を得る（以下、析出電着物をカソード電着物とする）。
この電極板には、例えば後述する特許文献１に記載されているように、電極板の両面に電着するカソード電着物が電極板の縁部において接続するのを防止し、かつカソード電着物の剥離を容易にし、さらに陰陽両極が接触しないように、その周縁部に縁部絶縁部材が取り付けられる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１７１１９３号公報（第４欄第１０行から第１６行、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電解精錬の際には、電極板の縁部近傍で電流密度が高くなるため、この部分でカソード電着物が異常析出して瘤状に成長する。
このように異常析出する部分ではカソード電着物は多孔質となっており、周囲の電解液自体や電解液中に含まれる不純物を吸着してしまうので、このカソード電着物から得られる精錬物中には不純物が多く含まれてしまう。また、カソード電着物の異常析出の度合いによっては、成長したカソード電着物が陽極と接触して両極間がショートし、電解精錬が停止してしまう。
このようなカソード電着物の異常析出は、電解液に膠やチオ尿素等の表面平滑剤を加えてカソード電着物の表面の平滑化を図ることで防止することができるが、鉄の電解精錬やＳＸＥＷ（溶媒抽出−電解採取法）など、電解精錬の種類によっては電解液に表面平滑剤を使用することができないものもある。
【０００５】
例えば、ＳＸＥＷは、低品位の鉱石に鉄酸化細菌、硫黄酸化細菌を含む酸性水を撒布し、これによって得られた銅を含む溶出液を電解液として、電解精錬を行う方法であり、電解精錬に用いた電解液は再び銅の抽出に利用されるため、表面平滑剤等の添加物の混入は抽出に悪い影響を与えるため好ましくない。
このように表面平滑剤を使用することができない電解精錬では、得られるカソード電着物の不純物濃度を低下させることはできなかった。
また、金属鉄の電解精製においては、電流密度が高い電極末端部に多孔質の異常析出物が著しく発生し、硫酸鉄である電解液の付着、吸着が防止できず、製品となる電解生成物中にＳ（硫黄）等の不純物が多く含まれてしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電解精錬において電極板の縁部におけるカソード電着物の異常析出を防止することができる縁部絶縁部材を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる電極板の縁部絶縁部材は、金属の電解精錬工程に用いられる電極板の縁部に取り付けられる縁部絶縁部材であって、絶縁部材本体に前記電極板を狭持固定するための装着溝及び顎部が形成され、前記絶縁部材本体には、前記装着溝を挟んで両側に、庇部が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
このように構成される電極板の縁部絶縁部材においては、絶縁部材本体の装着溝を挟んで両側には、それぞれ先端を電極板と係合される一側面側に突出させて、庇部が設けられている。この縁部絶縁部材を電極板の縁部に装着すると、電極板の縁部近傍が庇部によって周囲を囲われることとなり、この領域では電解精錬の際の電流が遮蔽されるので、カソード電着物の異常析出が生じない。
【０００９】
また、この縁部絶縁部材において、庇部を、絶縁性、耐酸性、及び耐熱性を有する弾性体によって構成してもよい。
この場合には、電極板上に突出する庇部が弾性体によって構成されており、電極板表面に析出したカソード電着物を電極板から剥離する際にカソード析出物と庇部とが干渉しても、庇部を弾性変形させることで、縁部絶縁部材を電極板から取り外さずに、カソード電着物の剥離作業を行うことができる。
縁部絶縁部材を電極板から取り外す作業、及び剥離作業終了後の電極板への取り付け作業を機械化することは難しく、従来はこれらの作業を手作業で行っていたが、本願発明にかかる縁部絶縁部材を用いることで、これらの作業を行う必要がなくなる。
ここで、庇部を構成する弾性体としては、エラストマ−類、特に、絶縁性、耐酸性、及び耐熱性に優れている弾性体（エラストマ−）を用いることが好ましい。
【００１０】
また、この縁部絶縁部材において、庇部が、前記絶縁部材本体に対して着脱を可能にして設けられていてもよい。
この場合には、電極板の運搬やカソード析出物の剥離作業を繰り返すことによって庇部が損傷した場合には、庇部のみを新品と交換することができる。
【００１１】
また、この縁部絶縁部材において、絶縁部材本体の装着溝及び顎部が形成される側とは反対の側に、装着溝の長手方向に沿って嵌合凹所が形成され、嵌合凹所には、支持棒が装着される構成としてもよい。
この構成では、嵌合凹所に支持棒を装着することによって装着溝の幅が狭まることとなって顎部により電極板を強固に狭持することができ、電極板と縁部絶縁部材の密着性を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を用いて説明する。図１及び図２は、本発明の縁部絶縁部材の一実施形態を示したものであり、電極板１を狭持した状態を示すものである。このような縁部絶縁部材２０は、図１に示すように電解精錬時の電極板１の両側縁部に取り付けられるものである。ここで、縁部絶縁部材２０は、電極板１の両側縁部だけでなく下縁部にも設けてもよい。
【００１３】
縁部絶縁部材２０は、棒状の絶縁部材本体２２の一側面２２Ａに、電極板１を装着する装着溝２３及び顎部２４が前記絶縁部材本体２２の長手方向に沿って形成されている。そして、絶縁部材本体２２においてこの装着溝２３が形成される一側面２２Ａとは反対の側面２２Ｂには、嵌合凹所２５が前記絶縁部材本体２２の長手方向に沿って形成されている。
この嵌合凹所２５には、絶縁部材本体２２とは別部材の、この嵌合凹所２５よりも少し大きめにされた円柱状で、回転させることによりの脱着が可能な回転式の支持棒２６が装着されるようになっている。
また、前記顎部２４には、絶縁部材本体２２において一側面２２Ａ及び側面２２Ｂに連なる側面２２Ｃ側から、側面２２Ｃに対向する側面２２Ｄ側に向けて、ピン挿入穴が形成されており、このピン挿入穴には、電極板１に挿通されるピンが挿入されるようになっている。
【００１４】
上記縁部絶縁部材２０の絶縁部材本体２２（ピンを含む）においては、ポリフェニレンエーテル系樹脂や、スーパーエンプラ等のプラスチック類、具体的には、ポリフェニレンエーテルとハイインパクトポリスチレン樹脂を主成分とするものなどであることが好ましい。このようなプラスチック類を用いれば、縁部絶縁部材２０を耐酸性、耐熱性及び強度に優れたものとすることができる。このように縁部絶縁部材２０が耐酸性に優れたものであれば、電解液に対して腐食することなく、長期に亘って使用することができる。また縁部絶縁部材２０が耐熱性に優れたものであれば、電解中、電解液温度が常温＋４０〜５０℃となっても、その形状が大きく変化することなく、電極板１との密着性を高く保つことができる。また、縁部絶縁部材２０が強度に優れるものであるので、カソード電着物の剥離工程時にかかる衝撃力が加わったり、取付時または運搬時に応力が加わっても損傷しにくい。さらに、上記プラスチック類は押出成型性に優れたものであるので、縁部絶縁部材２０の顎部２４等、均一に寸法精度よく成型することができる。
【００１５】
絶縁部材本体２２には、装着溝２３を挟んで両側に、それぞれ先端を一側面２２Ａ側に突出させた状態にして、庇部２７が設けられている。
本実施の形態では、庇部２７は、絶縁部材本体２２に対して着脱可能にして設けられている。庇部２７は長方形板状の部材とされており、絶縁部材本体２２には、その一側面２２Ａにおいて前記装着溝２３を挟んだ両側に、それぞれ長手方向に沿ってスリット２８が形成されている。そして、庇部２７は、一長辺をスリット２８に嵌合させることによって他方の長辺を一側面２２Ａ側に突出させた状態にして絶縁部材本体２２に装着され、スリット２８との嵌合を解除することによって絶縁部材本体２２から取り外される。
ここで、庇部２７の一長辺側には厚み方向に突出する係合突部２７ａが設けられており、絶縁部材本体２２のスリット２８には、内壁面に係合凹部２８ａが形成されており、庇部２７は、係合突部２７ａをスリット２８の係合凹部２８ａに係合させた状態にしてスリット２８に嵌合させることで、絶縁部材本体２２からの脱落が防止されている。
【００１６】
また、庇部２７は、一側面２２Ａからの突出量Ｄを１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内とされており、庇部２７の一側面２２Ａに対する傾斜角度θは、一側面２２Ａの端部から装着溝２３側に向く方向を正とすると、３０°から９０°の範囲内とされている。
【００１７】
この庇部２７は、絶縁性、耐酸性、及び耐熱性を有する弾性体によって構成されている。このような弾性体としては、エラストマ−類、特に、ＴＥＥＥ（サーモプラスチック・ポリ・エーテル・エステル・エラストマー）を用いることが好ましい。
このようなプラスチック類は押出成型性に優れたものであるので、庇部２７を均一に寸法精度よく成型することができる。
【００１８】
このような縁部絶縁部材２０の電極板１への固定は、予め上記電極板１の縁部にピン挿入孔を形成しておいてから、このピン挿入孔が上記縁部絶縁部材２０のピン挿入穴に重なるように、前記電極板１を上記縁部絶縁部材２０の装着溝２３に挟み込み装着した後に、上記絶縁部材本体２２の嵌合凹所２５に、支持棒２６を前記嵌合凹所２５が広がるように装着することにより、絶縁部材本体２２の顎部２４により電極板１と狭持固定するとともに、前記顎部２４に設けられたピン挿入穴に前記ピンをこのピン挿入穴、電極板１のピン挿入孔１ａに差し込むことにより行われる。
このとき、ピンの頭部上に、シリコンコーキング剤等のマスキング剤を塗布して、ピン挿入穴内部を密封することができる。このようにすれば、より電解液の侵入を防ぐことができ、内部の絶縁性をより高めることができる。
【００１９】
また、嵌合凹所２５に支持棒２６を装着することによって、装着溝２３の幅が狭まることによって顎部２４により電極板１を強固に狭持するとともに、上記ピンにより電極板１に縁部絶縁部材２０を固定しているので、電極板１と縁部絶縁部材２０の密着性を高めることができる。
【００２０】
以下、このように構成される縁部絶縁部材２０を装着した電極板１を用いた電解精錬の各工程について説明する。
まず、電極板１を、陰極端子に接続した状態で、電解槽中の硫酸を含む電解液に浸す。ここで、銅の電解精錬の場合には、電解液の温度は５０°Ｃから６０°Ｃであり、この電解採取工程は、例えば１０日間継続して行われる。
そして、この状態で陽極に接続される陽極端子と前記陰極端子との間で電流を流すことで、陽極から溶出した金属、または電解液中に含まれる金属を電極板１の表面に析出、電着させる。
【００２１】
このとき、電極板１の縁部には縁部絶縁部材２０が装着されていて、電極板１の縁部近傍は、庇部２７によって周囲を囲われることとなる。このため、上記電解精錬の際に電極板１の縁部近傍では電流が遮蔽されることとなり、カソード電着物の異常析出が生じない。
このため、カソード電着物の異常析出に由来するカソード電着物への不純物の混入が低減される。
ここで、板本体２の下縁部２ａでは電流密度が高くならないので、析出金属の盛り上がりが少ない。
【００２２】
そして、電解採取工程を終えた後、電極板１を電解槽から引き上げて、常温下で電極板表面に析出したカソード電着物の剥離作業を行う。この剥離作業の所要時間は、２時間から３時間である。
ここで、庇部２７は弾性体によって構成されているので、この縁部絶縁部材２０を装着した電極板１からカソード電着物を剥離する際にカソード析出物と庇部２７とが干渉しても、庇部２７を弾性変形させることで、縁部絶縁部材２０を電極板１から取り外さずに作業を行うことができ、剥離作業に要する労力を大幅に低減することができる。
この剥離作業を終えたのちは、７０°Ｃから８０°Ｃの温水によって電極板１を数秒間洗浄した後、再度電解採取工程に使用する。
【００２３】
また、この縁部絶縁部材２０において、庇部２７は、絶縁部材本体２２に対して着脱を可能にして設けられているので、電極板１の運搬やカソード析出物の剥離作業を繰り返すことによって庇部２７が損傷した場合には、庇部２７のみを新品と交換することができ、メンテナンスが容易になるとともに、メンテナンスにかかるコストを大幅に低減することができる。
【００２４】
ここで、庇部２７の一面２２Ａからの突出量Ｄが１０ｍｍよりも少ないと、電極板１の縁部における電流の遮蔽が不十分となってカソード電着物の異常析出が生じやすくなる。一方、突出量Ｄが２０ｍｍを超えると、電極板において庇部２７によって覆われる領域が大きくなりすぎて、カソード電着物の収率が低下したり、カソード電着物の剥離作業時に庇部２７が干渉して剥離作業が困難となる。
このため、突出量Ｄは１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００２５】
また、庇部２７の一側面２２Ａに対する傾斜角度θが３０°よりも少ないと、庇部２７が電極板１の表面から離れすぎてしまい、電極板１の縁部における電流の遮蔽が不十分となってカソード電着物の異常析出が生じやすくなる。一方、傾斜角度θが９０°よりも大きいと、庇部２７が電極板表面に近くなりすぎて、この部分でのカソード電着物の収率が低下したり、カソード電着物の剥離作業時に庇部２７が干渉して剥離作業が困難となる。このため、庇部２７の一側面２２Ａに対する傾斜角度θは、３０°から９０°の範囲内とすることが望ましい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明にかかる縁部絶縁部材によれば、この縁部絶縁部材を装着した電極板の縁部近傍が庇部によって覆われて，電解精錬の際に電流が遮蔽されることとなるので、カソード電着物の異常析出が生じない。
このため、カソード電着物の異常析出に由来するカソード電着物への不純物の混入が低減される。
【００２７】
また、庇部を弾性体によって構成することで、この縁部絶縁部材を装着した電極板からカソード電着物を剥離する際にカソード析出物と庇部とが干渉しても、庇部を弾性変形させることで、縁部絶縁部材を電極板から取り外さずに作業を行うことができ、剥離作業に要する労力を大幅に低減することができる。
【００２８】
また、この縁部絶縁部材において、庇部を着脱を可能にして設けることで、電極板の運搬やカソード析出物の剥離作業を繰り返すことによって庇部が損傷した場合には、庇部のみを新品と交換することができ、メンテナンスが容易になるとともに、メンテナンスにかかるコストを大幅に低減することができる。
【００２９】
また、この縁部絶縁部材において、絶縁部材本体の装着溝及び顎部が形成される側とは反対の側に、装着溝の長手方向に沿って嵌合凹所が形成され、嵌合凹所には、支持棒が装着される構成とした場合には、嵌合凹所に支持棒を装着することによって装着溝の幅が狭まることとなって顎部により電極板を強固に狭持することができ、電極板と縁部絶縁部材の密着性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる縁部絶縁部材の形状を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる縁部絶縁部材の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１　電解精錬用電極板　　　　２０　縁部絶縁部材
２２　絶縁部材本体　　　　　２２Ａ　一側面
２３　装着溝　　　　　　　　２４　顎部
２７　庇部
【図１】
2004137529.tif 000003
【図２】
2004137529.tif 000004