(57)【要約】【課題】カソード吊手の金具形状に不具合があっても、金属粒の発生を抑制しアノードボックスを損傷することがない電解採取設備を提供する。【解決手段】カソード２と、カソード２に対置して用いるアノード１とからなる組を電解槽内に設置して電解採取する電解採取設備であって、カソード２が、カソードビーム２２からカソード吊手２３を介して吊り下げられたカソード板２１からなり、アノード１が、アノードビーム１２からアノード吊手１３を介して吊り下げられたアノード板１１と、アノード板１１を囲む箱状のアノードボックス１４とからなり、アノードボックス１４における、カソード吊手２３に対向する部位に電気的遮蔽物としての濾布１９が貼付されている。濾布１９によりカソード吊手２３とアノードボックス１４の間の通電が遮蔽されるので、金属粒子が生成しにくくなり、引き上げ時のアノードボックス１４の損傷も生じない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードと、該カソードに対置して用いるアノードとからなる組を電解槽内に設置して電解採取する電解採取設備であって、
前記カソードが、カソードビームからカソード吊手を介して吊り下げられたカソード板からなり、
前記アノードが、アノードビームからアノード吊手を介して吊り下げられたアノード板と、該アノード板を囲む箱状のアノードボックスとからなり、
前記アノードボックスにおける、前記カソード吊手に対向する部位に電気的遮蔽物が貼付されている
ことを特徴とする電解採取設備。
【請求項２】
前記電気的遮蔽物が、濾布である
ことを特徴とする請求項１記載の電解採取設備。
【請求項３】
前記濾布がシリコンコーキングで貼付されている
ことを特徴とする請求項２記載の電解採取設備。
【請求項４】
前記アノードボックスにおいて前記濾布を貼付した部位が、前記カソード吊手よりも幅方向および縦方向において大きい
ことを特徴とする請求項２または３記載の電解採取設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解採取設備に関する。電解採取では、アノードとカソードの組が多数電解槽に挿入されて用いられる。本発明は、このアノードを保護するためのアノードボックスを改良した電解採取設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属における湿式精錬法では、乾式製錬から産出されたニッケルマット及び低品位ラテライト鉱石から硫酸浸出によって産出されたニッケル、コバルト等の混合物であるニッケル硫化物を原料として、原料中に含有されるニッケル、コバルト、銅等の金属の大部分を塩素浸出する。そして、塩素浸出して得られた溶液から金属不純物等を除去した後に、電解採取によって電気ニッケル、電気コバルトを製造する。
【０００３】
電解採取は、鉱石から目的金属を適当な溶媒を用いて浸出し、その浸出液から浄液工程で不純物除去と目的金属イオンの濃縮を行ってえられる電解液から電解により目的金属をカソード上に析出させる工程である。
電解採取のアノードは、伝導体としてだけ働くもので、たとえば塩素ガスが発生する発生極となる。
カソードは電解精製の場合と同じで、目的金属と同じ純金属を種板として用いる場合と、異なる金属を用い、電析後これをはぎ取る場合とがある。
カソードは純金属性のカソード板に、同種金属リボンで作成した吊手を取り付けて、操業に供される。電解浴は、目的金属の可溶性塩の水溶液を電解液とする。
【０００４】
電解採取で使用されるアノード反応は、システムに電流を一巡させるためのもので、不溶性アノード上での塩素ガス等の発生反応が利用される。たとえば、塩化亜鉛の水溶液からの亜鉛の電解採取ではアノードで塩素ガスが発生し、カソードには亜鉛が析出する。この電解を連続的に進行させるため、ある一定の大きさ以上の電圧をかけて操業される。
【０００５】
電解採取設備は、通常、電解槽５０槽程度で操業されており、電解槽１槽につき、５０組程度のアノードとカソードが交互に電解槽に挿入されている。電解槽の構成は図６に示すように、電解槽１０の内部に電解液が貯えられており、アノード１とカソード２の組が交互に配置されて電解液中に浸漬されている。そして、アノード１はアノードビーム１２に吊り下げられ、アノードビーム１２は電解槽の縁にボルト等で固定されている。また、カソード２はカソードビーム２２にカソード吊手２３を介して吊り下げられており、カソードビーム２２は電解槽の縁に引っ掛けられている。
【０００６】
上記の電解採取においては、アノード１側から塩素ガス等が発生するため、不溶性アノードはアノードボックス１４と称する隔壁内に収められ、発生した塩素ガス等は別途回収される。
カソード２は、電解採取工程の前工程で製造され、この段階で、四角形で広い面積を有するカソード板２１にピンセット状の二又に加工したカソード吊手２３を取り付け、このカソード吊手２３の空間にカソードビーム２２を通しており、カソードビーム２２によってカソード板２１を吊り下げるようになっている。
【０００７】
ところで、図７（Ａ）に示すように、カソード吊手２３は、製造工程の不具合で二又の片側部分が長くなって、カソード板２１から浮いた突出部123が発生することがある。このような突出部123の解消には、吊手金具の製造条件を厳密に管理すれば良いが、そうすれば長時間を要することとなって、操業上好ましくない。
かといって、無理して使うと、突出部123付近は局部的に極間距離が短くなっているので、電気抵抗が小さくなっており、図７（Ｂ）に示すように、優先的に金属が析出して金属粒ｍｐが生成する。この金属粒ｍｐが成長して、同図（Ｃ）に示すように、アノードボックス１４と接触し、更にアノードボックス１４を貫いてアノード板に接触すると電気的短絡（ショート）が発生するという電力コスト上の問題が発生する。
また、ショートが発生する前段階で、成長した金属粒ｍｐはアノードボックス１４を構成する濾布を貫通するため、ショートするに至らない場合でも、カソード引き上げ時にアノードボックス１４を裂開してアノードボックス１４の交換頻度が上昇するという設備コスト上の問題が発生する。
【０００８】
特許文献１には、カソードスペーサーを使用して電流を適切に遮蔽することにより、カソード周縁部における金属粒ｍｐの発生を防止する方法が公開されている。しかし、この特許文献１の従来技術ではカソード周辺部の電流遮蔽には効果があるがカソード吊手の金具部分における金属粒ｍｐの成長を防止することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−２８７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、カソード吊手の金具形状に不具合があっても、金属粒の発生を抑制し、アノードボックスを損傷することなく、操業の継続が可能な、電解採取設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の電解採取設備は、カソードと、該カソードに対置して用いるアノードとからなる組を電解槽内に設置して電解採取する電解採取設備であって、前記カソードが、カソードビームからカソード吊手を介して吊り下げられたカソード板からなり、前記アノードが、アノードビームからアノード吊手を介して吊り下げられたアノード板と、該アノード板を囲む箱状のアノードボックスとからなり、前記アノードボックスにおける、前記カソード吊手に対向する部位に電気的遮蔽物が貼付されていることを特徴とする。
第２発明の電解採取設備は、第１発明において、前記電気的遮蔽物が、濾布であることを特徴とする。
第３発明の電解採取設備は、第２発明において、前記濾布がシリコンコーキングで貼付されていることを特徴とする。
第４発明の電解採取設備は、第２または第３発明において、前記アノードボックスにおいて前記濾布を貼付した部位が、前記カソード吊手よりも幅方向および縦方向において大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、電気的遮蔽物によりカソード吊手とアノードボックスの間の通電が遮蔽されるので、金属粒子が生成しにくくなり、ショートも発生せず、引き上げ時のアノードボックスの裂開も生じない。
第２発明によれば、電気的遮蔽物が濾布なので、薄く仕上げることができ、電解槽内でのアノードとカソードの間の間隔を狭いままに維持でき、電解効率を高く維持したまま操業できる。
第３発明によれば、シリコンは塩素浸出後の溶液に侵されないので、濾布が剥がれず、長期にわたって金属粒子の成長を防止しうる。
第４発明によれば、濾布の面積がカソード吊手よりも広いのでアノードやカソードの電解槽への挿入位置に多少のずれがあっても、効果的に通電が遮蔽され金属粒子の生成を防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電解採取設備におけるアノードの正面図である。
【図２】（Ａ）は図１のIIa線矢視で示すアノードの側面図、（Ｂ）は同図IIb線矢視で示すアノードの断面図である。
【図３】（Ａ）はカソードの正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図４】アノードにカソードを重ねた状態の正面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視側面図である。
【図６】電解採取設備の部分断面図である。
【図７】従来の電解採取設備で生じた問題点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の電解採取設備はアノードボックスに工夫したものであるが、カソードの構造とも関係する工夫であるので、以下にアノードの構造とカソードの構造を、その順に説明する。
【００１５】
図１および図２に基づき、まずアノードを説明する。
アノード１は、アノード板１１と、それを吊り下げるアノードビーム１２と、アノード板１１をアノードビーム１２に連結するアノード吊手１３を有する。
アノード板１１は電解槽内で伝導体として働く金属板であり、チタン板や銅合金板、コバルト合金板などが用いられる。
【００１６】
アノード吊手１３はアノード板１１と同種金属の平板であり、２本用いられている。アノードビームは、銅製の棒材にニッケルメッキなどを施したものであり、ボルト等でアノード吊手１３に固定されている。
【００１７】
アノード１のアノード板１１は塩素ガス等の発生極となるので、発生したガスを集め外部へ逃がすためのアノードボックス１４で囲まれている。
このアノードボックス１４の構成は、塩化ビニール等の合成樹脂製の枠体１５に濾布１６を貼付し、濾布１６の上端縁をゴム製のＯリング１７等で止めたものである。つまり、アノード板１１は濾布１６で正面、背面、両側面を囲まれた構成となっている。
なお、枠体１５の上端適所には吸引パイプ１８が取付けられ、発生したガスはこの吸引パイプ１８から外部に向けて排出されるようになっている。
【００１８】
上記構成のアノードボックス１４における正面側および裏面側の濾布１６に重ねて電気的遮蔽物としての濾布１９が貼付されている。
本発明で用いる電気的遮蔽物としては、通電を阻止する遮蔽物であればよいが、アノードボックス１４を構成する濾布１６に貼付可能で、かつ薄い物が好適である。
本実施形態では、このような電気的遮蔽物として、濾布１９を用いている。この濾布１９はアノードボックス１４を構成する濾布１６と全く同じ素材でもよく、多少異なるものであってもよい。
【００１９】
図３に基づき、カソード２を説明する。
カソード２は、カソード板２１と、それを吊り下げるカソードビーム２２と、カソード板２１をカソードビーム２２に連結するカソード吊手２３からなる。
カソード板２１は、目的金属と同じ金属を用いたものや異なる金属を用いたものがある。
カソード吊手２３は、カソード板２１と同種金属の薄い平板をピンセットに似た二又状に折り曲げたものである。このカソード吊手２３を２本用い、それぞれの端部をカソード板２１の上端縁にスポット溶接等で固定している。そして、カソードビーム２２はカソード吊手２３の上端湾曲部に通されている。
【００２０】
電気的遮蔽物としての濾布１９は、図４に示すように、カソード吊手２３に対向する部位において、アノードボックス１４を構成する濾布１６の上に重ねて貼付されている。
この濾布１９は薄いので、電解槽内でのアノードとカソードの間の間隔を狭いままに維持でき、電解効率を高く維持したまま操業できる。
【００２１】
濾布１９を貼り付けるための接着剤は、塩素浸出後の溶液に侵されないものであれば何でも良いが、通常の電解採取操業時において、カソードスペーサー等の補修剤としても用いられるシリコンコーキング剤（例えば、セメダイン社製、品名：セメダイン8060プロ）を使用するのが好ましい。シリコンは塩素浸出後の溶液に侵されず、しかも前記コーキング剤は、わざわざ別の接着剤等を用意しなくてよいので、資材準備の手間が少なくなるからである。
【００２２】
濾布１９の大きさは、カソード吊手２３の電解槽への浸漬部分よりも、深さと幅の両方において、大きくすることが好ましい。この大きくする余裕寸法は、経験的に定めてよいが、たとえば数１０ｍｍ程度である。
そうすることによって、カソード２やアノード１の電解槽への挿入位置は毎回多少の位置ズレが生ずるが、そうした位置ズレがあったとしても、濾布１９の大きさに余裕があれば、通電遮蔽が効果的に行われることになる。したがって、カソード吊手２３とアノードボックス１４との間で通電が遮蔽され、金属粒子ｍｐが発生しにくくなる。
【００２３】
電解採取設備におけるカソード２は、一般的に既にアノード１が槽内に固定された状態の電解槽に、電解クレーンと称する電極用のクレーンを使用して、電解槽に挿入される。本発明の濾布１９を用いた電解採取設備では、特にアノード挿入時のクレーンの操作に正確さを求めなくてよくなるので、位置調整に時間を要せず、操業効率を向上させることができる。
【００２４】
なお、電気的遮蔽用の濾布１９のサイズは、電気的遮蔽の目的ではこのサイズより大きければ大きいほど効果が高くなるが、逆に、電解採取という本来の目的からは、操業効率が低下する方向になるため、上記した余裕寸法を確保しつつ最小限の大きさとすることが望ましい。
【実施例】
【００２５】
つぎに、実施例により、その効果を説明する。
（実施例と比較例の共通の条件）
カソード２：約１ｍ四方のコバルト合金製のカソード２を用意した。
カソードの吊手金具２３には不具合が発生しており、製造されたカソード２のうち、約１０％ではカソード吊手２３が、通常の吊手が４０ｍｍ四方の浸漬部分を有するのに対して、片方の吊手が６０ｍｍと長く、しかも端面が５ｍｍ程度浮き上がっていた。幅は４０ｍｍであった。
アノード１：不溶性アノード板１１をアノードボックス１４中に備えており、このアノード１は、アノードビーム１２を電極であるブスバーを介して電解槽の縁にボルト固定することにより、電解槽内に設置されている。
【００２６】
（実施例１）
不具合の発生しているカソード吊手２３に正対する位置にあるアノードボックス１４には、本発明のアノードボックスを使用した。
上記以外は、カソード吊手２３の不具合が無い場合と同様に、電解採取操業を行った。
その結果、実施例１では、１回の電解操業（カソード２を電解槽に装入して、所定量の金属を電着させて引き上げる（電解槽からカソード２を取り出す））の間に、１槽当たりのショートの発生件数ゼロ件。カソード２の引き上げ時のアノードボックス破損件数は、１槽当りゼロ件であった。
【００２７】
（比較例１）
実施例１のアノードボックスを使用するかわりに、塩化ビニール製の板で作成した電流遮蔽用のカバーを、アノードボックス１４とカソード吊手２３の間にぶら下げた。
それ以外は、実施例１と同様に電解操業を行った。
その結果、１回の電化操業の間に、ショートの発生件数、１槽当り１件。カソードの引き上げ時のアノードボックス破損件数は、１槽当り４件であった。
【００２８】
（比較例２）
実施例１のアノードボックスを使用するかわりに、濾布で作成した電流遮蔽用のカバーを、アノードボックス１４とカソード吊手２３の間にぶら下げた。
それ以外は、実施例１と同様に電解操業を行った。
その結果、１回の電化操業の間に、ショートの発生件数、１槽当り２件。カソードの引き上げ時のアノードボックス破損件数は、１槽当り５件であった。
【００２９】
本実施形態の電解採取設備によれば、カソード吊手２３に不具合があっても、金属粒子ｍｐの発生を抑制し、アノードボックス１４を損傷することなく、操業の継続が可能となる。従来はカソード吊手２３に不具合が発生している期間に操業すると、１回の電解操業において、５枚／槽（５０槽として、２５０枚）のアノードボックス交換が必要であったにも関わらず、本実施形態のアノードボックス１４を使用してからはアノードボックス交換がゼロとなった。
【符号の説明】
【００３０】
１    アノード
２    カソード
１４    アノードボックス
１６    濾布
１９    電気的遮蔽物としての濾布
２３    カソード吊手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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