(57)【要約】【課題】電解に伴うニッケルイオン含有水溶液のｐH変動を抑制して電析により効率よく金属ニッケルを回収することが可能なニッケル電析回収装置を提供する。【解決手段】ニッケル電析回収装置１０は、表面粗度が調節されたチタン製陰極１４を備え、ニッケルイオン含有水溶液１２で満たされる陰極槽１６と、陰極槽１６に陰イオン交換膜１７を介して連接して設けられ、不溶性陽極１８を備えアルカリ水溶液２０で満たされる陽極槽２１と、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを３〜６の範囲に保つ第１のｐＨ制御手段２２と、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨを８以上の範囲に保つ第２のｐＨ制御手段２３と、チタン製陰極１４と不溶性陽極１８との間に流す電流密度を、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２中のニッケルイオン濃度の低下に応じて低下させる電流制御手段２４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルイオン含有水溶液から電析により金属ニッケルを回収するニッケル電析回収装置であって、
表面粗さが調節されたチタン製陰極を備え、該チタン製陰極の接続端子側を除いた領域の周囲が前記ニッケルイオン含有水溶液で満たされる陰極槽と、
前記陰極槽に陰イオン交換膜を介して連接して設けられ、不溶性陽極を備え、該不溶性陽極の接続端子側を除いた領域の周囲がアルカリ水溶液で満たされる陽極槽と、
前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液のｐＨを３〜６の管理範囲に保つ第１のｐＨ制御手段と、
前記陽極槽内の前記アルカリ水溶液のｐＨを８以上の管理範囲に保つ第２のｐＨ制御手段と、
前記チタン製陰極と前記不溶性陽極との間に流す電流密度を、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液に含まれるニッケルイオン濃度の低下に応じて低下させる電流制御手段とを有することを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項２】
請求項１記載のニッケル電析回収装置において、前記チタン製陰極の表面には酸化被膜が形成されていることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のニッケル電析回収装置において、前記第１のｐＨ制御手段は、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液のｐＨを逐次測定するｐＨ測定部と、得られた測定ｐＨ値に基づいて該ニッケルイオン含有水溶液のｐＨを３〜６の管理範囲に設定される酸性管理値に調節する第１のｐＨ調節部とを有していることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のニッケル電析回収装置において、前記第２のｐＨ制御手段は、前記陽極槽と連通し、前記アルカリ水溶液の一部を取り出して一時貯留しながら該陽極槽へ戻すポンプを備えた循環槽と、該循環槽内の該アルカリ水溶液のｐＨを逐次測定し、得られた測定ｐＨ値に基づいて該循環槽内の該アルカリ水溶液のｐＨを８以上の管理範囲に設定されるアルカリ性管理値に調節する第２のｐＨ調節部とを有していることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のニッケル電析回収装置において、前記第２のｐＨ制御手段は、前記陽極槽内の前記アルカリ水溶液のｐＨを測定し、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液に含まれるニッケルイオン濃度が予め設定した目標ニッケルイオン濃度に低下する間に行われる前記陽極槽内の前記アルカリ水溶液の電解による該アルカリ水溶液中の水酸基の理論消耗量を算出する演算部と、該理論消耗量に基づいて、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液に含まれるニッケルイオン濃度が前記目標ニッケルイオン濃度に低下するまで、前記陽極槽内の前記アルカリ水溶液のｐＨを８以上に保つアルカリ成分量を算出して該アルカリ水溶液に加えるｐＨ管理部とを有していることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のニッケル電析回収装置において、前記電流制御手段は、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液のニッケルイオン濃度毎に前記チタン製陰極と前記不溶性陽極との間に流す最適電流密度を定めた電流密度設定データを予め記憶しておき、前記ニッケルイオン含有水溶液のニッケルイオン濃度を求め、該ニッケルイオン濃度に対応する前記最適電流密度を前記電流密度設定データから求める電流設定部を有していることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のニッケル電析回収装置において、前記ニッケルイオン含有水溶液中には、塩化物イオンが含まれていることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のニッケル電析回収装置において、前記チタン製陰極の表面粗さは、算術平均粗さＲａ評価で１〜１００μｍであることを特徴とするニッケル電析回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケルイオン含有水溶液から電析により金属ニッケルを回収するニッケル電析回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラスチック製品の表面にめっき処理を行うめっき生産ラインの工程は、前処理工程と、めっき処理工程と、水洗工程に大別される。この中で、水洗工程で最初に排出される水洗水（以下、単に水洗水という）にはニッケルイオンが高濃度で含まれている。そこで、水洗水を回収し濃縮してめっき処理工程、例えば、光沢ニッケルめっき処理を行うめっき槽へ戻すことが経済的と考えられる。しかし、濃縮した水洗水には、めっき液に加えた有機添加剤が電解されて生じた分解物や変成物が多量に含まれているため、水洗水をめっき槽に戻すとめっきの外観不良と品質低下を引き起こす可能性が高い。このため、現状では、水洗水は産廃物として処分されており、資源の有効活用や環境負荷の低減の観点から、水洗水に含まれるニッケルの効率的な回収が望まれている。例えば、特許文献１には、水洗水からニッケルを回収する方法として、ニッケルイオンをイオン交換樹脂に吸着させて回収することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ニッケルイオンの回収率を高めるには多量のイオン交換樹脂が必要なこと、イオン交換樹脂再生（ニッケルの離脱）にも多量の薬品が必要なこと、イオン交換樹脂の再生には長時間を要すること等の問題が存在している。
そこで、従来から使用されているニッケルめっき廃液の処理装置、例えば、ニッケルめっき廃液を電解還元処理してニッケルを回収する装置を用いて、水洗水を処理することが考えられるが、この装置では陽極に不溶性陽極を用いているため、長時間の電解を行うと電解槽中の水洗水のｐHが著しく低下し、ニッケルの回収効率が大きく損なわれるという問題が生じる。
更に、回収液中に塩化物イオンが含まれている場合、不溶性陽極を使用すると、塩素ガスが発生するため、大掛かりな排気設備が必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、電解に伴うニッケルイオン含有水溶液のｐH変動を抑制して電析により効率よく金属ニッケルを回収することが可能なニッケル電析回収装置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】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係るニッケル電析回収装置は、ニッケルイオン含有水溶液から電析により金属ニッケルを回収するものであって、
表面粗度が調節されたチタン製陰極を備え、前記ニッケルイオン含有水溶液で満たされる陰極槽と、
前記陰極槽に陰イオン交換膜を介して連接して設けられ、不溶性陽極を備え、アルカリ水溶液で満たされる陽極槽と、
前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液のｐＨを３〜６、好ましくは４〜５の管理範囲に保つ第１のｐＨ制御手段と、
前記陽極槽内の前記アルカリ水溶液のｐＨを８以上の管理範囲に保つ第２のｐＨ制御手段と、
前記チタン製陰極と前記不溶性陽極との間に流す電流密度を、前記陰極槽内の前記ニッケルイオン含有水溶液に含まれるニッケルイオン濃度の低下に応じて低下させる電流制御手段とを有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るニッケル電析回収装置においては、ニッケルイオン含有水溶液を貯留する陰極槽とアルカリ水溶液を貯留する陽極槽が陰イオン交換膜を介して連接しているので、第１及び第２のｐＨ制御手段によりニッケルイオン含有水溶液のｐＨ及び陽極槽のアルカリ水溶液のｐＨをそれぞれの管理範囲に容易に調整することができる。そして、陰極槽と陽極槽のｐＨをそれぞれ適切な値に保持しながら、電流制御手段により、ニッケルイオン含有水溶液中のニッケルイオン濃度に応じてチタン製陰極と不溶性陽極との間に流す電流密度を変化させることができるので、ニッケルイオン含有水溶液からの金属ニッケルの電析を効率よく維持することができ、金属ニッケルの回収率を向上させることが可能になる。
また、陽極槽のアルカリ水溶液のｐＨ調整が可能なため、ニッケルイオン含有水溶液中に塩化物イオンが含まれていても、塩素ガスの発生を抑制することができる。その結果、大掛かりな排気設備が不要になって、ニッケル電析回収装置の製造コストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るニッケル電析回収装置の説明図である。
【図２】チタン製陰極の部分拡大側断面図である。
【図３】変形例に係る第２のｐＨ制御手段の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るニッケル電析回収装置１０は、例えば、ニッケルめっき生産ラインの水洗工程で最初に排出される水洗水の貯留タンク（図示せず）から送水配管１１を介して搬送されたニッケルイオン含有水溶液１２から電析により金属ニッケル１３を回収するものであって、表面粗さが調節されたチタン製陰極１４を備え、チタン製陰極１４の接続端子１５側を除いた領域の周囲がニッケルイオン含有水溶液１２で満たされる陰極槽１６と、陰極槽１６に陰イオン交換膜１７を介して連接して設けられ、酸化イリジウム製の不溶性陽極１８を備え、不溶性陽極１８の接続端子１９側を除いた領域の周囲がアルカリ水溶液２０で満たされる陽極槽２１とを有している。
【００１０】
更に、ニッケル電析回収装置１０は、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを３〜６、好ましくは４〜５の管理範囲に保つ第１のｐＨ制御手段２２と、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨを８以上の管理範囲に保つ第２のｐＨ制御手段２３と、チタン製陰極１４と不溶性陽極１８との間に流す電流密度を、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２に含まれるニッケルイオン濃度の低下に応じて低下させる電流制御手段２４とを有している。以下、詳細に説明する。
【００１１】
図２に示すように、チタン製陰極１４の表面側には、例えば、サンドブラスト処理を施して、表面粗さが、例えば、算術平均粗さＲａ評価で１〜１００μｍ、好ましくは２〜２０μｍ、より好ましくは３〜６μｍとなる凹凸部２５を形成する。チタン製陰極１４の表面側に凹凸部２５を多数設けることで、電析する金属ニッケル１３が、凹凸部２５内に電析する金属ニッケル１３部分を介してチタン製陰極１４に掛止されることになって、電析した金属ニッケル１３がチタン製陰極１４から脱落することを防止できる。また、チタン製陰極１４の表面にはチタンの酸化被膜２６が形成されている。酸化被膜２６を存在させることで、電析した金属ニッケル１３がチタン製陰極１４の表面に強固に付着することが防止され、電析した金属ニッケル１３をチタン製陰極１４から容易に取り外すことができる。
【００１２】
図１に示すように、第１のｐＨ制御手段２２は、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを逐次測定するｐＨ測定部２７と、得られた測定ｐＨ値に基づいてニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを４〜５の管理範囲に設定される酸性管理値に調節する第１のｐＨ調節部２８とを有している。
ここで、ｐＨ測定部２７は、検出部２９を先部に備えたプローブ３０と、検出部２９からの信号からｐＨ値を求める変換器３１とを有している。また、第１のｐＨ調節部２８は、ｐＨ値が予め調節された酸性溶液（例えば、硫酸水溶液）の貯留タンク３２と、貯留タンク３２の酸性溶液を陰極槽１６内に輸送する酸供給配管３３と、酸供給配管３３に設けられた流量調節弁３４と、酸性溶液のｐＨ値と変換器３１から入力されるニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨ値を用いて、ニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨ値を酸性管理値に調節するために必要な酸性溶液の体積を求め、この体積の酸性溶液が陰極槽１６内に輸送されるように流量調節弁３４を制御する弁制御器３５とを有している。
【００１３】
図１に示すように、第２のｐＨ制御手段２３は、陽極槽２１内の上側からアルカリ水溶液２０の一部を外部に取り出す行き配管３６と、途中に設けたポンプ３８を介して取り出したアルカリ水溶液２０を陽極槽２１内の下側に送り出す戻り配管３７とを備えた循環槽３９を有している。更に、第２のｐＨ制御手段２３は、循環槽３９内に一時貯留されたアルカリ水溶液２０のｐＨを逐次測定し、得られた測定ｐＨ値に基づいて循環槽３９内のアルカリ水溶液２０のｐＨを８以上の管理範囲に設定されるアルカリ性管理値に調節する第２のｐＨ調節部４０を有している。このような構成とすることにより、取り出したアルカリ水溶液２０のｐＨをアルカリ性管理値に調節して陽極槽２１内に戻すことがき、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨをアルカリ性管理値に維持することができる。
【００１４】
ここで、第２のｐＨ調節部４０は、検出部４１を先部に備えたプローブ４２と、検出部４１からの信号からｐＨ値を求める変換器４３と、ｐＨ値が予め調節されたｐＨ調整液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）の貯留タンク４４と、貯留タンク４４のｐＨ調整液を循環槽３９内に輸送するｐＨ調整液供給配管４５と、ｐＨ調整液供給配管４５に設けられた流量調節弁４６と、ｐＨ調整液のｐＨ値と変換器４３から入力されるアルカリ水溶液２０のｐＨ値を用いて、アルカリ水溶液２０のｐＨ値をアルカリ性管理値に調節するために必要なｐＨ調整液の体積を求め、この体積のｐＨ調整液が循環槽３９内に輸送されるように流量調節弁４６を制御する弁制御器４７とを有している。
【００１５】
変形例に係る第２のｐＨ制御手段４８を図３に示す。
第２のｐＨ制御手段４８は、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨを測定し、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２に含まれるニッケルイオン濃度が予め設定した目標ニッケルイオン濃度に低下する間に行われる陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０の電解によるアルカリ水溶液２０中の水酸基の理論消耗量を算出する演算部４９と、理論消耗量に基づいて、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２に含まれるニッケルイオン濃度が目標ニッケルイオン濃度に低下するまで、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨを８以上に保つアルカリ成分の必要量を算出してアルカリ水溶液２０に加えるｐＨ管理部５０とを有している。ここで、アルカリ成分は、必要量を一括して添加しても、一定量を連続的に添加してもよい。更に、第２のｐＨ制御手段４８は、先部に設けた検出部５１を陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２中に挿入してニッケルイオン濃度を測定するプローブ５２及び検出部５１の信号からニッケルイオン濃度を求めて演算部４９に入力する変換器５３を備えたニッケルイオン濃度計５４と、先部に設けた検出部５５を陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０中に挿入してｐＨを測定するプローブ５６及び検出部５５の信号からｐＨ値を求めて演算部４９に入力する変換器５７とを備えたｐＨ測定計５８とを有している。
なお、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２に含まれるニッケルイオン濃度を、例えば、定期的に化学分析して求め、求めたニッケルイオン濃度に基づいて算出したアルカリ成分の必要量を添加するようにしてもよい。
【００１６】
なお、アルカリ水溶液２０の電解によるアルカリ水溶液２０中の水酸基の理論消耗量は次のようにして算出する。
アルカリ水溶液２０の電解による酸素の発生反応は、
４ＯＨ−→Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−
と表すことができるので、電子１つに対してＯＨ−１つが消費される。従って、Ｉアンペア（クーロン／秒）の電流をｔ秒間流す電解を行った場合の総電荷量はＩｔクーロンとなるので、ＯＨ−の理論消費量は、Ｉｔ［クーロン］／９６４８５［クーロン／モル］から（Ｉｔ／９６４８５）モルとなる。
従って、アルカリ水溶液に含まれるアルカリ成分の価数がｎの場合、Ｉアンペアの電流をｔ秒間流す電解を行った際のアルカリ成分の理論消費量は、Ｉｔ／（９６４８５ｎ）モルとなる。
【００１７】
また、ｐＨ管理部５０は、ｐＨ値が予め調節されたｐＨ調整液（例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム液等）の貯留タンク５９と、貯留タンク５９のｐＨ調整液を陽極槽２１内に輸送するｐＨ調整液供給配管６０と、ｐＨ調整液供給配管６０に設けられた流量調節弁６１と、ｐＨ調整液のｐＨ値と演算部４９から入力される水酸基の理論消耗量を用いてアルカリ成分の必要体積（アルカリ成分量）を求め、このアルカリ成分量のｐＨ調整液が陽極槽２１内に輸送されるように流量調節弁６１を制御する弁制御器６２とを有している。ここで、アルカリ成分量は、理論消耗量から算出される理論アルカリ成分量とすることができるが、好ましくは、理論アルカリ成分量の１．０５〜１．１５倍とするのがよい。これによって、ニッケルイオン濃度やｐＨの測定誤差や水酸基の理論消耗量の推定誤差が存在しても、陽極槽２１内のアルカリ水溶液２０のｐＨを８以上に保つことができる。
【００１８】
図１に示すように、電流制御手段２４は、先部に設けた検出部６３を陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２中に挿入してニッケルイオン濃度を測定するプローブ６４及び検出部６３の信号からニッケルイオン濃度を求める変換器６５を備えたニッケルイオン濃度計６６と、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２のニッケルイオン濃度毎にチタン製陰極１４と不溶性陽極１８との間に流す最適電流密度を定めた電流密度設定データを予め記憶しておき、ニッケルイオン濃度計６６から取得したニッケルイオン濃度に対応する最適電流密度を電流密度設定データから求める電流設定部６７とを有している。更に、電流制御手段２４は、チタン製陰極１４の接続端子１５及び不溶性陽極１８の接続端子１９にそれぞれ接続して電流設定部６７で決定された最適電流密度の電流をチタン製陰極１４及び不溶性陽極１８間に流すように動作する電源部６８を有している。
【００１９】
ここで、電流テーブルから最適電流密度を決定する際に使用するニッケルイオン含有水溶液１２のニッケルイオン濃度は、化学分析による実測値又はニッケル濃度計６６で測定した実測値の代わりに、陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２の初期ニッケルイオン濃度とニッケルの理論電析量に基づいて（陰極槽１６内のニッケルイオン含有水溶液１２の初期ニッケルイオン濃度に対応して予め設定した操業パターンから求めたニッケルの理論電析量に基づいて）算出した理論値である理論ニッケルイオン濃度を使用することもできる。理論ニッケルイオン濃度は、初期ニッケルイオン濃度から時間経過に伴って徐々に減少する挙動を示すため、電流設定部６７からは時間経過に伴って最適電流密度の指令が電源部６８に逐次入力される。
【００２０】
続いて、本実施の形態に係るニッケル電析回収装置１０の作用について説明する。
ニッケル電析回収装置１０では、ニッケルイオン含有水溶液１２を貯留する陰極槽１６と、アルカリ水溶液２０を貯留する陽極槽２１が陰イオン交換膜１７を介して連接しているので、陽極槽２１におけるアルカリ水溶液の電気分解により酸素が発生してアルカリ水溶液のｐＨは徐々に低下することになるが、第２のｐＨ制御手段２３により陽極槽２１のアルカリ水溶液のｐＨを管理範囲、例えば、ｐＨ値を８以上、好ましくはｐＨ値を１２〜１３に容易に調整することができる。
ここで、例えば、ニッケルめっき液を塩化ニッケルを用いて作製した場合、ニッケルイオン含有水溶液１２中には塩化物イオン（塩素イオン）が含まれることになって、この塩化物イオンは陰イオン交換膜１７を通過して陽極槽２１に移動することができるが、陽極槽２１のアルカリ水溶液２０のｐＨ値を８以上にすることにより、塩素ガスの発生を抑制することができる。
【００２１】
一方、陰極槽１６側では、ニッケルイオン含有水溶液１２中のニッケルイオンがチタン製陰極１４の表面に金属ニッケル１３として電析し、ニッケルイオン含有水溶液１２中の水素イオンは陽極槽２１への移動が陰イオン交換膜１７で抑制されるため、電子を受入れて水素ガスを発生する。このため、ニッケルイオン含有水溶液１２のｐHは徐々に上昇することになるが、第１のｐＨ制御手段２２により陰極槽１６のニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを３〜６、好ましくは４〜５の管理範囲に容易に調整することができる。
【００２２】
そして、陰極槽１６のニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨを４〜５に調整し、更に電流制御手段２４により、ニッケルイオン含有水溶液１２中のニッケルイオン濃度の低下に応じてチタン製陰極１４と不溶性陽極１８との間に流す電流密度を低下する（適正な電流密度を選択する）ことにより、ニッケルイオン含有水溶液１２からの金属ニッケル１３の電析を促進することができる。その結果、ニッケルイオン含有水溶液１２からの金属ニッケル１３の回収効率を向上させることが可能になる。
【実施例】
【００２３】
図１に示すニッケル電析回収装置１０の陰極槽１６にニッケルイオン含有水溶液１２としてニッケルめっき生産ラインの水洗工程で最初に排出される水洗水４１０リットル（ニッケルイオン濃度が４４．１ｇ／リットル、ホウ素濃度が４．７ｇ／リットル、塩素濃度が８．９ｇ／リットル）を注水し、陰極槽１６に陰イオン交換膜１７を介して連接する陽極槽２１にアルカリ水溶液２０として水酸化ナトリウム水溶液４６３リットルを注水した。そして、陰極槽１６内に表面粗さが、算術平均粗さＲａ評価で６μｍに調整され、表面に酸化被膜を形成させたチタン製陰極１４（表面積９０ｄｍ２）を、陽極槽２１内に酸化イリジウム製の不溶性陽極１８（表面積９０ｄｍ２）をそれぞれ取付けた。
ここで、ニッケルイオン含有水溶液１２中に含まれるニッケルの回収率を約９７％（ニッケルイオン含有水溶液１２中のニッケルイオン濃度が約１ｇ／リットルまで低下した時点で回収作業を終了する）と設定した。このため、陽極槽２１内の水酸化ナトリウム水溶液中における水酸化ナトリウム理論消費量は６８８．４モルとなり、水酸化ナトリウム水溶液中には、水酸化ナトリウム理論消費量の１．１１倍となる７６４．２８モルの水酸化ナトリウムを溶解させた。
【００２４】
ニッケルイオン含有水溶液１２のｐＨが３〜６の範囲に維持されるように第１のｐＨ調節部２８を介して硫酸水溶液を加えると共に、アルカリ水溶液２０を陽極槽２１と循環槽３９の間で循環させながらｐＨが８以上に維持されることを確認しながら、不溶性陽極１８とチタン製陰極１４の間に流す電流の電流密度を５Ａ／ｄｍ２に設定して電解（金属ニッケル１３の回収作業）を開始した。
そして、５７６４５０００クーロン（ニッケルイオン濃度が約３〜５ｇ／リットル）となった時点で（電解開始から３５時間３５分経過後）、電流密度を２．５Ａ／ｄｍ２に設定して電解を継続した。次いで、８８００４４０クーロン（ニッケルイオン濃度が約１ｇ／リットル）となった時点で（電流密度を２．５Ａ／ｄｍ２に設定してから１０時間４９分経過後）、電解（回収作業）を終了した。
陰極槽１６内から取り出したチタン製陰極１４の表面に電析した金属ニッケル１３の重量は１７．８ｋｇであり、ニッケルイオン含有水溶液１２中に含まれるニッケルの約９８％を回収することができた。また、陽極槽２１内の水酸化ナトリウム水溶液に含まれる水酸化ナトリウム量を求めると２３．６８モルであり、水酸化ナトリウムの消費量は７４０．６モルとなり、水酸化ナトリウム理論消費量の１．０８倍となった。
【００２５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１０：ニッケル電析回収装置、１１：送水配管、１２：ニッケルイオン含有水溶液、１３：金属ニッケル、１４：チタン製陰極、１５：接続端子、１６：陰極槽、１７：陰イオン交換膜、１８：不溶性陽極、１９：接続端子、２０：アルカリ水溶液、２１：陽極槽、２２：第１のｐＨ制御手段、２３：第２のｐＨ制御手段、２４：電流制御手段、２５：凹凸部、２６：酸化被膜、２７：ｐＨ測定部、２８：第１のｐＨ調節部、２９：検出部、３０：プローブ、３１：変換器、３２：貯留タンク、３３：酸供給配管、３４：流量調節弁、３５：弁制御器、３６：行き配管、３７：戻り配管、３８：ポンプ、３９：循環槽、４０：第２のｐＨ調節部、４１：検出部、４２：プローブ、４３：変換器、４４：貯留タンク、４５：ｐＨ調整液供給配管、４６：流量調節弁、４７：弁制御器、４８：第２のｐＨ制御手段、４９：演算部、５０：ｐＨ管理部、５１：検出部、５２：プローブ、５３：変換器、５４：ニッケルイオン濃度計、５５：検出部、５６：プローブ、５７：変換器、５８：ｐＨ測定計、５９：貯留タンク、６０：ｐＨ調整液供給配管、６１：流量調節弁、６２：弁制御器、６３：検出部、６４：プローブ、６５：変換器、６６：ニッケルイオン濃度計、６７：電流設定部、６８：電源部
【図１】
2017002370.tif 000003
【図２】
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【図３】
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