(57)【要約】【課題】銅、ニッケルなどの電解精製における洗浄工程において、カソードの吊り手上部に固着した固形物を効率的に除去する。【解決手段】  電解精製した金属板（１）の搬送過程で、洗浄位置に配置した多数の洗浄ノズル（３）から金属板（１）に向けて洗浄液を噴射することにより、金属板（１）の洗浄を行う洗浄装置において、該金属製の吊り手（５）が通過する空間の上方に、該吊り手に付着した付着物（７）を除去する可動式洗浄ノズル（９）を配置するとともに、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動式として取り付け、洗浄液自身の噴射圧により該吊り手（５）に対する該可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を変化させ、可動式洗浄ノズル（９）から噴射される洗浄液を移動する吊り手（５）に対して継続して噴射することにより吊り手（５）に残存する付着物（７）を除去する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着面となる金属製薄板（１ｂ）と、該金属製薄板（１ｂ）を支持する金属製のビーム（６）と、該金属製薄板（１ｂ）と同種の金属製で該金属製薄板（１ｂ）と金属製のビーム（６）とをつなぐ吊り手（５）とから構成されるカソード（１ａ）を用いて、該カソード（１ａ）の金属製薄板（１ｂ）の電着面に目的金属を電着させることにより金属板（１）を電解精製し、電解精製した金属板（１）の搬送過程で、洗浄位置に配置した複数の洗浄ノズル（３）に主配管（４）から洗浄液を供給して、金属板（１）に向けて洗浄液を噴射することにより、金属板（１）の洗浄を行う電解精製された金属板の洗浄装置において、
該金属製の吊り手（５）が通過する空間の上方に、該吊り手（５）に付着した付着物（７）を除去する可動式洗浄ノズル（９）を配置するとともに、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して回動可能に取り付け、洗浄液自身の噴射圧により可動式洗浄ノズル（９）を回動させ、該吊り手（５）に対する該可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を変化させて可動式洗浄ノズル（９）から噴射される洗浄液を移動する吊り手（５）に対して継続して噴射することにより、吊り手（５）に残存する付着物（７）を除去することを特徴とする電解精製された金属板の洗浄装置。
【請求項２】
可動式洗浄ノズル（９）を支持する可動配管（１０）と主配管（４）との連結部において、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の電解精製された金属板の洗浄装置。
【請求項３】
可動式洗浄ノズル（９）を支持する可動配管（１０）と主配管（４）との連結部以外の他の部分において、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の電解精製された金属板の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電解精製された金属板を洗浄ノズルで洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に銅、ニッケルなどの電解精製においては、精製目的の金属製アノード及びカソードをそれぞれクレーンによって電解槽中に交互に吊るし、該カソードに目的金属を電着させることにより製品を得ている。
【０００３】
図１は、電解精製された金属板の概要図である。金属板１は、上述のとおり、複数のアノードおよびカソード１ａを電解槽中に平行な状態で吊るし、カソード１ａの金属製薄板１ｂの電着面に電解精製により目的金属を電着させて製造する。カソード１ａは、電着面となる金属製薄板１ｂと、金属製薄板１ｂを支持する金属製のビーム６と、金属製薄板１ｂと同種の金属製で金属製薄板１ｂと金属製のビーム６とをつなぐ吊り手５とから構成されている。
【０００４】
電解精製によって製造された金属板１は、クレーンによってカソード１ａとともに電解槽から引き上げられた後、表面に残存するプロセス液（電解液）を回収するために、及び製品の汚染を防ぐために、洗浄装置に搬送され、酸あるいは水などの洗浄液により洗浄される。
【０００５】
洗浄後の金属板は結束工程に送られ、所定枚数にまとめられ、出荷、あるいは保管されるが、例えば特許文献１（実公昭５３−８０１１号公報）に記載されているとおり、洗浄工程と結束工程は一連の工程として連続して行われる場合が多い。この際、操業効率を向上させるため、また、後工程の結束工程において金属板を結束しやすくするために、電解精製後の金属板を重なり方向に整列させて洗浄工程の洗浄装置に装入するのが一般的である。
【０００６】
図２は、従来の金属板の洗浄装置の概要図であり、図２（ａ）は従来の金属板の洗浄装置を金属板１の側面図、図２（ｂ）は従来の金属板の洗浄装置を金属板１の搬送方向２の正面図である。電解精製後の金属板１は、重なり方向に整列した状態で、カソード１ａとともに搬送方向２に搬送され、洗浄装置による洗浄工程、図示しない乾燥工程、図示しない結束工程へ順に移動する。洗浄工程で洗浄装置の洗浄位置に装入された金属板１は、その搬送過程で、洗浄装置内に配置された多数の洗浄ノズル３により洗浄液を噴射され、洗浄される。洗浄ノズル３は、主配管４から洗浄液を供給されており、主配管４は、金属板１の搬送空間を取り囲むように配管されている。次に、金属板１は、カソード１ａとともに図示しない乾燥工程において乾燥処理された後、搬送方向２に進み、図示しない結束工程において所定枚数にまとめられ結束される。
【０００７】
ところで、従来の金属板の洗浄装置の問題点として、吊り手５の近傍における洗浄不足による不具合の発生が知られている。この洗浄不足が発生すると、洗浄不足により残存したプロセス液成分が乾燥時に結晶として金属板１に付着し、製品である金属板１を汚染し、金属板１の品位、外観上の品質不具合につながる。このため、洗浄不足による不具合を解消することは洗浄工程において重要である。
【０００８】
図３は、カソード１ａの吊り手５に付着した付着物７を示す。一般的に、図１に示した構成で電解精製を行う場合、吊り手５の上部およびビーム６は電解槽のプロセス液の液面上に位置し、直接プロセス液と接触することはないから、吊り手５の上部およびビーム６にプロセス液等の付着物が付着することはない。しかしながら、液面変動、検槽作業などによりプロセス液が吊り手５の上部およびビーム６に飛散することがあり、それらの部位に飛散して付着したプロセス液は、常にプロセス液と接触していないためかえって水分が蒸発しやすく、プロセス液に含有されている塩類が結晶化し、吊り手５の表面に固着し、時間とともに蓄積されていく。
【０００９】
この部位に固着した固形物は、吊り手５に強力に固着しているため、従来の金属板１の洗浄装置では効率的に取り除くことが困難であり、上記の洗浄不足が発生していた。特に、洗浄状態が不充分で固形物が吊り手５の表面に残存したまま乾燥工程を通過すると、固形物は乾燥し、吊り手５の表面に残存することとなる。
【００１０】
吊り手５の当該部位に付着したプロセス液および固着した固形物を効率的に取り除くためには、図２に示す洗浄ノズル３を吊り手５が通過する空間の近傍に多数配置し、当該部位にできるだけ洗浄液を長時間にわたって噴射すればよい。しかし、金属板１の洗浄装置は、当該部位のみの洗浄だけでなく、金属板１全体にわたって洗浄して、金属板１に残存するプロセス液を取り除くことが求められており、特定の部位のみの洗浄のためにノズルを集中的に配置することは、使用する送液ポンプの能力、洗浄液の量の制限から、好ましくない。
【特許文献１】実公昭５３−８０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このように吊り手に付着したプロセス液、およびプロセス液が乾燥して吊り手の特定部位に固着した結晶などの固形物を取り除くことにより、洗浄不足による不具合の発生を解決するためになされたものであり、銅、ニッケルなどの電解精製における洗浄工程において、カソードの吊り手上部に付着した上記付着物を効率的に除去できる洗浄装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題の下に、請求項１の発明は、電着面となる金属製薄板（１ｂ）と、該金属製薄板（１ｂ）を支持する金属製のビーム（６）と、該金属製薄板（１ｂ）と同種の金属製で該金属製薄板（１ｂ）と金属製のビーム（６）とをつなぐ吊り手（５）とから構成されるカソード（１ａ）を用いて、該カソード（１ａ）の金属製薄板（１ｂ）の電着面に目的金属を電着させることにより金属板（１）を電解精製し、電解精製した金属板（１）の搬送過程で、洗浄位置に配置した複数の洗浄ノズル（３）に主配管（４）から洗浄液を供給して、金属板（１）に向けて洗浄液を噴射することにより、金属板（１）の洗浄を行う電解精製された金属板の洗浄装置において、該金属製の吊り手（５）が通過する空間の上方に、該吊り手（５）に付着した付着物（７）を除去する可動式洗浄ノズル（９）を配置するとともに、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して回動可能に取り付け、洗浄液自身の噴射圧により可動式洗浄ノズル（９）を回動させ、該吊り手（５）に対する該可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を変化させて可動式洗浄ノズル（９）から噴射される洗浄液を移動する吊り手（５）に対して継続して噴射することにより、吊り手（５）に残存する付着物（７）を除去している。
【００１３】
請求項２の発明は、可動式洗浄ノズル（９）を支持する可動配管（１０）と主配管（４）との連結部において、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付けている。
【００１４】
請求項３の発明は、可動式洗浄ノズル（９）を支持する可動配管（１０）と主配管（４）との連結部以外の他の部分において、該可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付けている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によると、吊り手（５）に対する該可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を移動する金属板（１）の吊り手に追従させて変化させるから、可動式洗浄ノズル（９）から噴射される洗浄液を移動する吊り手（５）に対して継続して長時間噴射することができる。このため、吊り手（５）に付着した付着物（７）、すなわちプロセス液および吊り手の特定部位に固着した結晶などの固形物を効率よく取り除くことができ、洗浄不足による不具合の発生を抑制することができる。また、可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を移動する金属板（１）の吊り手（５）に追従させて変化させるのに、洗浄液自身の噴射圧を利用しているから、可動式洗浄ノズル（９）を回動させるためのアクチュエーター等を必要とせず、簡単な機構で可動式洗浄ノズル（９）の噴射角を吊り手（５）に追従させて変化させることができる。
【００１６】
請求項２の発明によると、可動式洗浄ノズル（９）を支持する可動配管（１０）を可動配管（１０）と主配管（４）との連結部において可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付け、ジョイント（１１）に連結機能と可動機能を併せ持たせることにより、省スペース化を図ることができ、設備設計の自由度が高まる。
【００１７】
請求項３の発明によると、可動式洗浄ノズル（９）を主配管（４）に対して可動配管（１０）と主配管（４）の連結部以外の他の部分において可動式のジョイント（１１）により回動可能に取り付けているので、主配管（４）と可動配管（１０）の連結部と、ジョイント（１１）の可動部とを分離することにより、機械の構造を簡単化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の電解精製された金属板の洗浄装置は、図１の従来の洗浄装置と同様に、電解精製した金属板１の搬送過程で、洗浄位置に配置した多数の洗浄ノズル３に主配管４から洗浄液を供給して、金属板１に向けて洗浄液を噴射することにより、金属板１の洗浄を行う。カソード１ａも、従来例のものと同様であり、電着面となる金属製薄板１ｂと、金属製薄板１ｂを支持する金属製のビーム６と、金属製薄板１ｂと同種の金属製で該金属製薄板１ｂと金属製のビーム６とをつなぐ吊り手５とから構成される。
【００１９】
そして、本発明の電解精製された金属板の洗浄装置は、多数の洗浄ノズル３の他に、特徴的な構成として、金属製の吊り手５が通過する空間の上方に、可動式洗浄ノズル９を備えている。
【００２０】
図４は、本発明の金属板の洗浄装置において、可動式洗浄ノズル９の部分を示しており、図４（ａ）は金属板１の搬送方向２に対して側方から見た図であり、図４（ｂ）は金属板１の搬送方向２の後方から見た図である。可動式洗浄ノズル９は、吊り手５が通過する空間の上方に、吊り手５に近接して配置され、かつ、主配管４に対して可動式として取り付けられている。
【００２１】
具体的には、可動式洗浄ノズル９は、これを支持する可動配管１０と、主配管４の分岐部８との連結部において、可動式のジョイント１１により回動可能に取り付けられており、可動式洗浄ノズル９は、ジョイント部１１を支点に、搬送方向２と水平に直交する方向を回転軸として、金属板１の搬送方向およびその逆方向にスイングするようになっている。この取付け状態で、可動式洗浄ノズル９は、移動する吊り手５の上方から、吊り手５に対し洗浄液を噴射するようになっている。
【００２２】
なお、本例では、可動式洗浄ノズル９は、可動配管１０と、主配管４の分岐部８との連結部において可動式のジョイント１１により回動可能に取り付けられるが、可動式のジョイント１１は、可動配管１０と主配管４（主配管４は分岐部８を含む。）との連結部以外の他の部分、例えば分岐部８の途中に設けてもよく、また分岐部８と主配管４との分岐部分に設けることもできる。
【００２３】
また、可動式洗浄ノズル９は、可動式洗浄ノズル９の下方を金属板１が通過する際に、吊り手５に到達する範囲に洗浄液を噴射するように位置調整してあり、洗浄液の噴射圧もそれに適合する範囲に調整してある。また、可動式洗浄ノズル９の先端部は、吊り手５に対しほぼ正面から洗浄液を噴射できるように、静止状態でノズルからの水流方向が鉛直方向に対して約１０度ずれるよう傾斜して形成されている。
【００２４】
本発明においても、図２の従来の金属板の洗浄装置と同様に、電解精製後の金属板１は重なり方向に整列した状態で搬送方向２に移動して本発明の洗浄装置内に装入され、その搬送過程で洗浄装置内に配置された図示しない多数の固定式の洗浄ノズル３および本発明の要部としての可動式洗浄ノズル９によって洗浄液を噴射され、洗浄される。可動式洗浄ノズル９は、主配管４から洗浄液の供給をうける。このようにして、可動式洗浄ノズル９から噴射される洗浄液は、吊り手５の上方から吊り手５へ到達し、吊り手５に付着した付着物７を除去する。なお、付着物７は、電解槽から飛散等して吊り手５に付着したプロセス液、および吊り手５に付着したプロセス液が乾燥して吊り手の特定部位に固着した結晶などの固形物をいう。固形物としては、硫酸銅のほか浴液成分、ニカワ、不純物元素なども考えられる。
【００２５】
図５は、可動式洗浄ノズル９のスイング機能の概説図である。可動式洗浄ノズル９をスイングさせる手段として、本例では、可動式洗浄ノズル９から噴出された洗浄液の水流を利用し、洗浄液自身の噴射圧によりスイングさせる例を示す。図５において、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ、金属板１が搬送方向２に向かって順次移動する際の、可動式洗浄ノズル９、可動配管１０及び洗浄液の水流１２と、金属板１、吊り手５及びビーム６との相対的な位置関係の変化を（ａ）→（ｇ）の順に示している。
【００２６】
ビーム６と吊り手５により吊るされた金属板１は、図５（ａ）に示すように、搬送方向２へ移動する。なお、この状態で、可動式洗浄ノズル９及び可動配管１０は、自然に懸垂された状態となっている。この状態から金属板１が搬送方向２へ移動すると、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように可動式洗浄ノズル９から噴射される７水流１２が吊り手５にぶつかり、金属板１の吊り手５部分を洗浄する状態となる。
【００２７】
さらに、金属板１が搬送方向２へ移動すると、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、可動式洗浄ノズル９から噴射される水流１２の吊り手５に対する入射角が垂直に近づくにつれて、吊り手５に衝突して跳ね返った水流１２の反作用を受けて可動式洗浄ノズル９は上方に力を受け、ジョイント１１を中心に搬送方向２側へ回転力を受ける。このとき、金属板１の移動とともに、可動式洗浄ノズル９は搬送方向２側にスイングするので、可動式洗浄ノズル９から噴射される洗浄液１２は、移動する吊り手５に追従して継続して噴射される。
【００２８】
さらに金属板１が移動すると、図５（ｆ）に示すように、水流の吊り手５に対する入射角が鈍角へ変化するため、可動式洗浄ノズル９が受ける力は小さくなり、可動式洗浄ノズル９の自重により、自然に懸垂された状態にもどる方向にスイングする（図５（ｇ））。
【００２９】
吊り手５に付着した付着物７を水流１２で取り除くためには、水流１２を付着物７に対し長時間ぶつけることが有効であり、また水流１２の該固形物に対する入射角が垂直に近いほど有効である。本発明で提供される可動式洗浄ノズル９は、移動する吊り手５に追従して回動するから、該可動式洗浄ノズル９が固定された場合に比して、長い時間、その水流１２が吊り手５に付着した付着物７に対して噴射されるため、付着物７を取り除く能力が極めて大きい。金属板１の搬送方向２を図５で示したものと逆方向とした場合でも上述したと同様の理由で金属板１の搬送に伴い、可動式洗浄ノズル９が動き、効率的な洗浄が可能である。なお、水流１２を利用して可動式洗浄ノズル９をスイングさせる場合、洗浄液の噴射圧は高めにし、かつ可動式洗浄ノズル９を吊り手５に近接して配置することが好ましい。また、この図では、おもに吊り手５の搬送方向２の前面に付着した付着物７を除去できるように、可動式洗浄ノズル９の先端を吊り手５の前面に向けて洗浄液を噴射しているが、搬送方向２の後面に付着した付着物７を除去するためには、可動式洗浄ノズル９の先端を吊り手５の後面に向けて洗浄液を噴射すればよいく、その例は、実施例１に記載されている。
【実施例１】
【００３０】
本発明の有効性を検証する目的で、本発明の洗浄装置を用いて金属板の可動式洗浄ノズル設備を製作し、従来方式の洗浄装置に追加した。図６は、可動式洗浄ノズル設備の実施例の概要図を示している。図６（ａ）は、可動式洗浄ノズル設備および整列されて洗浄工程に装入された複数の金属板１の平面図、図５（ｂ）は可動式洗浄ノズル設備の側面図、図５（ｃ）は可動式洗浄ノズル設備を金属板１の搬送方向２の後方から見た図である。洗浄液は、主配管４、可動配管１０を通じて可動式洗浄ノズル９に供給される。
【００３１】
図６に示すように、金属板１枚を洗浄処理するに当たり、一つの吊り手５に対して可動式洗浄ノズル９を２個一組として配置し、静止状態での可動式洗浄ノズル９からの水流方向が、鉛直方向に対して約１０度ずれるように先端部のノズルの取り付け角度を調整し、かつ、組となる可動式洗浄ノズル９のそれぞれの水流が対向するように可動式洗浄ノズル９を設けた。これにより、吊り手５の前面および後面に付着した付着物７のいずれをも除去できるようにしている。
【００３２】
今回製作した洗浄ノズル装置を用いて、５２枚の電気銅板を洗浄し、吊り手５表面の固形物の除去状態を目視で観察した結果、５２枚中５１枚に電解液を成分とする結晶は観察されなかった。残る１枚については僅かに電解液の結晶の付着が観察された。
【００３３】
比較のため、上記で用いた洗浄装置において、可動式洗浄ノズル９を固定した装置で、図５の例と同様に５２枚の電気銅板を洗浄し、吊り手５表面の洗浄状態を目視で観察した結果、５２枚中４０枚に電解液を成分とする結晶は観察されなかった。残る１２枚については当該部位表面に電解液の結晶の付着が観察された。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１に、本発明の洗浄装置を用いて洗浄した場合と、比較のため可動式洗浄ノズル９を固定した洗浄装置を用いて洗浄した場合において、洗浄した後の結晶の付着状態を目視観察した結果を示す。表１から、本発明の洗浄装置についての有効性が確認できた。
【００３６】
なお、本実施例では、可動配管１０が可動部材としての機能も兼ねているが、可動配管１０に代えて剛体のアームを用い、主配管４と可動式洗浄ノズル９との接続はフレキシブルホース等を用いてもよい。
【実施例２】
【００３７】
図７は、可動式洗浄ノズル９をスイングさせる手段として、可動式洗浄ノズル９にスイング用のスイングバー１３を取り付けた例である。スイングバー１３は可動式洗浄ノズル９に固定されており、可動式洗浄ノズル９から噴射される洗浄液が吊り手５にほぼ垂直に噴射されたときに、その先端が移動するビーム６と接触するような形状となっている。図７において金属板１が搬送方向２に移動すると、ビーム６がスイングバー１３に接触し、さらに金属板１が搬送方向２に移動すると、可動式洗浄ノズル９はスイングバー１３を介してビーム６に押されてスイングする。このため、吊り手５に対して洗浄液の水流はほぼ垂直に継続して噴射される。これにより、実施例１で述べた効果と同様の効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、銅の電気精製を対象として開発されたが、同様の形式で行う他金属の洗浄についても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】電解精製された金属板の概要図である。
【図２】従来の金属板の洗浄装置の概要図である。
【図３】吊り手付近の拡大図である。
【図４】本発明の金属板の洗浄装置の洗浄ノズル付近を示す図である。
【図５】可動式の洗浄ノズルの動作を説明する概念図である。
【図６】可動式洗浄ノズル設備の実施例の概要図である。
【図７】可動式洗浄ノズル設備の実施例の概要図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  金属板
１ａ  カソード
１ｂ  金属製薄板
２  搬送方向
３  洗浄ノズル
４  主配管
５  吊り手
６  ビーム
７  付着物
８  分岐部
９  可動式洗浄ノズル
１０  可動配管
１１  ジョイント
１２  水流
１３  スイングバー
【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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