(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極の間に隔膜が存在して、陰極空間と陽極空間とを仕切っている銅を含有するアルカリ性浴から金属銅を採取するための電解槽にして、当該隔膜と隔壁とによって複数の陰極液空間と陽極液空間に仕切られ、その両端空間それぞれに同一形状のステンレス板からなる陰極と陽極がそれぞれ配設され、２つ折りのステンレス板が中間の相接する空間に跨るように隔壁に掛けられていることを特徴とする、銅を含有するアルカリ性浴から金属銅を採取するための電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫酸アンモニウム系アルカリエッチング液や銅を含有する硫酸アンモニウム廃液から銅を回収するためにこれら溶液を電解処理する際に用いられる電解槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
銅を含有した硫酸アンモニウム廃液から有用資源たる銅を回収するために、複極式の電解槽が公知である。この電解槽においては、複極となる複数の電極板のそれぞれの間が仕切られていない。このような電解槽を用いて、硫酸アンモニウム廃液を電解すると、ステンレス鋼製の陽極が不動態となり、アノード溶解せず、銅を析出回収することができる。
【０００３】
しかしながら、上記廃液を電解還元すると、２価の銅アンミン錯体から１価の銅アンミン錯体を生成する第１反応
【０００４】
【数１】
0003810123.tif 000002
【０００５】
と、１価の銅アンミン錯体から金属銅を生成する第２反応
【０００６】
【数２】
0003810123.tif 000003
【０００７】
の２段階反応が起こり、中間体として溶存する１価の銅アンミン錯体が再酸化される逆反応（式(１)の点線矢印）が起こる。したがって、上記廃液を無隔膜で電解すると、アノードに達した１価の銅アンミン錯体が再酸化されて、電流効率が低下する問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、カソードで生成した１価の銅アンミン錯体のアノードへの拡散を制限して、高い電流効率で銅の回収が可能な電解槽を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明にしたがって、銅を含有するアルカリ性浴から金属銅を採取するための電解槽において、陰極と陽極が同一形状のステンレス板からなり、これらの極板の間に隔膜が存在して、陰極液空間と陽極液空間とを仕切るように構成することによって、解決した。また隔膜と隔壁とによって複数の陰極液空間と陽極液空間に仕切られ、その両端空間のそれぞれに同一形状のステンレス板からなる陰極と陽極がそれぞれ配設され、２つ折りのステンレス板が中間の相接する空間に跨るように隔壁に掛けられるように構成されていれば、好適に上記課題を解決する。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明の詳細を、実施例に基づいて、説明する。
図１に本発明に係る電解槽を示す。図２はその平面図である。この電解槽は、全体容器１を仕切るように当該容器内で互いに平行に配設された複数枚の隔膜１０と、当該隔膜の間にこれら隔膜と平行に設けられた複数の仕切り板のそれぞれに被せられた２つ折りのステンレス製電極板１１と、全体容器１の両側壁近傍にそれぞれ配置されたステンレス製の陰極板１２、陽極板１３と、これら極板をそれぞれ吊り保持する陰極ブスバー１４、陽極ブスバー１５を有する。そして全体容器１を覆うようにカバー１６が被せられている。
【００１３】
隔膜１０と仕切り板によって区切られた各陰極空間、陽極空間へは、それぞれ陰極液と陽極液が下方から供給され、それぞれの空間から側方へ、陰極液と陽極液が引き出されて、各液が循環する。電源とは容器両端にある各ブスバーを介して接続されている。２つ折りのステンレス製電極板１１は、仕切り板に固定することなく、単純にひっかけているだけなので、その陰極側に析出する金属を回収する場合には、当該電極板１１を仕切り板から外すだけで行うことができる。
【００１４】
隔膜１０は、電気抵抗が小さく、電解処理の際の電圧上昇を抑えることができるもので、気密性が高く、耐薬品性に優れ、電気的に中性のもので、例えばモドアクリルやポリエステルの濾過布が該当する。この隔膜が、合成樹脂基材に４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）の多孔質体を積層してなっていれば、なおよい。合成樹脂基材は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、モドアクリル、アクリル、ポリエチレン、ポリサルフォン、４フッ化エチレン、２フッ化ビニリデン等、硫酸アンモニウム及び酸化剤に耐えうる樹脂製のネット、不織布、織布である。その厚みは使用に適した機械的強度を保ちながらも、できるだけ薄い方が電気抵抗が少なくなって好ましい。電解処理の際、隔膜における陽極液に接する面は、強い酸化力に耐えうる必要があるので、少なくとも陽極液側の面にＰＴＦＥ多孔質体が積層しているのが好ましい。陰極液に接する面についても、ＰＴＦＥ多孔質体が積層されていると、帯電や陰極で析出した金属粒子の付着による当該面への金属析出を防ぐことが可能となる。
【００１５】
（試験１）
Ｃｕ＝３１．８ｇ／リットル、ＳＯ4＝１３７ｇ／リットル、ＮＨ3＝６３．６ｇ／リットルからなるアルカリ液（ｐＨ値：９．０）を、上記電解装置を用いて定電流（１５Ａ、電流密度≒５Ａ／ｄｍ2）で電解した。当該アルカリ液を陰極液と陽極液の両方に利用した。隔膜としては、ポリエステル製濾過布を使用した。電圧は約２．５Ｖであった。３２０分間通電後の液組成は、陰極液がＣｕ＝１３．８ｇ／リットル、ＳＯ4＝１２３ｇ／リットル、ＮＨ3＝６５ｇ／リットルで、陽極液がＣｕ＝１１．３ｇ／リットル、ＳＯ4＝１４７ｇ／リットル、ＮＨ3＝５５．５ｇ／リットルで、回収銅量は８０．４ｇ、銅析出の電流効率は８４．５％、回収銅１ｇ当たりの消費電力は２．４ｗｈであった。回収銅は表面に凹凸のある薄板状で、ＳＵＳ３１６Ｌ製の極板の陰極側から容易に剥離、回収することができた。
【００１６】
（試験２：比較試験）
上記の液を上記電解装置から隔膜を取り除いた状態において電解した。電極は上記試験１と同じく、ＳＵＳ３１６Ｌとした。電流１５Ａ、電流密度≒５Ａ／ｄｍ2、電圧約２．２Ｖであった。３２０分間通電後の液組成は、Ｃｕ＝２３．４ｇ／リットル、ＳＯ4＝１３９ｇ／リットル、ＮＨ3＝６１．２ｇ／リットルで、回収銅量は３４．９ｇ、銅析出の電流効率は３６．７％、回収銅１ｇ当たりの消費電力は５．３ｗｈであった。
【００１７】
（試験３）
上記試験１で使用した液を、当該電解装置の隔膜をポリエステル不織布の両面にＰＴＦＥ多孔質体を積層させたもの（透水量０．２ミリリットル／cm2秒、厚み１００μｍ、孔径０．５μｍ）にして、電解試験した。電極は上記試験１と同じく、ＳＵＳ３１６Ｌとした。
【００１８】
電流１５Ａ（電流密度≒５Ａ／dm2）で、電圧は２．４Ｖであった。３２０分通電後の液組成は、陰極液がＣｕ＝１１．２ｇ／リットル、ＳＯ4＝１２３ｇ／リットル、ＮＨ3＝６３ｇ／リットルで、陽極液がＣｕ＝９．９ｇ／リットル、ＳＯ4＝１４５ｇ／リットル、ＮＨ3＝５３．２ｇ／リットルで、回収銅量は８８．７ｇ、銅析出の電流効率９３．５％、回収銅１ｇ当たりの電力２．１６ｗｈであった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明においては、陰極と陽極が同一形状のステンレス板からなり、これら極板の間に隔膜が存在して、陰極液空間と陽極液空間とを仕切るように構成しているので、陰極で生成した１価の銅アンミン錯体が陽極へと拡散することが制限されるので、簡単で安価な構成と高い電流効率で銅の電解採取が実現する。また、隔膜と隔壁とによって複数の陰極液空間と陽極液空間に仕切り、その両端空間のそれぞれに同一形状のステンレス板からなる陰極と陽極をそれぞれ配設し、２つ折りのステンレス板を中間の相接する空間に跨るように隔壁に掛けるようにすれば、電極からの銅の剥離、回収時に給電の接点を外すことなく、銅回収を行うことができ、簡単な操作ですむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解槽の全体的概略構成図である。
【図２】図１の電解槽の平面図である。
【符号の説明】
１０  隔膜
１１  電極板
１２  陰極板
１３  陽極板
１４  陰極ブスバー
１５  陽極ブスバー
１６  カバー
【図１】
0003810123.tif 000004
【図２】
0003810123.tif 000005