(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽中において、粗金を陽極として電解液中に金を溶解させ、陰極に高純度の金を析出させる金の電解精製方法において、
前記電解液に酸化剤が添加されており、
前記電解液の酸化還元電位を、電解槽に電解液を循環供給する循環槽側の、前記酸化剤の添加により酸化還元電位が調節された電解液の循環供給によって保持することを特徴とする金の電解精製方法。
【請求項２】
前記電解液の温度を、電解槽に電解液を循環供給する循環槽側の、温度が調節された電解液の循環供給によって保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の金の電解精製方法。
【請求項３】
前記電解槽が複数個設けられ、前記循環槽は、複数の電解槽へ電解液の循環供給を行うことを特徴とする請求項１または２記載の金の電解精製方法。
【請求項４】
前記酸化剤が、過酸化水素水、次亜塩素酸塩、次亜塩素酸、塩素ガスから選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の金の電解精製方法。
【請求項５】
前記電解液の温度を、２０℃〜５５℃に保持することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の金の電解精製方法。
【請求項６】
前記電解液の温度を、３５℃〜４５℃に保持することを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の金の電解精製方法。
【請求項７】
前記酸化剤の添加により、前記電解液の酸化還元電位を１０００ｍＶ〜１４００ｍＶに保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項記載の金の電解精製方法。
【請求項８】
前記酸化剤の添加により、前記電解液の酸化還元電位を１１００ｍＶ〜１３００ｍＶに保持することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の金の電解精製方法。
【請求項９】
粗金を陽極として電解液中に金を溶解させ、陰極に高純度の金を析出させる金の電解精製装置であって、
電解液に添加される酸化剤の供給量と、電解液の液温とを制御する制御手段を備えた循環槽と、電解槽とを有し、
循環槽から電解槽へ、電解液の循環供給をおこなうことを特徴とする金の電解精製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金の電解精製方法及び金の電解精製装置に係り、特に、金の電解精製の際に電解液に接している装置や配管などの設備表面に電解析出によらないで付着する、いわゆるプレーティング（化学大辞典８巻、７３ページ、共立出版参照）の低減を図った金の電解精製方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金の電解精製は、銀電解製錬の際の陽極泥を処理して得た粗金を板に鋳造して陽極とし、電解液は塩化金酸液を用いて陰極板上に純金を得る方法であり、いわゆるウォールウィル法（化学大辞典２巻、９２６ページ、共立出版参照）に基づいた電解条件で行われている。
【０００３】
図２に示す金の電解精製装置により、従来の金の電解精製方法を述べる。電解槽１には塩化金酸液からなる電解液２が入っており、純チタン製の陰極３と濾布５で包んだ粗金からなる陽極４とが電解槽１内に懸垂されている。粗金の陽極４には交直電源６が接続されており、電解液２中に不純物を含む金を溶解させ、陰極３に金を析出させる。
【０００４】
電解槽１の電解液２は、配管１０より一部抜き出されて循環槽（タンク）７に入る。循環槽７内の電解液２は、ヒーター９によって加熱される。ヒー夕ー９は温度計８によって制御され、循環槽７の電解液２は一定の温度に保持される。循環槽７の一定温度の電解液２は、配管１１のポンプ１２で抜き出され、電解槽１に戻される。
【０００５】
また、電解中、プレーティングによって電解液２中の金濃度が減少するので、適宜電解液組成を確認し、新たに塩化金酸液を加える。このようにして、陰極３に電解析出した金は、溶解して鋳型に鋳造され精製金として販売される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の金の電解精製方法にあっては、電解槽１、循環槽７、配管１０、１１などの電解液２に接する電解設備表面に、プレーティングによって付着する金の付着量が多かった。付着した金は除去しなければならないが、除去作業の間、通電を停止しなければならず、電解設備の稼働率が低かった。
【０００７】
また、通常、粗金陽極中の不純物は電解液中に蓄積されて製品の純度を下げることになるため、連続的に除去するための浄液工程（浄液設備）が必要である。浄液設備がない場合、微量の不純物が電解析出する金と共析し製品の品質が安定しない。しかし、プレーティング現象に対処できる浄液設備となると、設備額やランニングコストが高くなってしまう。
【０００８】
また、電解液２には塩酸を使用しており、遊離塩酸濃度が１００ｇ／リットルと高く、更に、電解液２の温度が６０℃と高温のため、塩酸ミストが発生する状況にあった。このため、電解設備周辺で塩酸臭があり、腐食や作業環境上の充分な対処が必要であった。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題点を解消すべくなされたものであり、プレーティングを低減することができ、電解精製の稼働率を向上できると共に浄液設備を簡素化でき、また、作業環境を改善することができる金の電解精製方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る金の電解精製方法は、粗金を陽極として電解液中に金を溶解させ、陰極に高純度の金を析出させる金の電解精製方法であって、前記電解液に酸化剤が添加されているものである。
【００１１】
本発明者は、プレーティング現象に対処するため、種々検討したところ以下のことが判明した。即ち、電解中では原料である粗金の陽極から金が溶解する際、ＡｕＣｌ4-、ＡｕＣｌ2-の２種類の形態で電解液に溶出する。このうちＡｕＣｌ2- は下記の平衡反応式
３ＡｕＣｌ2-⇔２Ａｕ＋ＡｕＣｌ4-＋２Ｃｌ-
の右向きの反応（不均化反応）によりＡｕが析出し、プレーティングが起きるものと推定される。上記化学式によれば、右向きの反応を抑えることにより、プレーティングの防止が可能となる。
【００１２】
そこで、本発明者は、プレーティングを抑制するため、電解液温度を下げ、電解液に種々の薬液を添加し電解を行った。その結果、過酸化水素水等の酸化剤が有効であることが判明した。すなわち、電解液の酸化還元電位は、薬液（酸化剤）を添加しない従来の塩化金酸液では５００ｍＶであり、過酸化水素水等の酸化剤を加えることにより電解液の酸化還元電位があがり、上記化学式のＡｕＣｌ2-の分解反応が抑制されることがわかった。つまり、電解液に酸化剤を添加することにより、最適な酸化還元電位を選択することで、上記化学式の反応を抑制でき、プレーティングによる電解液接触面への金付着量が大幅に減少する。
【００１３】
上記発明において、酸化剤としては、過酸化水素水、次亜塩素酸塩、次亜塩素酸、塩素ガスから選ばれる１種以上のものが好ましい。これらのうち、１種だけで用いた場合、過酸化水素水が最も効果があったが、１種以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００１４】
また、上記発明において、電解液の温度は、２０℃〜５５℃に保持するのが好ましく、より好ましくは、３５℃〜４５℃に保持するのがよい。
【００１５】
電解液の温度を２０℃以上としたのは、２０℃以下では電解効率が低くなってしまい、また、電解液の温度を５５℃以下としたのは、電解効率からいえば高いほうがよいが、過酸化水素水等の酸化剤の自己分解が起こらず、かつ塩酸のミストが多量に発生しないようにするためである。
【００１６】
また、電解液の温度を、電解槽に電解液を循環供給する循環槽側の、温度が調節された電解液の循環供給によって保持するようにすると、複数の電解槽で電解精製を行った場合にも、電解槽ごとの電解液の温度のバラツキを抑えることができる。
【００１７】
また、上記発明において、酸化剤の添加により、電解液の酸化還元電位を１０００ｍＶ〜１４００ｍＶに保持するのが好ましく、より好ましくは、１１００ｍＶ〜１３００ｍＶに保持するのがよい。
【００１８】
電解液の酸化還元電位を１０００ｍＶ以上としたのは、１０００ｍＶ以上では、Ａｕが、Ａｕ0よりもＡｕ+の状態が安定となり、プレーティングを抑制できるからである。
また、電解液の酸化還元電位を１４００ｍＶ以下としたのは、酸化剤の安定性を保持するためである。（酸化還元電位が８００ｍＶ〜１７００ｍＶであれば、Ｈ2０2等は酸化剤としての作用を呈するが、１４００ｍＶを越えると、例えば、Ｈ2０2ではＨ2ガスの発生が起こるなど、酸化剤の安定性が低下する。）
【００１９】
電解液の酸化還元電位を、電解槽に電解液を循環供給する循環槽側の、酸化剤の添加により酸化還元電位が調節された電解液の循環供給によって保持するようにすると、複数の電解槽で電解精製を行った場合にも、電解槽ごとの電解液の酸化還元電位のバラツキを抑えることができる。
【００２０】
また、本発明に係る金の電解精製装置は、粗金を陽極として電解液中に金を溶解させ、陰極に高純度の金を析出させる金の電解精製装置であって、前記電解液の酸化還元電位を所定範囲に保持するために、電解液に添加される酸化剤の供給量を制御する制御手段を備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の金の電解精製装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２２】
図１において１は電解槽であり、電解槽１には塩化金酸液に酸化剤を添加した電解液２が入っている。また、電解槽１には純チタン製の陰極３と、濾布５で包んだ粗金からなる陽極４とが懸垂されている。粗金の陽極４には交直電源６が接続されており、電解液２中に不純物を含む金を溶解させ、陰極３に金を析出させるようになっている。
【００２３】
電解槽１には、所定の温度・酸化還元電位に調節された電解液２を電解槽１に循環供給するための循環槽（タンク）７が隣接して設けられている。循環槽７の容量は１５０リットル、材質はポリプロピレンからなる。電解槽１の電解液２は、配管１０より一部抜き出されて循環槽７に入るが、配管１０には、電解液２中に存在する不純物を除去するための浄液設備１７が設けられている。
【００２４】
循環槽７の電解液２の温度が所定範囲に保たれるように、電解液２の温度を温度計８で計測し、その計測値に基づいて制御装置１６がヒーター９の加熱制御を行うようになっている。電解液２の温度は、上限を５５℃、下限を２０℃とする。電解効率からいえば高いほうがよいが、酸化剤としての過酸化水素水の自己分解が起こらない温度でかつ塩酸のミストが多量に発生しない温度とするためである。
【００２５】
また、循環槽７には酸化剤供給系１４から酸化剤として過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）が適宜供給され、循環槽７の電解液２の酸化還元電位が所定範囲に保持される。循環槽７には電位計１３が設けられ、その測定信号によって制御装置１６が、酸化剤供給系１４のバルブ１５の開閉ないし開度を制御し、あるいは、酸化剤供給系１４のポンプ（図示せず）を駆動制御する構成となっている。電解液２の電位は、１０００ｍＶから１４００ｍＶの範囲で制御する。好ましくは１１００ｍＶから１３００ｍＶの範囲が良く、通常１２００ｍＶで行う。過酸化水素水としては、工業薬品や試薬品が使用できる。濃度は特に定める必要はないが、濃度は高い方で良く、３５％程度のものを用いる。過酸化水素水は連続的でも間欠的でも添加できるが、連続的に添加する方が良い。
【００２６】
循環槽７の一定温度・一定電位の電解液２は配管１１のポンプ１２で抜き出され、電解槽１に戻される。なお、電解中、プレーティングによって電解液２中の金濃度が減少した場合などには、適宜電解液組成を確認し、新たに塩化金酸液を加える。
【００２７】
このように、電解液２に過酸化水素水を添加して電解液２の電位を上げることにより、プレーティング反応を抑制でき、電解槽１などの電解精製装置の表面に付着する金の量を大幅に減少させることができた。このため、付着した金の除去作業がほとんど不要となり、電解精製装置の稼働率を向上できた。さらに、特にプレーティング対策を施すことなく浄液設備１７を設けることができ、設備コストやランニングコストを削減できると共に、浄液設備１７を稼働させることで、不純物であるパラジウムの含有率を大幅に下げることができ、製品の品質を安定化できた。また、電解液温度を下げたことにより、塩酸ミストの発生量も大幅に減少し、腐食の防止、作業環境の改善がなされた。
【００２８】
【実施例】
次に、本発明の金の精製方法の具体的な実施例を述べる。
【００２９】
（実施例）
図１の電解精製装置を用い、表１に示した電解条件のもとで電解精製を行った。塩化金酸液の組成（ｇ／リットル）は、Ａｕが１００、Ｆ‐ＨＣｌが１００、Ａｇが１０、Ｐｄが２０、Ｐｔが２０であった。電解液温度は循環槽で４０℃となるように、循環槽で加熱した。電解液の循環量は２リットル／分であった。また、循環槽に濃度３５重量％の過酸化水素水を１０ないし１００ｃｃ／分の割合で添加し、循環槽内に装入した電位計により、電解液の電位が１２００ｍＶで一定に保持されるように、過酸化水素水の添加量を調節した。
【００３０】
【表１】
0003834143.tif 000002
この結果、電解精製装置の電解液接触面に付着する金の量は大幅に減少し、かつ電解精製装置の稼働率も向上した。さらに浄液設備を稼働させることで不純物であるパラジウムの含有率を大幅に下げることができ、製品の品質が安定した。また、電解液温度を４０℃までに下げたことにより、塩酸ミストの発生量も大幅に減少し、作業環境も良好となった。これらの結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
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（比較例）図１の電解精製装置を用い、表１に示した電解条件のもとで電解精製を行った。上記実施例と同じ組成の塩化金酸液を用い、塩化金酸液の電解液には酸化剤は添加せず、電解液温度を６０℃に一定に保った。この結果を表２に示す。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電解液に酸化剤を添加して電解液の酸化還元電位を上げたため、プレーティングを生じる化学反応が抑制され、プレーティングによる電解液との接触面への金付着量を大幅に減少できる。
【００３３】
このため、付着した金の除去作業がほとんど不要となり、電解精製装置の稼働率を向上でき、生産性を上げることができる。さらに、プレーティング対策を施すことなく浄液設備を設けることができ、設備コストやランニングコストを削減できると共に、浄液設備を稼働させることで、不純物であるパラジウム等の含有率を大幅に低下でき、精製金の品質を安定化できる。また、電解液温度を下げたことにより、塩酸ミストの発生量も大幅に減少でき、腐食の防止、作業環境の改善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金の電解精製装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】従来の金の電解精製装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  電解槽
２  電解液
３  陰極
４  陽極
７  循環タンク
８  温度計
９  ヒーター
１３  電位計
１４  酸化剤供給系
１５  バルブ
１６  制御装置
１７  浄液装置
【図１】
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【図２】
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