JP4524248B2 - Copper collection method - Google Patents
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Description
本発明は、液中から電気分解によって、銅を採取又は回収するプロセスにおいて使用可能で陽極及び陰極間のショート事故を防止できる銅採取方法に関するものである。
The present invention relates to a copper collection method that can be used in a process of collecting or recovering copper by electrolysis from a liquid and can prevent a short-circuit accident between an anode and a cathode.
電解銅精錬の分野では、原料となる銅鉱石を約1300℃の高温で溶解した後に鋳型に注入して成形した粗銅を陽極として電解を行い、その際陽極から溶出した銅を陰極薄板に析出させることにより、高純度の銅を生産している。しかし加えた電気量以上に陽極より銅が溶出するため、別電解により余分に溶出した銅を取り除く必要がある。この電解を一般的に脱銅電解又は銅の電解採取と呼んでいる。
従来この脱銅電解には銅以外の陽極として鉛が使用されてきた。鉛板を陽極として用いて脱銅電解を行った場合、陽極鉛の表面から剥離した鉛が陰極で採取している銅の中に混入することが避けられない。鉛が混入した銅は商品価値が低いため、銅原料として再溶解される場合が多い。
In the field of electrolytic copper refining, copper ore as a raw material is melted at a high temperature of about 1300 ° C and then injected into a mold to perform the electrolysis using the formed crude copper as the anode, and at that time, the copper eluted from the anode is deposited on the cathode thin plate As a result, high-purity copper is produced. However, since copper elutes from the anode more than the amount of electricity added, it is necessary to remove extra eluted copper by separate electrolysis. This electrolysis is generally called copper removal electrolysis or copper electrowinning.
Conventionally, lead has been used in this copper removal electrolysis as an anode other than copper. When copper removal electrolysis is performed using a lead plate as an anode, it is inevitable that lead peeled off from the surface of the anode lead is mixed into the copper collected at the cathode. Since copper mixed with lead has low commercial value, it is often re-dissolved as a copper raw material.
また鉛陽極の一般的な問題点として、重量物であるためその取り扱いが困難であることに加え、鉛陽極としての消耗が不均一に起こり易く、このことによる陰極銅の析出不良がある。更にPb−Sb系等の硬質鉛陽極は、極板自体が厚く極間距離を長くしにくいことに加えて、鉛電極は電解中に変形し易く、陰極とのショート事故が問題となっていた。
そこで近年チタンを皮膜形成金属基体とし、その表面に酸化イリジウムを含有する活性コーティングを被覆した不溶性金属電極(寸法安定性電極)が用いられるようになってきた。当該電極は、一般的にDSA(Dimensionally Stable Anode)又はDSE(Dimensionally Stable Electrode)の名称で知られている。
またDSEは銅精錬の分野で開発が進んでいるSX−EW法用の陽極としても着目されており、陽極として粗銅を用いず、硫酸銅の溶液から直接銅精錬を行うSX−EW法では、不溶性電極であるDSEへの期待は大きい。
Further, as a general problem of the lead anode, in addition to being heavy, it is difficult to handle it, and the lead anode is easily consumed in a non-uniform manner. Furthermore, in the case of the hard lead anode such as Pb-Sb, the electrode plate itself is thick and it is difficult to increase the distance between the electrodes. In addition, the lead electrode is easily deformed during electrolysis, and a short-circuit accident with the cathode has been a problem. .
Thus, in recent years, insoluble metal electrodes (dimension-stable electrodes) in which titanium is used as a film-forming metal substrate and the surface thereof is coated with an active coating containing iridium oxide have been used. The electrode is generally known by the name of DSA (Dimensionally Stable Anode) or DSE (Dimensionally Stable Electrode).
DSE is also attracting attention as an anode for the SX-EW method, which is being developed in the field of copper refining. In the SX-EW method, which does not use crude copper as the anode, but directly refining copper from a copper sulfate solution, Expectations for DSE, an insoluble electrode, are high.
脱銅電解にDSEを用いた場合、DSE表面にアンチモン等の非電導性物質が付着することがしばしば確認されている。しかし電解後の引き上げ検査で、表面にアンチモン等の付着が確認されたDSEでも、初期電圧は高いものの、通電と共に電圧が降下するため、通常の通電では問題はない。これは、アンチモン等の非電導性物質は、電解停止時に電解液中で条件により電極表面に付着するが、付着したアンチモン等の物質は電解により剥離脱落すると推定され、従って通常の電解では問題は生じないと考えられる。 When DSE is used for copper removal electrolysis, it has often been confirmed that non-conductive substances such as antimony adhere to the surface of DSE. However, even in a DSE in which antimony or the like is confirmed to adhere to the surface in a pull-up inspection after electrolysis, although the initial voltage is high, the voltage drops with energization, so there is no problem with normal energization. This is because non-conducting substances such as antimony adhere to the electrode surface depending on conditions in the electrolytic solution when electrolysis is stopped, but the adhering antimony and other substances are presumed to peel off due to electrolysis. It is not expected to occur.
しかし脱銅電解では、析出した銅を採取するため、電解槽からの陰極の出し入れが頻繁に行われる。陰極が抜き出されて電解液の液面が低くなっているときに、電解液中のアンチモンが陽極表面に析出し、次いで操業のために陰極が再び元の位置に戻されて電解液の液面が高くなった際には、電解液に浸漬された陽極表面に前記非電導性物質が析出している個所と析出していない個所が存在することになる。この状態で電解を開始し電気が流れると、陽極の上部の非電導性物質が析出していない個所に電流が集中してその部分で銅の成長が著しくなってデンドライトが発生し、このデンドライトによるショート事故が発生する危険がある。 However, in the copper removal electrolysis, in order to collect the deposited copper, the cathode is frequently taken in and out of the electrolytic cell. When the cathode is extracted and the electrolyte level is low, the antimony in the electrolyte is deposited on the anode surface, and then the cathode is returned to its original position for operation. When the surface becomes higher, there are a portion where the non-conductive substance is deposited and a portion where it is not deposited on the surface of the anode immersed in the electrolytic solution. When electrolysis is started in this state and electricity flows, current concentrates in the area where the non-conducting material on the upper part of the anode is not deposited, and copper grows significantly in that part, generating dendrite. There is a risk of a short accident.
これを図2aから図2dに基づいて説明する。
脱銅電解槽1内には、平板状又は多孔状の陽極2と平板状の陰極3が交互に設置され、前記陽極2には陽極物質4が、電解液5の液面6より高い位置までほぼ均一に被覆されている。この電解槽1の両極間に通電すると、電解液5中の銅イオンが還元されて陰極3表面に金属銅7として析出する(図2a)。
This will be described with reference to FIGS. 2a to 2d.
In the copper removal electrolysis tank 1, flat or
所定量の金属銅7が析出した陰極3は、通電停止後、交換のため電解槽1から引き上げられる。このように陰極3が電解槽1外に取り出されると、その体積分だけ電解液の液面が低下して、前述の電解時の液面6から、陰極取り出し時の液面6aへ距離「d」だけ低下する(図2b)。この状態における陽極2は、その陽極物質4は大部分が電解液5に浸漬しているものの、上部は電解液5に浸漬していない。
前述した通り、脱銅電解の電解液には採取対象の銅イオン以外に、アンチモンが存在し、このアンチモンが陽極2の陽極物質4表面に非電導性物質8として析出する(図2b)。しかし、陽極表面のうち、図2bの陰極取り出し時に電解液5に浸漬されていない部分、つまり当初から電解液5に浸漬していない部分、及び当初の電解液5の液面6と陰極取り出し後の電解液5の液面6aとの距離(d)に相当する陽極2表面には非電導性物質8は析出しない。
The cathode 3 on which a predetermined amount of
As described above, antimony is present in the electrolytic solution of copper removal electrolysis in addition to copper ions to be collected, and this antimony is deposited on the surface of the
この状態で、脱銅電解の操業を再開するために新しい陰極3aを電解槽1内に再設置する(図2c)と、陰極3aの体積分だけ電解液5の液面6aが距離(d)だけ上昇して元の液面6に戻る(陰極表面に析出した金属銅の体積は無視する)。この状態では図2cの拡大図に示すように、電解液5中の旧液面6aと新液面6の距離(d)に相当する陽極2の陽極物質4表面には非電導性物質8の析出がなく、電導性物質である陽極物質4が電解液5に露出している。
この状態で通電して操業を再開すると、旧液面6aより下の陽極物質4には非電導性物質8が析出して非電導化されているのに対し、旧液面6aと新液面6の間の陽極物質4には析出物が無く、この範囲(d)の陽極物質4に電流が集中してデンドライト9によるショート事故が発生する危険がある(図2d)。
In this state, when a
When the operation is resumed by energizing in this state, the
このデンドライトによるショート事故は脱銅電解のみでなく、他の金属の採取又は回収時にも、同様の理由で生じるおそれがある。このショート事故が起きると、陽極や陰極が損傷して交換等が必要になり、多大な手間とコストが掛かる。 This short-circuit accident due to dendrites may occur not only for copper removal electrolysis but also for other metal extraction or recovery for the same reason. When this short accident occurs, the anode and the cathode are damaged and need to be replaced, which takes a lot of labor and cost.
本発明は、脱銅電解をはじめとする銅採取における操業再開時の電流集中による両極間のショートを防止するための方法を提供することを目的とする。
An object of this invention is to provide the method for preventing the short-circuit between both poles by the current concentration at the time of the resumption of operation in copper extraction including copper removal electrolysis.
本発明は、陽極物質を被覆した寸法安定性陽極及び銅陰極を、銅イオンを溶解した電解液に浸漬し、両極間に通電して前記銅イオンを還元して金属銅として前記銅陰極に析出させて採取する銅金属採取方法において、前記陽極として、前記電解液に浸漬した際の電解面より下方に位置する表面のみに前記陽極物質を被覆した陽極を使用することを特徴とする銅採取方法である。
In the present invention, a dimensionally stable anode and a copper cathode coated with an anode material are immersed in an electrolytic solution in which copper ions are dissolved, and the copper ions are reduced by being energized between both electrodes to be deposited on the copper cathode as metallic copper. in copper metal collection method for collecting by, as the anode, a copper collection side, characterized by using an anode coated with the anode material only on the surface which is located below the electrolytic surface when immersed in the electrolyte Is the law.
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、従来の脱銅電解等の銅採取電解における通電再開時のショートが、陰極交換等の通電停止時における陽極の陽極物質表面への非電導性物質の偏った析出に起因することを見出して本発明に到達したものである。
つまり、銅が析出した陰極を通電停止後に電解槽外に取り出すと、電解槽内の電解液の液面が下がり、電解時には電解液に浸漬していた陽極物質が電解液外に現れ、電解液中の不純物が電解液中に存在する陽極物質表面のみに非電導性物質として析出し、電解液外の陽極物質には非電導性物質が析出しない。
その後操業再開のために銅の析出していない陰極を元の位置に戻すと、電解液の液面が上昇して元の液面に戻る。すると非電導性物質が析出していない陽極物質が電解液に浸漬し、電解液内の陽極表面には上部の陽極物質が被覆された部分と下部の非電導性物質が析出した陽極物質が存在することになる。
この状態で通電を行うと、陽極下部は非電導性物質の絶縁性のために電流は流れず、陽極上部の陽極物質被覆部に電流が集中してショートが起こる。
The present invention will be described in detail below.
The inventors of the present invention have a short-circuit at the time of resuming energization in copper extraction electrolysis such as conventional copper removal electrolysis due to uneven deposition of a non-conductive material on the anode material surface of the anode at the time of de-energization such as cathode replacement. It has been found that the present invention has been reached.
In other words, when the cathode on which copper is deposited is taken out of the electrolytic cell after the energization is stopped, the liquid level of the electrolytic solution in the electrolytic cell is lowered, and the anode material immersed in the electrolytic solution during electrolysis appears outside the electrolytic solution. The impurities therein are deposited as a non-conductive material only on the surface of the anode material present in the electrolytic solution, and the non-conductive material is not deposited on the anode material outside the electrolytic solution.
Thereafter, when the cathode on which copper is not deposited is returned to the original position for restarting the operation, the liquid level of the electrolytic solution rises and returns to the original liquid level. Then, the anode material on which the non-conducting material is not deposited is immersed in the electrolyte solution, and the anode surface in the electrolyte solution has a portion coated with the upper anode material and the anode material on which the lower non-conducting material is deposited. Will do.
When energization is performed in this state, the current does not flow in the lower part of the anode due to the insulating property of the non-conductive substance, and the current concentrates on the anode material covering part on the upper part of the anode, causing a short circuit.
前記非電導性物質の析出は通電停止時に電解液中に存在する陽極物質表面に選択的に起こり、非電導性又は低電導性である陽極基体には生じないか、極めて生じにくい。従来の脱銅電解槽等でショート事故が起こるのは、通電停止時に陽極物質の一部にのみ非電導性物質が析出して陽極表面に電導性表面と非電導性表面が形成され、通電開始時に、電導性に電流が集中するからである。
従って本発明は、銅を析出させる陰極を電解槽外に取り出すタイプの電解槽の使用を前提とし、陽極表面の陽極物質を、陰極を取り出した際の電解液の液面より下方にのみ被覆するようにする。陽極物質の上縁と前記電解液の液面を一致させても良いが、電極有効面積は若干減少するが、安全のため、前記陽極物質の上縁を前記電解液の液面よりやや低くしておくことが望ましい。
Precipitation of the nonconductive material occurs selectively on the surface of the anode material present in the electrolyte when the energization is stopped, and it does not occur or hardly occurs on the non-conductive or low-conductive anode substrate. A short accident occurs in a conventional copper removal electrolytic cell, etc., when non-conducting material is deposited only on part of the anode material when energization is stopped, and a conductive surface and non-conducting surface are formed on the anode surface, and energization starts. This is because current sometimes concentrates on conductivity.
Accordingly, the present invention presupposes the use of an electrolytic cell in which the cathode for depositing copper is taken out of the electrolytic cell, and the anode material on the anode surface is coated only below the surface of the electrolytic solution when the cathode is removed. Like that. Although the upper edge of the anode material and the liquid surface of the electrolyte solution may coincide, the electrode effective area is slightly reduced, but for safety, the upper edge of the anode material is slightly lower than the liquid surface of the electrolyte solution. It is desirable to keep it.
このような構成を採用すると、通電時及び通電停止時とも、陽極表面の陽極物質は常に電解液と接触し、通電停止時に非電導性物質が陽極物質上に析出する際にも全陽極物質表面に析出して非電導化し、陽極に電導性表面と非電導性表面を形成しない。
従って通電を開始しても電流集中が起こらず、供給される電流により徐々にアンチモン等の非電導性物質が陽極から剥落して陽極物質への通電が生じて通常のように銅採取を行うことができる。
本発明方法では、従来よりも陽極物質被覆面積が小さくなるため、その分の電圧上昇が生じるが、デンドライトによるショート事故を確実に防止できる。
When such a configuration is adopted, the anode material on the anode surface is always in contact with the electrolytic solution both when energized and when the energization is stopped, and even when the nonconductive material is deposited on the anode material when energization is stopped, It is deposited to become non-conductive and does not form a conductive surface and non-conductive surface on the anode.
Therefore, current concentration does not occur even when energization is started, and non-conducting substances such as antimony gradually fall off from the anode due to the supplied current, and energization to the anode material occurs and copper is collected as usual. Can do.
In the method of the present invention, since the anode material covering area is smaller than that of the conventional one, the voltage rises accordingly, but it is possible to reliably prevent a short accident due to dendrites.
本発明方法における陽極としてはDSEを使用し、前述の通りデンドライトによるショート事故が防止されて、DSE使用による金属採取電解のメリットである金属の高純度化、作業性の向上及び環境面の改善効果等が顕在化する。
陽極の一部のみに陽極物質を被覆するためには、予めマスキングを施しマスキング以外の個所に被覆する方法、陽極全体に陽極物質を被覆後に、機械的又は化学的に陽極物質の一部を除去する方法などがあるが、これらに限定されない。
本発明による採取対象となる金属は銅であり、前述した脱銅電解の他に銅精錬分野のSX−EW法などへの適用も可能である。
Using the DSE is used as an anode in the method of the present invention, prior to being prevented from an electrical short circuit due as dendrites mentioned high purity of the metal is a merit of the metal collected electrolyte by DSE use, improvement in workability and improvement of environmental The effect becomes obvious.
In order to cover only a part of the anode with the anode material, masking is performed in advance and the coating is applied to a portion other than masking. After the anode material is coated on the entire anode, a part of the anode material is removed mechanically or chemically. However, it is not limited to these methods.
Metal serving as collection subject according to the invention Dodea is, application is possible to such SX-EW process in addition to copper smelting field of decoppered electrolysis pre mentioned.
以上のように、本発明の銅採取方法によると、通電停止時等の陰極取り出し時に電解液中の非電導性物質が全ての陽極物質表面に析出し、陰極を元の位置に戻した際に、陽極表面が全て非電導性物質に被覆されて非電導化されている。従ってこのまま通電を開始しても電流が流れず、従って電流集中によるショート事故も生じない。
As described above, according to the copper sampling method of the present invention, when the nonconductive material in the electrolytic solution is deposited on the surface of all anode materials when the cathode is taken out when the energization is stopped, the cathode is returned to the original position. The anode surface is all made non-conductive by coating with a non-conductive material. Therefore, even if energization is started as it is, current does not flow, and therefore a short circuit accident due to current concentration does not occur.
本発明方法による金属(銅)採取の例を添付図面に基づいて説明する。
図1a〜図1dは、本発明方法による銅採取の一連の工程を示す概略図である。
図1aに示すように、脱銅電解槽11内には、平板状又は多孔状の陽極12と平板状の陰極13が交互に設置され、前記陽極12には陽極物質14が被覆されている。この陽極物質14は、図1aに示すように前記陰極13が電解槽11内に浸漬している場合の電解液15の液面16から下向きに長さ「D」に対応する陽極12表面には被覆されていない。
この電解槽11の両極間に通電すると、電解液15中の銅イオンが還元されて陰極13表面に金属銅17として析出する(図1a)。
An example of collecting metal (copper) by the method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1a to 1d are schematic views showing a series of steps of copper collection according to the method of the present invention.
As shown in FIG. 1 a, a flat or
When electricity is passed between both electrodes of the electrolytic cell 11, the copper ions in the
陽極12及び陰極13を交互に櫛型に配置するこのタイプの金属採取用電解槽11では、陰極13表面に析出する金属銅17を陰極13表面から回収するために、クレーンなどを使用して定期的に電解槽11から取り出される(図1b)。このように陰極13が電解槽11外に取り出されると、その体積分だけ電解液の液面が低下して、前述の電解時の液面16から、陰極取り出し時の液面16aへ高さ「D」だけ低下する。この状態における陽極12は、その陽極物質14の上縁が電解液の液面16aとほぼ一致している。
前述した通り、脱銅電解の電解液には採取対象の銅イオン以外に、アンチモンが存在し、このアンチモンが通電停止時に、陽極12の陽極物質14表面に非電導性物質18として析出する(図1b)。この例では、陽極物質14の上縁と電解液15の液面16aが一致しているため、非電導性物質18は陽極物質14表面にのみ析出する。
In this type of metal collecting electrolytic cell 11 in which the
As described above, in addition to the copper ions to be collected, antimony is present in the electrolytic solution of the copper removal electrolysis, and this antimony is deposited on the surface of the
この状態で、脱銅電解の操業を再開するために新しい陰極13aを電解槽11内に再設置する(図1c)と、陰極13aの体積分だけ電解液15の液面16aが距離(D)だけ上昇して元の液面16に戻る(陰極表面に析出した金属銅の体積は無視する)。
この状態では図1cの拡大図に示すように、電解液15中の旧液面16aより下の陽極物質14上にのみ非電導性物質18が被覆され、旧液面16aと新液面16の距離(D)に相当する陽極12表面には非電導性物質18の析出がなく、陽極(非電導性又は電導性の低い陽極基体)12が電解液15に露出している。
In this state, when a
In this state, as shown in the enlarged view of FIG. 1c, the
この状態では、旧液面16aより下の陽極物質14には非電導性物質18が析出して非電導化され、旧液面16aと新液面16の間の陽極12表面にも析出物が無く、非電導化されている。従って陽極12全体が非電導化されていて、通電して操業を再開しても、電流が集中してデンドライトによるショート事故は発生しない。
通電を継続すると、陽極物質14表面の非電導性物質18が剥落して底板上に欠片18aとして堆積し、陽極物質14が電解液15に接触して電解が開始され、陰極13a表面に金属銅17が析出する。
In this state, the
When energization is continued, the
次に本発明に係る金属採取の実施例及び比較例を記載するが、これらは本発明を限定するものではない。 Next, although the Example and comparative example of metal extraction which concern on this invention are described, these do not limit this invention.
[参考例1]
商業的に脱銅電解を行っている1槽当たり鉛陽極(縦1100mm、横1000mm、厚み25mm)20枚と銅陰極19枚を交互に配置させた脱銅電解用電解槽(実機槽)を使用した。実機槽の内径は、縦2600mm、横1200mm、深さ1400mmであった。
電解槽の陽極表面と陰極表面との実際の極間距離は117.5mmで電極中心間の極間距離は130mmであった。又鉛電極1枚の重量は約310kgであった。
鉛陽極のうち、陰極を挟んで隣接する2枚の鉛陽極を当該鉛陽極と同一形状のDSE陽極(ペルメレック電極株式会社製)と交換し、次の条件で通電試験を行った。DSEには縦1100mmの全てに陽極物質が被覆され、上縁部からその下120mmまでが電解液に浸漬されず、下縁から高さ980mmまでが電解液に浸漬されるようにした。
[Reference Example 1]
Uses an electrolytic cell for decoppering electrolysis (actual tank) in which 20 lead anodes (vertical 1100 mm, horizontal 1000 mm, thickness 25 mm) and 19 copper cathodes are alternately arranged per tank, where copper is electrolyzed electrolytically. did. The inner diameter of the actual tank was 2600 mm long, 1200 mm wide, and 1400 mm deep.
The actual distance between the anode surface and the cathode surface of the electrolytic cell was 117.5 mm, and the distance between the electrode centers was 130 mm. The weight of one lead electrode was about 310 kg.
Among the lead anodes, two lead anodes adjacent to each other with the cathode interposed therebetween were replaced with a DSE anode having the same shape as the lead anode (manufactured by Permerek Electrode Co., Ltd.), and an energization test was performed under the following conditions. In the DSE, the anode material was coated on the entire length of 1100 mm, and from the upper edge portion to the lower 120 mm was not immersed in the electrolyte solution, and from the lower edge to the height of 980 mm was immersed in the electrolyte solution.
電解液は銅イオン濃度が50〜55g/リットルでありアンチモンを150g/リットル含む電解銅精錬後の銅含有溶液とし、この電解液を28〜30リットル/分で電解槽に循環させ、銅イオンの減少分は適宜補充した。他の電解条件は、電流密度2.55A/dm2、電解温度60〜65℃とした。
この条件で10日間運転を行い、DSEを引き上げて表面を観察したところ、アンチモンが約50μmの厚みで付着していた。この厚みは使用したDSEの活性コーティング(陽極物質)の厚みの約10倍に相当した。このDSEを使用して、単極電位の測定を試みたが、電圧上昇のため。電流を流すことができなかった。
The electrolytic solution has a copper ion concentration of 50 to 55 g / liter and a copper-containing solution after electrolytic copper refining containing 150 g / liter of antimony, and this electrolytic solution is circulated to the electrolytic cell at 28 to 30 liter / minute to form copper ions. The decrease was replenished as appropriate. Other electrolysis conditions were a current density of 2.55 A / dm 2 and an electrolysis temperature of 60 to 65 ° C.
The operation was performed for 10 days under these conditions, and when the surface was observed by pulling up the DSE, antimony was deposited in a thickness of about 50 μm. This thickness corresponded to about 10 times the thickness of the active coating (anode material) of DSE used. I tried to measure the monopolar potential using this DSE, but because of the voltage rise. The current could not flow.
このアンチモンが付着したDSEを再び前記脱銅電解用電解槽内に設置し、同一条件で通電した結果、特に異常は認められず、陰極に析出する銅も正常に成長した。これは、通電初期にはDSEの電圧が高く、若干の通電不良が生じた可能性はあるものの、電解開始と同時にアンチモンがDSEから剥離し、結果的にDSEが正常な状態に戻ったものと推定できた。 As a result of placing the antimony-attached DSE in the electrolytic bath for copper removal electrolysis again and energizing under the same conditions, no abnormality was observed, and the copper deposited on the cathode also grew normally. This is because the DSE voltage was high at the beginning of energization, and there was a possibility that some energization failure occurred, but antimony peeled off from the DSE simultaneously with the start of electrolysis, and as a result, the DSE returned to a normal state. I was able to estimate.
[比較例1]
参考例1で使用した脱銅電解用電解槽の1槽分全ての鉛陽極を参考例1と同じDSEで交換し、参考例1と同一条件で10日間通電し、通電停止後、クレーンを使用して全19枚の銅陰極を引き上げた。銅陰極表面には金属銅が約10mmの厚みで析出していた。
180分後に、同じサイズの銅陰極19枚を元の位置に再設置した。このまま参考例1と同じ条件で通電を開始したところ、DSE表面にデンドライトが異常成長して陰極を挟んで隣接するDSE間に激しいショートが発生した。
[Comparative Example 1]
Replace all lead anodes in the electrolytic cell for copper removal electrolysis used in Reference Example 1 with the same DSE as in Reference Example 1, energize for 10 days under the same conditions as in Reference Example 1, use the crane after stopping energization All 19 copper cathodes were pulled up. On the surface of the copper cathode, metallic copper was deposited with a thickness of about 10 mm.
After 180 minutes, 19 copper cathodes of the same size were reinstalled in their original positions. When energization was started under the same conditions as in Reference Example 1, dendrite abnormally grew on the DSE surface, and a severe short circuit occurred between adjacent DSEs with the cathode interposed therebetween.
[実施例1]
比較例1の通電開始時(銅陰極が電解液中に浸漬)及び銅陰極引き上げ時における電解液の最上位の液面に接触するDSEの上縁からの距離を測定したところ、それぞれ120mm及び180mmであった。
DSEのコーティング時に、上縁から196mmまでマスキングして、このマスキング以外の表面にのみ陽極物質をコーティングした。このDSE20枚を使用したこと以外は比較例1と同じ条件で10日間通電し、通電停止後、クレーンを使用して全19枚の鉛陰極を引き上げた。銅陰極表面には金属銅が約10mmの厚みで析出していた。
180分後に、同じサイズの銅陰極19枚を元の位置に再設置した。このまま参考例1と同じ条件で通電を開始したが、デンドライトの異常成長によるショートは発生しなかった。
そのまま同一条件で10日間通電し、銅陰極交換後、同一条件で通電を再開したが、ショートは発生しなかった。
[Example 1]
When the distance from the upper edge of the DSE contacting the uppermost liquid surface of the electrolytic solution at the start of energization in Comparative Example 1 (the copper cathode was immersed in the electrolytic solution) and at the time of pulling up the copper cathode was measured, 120 mm and 180 mm, respectively. Met.
When coating DSE, masking was performed from the upper edge to 196 mm, and the anode material was coated only on the surface other than this masking. Except for using these 20 DSEs, electricity was applied for 10 days under the same conditions as in Comparative Example 1, and after stopping energization, all 19 lead cathodes were pulled up using a crane. On the surface of the copper cathode, metallic copper was deposited with a thickness of about 10 mm.
After 180 minutes, 19 copper cathodes of the same size were reinstalled in their original positions. While energization was started under the same conditions as in Reference Example 1, no short circuit occurred due to abnormal dendrite growth.
The current was applied for 10 days under the same conditions as it was, and after replacing the copper cathode, the current supply was resumed under the same conditions, but no short circuit occurred.
11 電解槽
12 陽極
13 陰極
14 陽極物質
15 電解液
16 、16 a 液面
17 金属銅
18 、18 a 非電導性物質
11 Electrolysis tank
12 Anode
13 Cathode
14 Anode material
15 Electrolyte
16, 16 a Liquid level
17 Copper metal
18, 18 a Non-conductive material
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