JPH07150385A - 銅電解液の液性変動測定方法及び装置 - Google Patents
銅電解液の液性変動測定方法及び装置Info
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- JPH07150385A JPH07150385A JP5298823A JP29882393A JPH07150385A JP H07150385 A JPH07150385 A JP H07150385A JP 5298823 A JP5298823 A JP 5298823A JP 29882393 A JP29882393 A JP 29882393A JP H07150385 A JPH07150385 A JP H07150385A
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Abstract
び装置であって、銅電解液の液性を評価する方法および
装置を提案する。 【構成】 実操業の電解槽への給液管よりサンプルを分
取し、別途用意した小さな電解槽内で一枚の不溶性陽極
と一枚の陰極とで電極間電位を測定する。分取と測定と
を交互に実施する。
Description
理する為の方法および装置に関する。
状、すなわち銅・硫酸濃度、添加剤添加量、温度など、
が製品電気銅に大きな影響を及ぼす。したがって、電気
銅の品質を維持するには電解液の最適な性状を安定に保
つことが重要である。電解液の性状を知る方法として、
従来は製品電気銅の外観を観察し添加剤の過不足を判定
し、一定添加する添加剤量を増減したり、電解液の銅・
硫酸濃度などを分析し一定な範囲内に収まるように補加
あるいは除去するなどの管理を行ってきた。
全に管理できるとは言い難い面がある。すなわち、電気
銅は引き揚げられるまでに通常10日前後を要し、電気
銅の外観を観察してからでは、対応が手遅れとなる場合
が多い。また、電解液の銅・硫酸・不純物濃度を常時測
定することは多大な手間と労力を要する。さらに添加剤
など分析が困難なものもある。添加剤を分析・管理する
ため電解液の分極を測定することも行われる。これらの
実施例は例えば、特開昭60−500453公報や「C
yclic Voltammetry for Mon
itoring Addition Agent Co
ncentrationsin Copper Ele
ctrorefining」(TMS 1991,P3
65−P386)等に記載されている。しかしながら、
これらに使用される装置はいずれも高価かつ大がかりで
あり、また、測定に手間がかかりすぎるが、自動化する
には装置が複雑になる。
ついては以下に示すようにいくつかの実験式が知られて
いる。電解液の組成、温度などが変化すると電解液の液
抵抗が変化する。 液抵抗 Ω・cm=1/電導度=1/{0.66+0.
006(T−55)+0.003(CH2 SO4 −18
0)−0.006(CCu−40)−0.007(CNi−
10)−0.0006(CAs−3)} (CCu,Ni,As,H2 SO4 :電解液の銅,Ni,A
s,硫酸濃度g/l、T:液温℃) (出典:「工業電解の化学」高橋正雄、増子 昇著、p
41、アグネ刊) また、電解液組成・添加剤濃度・温度などによりアノー
ド・カソード分極が変化すればそれにより生ずる電位差
も変化する。すなわち液性の変化は電位差としてあらわ
れることになる。電解液の液抵抗や分極による電位差な
どアノード・カソード極間電位は、接点・電極間の抵抗
による電圧降下と合わせ槽電圧として測定できる。した
がって電解槽の槽電圧から接点抵抗による電圧降下を差
し引いた極間電位の部分のみを用いることで電解液の変
化を知ることができると考えられる。
のまま利用するには次のような問題がある。電解精製で
は、アノードが溶解しカソード上に電着するため極板間
の距離が一定でなく通電時間と共に変化する。また、電
解操業にあたっては極板の曲がりなどに起因するショー
トが発生する。ショートが発生すると電槽間の抵抗が減
少するため槽電圧は低下する。また、ショート検出や修
正のために電解槽の上に人が上がると体重により極板と
接点との抵抗が変化し槽電圧が変化してしまう。このよ
うに槽電圧には電解液以外の変化要因が多く、これらの
変化要因を除去して電解液の状態変化のみを測定しよう
とするには得られたデータの処理が複雑となる。さらに
電解槽の容量は普通4〜10m3 もあり液が入れ替わる
のに数時間以上を要する。電解液の状態変化が急激に生
じた場合、変化を検出するのが遅れる恐れがある。それ
ゆえ従来はそのまま電解液の管理として使用するのには
問題があった。
性を極間電位で管理する方法ならびに容易かつ省力化し
た測定装置を提案するものである。
めに、本発明は複数枚の陽極板と陰極板とが交互に並べ
られて電気的に接続して配置されている1個以上の電解
槽への給液管より電解液を分取し、該分取した電解液を
一枚の不溶性陽極と一枚の陰極とを配置した単一の電解
槽に給液し、該単一の電解槽に定電流にて通電を行なっ
て、該定電流にて通電時の電極間電位を測定する点、
又、ここで単一の電解槽への給液と定電流にて通電とを
同時に行なわず、交互に行なう点に特徴がある。
と、送液ポンプと、一枚の不溶性陽極板と一枚の陰極板
とを設けた単一の電解槽と、該単一の電解槽に定電流を
通電する整流器と、該送液ポンプと該整流器とを交互に
作動させるタイマーとを備えている点、又、ここで単一
の電解槽がその内部に、相対する2つの壁に開孔部を有
し他の相対する壁の内側に極板固定具を設けた内箱を備
えた電解槽である点に特徴がある。
置の構成の概略を示す図である。図1において、測定用
電解槽2はその内部にアノード5およびカソード4を内
蔵する内箱3を備えた状態でウォーターバス1の内に設
置されている。液性を測定する電解液は銅の電解精製操
業中の多数の電解槽へ給液する給液管(図示せず)に接
続した分取用枝管8を通して送液ポンプ9により吸液
し、給液管10を通して測定用電解槽2に送液され、排
液管11から排出されて多数の電解槽へ給液する給液管
の中に戻される。測定用電解槽2への通電は整流器6に
より行なわれ、該整流器6の作動はタイマー7により制
御される。又、タイマー7は送液ポンプ9の作動も制御
し、送液ポンプ9を作動させている時は整流器6を作動
しない様に設定されている。
ながら連続して通電しながら行なうことも考えられる
が、通電時に給液すると電極表面の反応が乱れることも
あり、又、適度な間隔を置いて定期的に測定するだけで
実操業の操業の変化を察知するのは可能であるので、調
査して決めた適度な間隔で断続的に測定した方が良い。
又、通電時間を長くし過ぎると電極の電着表面に粒が大
きく発生するなど表面状態が悪化し、電極面での反応に
影響して誤差になってしまうが、通電後30〜60秒し
ないと槽電圧が安定しないので、通電時間は60秒程度
が好ましい。
には測定電槽を電解液の流路に近接して設置し、電解液
を頻繁に送液した方が好ましい。しかし測定槽内の液が
入れ替わる前に測定しても状態の変化ははっきりとはと
らえにくい。したがって極間電位の測定は電解液が完全
に入れ替わってから行うことが望ましく、このためにタ
イマーを用い、送液ポンプと整流器を交互に作動させる
など構造とした。
示し、図2の(b)図は内箱3の構造を示すものであ
る。液性を測定する電解液は測定用電解槽2に送液さ
れ、開孔部12から内箱3の内部に入りアノード5およ
びカソード4に接液する。
る構造の一例を示す図である。カソード4が液性の測定
時に変形してもアノードとカソードの間隔が変らないよ
うに突起部13で固定する様になっている。
とするときには液性の変化以外の要因の影響が加わらな
いような条件で極間電位を測定することが必要である。
本願では前記の如くアノードとカソードを一つの箱に固
定し、この箱を電解液の中に入れる構造とすることでア
ノードおよびカソードの垂直性を確保し、又、極板取り
付け時の誤差を最少に抑えることができる。また極板の
交換を電解液のないところで行うことができるため作業
性が向上する。
にはかなり小さくても出来るが、実操業での面間距離3
3mm程度で行なった方が、測定した電圧値と実操業の
槽電圧との対比がやりやすく適している。この様に極間
距離を広めにとることで極間距離の変化による液抵抗へ
の影響を防ぐことができる。また、銅電解液にあたって
は鉛などの不溶性アノードを使用することでアノードの
溶減がなく、極間距離の変化が少なく、又、アノード交
換の手間を省略することが出来る。
100mm、深さ100mmの内径の塩ビ製の電解槽を
用意し、そのうち0.6リットルの容量になるように給
排液口を付けた。このなかに図2のb図に示す開口部を
設けた縦70mm、横70mm、深さ100mmのアク
リル製の箱をいれた。(寸法はいずれも内径)アクリル
製の箱には鉛製アノード(縦100mm×横50mm、
厚さ5mm)、カソード(圧延銅板 縦100mm、横
65mm、厚さ0.3mm)をそれぞれ向かい合うよう
に片面を壁に密着させて装入した。カソードは表面にマ
スキングテープを巻き絶縁し、壁に密着していない方に
縦40mm、横50mmの広さの部分と上端より5mm
の部分のみテープをはがした。テープをはがした部分は
アセトンで脱脂した。アノードは表面を水で洗浄しその
まま使用した。
ーバス内で60±0.5℃に保温した。電解液は電解槽
の給液管より直接定量ポンプで採取した。定量ポンプの
流量は45ml/分である。整流器は18V3Aの市販
のもの((株)ケンウッド製PR18−3型)を用い、
通電電流は1Aとした。カソード電流密度は500A/
m2 となる。タイマーを用い、定量ポンプと整流器を交
互に稼働させた。タイマーにより14分間ポンプを稼働
させた後停止し、1分間通電した。その後停電し再び1
4分間ポンプを動かし液を入れ替えることを繰り返し
た。
リー硫酸:190g/l、にかわ:10mg/l)の変
化を再現するため、給液口から硫酸を補加した電解液を
供給した(供給後の液中フリー硫酸濃度:250g/
l)。この結果、図4に示すように電導度が増加するこ
とで極間電位は減少した。
解した電解液を1リットル給液した。その結果、図4に
示した様にカソード分極が増加することで極間電位は著
しく増加した。
と(給液後の液中銅濃度:30g/l)、図4に示した
様に極間電位は増加した。このように本発明を用いるこ
とにより電解液の性状が変化したことを極間電位の変化
としてとらえることができる。図5に本装置で測定した
実操業(アノード26枚、カソード27枚、DK250
A/m2 )の極間電位の変化を示す。
に測定し添加剤、組成等の管理に役立てることが出来る
ようになった。
解槽2の構造を示し、(b)図は内箱3の構造を示す。
ド4を取付ける構造の一例を示す図である。
結果を示し、特に意図的に、水で希釈したり、硫酸を加
えたり、にかわを補加した場合の槽電圧の変化を測定し
た図である。
を測定した結果を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数枚の陽極板と陰極板とが交互に並べ
られて電気的に接続して配置されている1個以上の電解
槽への給液管より電解液を分取し、該分取した電解液を
一枚の不溶性陽極と一枚の陰極とを配置した単一の電解
槽に給液し、該単一の電解槽に定電流にて通電を行なっ
て、該定電流にて通電時の電極間電位を測定することを
特徴とする銅電解液の液性変動測定方法。 - 【請求項2】 単一の電解槽への給液と定電流にて通電
とを同時に行なわず、交互に行なう請求項1記載の銅電
解液の液性変動測定方法。 - 【請求項3】 給液管に設けた分取用枝管と、送液ポン
プと、一枚の不溶性陽極板と一枚の陰極板とを設けた単
一の電解槽と、該単一の電解槽に定電流を通電する整流
器と、該送液ポンプと該整流器とを交互に作動させるタ
イマーとを備えていることを特徴とする銅電解液の液性
変動測定装置。 - 【請求項4】 単一の電解槽がその内部に、相対する2
つの壁に開孔部を有し他の相対する壁の内側に極板固定
具を設けた内箱を備えた電解槽である請求項3記載の銅
電解液の液性変動測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29882393A JP3191537B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 銅電解液の液性変動測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29882393A JP3191537B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 銅電解液の液性変動測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150385A true JPH07150385A (ja) | 1995-06-13 |
| JP3191537B2 JP3191537B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17864683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29882393A Expired - Lifetime JP3191537B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 銅電解液の液性変動測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191537B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001247991A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-14 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 銅の電解精製方法および電気銅 |
| JP2011174114A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 銅の電解精製装置及びそれを用いた銅の電解精製方法 |
| JP2013040372A (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 金属の製造方法 |
| JP2014159626A (ja) * | 2013-01-23 | 2014-09-04 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 電気銅の製造方法 |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114596821B (zh) | 2022-05-09 | 2022-08-16 | 惠科股份有限公司 | 控制电路、控制方法和显示装置 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP29882393A patent/JP3191537B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP3191537B2 (ja) | 2001-07-23 |
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