JPH07197286A - 金属加工の廃材から高純度金属を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膨大な量の研磨屑と、切削屑と、ブロック状
の廃棄金属とを効率よく高純度金属とする。 【構成】 本発明の高純度金属の製造方法は、研磨屑又
は切削屑を含む廃棄金属２を溶解槽１で溶解し、溶解液
３の状態で、あるいは金属塩１４の状態で電解槽４に供
給する。ブロック状の廃棄金属２Ａは、電源の＋側に接
続された導電性のアノード容器６Ａに入れて電解槽４の
溶解液３に金属イオンを補給させる。電解槽４の−電極
５に電解金属を析出させて金属加工の廃材から高純度金
属を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属加工の廃材である
廃棄金属を、例えば研究用ベースメタル、特殊合金原
料、他各種研究開発用等々に非常にニーズの高い高純度
金属とする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属を切削あるいは研削する種々の業界
で、膨大な量の切屑が発生している。金属加工の廃材
は、機械加工を続けるかぎり発生する。廃棄金属を大切
に利用するためにリサイクル法が制定され、資源の再利
用に目を向けられている。しかしながら、廃棄金属を有
効に再利用することは、経済的に非常に難しい。それ
は、鉄屑等の廃棄金属の価格が下落し、リサイクル業者
による廃棄鉄の再利用の採算があわなくなっているから
である。このような環境においても、廃棄金属は大切な
資源であり、有効利用することが切望さている。多量の
廃棄金属を発生する企業においは、採算を無視して廃棄
処理しているのが実状である。

【０００３】金属を切削し、あるいは研削するときに発
生する廃棄金属は、非常にかさばって廃棄に手間がかか
る。コンパクトにするために、まとめてプレスして廃棄
鉄の固形物とし、炉で融解して再製鉄としている。

【０００４】近年、鉄鋼材に種々の金属を添加した鉄合
金の種類がますます多くなり、量が膨大であることとあ
いまって、廃棄金属のリサイクルをさらに難しくしてい
る。本発明者は、廃棄鉄を電気分解して高純度な電解鉄
とし、付加価値の高い金属として有効に再利用すること
に着目した。金属を電気分解して高純度な鉄とする技術
は特公平３−５３３９４号公報に記載される。この公報
に記載される電解鉄の製法は、陽極に所定の形状の鉄を
連結し陰極に高純度な電解鉄を析出させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この公報に記載される
製法は、陽極に接続する原料鉄を酸溶液に速やかに溶解
することが難しく、時間当りの生産量を多くすることが
できない。原料鉄を酸溶液に溶解できないと、電解鉄を
陰極に析出することができない。溶解した鉄を、電気分
解して陰極に付着させるものだからである。とくに鉄
は、原料鉄を充分に溶解できない状態で高電流を流す
と、溶解液に含まれる第１鉄イオンが第２鉄イオンとな
る。高純度な電解鉄を製造するためには、溶解液は第１
鉄イオンとする必要がある。第２鉄イオンになると、溶
解液が赤褐色に濁って高純度な鉄を析出できないからで
ある。金属加工の廃材である廃棄鉄は膨大な量である。
したがって、処理能力の少ない方法では、たとえ高付加
価値の電解鉄となっても、実際には利用できない。さら
に、この公報に記載される電解鉄の製造方法は、原料鉄
として所定の形状にしたものを使用するので原料コスト
が高く、生産される電解鉄の製造価格が高くなってしま
う欠点もある。

【０００６】さらに、特公昭５３−２８１５６号公報に
は、鉄鋼を酸洗いした廃酸を電気分解して鉄を回収する
方法が記載される。廃酸に多量に含まれる鉄イオンを、
電気分解して回収する方法である。この方法は、廃酸に
含まれる鉄を回収して有効利用できるが、金属加工の廃
材である廃棄鉄を、高純度な電解鉄とすることはできな
い。

【０００７】本発明者は、これら従来の種々の問題点を
解消することを目的に、廃棄金属を酸液に溶解し、これ
を電気分解して高純度な電解金属とする技術を開発した
（国際出願番号 PTC/JP 92/00982号）。この方法は、ほ
とんど無価値の廃棄金属を電気分解して高純度の電解金
属とするので、極めて付加価値の高い金属材料として有
効に再利用できる特長がある。この方法は、多量の廃棄
金属をより効率よく電気分解するために、電解槽とは別
の溶解槽で廃棄金属を溶解する。金属加工の廃材である
金属の研磨屑や切削屑は溶解槽で溶解される。溶解液を
電解槽に移送して、多量の廃棄金属を能率よく電解金属
とするものである。この方法は、廃棄金属の溶解槽を大
きくして多量の廃棄金属を能率よく溶解できる。ただ、
廃棄金属を溶解した溶解液を電解槽に移送して電気分解
するので、電解槽の電解量に合わせて溶解量を調整する
必要がある。このため、膨大な量の廃棄金属を一時に多
量に溶解することができない欠点がある。

【０００８】さらに、金属イオンを含む溶解液を電解槽
に移送して電気分解する方法は、電流密度を高くすると
金属イオンが酸化される。廃棄金属である廃棄鉄を溶解
した溶解液は、電極の電流密度を大きくすると、第１鉄
イオンが第２鉄イオンとなってしまう。金属イオンが第
２鉄イオンになった溶解液を電気分解すると、赤褐色に
濁って高品質の電解鉄を析出できなくなる。

【０００９】本発明はさらにこれ等の欠陥を解消するこ
とを目的とするもので、本発明の重要な目的は、多量の
廃棄金属を能率よく高品質の電解金属として有効に再使
用する金属加工の廃材から高純度金属を製造する方法を
提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の金属加工の廃材
から高純度金属を製造する方法は、前述の目的を達成す
るために下記の構成を備える。廃棄金属を電気分解して
高純度な電解金属とする再生処理は、廃棄金属を速やか
に溶解することが大切である。溶解速度が、単位時間に
処理できる廃棄金属の量に影響を与えるからである。廃
棄金属濃度の高い溶解液は、電解槽の電極に大電流を流
して多量の電解金属を析出できる。さらに、金属濃度の
高い溶解液は、電極間の電気抵抗を小さくし、電解槽の
電力損失を少なくして電力の使用効率を高くする。この
ことは廃棄金属を電気分解する装置にとって極めて大切
なことである。それは、電解金属は大電力を消費して電
極の表面に析出されるからである。電極の表面に析出さ
れる電解金属量は電流に比例する。しかしながら、電解
槽に供給される電力は、電流と電極間の電圧の積とな
る。このため、電極間の電圧を低くすることは、電解槽
の電力損失を少なくするために非常に大切である。本発
明の高純度金属を製造する方法は、独得の構成で、廃棄
金属を速やかに溶解液に溶解して、能率よく電解金属と
する。

【００１１】すなわち、本発明の高純度金属を製造する
方法は、簡単に溶解できる研磨屑又は切削屑を含む廃棄
金属を溶解槽で溶解し、溶解液を電解槽に供給して電気
分解する。簡単に溶解できないブロック状の廃棄金属
は、電源の＋側に接続された導電性のアノード容器に入
れて溶解する。アノード容器に入れたブロック状の廃棄
金属は、アノード容器に電気的に接触して通電される。
通電されるブロック状廃棄金属は、金属イオンとなって
溶解される。ブロック状の廃棄金属は、研磨屑又や切削
屑のように溶解液に簡単には溶解されないが、アノード
容器には確実に電気接触される。それは、重い固まり状
でアノード容器に強く接触するからである。研磨屑や切
削屑は小さくて軽いので、アノード容器に確実に電気的
に接触させることは難しいが簡単に溶解できる。このた
め、研磨屑や切削屑等の廃棄金属は、アノード容器に入
れることなく、溶解槽で溶解する。

【００１２】さらに請求項２に記載する本発明の方法
は、多量の廃棄金属を能率よく処理するために、廃棄金
属を電解槽と別の槽で溶解液に溶解し、溶解液を過飽和
状態として廃棄金属を金属塩の状態で沈澱させ、沈澱し
た金属塩を電解槽に供給する。電解槽に供給された金属
塩は、溶解液に溶解されて溶解液に金属イオンを補給す
る。金属塩は不純物が除去されたもので、廃棄金属に比
べると速やかに溶解液に溶解される。金属塩で金属イオ
ン濃度の高くなった溶解液が電気分解されて、金属加工
の廃材から高純度金属が製造される。

【００１３】

【作用】本発明の金属加工の廃材から高純度金属を製造
する方法は、その好ましい実施例である図１の装置を使
用して、下記の工程で廃棄金属を高純度な電解金属とす
る。

【００１４】 金属加工の廃材である研磨屑又は切削
屑を含む廃棄金属２を溶解槽１で溶かす。溶解槽１には
硫酸等の酸液を入れておく。鉄等の廃棄金属２は、酸液
に溶解されて溶解液３となる。廃棄金属２は、金属を研
磨あるいは研削加工した切屑であるから、重量に対する
表面積が大きく、速やかに溶解される。廃棄金属２を溶
解した溶解液３は多量の金属イオンを含む高濃度な溶解
液である。

【００１５】 高濃度の金属イオンを含む溶解液を過
飽和状態として、金属塩を析出させる。過飽和状態にあ
る溶解液３は、静置すると金属塩が析出する。さらに多
量の金属塩を析出させるには溶解液３を冷却する。図１
に示す装置は、廃棄金属を本体槽１Ａで溶解し、これを
フィルター１２で濾過して濾過槽１Ｂに送る。本体槽１
Ａの溶解液３は、廃棄金属の溶解熱で液温が高くなる。
温度の高い溶解液は、多量の廃棄金属を金属イオンの状
態で溶解できる。多量の廃棄金属を溶解した本体槽１Ａ
の溶解液３は、フィルター１２を透過して濾過槽１Ｂに
送られる。濾過槽１Ｂは融解熱で加温されないので放熱
して液温が低下する。溶解液３の温度が低くなると金属
の溶解度が少なくなって、過飽和の金属塩１４が沈澱す
る。沈澱した金属塩１４を取り出して電解槽４に移送す
る。電解槽４には、濾過槽１Ｂに沈澱した金属塩１４
と、濾過槽１Ｂの溶解液３の両方を移送することもでき
る。

【００１６】 金属塩１４は電解槽４で溶解液３に溶
解される。金属塩１４を溶解した電解槽４の溶解液３
は、金属イオン濃度が高くなる。電解槽４は液温を高く
して金属イオン濃度を高くできる。金属イオン濃度の高
い溶解液３は電解槽４で電気分解される。溶解液３が電
気分解されると、−電極５の表面に溶解金属が付着して
析出される。ここに析出される鉄等の金属は、純度の高
い電解金属である。電解槽４で電気分解された金属イオ
ンを電極に析出させた溶解液３は、金属イオンの濃度が
低くなる。電解槽４は、＋電極６であるアノード容器６
Ａにブロック状の廃棄金属２Ａを入れて電気分解する。
ブロック状の廃棄金属２Ａは、アノード容器６Ａを介し
て通電され、溶解液３に金属イオンを補給する。廃棄金
属が廃棄鉄であると、アノード容器６Ａから第１鉄イオ
ンが補給される。アノード容器６Ａから溶解液３に補給
される第１鉄イオンは、溶解液３に含まれる２価の鉄イ
オンが酸化されて３価の鉄イオンになるのを防止する。
さらに、溶解液３に第１鉄イオンを補給して、−電極５
に電解金属を析出させる。アノード容器６Ａの廃棄金属
は、電気分解が進むにしたがって溶解される。廃棄金属
が溶解して少なくなると、アノード容器６Ａにブロック
状の廃棄金属２Ａを補給する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための方法を例示するものであって、本発
明は、高純度金属を製造する方法を下記のものに特定し
ない。

【００１８】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１９】以下、金属加工の廃材である廃棄金属とし
て、もっとも多量に発生する廃棄鉄を処理する具体例を
詳述する。鉄以外の金属についても、同様の装置を同じ
ように使用して電解金属とすることができる。

【００２０】図１は本発明の実施例に使用する高純度金
属の製造装置を示す。この装置は、金属加工の廃材であ
る廃棄金属２を酸液に溶解させる溶解槽１と、この溶解
槽１に廃棄金属２を供給する供給手段８と、溶解槽１で
廃棄金属２を溶解させた溶解液３を電解槽４に移送する
移送手段９と、移送手段９から供給される溶解液３を電
気分解して−電極５の表面に金属を析出させる電解槽４
と、電解槽４の溶解液３を溶解槽１に還流させる還流手
段７と、溶解槽１と電解槽４とに酸液を供給してｐＨを
所定の値に保持する酸液供給手段１７を備える。

【００２１】供給手段８は、廃棄金属２を蓄えるホッパ
ー８Ａと、ホッパー８Ａの廃棄金属２を溶解槽１に移送
するコンベア８Ｂとを備える。コンベア８Ｂは、溶解槽
１の金属イオン濃度を測定する制御手段１０で制御され
て、溶解槽１の金属イオン濃度を飽和状態に設定して制
御する。コンベア８Ｂが廃棄金属２を溶解槽１に供給す
ると、溶解液３の金属イオン濃度は高くなる。

【００２２】制御手段１０は溶解槽１の金属イオン濃度
が設定値よりも低くなるとコンベア８Ｂを運転する。金
属イオン濃度が設定値よりも高くなるとコンベア８Ｂの
運転を停止する。制御手段１０は、溶解液３の金属イオ
ン濃度を検出するセンサー（図示せず）を接続してい
る。金属イオン濃度のセンサーには、溶解液３の導電率
を測定するセンサーが使用できる。金属イオン濃度が高
くなると、溶解液３の導電率が高くなるからである。図
１に示す制御手段１０は、溶解液３を加温するヒーター
１１Ａも制御する。ヒーター１１Ａは溶解液３を加温し
て、廃棄金属を溶けやすくする。ただ、廃棄金属である
鉄を硫酸に溶解すると発熱するので、ヒーター１１Ａは
常時溶解液３を加熱する必要はない。溶解液３の温度が
設定値になると、制御手段１０はヒーター１１Ａの通電
を停止する。

【００２３】溶解槽１は、脱脂した廃棄金属２を酸液に
溶解するもので、廃棄金属２を溶解させる本体槽１Ａと
濾過槽１Ｂとを備えている。本体槽１Ａに入れる酸液に
は、硫酸、塩酸、硝酸等の強酸を使用できるが、硫酸が
最適である。塩酸は塩素が発生し、硝酸は窒素酸化物を
発生するからである。

【００２４】濾過槽１Ｂは、本体槽１Ａの溶解液３をフ
ィルター１２で濾過し、フィルター１２を透過した溶解
液３を蓄える。フィルター１２は供給ポンプ１６の吸入
側に連結している。フィルター１２は水密に閉塞された
ケーシングに内蔵された多孔質の筒で、酸液に溶解され
ない炭素や珪素等を除去して、溶解液３に混入する固形
物を除去する。濾過槽１Ｂは溶解液３を冷却して底に金
属塩１４を析出させる。

【００２５】移送手段９は、濾過槽１Ｂに蓄える溶解液
３を電解槽４に移送するポンプである。ポンプは、金属
イオン濃度の高い溶解液３を、濾過槽１Ｂから電解槽４
に移送して、電解槽４の金属イオン濃度を高濃度に保持
する。本発明の高純度金属を製造する方法は、必ずしも
移送手段を必要としない。濾過槽１Ｂで析出した金属塩
１４を電解槽４に移送して溶解できるからである。固形
状の金属塩１４を電解槽４に移送すると共に、金属イオ
ン濃度の高い溶解液３を濾過槽１Ｂから電解槽４に移送
するときに移送手段９を使用する。

【００２６】電解槽４は中央に−電極５を、その両側に
＋電極６を配設している。−電極５にはステンレス板が
使用できる。−電極５であるステンレス板の近傍には、
移送手段９でもって溶解液３が供給される。＋電極６は
導電製の金属をかご形としたアノード容器６Ａで、内部
に廃棄鉄を充填している。アノード容器６Ａは、廃棄鉄
に電気的に接続される。アノード容器６Ａを介して通電
される廃棄鉄は、溶解液３に第１鉄イオンを補給する。
アノード容器６Ａに入れる廃棄鉄には、ブロックタイプ
のものを使用する。ブロック状の廃棄金属２Ａは、アノ
ード容器６Ａとの電気接触が良いからである。

【００２７】電解槽４はヒーター１１Ｂを内蔵する。ヒ
ーター１１Ｂは、電解槽４の溶解液３を所定の温度に加
温する。加温された溶解液３は、イオンの移動度がよく
なって電気抵抗が低下する。このため、電極電圧を低く
して大電流を流すことができ、電力を有効に使用でき
る。

【００２８】電解槽４の溶解液３は、電気分解が進行す
るに従って金属イオン濃度が低下する。還流手段７は、
電解槽４の移送ポンプで、金属イオン濃度の低下した溶
解液３を溶解槽１に移送する。図１に示す装置は、還流
手段７と移送手段９のポンプを連結運転し、金属イオン
濃度の高い溶解液３を溶解槽１から電解槽４に、金属イ
オン濃度の低下した溶解液３を電解槽４から溶解槽１に
循環する。さらに、濾過槽１Ｂで析出した金属塩１４を
電解槽４に供給して、電解槽４の金属イオン濃度を高く
保持する。

【００２９】酸液供給手段１７は、電解槽４と本体槽１
Ａに硫酸を供給して、ｐＨを設定値に保持する。電解槽
４と本体槽１ＡにはｐＨを検出するｐＨセンサーを配設
している。ｐＨセンサーでｐＨを検出して供給する硫酸
量を調整して、ｐＨを設定値とする。

【００３０】図１に示す高純度金属を製造する装置を使
用して金属加工の廃材から高純度電解鉄を採集する方法
を、図２のフローチャートに基づいて説明する。金属加
工の廃材である廃棄鉄は、粉末状の研磨屑、薄片で線状
の切削屑、ブロック状の固形鉄屑の３つのタイプのもの
を使用する。 （１） 脱脂工程（図２の（１）） 電気分解法を用いて陰極に金属を析出させる際、溶解液
３が油で汚れるのは好ましくない。溶解液３の汚れを防
止するために、あらかじめ原料の廃棄鉄を洗浄する。廃
棄鉄の汚れが水溶性のものの場合は廃棄鉄を水洗して洗
浄する。水溶性でない汚れの廃棄鉄は、アルカリ脱脂、
または、アセトン洗浄して綺麗にする。 （２） 酸液に化学溶解する工程（図２の（２）） 溶解槽１である本体槽１Ａに酸液を充填する。酸液に
は、硫酸を使用する。硫酸に代わって塩酸や硝酸等の強
酸も使用できる。酸液は常温でもよいが、好ましくは６
０℃〜７０℃に加熱する。廃棄鉄の溶解性を高めるため
である。廃棄鉄を酸液に溶解すると、第１鉄イオンを含
む溶解液が得られる。高濃度な第１鉄イオンを含む溶解
液は、大電流密度で電気分解して能率よく電解鉄を製造
できる。

【００３１】廃棄鉄は、溶解槽１の本体槽１Ａに入れた
酸液で溶解される。本体槽１Ａで溶解する廃棄鉄は、研
磨屑又は切削屑を含むものである。この廃棄鉄は、好ま
しくは全体を研磨屑又は切削屑とするのを理想とする。
研磨屑又は切削屑は速やかに溶解されるからである。図
１に示す装置は、供給手段８で、粉末状の廃鉄である研
磨屑と、薄片状の廃鉄である切削屑とが投入される。投
入された廃棄鉄は、酸液に溶解されて溶解液の金属イオ
ン濃度を高くする。

【００３２】金属イオン濃度の高い溶解液３は、フィル
ター１２で濾過されて濾過槽１Ｂの底に金属塩１４を析
出させ、あるいは移送手段９で電解槽４に送られる。電
解槽４に送られた溶解液３は、電気分解されて金属イオ
ンが少なくなる。金属イオン濃度の低下した溶解液３
は、還流手段７で本体槽１Ａに返される。このように循
環される溶解液３は、本体槽１Ａで廃棄鉄を溶解して電
解槽４に移送し、電解槽４で金属イオン濃度の低下した
溶解液３を溶解槽１に循環して廃棄鉄を溶解しやすくす
る。したがって、溶解液を能率よく使用できると共に、
移送手段９と還流手段７を連続運転して、電解槽４をい
つも高濃度の第１鉄イオンで満たして能率よく電解鉄を
製造できる。

【００３３】電解槽４の電気分解が進行して溶解液３の
ｐＨが高くなると、酸液供給手段１７が硫酸を補給して
ｐＨを設定値に保持する。酸液供給手段１７は、電解槽
４のｐＨを好ましくは１．８〜２．５の範囲に保持す
る。

【００３４】研磨屑と切削屑である廃棄鉄は重量に対す
る表面積が大きく、本体槽１Ａにおいて酸液に非常に速
く溶解する。このことは膨大な量の廃棄金属を電解金属
とするために非常に大切なことである。時間当りの処理
能力を大きくできるからである。

【００３５】（３） ろ過工程（図２の（３）の工程） 本体槽１Ａで廃棄鉄を溶解した溶解液３は、フィルター
１２で濾過される。溶解しない炭素、珪素などの不純物
を除去するためである。フィルター１２は、還流手段７
で電解槽４から送られてくる溶解液３に含まれる酸化沈
澱物を除去することもできる。さらに、フィルター１２
に堆積する酸化沈澱物は、流下する溶解液３に再溶解し
て還元されて濾過槽１Ｂに流下される。濾過は、必要に
応じて、一次、二次濾過することもできる。さらに、イ
オン交換して第１鉄イオンのみを含む溶解液とすること
もできる。

【００３６】（４） 硫酸鉄を金属塩として析出させる
工程（図２の（４）の工程） フィルター１２で濾過されて濾過槽１Ｂにたくわえられ
た溶解液３は、過飽和の硫酸鉄溶液となって、底に硫酸
鉄が沈澱して析出される。濾過槽１Ｂを加熱しないで常
温にすると、多量の硫酸鉄が析出される。析出した硫酸
鉄を濾過槽１Ｂから取り出して保存槽１５に貯蔵し、あ
るいは貯蔵することなく直接に電解槽４に移送する。保
存槽１５の硫酸鉄は補給手段１８で電解槽４に移送し、
あるいは人手で移送することもできる。硫酸鉄の補給手
段１８は、電解槽４の鉄イオン濃度を検出し、電解槽４
の鉄イオン濃度が低下すると硫酸鉄を補給するようにす
ることもできる。さらに、硫酸鉄は図１に示すように、
液が自由に透過できる袋１９に入れて電解槽４に補給す
ることもできる。袋１９の硫酸鉄は溶解して鉄イオンを
補給する。濾過槽１Ｂから取り出した硫酸鉄を、ただち
に電解槽４に移送することなく保存槽１５に一時的に蓄
えて電解槽４に供給する方法は、廃棄鉄を溶解する工程
の時間当り能力と、溶解液を電気分解して高純度金属と
する工程の時間当り能力とをバランスさせる必要がな
い。溶解槽１で多量の廃棄鉄を溶解させ、廃棄鉄を溶解
する工程の時間当り能力が、溶解液を電気分解して高純
度金属とする工程の時間当り能力を上回った場合でも、
能力を上回る分は、硫酸鉄の状態で保存層１５で保存で
きるからである。

【００３７】電解槽４には、溶解液３が飽和状態になる
ように多量の硫酸鉄を補給することもできる。この電解
槽４は、底に硫酸鉄が沈澱し、第１鉄イオン濃度が低下
すると、硫酸鉄が溶解して第１鉄イオン濃度を一定に保
持する。

【００３８】（５） 電解槽４で溶解液３を電気分解す
る工程（図２の（５）の工程） 電解槽４の電極に通電して、溶解液３を電気分解する。
電気分解を進めていくと、溶解液３に含まれる第１鉄イ
オンは−電極５の表面に析出する。−電極５に析出され
る鉄量は、通電する電流の大きさと時間に比例する。理
論的には、９６５００クーロンの電気を通電すると、−
電極５に鉄が１グラム当量析出される。

【００３９】電気分解が進行するにしたがって、溶解液
に含まれる有用な２価の鉄イオンである第１鉄イオン
は、空気酸化や陽極酸化により、電解鉄の生成に有害な
３価の鉄イオンである第２鉄イオンとなる。さらに、溶
解液に含まれる第１鉄イオン濃度が減少して電解鉄を生
成する速度が遅くなる。電解槽４に第１鉄イオンを補給
するために、＋電極６のアノード容器６Ａにブロック状
の廃棄金属２Ａである固形鉄屑を入れて電気分解する。
固形鉄屑は、アノード容器６Ａに接触して通電され、徐
々に溶解液３に溶け込んで第１鉄イオンを補給すると共
に、第１鉄イオンが第２鉄イオンとなる酸化を防止す
る。

【００４０】アノード容器６Ａに入れた固形鉄屑に含ま
れる炭素等が、溶解液３に混入してスラグとなるのを防
止するために、アノード容器６Ａは、アノードバッグ１
３でカバーしている。このように、固形鉄屑をアノード
容器６Ａである陽極バスケットに入れて電気分解する方
法は、固形鉄屑を有効利用できる特長がある。陰極はス
テンレス材とし、両側の陽極バスケットの間に配設し
て、両面に電解鉄を析出させる。

【００４１】電解槽４が溶解液３を電気分解するとき、
溶解液３の温度を高くすると液の導電性が良くなり、高
電流密度で電気分解して多量の電解鉄を析出できる。具
体的には、ヒーター１１Ｂで溶解液３を５０〜９０℃位
に加温する。

【００４２】（６） 低濃度鉄イオン液を溶解槽１に移
送する工程（図２の（６）の工程） この工程は電解槽４で電気分解しながら処理される工程
である。電気分解を続けると、第１鉄イオン濃度が減少
する。還流手段７は、電解槽４の底部の溶解液３を吸入
して溶解槽１に循環させる。溶解槽１で廃棄鉄を溶解す
るとともに、電解槽４から送られてきた溶解槽１への硫
酸鉄液を再生する。この工程で本体槽１ＡのｐＨが高く
なると、酸液供給手段１７が硫酸を補給してｐＨを設定
値に保持する。

【００４３】（７）（８） 水洗 乾燥 水洗、乾燥を行って、目的とする高純度の電解鉄の製造
を終了する。

【００４４】電気分解の環境を表１に示す条件下で廃棄
鉄を電気分解したところ、表２に示す成分の高純度電解
鉄を製造することができた。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【発明の効果】本発明の金属加工の廃材から高純度金属
を製造する方法は、下記の優れた特長を備える。 本発明の製造方法は、膨大な量の廃棄金属である研
磨屑又は切削屑を溶解槽で溶解し、ブロック状の廃棄金
属を電解槽のアノード容器に入れて溶解する。アノード
容器に入れたブロック状の廃棄金属は、溶解されて電解
槽に金属イオンを補給する。とくに、アノード容器に入
れられたブロック状の廃棄金属は、アノード容器に電気
的に接触して通電しやすい状態となる。通電されるブロ
ック状の廃棄金属は、電解槽に金属イオンを補給する。
ブロック状の廃棄金属は、研磨屑又や切削屑のように溶
解液に簡単には溶解されないが、アノード容器には確実
に電気接触される。それは、重い固まり状でアノード容
器に強く接触するからである。研磨屑や切削屑は小さく
て軽いので、アノード容器に確実に電気的に接触させる
ことは難しい。このため、研磨屑や切削屑等の廃棄金属
は、アノード容器に入れることなく、溶解槽で溶解し、
アノード容器に電気接触しやすいブロック状の廃棄金属
はアノード容器に入れて電解槽で溶解させる。したがっ
て、本発明の高純度金属の製造方法は、研磨屑や切削屑
等の廃棄金属と、ブロック状の廃棄金属の両方を原料と
して効率よく高純度金属を製造できる特長がある。

【００４８】 さらにまた、廃棄金属を電解槽とは別
の槽で溶解して金属塩の状態で沈澱させ、金属塩を電解
槽に供給して電気分解する本発明の製造方法は、膨大な
量の廃棄金属を多量に溶解して、能率よく高純度金属を
製造できる特長がある。それは、廃棄金属を酸液に溶解
して金属塩の状態で保存できるからである。保存した金
属塩は電解槽に供給し、電気分解して高純度金属とな
る。このようにして廃棄金属を処理して高純度金属とす
る方法は、電解槽で溶解槽を電気分解する能力に合わせ
て廃棄金属を溶解する必要がない。溶解槽では膨大な量
の廃棄金属を多量に溶解して金属塩を製造し、余分な余
った金属塩を保存することができる。保存する金属塩
は、電解槽に補給されて金属イオンを補給し、電気分解
された高純度金属となる。

【００４９】したがって、本発明の高純度金属の製造方
法は、廃棄金属を極めて付加価値の高い高純度の電解金
属として有効に再利用することを実現する。すなわち、
本発明の方法は、経済的にリサイクルが難しいとされて
いた廃棄金属を、利用価値の高い高純度金属として有効
に再利用できる画期的な特長を実現する。有効に利用さ
れることなく捨てていた廃棄金属を有効に利用して、非
常に価値の高い高純度金属とする本発明の技術は、地球
規模で資源を節約することを可能とし、今後ますます重
要になってくる資源の有効な利用を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる金属加工の廃材から高
純度金属を製造する装置の具体例を示すブロック線図

【図２】図１に示す装置を使用して高純度金属を製造す
るフローチャート図

【符号の説明】

１…溶解槽 １Ａ…本体槽 １Ｂ…濾
過槽 ２…廃棄金属 ２Ａ…ブロック状の廃棄金属 ３…溶解液 ４…電解槽 ５…−電極 ６…＋電極 ６Ａ…アノード容器 ７…還流手段 ８…供給手段 ８Ａ…ホッパー ８Ｂ…コ
ンベア ９…移送手段 １０…制御手段 １１Ａ…ヒーター １１Ｂ…ヒーター １２…フィルター １３…アノードバッグ １４…金属塩 １５…保存槽 １６…供給ポンプ １７…酸液供給手段 １８…補給手段 １９…袋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属加工の廃材である廃棄金属を溶解し
   て金属イオンとし、金属イオンを含む溶解液を電解槽で
   電気分解して−電極に金属を析出させて高純度の電解金
   属を製造する方法において、 研磨屑又は切削屑を含む廃棄金属(2)は溶解槽(1)で溶解
   して電解槽(4)に供給し、ブロック状の廃棄金属(2A)
   は、電源の＋側に接続された導電性のアノード容器(6A)
   に入れて電解槽(4)の溶解液(3)に金属イオンを補給し、
   電解槽(4)の−電極(5)に電解金属を析出させることを特
   徴とする金属加工の廃材から高純度金属を製造する方
   法。
2. 【請求項２】 金属加工の廃材である廃棄金属を酸液に
   溶解し、廃棄金属を溶解した溶解液を電解槽で電気分解
   して−電極に金属を析出させて高純度の金属を製造する
   方法において、 廃棄金属を電解槽(4)と別の槽で溶解液に溶解し、溶解
   液を過飽和状態として廃棄金属を金属塩の状態で沈澱さ
   せ、沈澱した金属塩(14)を電解槽(4)に供給して溶解液
   (3)に溶解して電気分解することを特徴とする金属加工
   の廃材から高純度金属を製造する方法。