JPH0726222B2 - 高純度銅の製造法 - Google Patents
高純度銅の製造法Info
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Description
関し、さらに詳しくは、硝酸酸性硝酸銅溶液を電解液と
する効率の良い、安定した電解精製法により高純度銅を
製造する方法に関する。
酸性硫酸銅溶液を用いて陰極上に銅を析出させる硫酸銅
浴電解法が主として用いられてきたが、近年、除去が困
難な硫黄を排除する目的から硫酸酸性硫酸銅浴に代えて
硝酸酸性硝酸銅浴を用いる硝酸酸性硝酸銅浴電解法が注
目されている。
硝酸銅浴電解法では、硝酸酸性電解浴中の析出銅陰極面
上に、硝酸の還元により生成される亜硝酸に起因すると
考えられる酸化銅(Cu2 O)の析出、並びにNOx ガ
スの発生などが生じ、陰極析出銅面の荒れ、電解の進行
妨害などと共に析出銅の品位低下をもたらし、安定した
電解を長時間継続することが困難である。
するために、電解液中にアセトアミドを添加して亜硝酸
を窒素ガスに分解して陰極面から放出しながら電解を行
う方法も行われているが、分解されたアセトアミドが亜
硝酸と反応してカルボン酸となり、電解液中に蓄積され
る等の問題があった。
応は、主反応としての Cu2++2e=Cu (E0 =0.34V ) (1) に対し、 NO3 - +3H+ +2e=HNO2 +H2 O (2) HNO2 +H+ +e=NO+H2 O (3) の合成反応として、 NO3 - +4H+ +3e=NO+2H2 O (E0 =0.99−0.06pHV ) (4) という副反応が進行しているものと考えられており、こ
のような副反応によって陰極上に析出する亜硝酸が、C
u2 Oの析出、並びにNOx ガスの発生の原因となり、
電流効率の低下や析出電着銅の電着荒れを発生させる。
として、次のような諸反応が進行しているものと考えら
れている。 H+ +NO3 - =HNO3 (5) HNO3 +HNO2 =N2 O4 +H2 O (6) N2 O4 =2NO2 (7) 2NO2 +2e=2NO2 - (8) 2NO2 - +2H+ =2HNO2 (9)
は亜硝酸の存在が不可欠であり、この亜硝酸が存在する
がゆえに陰極上におけるCu2 Oの析出およびNOx ガ
スの発生は避けられないものであった。
酸銅溶液の電解時に、電解液中から亜硝酸を除去するこ
とによって、陰極上にCu2 Oを主成分とする銅酸化物
が蓄積したりNOx ガスが発生したりすることを防止
し、安定した電解をより長く継続させることができる高
純度銅の製造法を提供することを目的とする。
を解決するため鋭意研究したところ、好ましくはpHを2.
5より小さい値に維持しながら、硝酸酸性硝酸銅溶液中
に過酸化水素を添加することにより、電解溶液中におけ
る亜硝酸が除去され、安定した電解が継続されることを
見い出し、本発明を達成することができた。
浴を用い、該電解浴における陰極面上に高純度銅を析出
させて得る電解法であって、好ましくはpHを 2.5より小
さい値に維持した上記電解浴に、電解開始前または電解
進行中に該電解浴中の陰極面で生成される亜硝酸に対し
て当量以上の過酸化水素を添加することを特徴とする高
純度銅の製造法を提供するものである。
め、亜硝酸を含有する溶液中に過酸化水素を添加するこ
とにより生じる亜硝酸の分解反応として、次の2通りの
反応が考えられる。一つは、 H2 O2 +2H+ +2e=2H2 O、および HNO2 +H2 O=NO3 - +3H+ +2eより、 H2 O2 +HNO2 =NO3 - +H+ +H2 O (10) という酸化反応、もう一つは、 H2 O2 =O2 +2H+ +2e、および 2HNO2 +2H+ +2e=2NO+2H2 Oより、 2HNO2 +H2 O2 =2NO(g)+O2 +2H2 O (11) という還元反応である。
るpH= 0.5〜2.5 の硝酸酸性硝酸銅溶液中に過酸化水素
を定量添加したところ、[HNO2 ]/[H2 O2 ]=
1なる反応、すなわち上記亜硝酸の酸化反応が進行する
ことを確認した。したがって、pH= 0.5〜2.5 の硝酸酸
性硝酸銅溶液電解浴中に、電解前または電解進行中に、
電解により生成する亜硝酸に対して当量以上の過酸化水
素を添加することにより、溶存する亜硝酸は酸化分解さ
れて消失し、NOx ガスの発生やCu2 Oを主成分とす
る銅酸化物の蓄積が防止される。また、過酸化水素は、
金属元素を含まないため高純度精製には都合が良く、し
かも自己消失するため電解に与える影響が極めて少な
く、極めて好適な添加剤であると言える。
説明する。しかし本発明の範囲は、以下の実施例により
制限されるものではない。
5g/l)を十分に煮沸し、溶液中の窒素酸化物(NO、N
O2 、HNO2 )を除去した後、窒素酸化物として亜硝
酸ソーダ(NaNO2 10 mg/ml)溶液を用いて該硝酸酸
性硝酸銅溶液の亜硝酸濃度を30mg/lに調整した。これら
の処理を施した硝酸酸性硝酸銅溶液のpHを 1.5、 2.0お
よび 2.5とし、これら3種類の溶液をそれぞれスターラ
ーを用いて撹拌した後、25℃の液温を維持したまま濃度
が35 g/lの過酸化水素を 0.2mlずつ添加していった。過
酸化水素を添加するたびごとに吸光光度法によって該硝
酸銅溶液中の亜硝酸濃度を調べ、その結果を図1に示し
た。
量に対し、pH=1.5 および 2.0の溶液中のHNO2 の濃
度はほぼ[HNO2 ]/[H2 O2 ]=1の当量で減少
し、当量点であるH2 O2 =2mlでNO2 - は消失し
た。これに対してpH= 2.5の溶液では、亜硝酸の濃度は
ほとんど減少しなかった。
酸酸性硝酸銅溶液(銅濃度=25 g/l、HNO2 濃度=1
mg/l未満)3リットルを用い、6N電気銅を陽極および
4N無酸素銅板を陰極とし、陰極電流密度= 100A/m
2 、撹拌回転数=150rpmおよび浴温=25℃という電解条
件で72時間電解を行い、溶液中の亜硝酸濃度および析出
した銅の品位と電着状態を調べた。
は1mg/l未満であり、亜硝酸の増加は認められなかっ
た。また、得られた電着銅は平滑かつ緻密な7Nグレイ
ドの高純度銅であった。
1と同様にして電解を行い、電解浴中の亜硝酸濃度、電
着状態および析出した銅の品位を調べた。その結果、72
時間後に浴中の亜硝酸濃度は上昇し、陰極にNOx ガス
の発生が認められた。また、電着状態については、NO
x ガスによる電着荒れが生じており、析出した銅は酸化
銅であった。
の亜硝酸濃度を30mg/lに調整し、実施例1で示した電解
条件で電解を行い、電解進行中に過酸化水素を連続的に
添加し、電解浴中の亜硝酸濃度および析出した銅の品位
を調べた。なお、過酸化水素は、比較例1であらかじめ
調べた亜硝酸増加量(1.54 mg/hr)に対して当量(1.1mg/h
r)ずつ添加した。
まで減少し、得られた電着銅は平滑かつ緻密な7Nグレ
イドの高純度銅であった。
加したこと以外は実施例2と同様にして電解浴中の亜硝
酸濃度および析出した銅の電着状態と品位を調べた。そ
の結果、電解前には30mg/lであった亜硝酸濃度は1mg/l
未満まで減少した。また、得られた電着銅は平滑かつ緻
密な7Nグレイドの高純度銅であった。
酸化水素は、析出する亜硝酸と速やかに反応して消失
し、残存した過酸化水素は自己分解して消失するため、
電解には影響を与えないことが確認された。また、過酸
化水素添加量および添加時期とその結果についての評価
を表1に示した。なお、表1における評価の欄は、No.
1、2および3については過酸化水素添加による亜硝酸
の減少度についての評価であり、No.4、5、6および
7については電解継続が可能であるか否かについての評
価である。また、H2 O2 添加量の欄における当量と
は、硝酸酸性硝酸銅電解浴中に析出する亜硝酸に対する
当量のことである。
解法において電解浴中の陰極面上に析出する亜硝酸を消
失させることができるようになった。そのため、電解浴
中における陰極上にCu2 Oを主成分とする銅酸化物が
蓄積したりNOx ガスが発生することが防止され、安定
した電解をより長く継続させることができるようになっ
た。また、本発明において電解浴中に添加する過酸化水
素は金属元素を含まず、かつ自己消失するため電解に与
える影響が極めて少ない。
浴に溶存する亜硝酸の濃度との関係を示したグラフであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 硝酸酸性硝酸銅電解浴を用いて行う銅の
電解精製において、電解により上記電解浴中に生成され
る亜硝酸に対して当量以上の過酸化水素を電解開始前ま
たは電解進行中に該電解浴中に添加することを特徴とす
る高純度銅の製造法。 - 【請求項2】 電解中の前記電解浴のpH値を 2.5より小
さい値に保つ請求項1記載の方法。
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|---|---|---|---|
| JP3166295A JPH0726222B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高純度銅の製造法 |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH04365888A JPH04365888A (ja) | 1992-12-17 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-06-11 JP JP3166295A patent/JPH0726222B2/ja not_active Expired - Fee Related
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