JPS58164793A - 銅電解用アノ−ドの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明線、銅電解精１１における銅電解用７ノードの＃
ｌ＆環方法に関し、　４１Ｋｔｉ、銅電解用アノードの
溶郷活性度を向上させるためＯ′ＩＩ＆ＩＪ６１に方法
に関する。

銅電解精製において一般的に電流密度を上げることは設
備を増強することなく銅生□意量°を上げ得ること、蒸
気′及び工数原単位を低減し得るな゛どの長所があるが
、逆に電力原単位が増し。

また電着面が粗□くなり不−物品位が増大しがちに＆る
欠点がある。しかし、この欠点の方を技術的な対策によ
づて□克服□゛できれば電流密度は高い方が望ましい。

　□ ある試算によると、　　［１５Ｍ−’Ｃ！ｕ８０ａ及び
１．５Ｍ’−＆８０４よりなる銅電解１［（６’ｏ℃）
の最も経線的な電流密度（ｌ０ｐｔ　）の値は８３６Ｖ
−であるといわれている。

これに対して、現在の殆んど−の電解精製工場で採用さ
れてい：′る電流密度は、２００乃至２１５゜Ｖ−の範
囲である。

このように実操業電流密度がＩｏｐｔの理論値よりもか
なシ低いレベルにとどまらざるを得な゛い塩山としては
、電着面の粗さが増すことや、銀。

金などの損失量も増すこと以外に９種類の如−ｋかかわ
らず大１の実操業電解用７ノードは。

かかる高電流密−には到底耐えられず、まもな〈不働態
化してしまうという大きな制約が横たわっているためで
ある。

ま九、′＃−とえ、ある電流密度値に設定して操業し九
としても実際に負荷される電流密度には変動幅が存在し
、数多い７ノードの中には５ＯＫＪＶ−を越える場合も
出てきて不働態化の危険性が高壇る。

上記銅電解用アノードの不働態化の発生を防ぐため、こ
れまで０）電流密度を下げる。（２）液温を上げる。（
２）液環流を強める。（２）電解液組成や有機添加剤の
種類と量を適正に選択する。などのどちらかといえば古
典的な観点からの方策が提鳴されてき九が、いずれも生
産性、経済性或いは浴管理上の点において満足すべき亀
のではなく、斯界では新規な不働態化防止策が要望さ１
１−。

れていえ。　　　　　　　　“□ 従って１本発明の主たる１的は高電流密度でも不働態化
の恐れなく電解操業が可能であり。

設備を増強することなく銅生童量の飛躍的増大が可能な
銅電解用アノードの処理方法を提供することである。

本発明の他の目的は銅電解用７ノード中の不純物品位が
ある種度高くなっても不働態化の恐れなく電解操業が可
能な銅電解用アノードの処理方法を提供することである
。

本発明者は、上記目的に沿って銅電解用アノードの処理
方法について鋭意研究した結果、適当な熱処理を施すこ
とＫよシネ働態化の防止に効果があることを見い出し本
発明をなすに至った。

すなわち本発明は、６００℃乃至１０５０℃に加熱され
た銅電解用アノードを２０℃／時間乃至４００℃／時゛
間の冷却速度で冷却することを特徴とする銅電解用アノ
ードの処理方法に関するものである。

・す・。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明０銅電解用ア′−１゛とは・銅溶錬工程　　　　
。

で精製し１回転式鋳造機或いは連続式鋳造機（例えば、
ヘゼレット鋳造機）等で鋳造されたアノードのことをい
う。

上記銅電解用アノードを用いて本発明を実施する場合、
鋳造後一旦冷却した７ノードは。

６００℃乃至１ｏ５０ｒ：に加熱する。或いは鋳造機か
ら取り出したばか勤の１熱い１アノード（４００Ｃ乃至
８００℃の温度であると推定される）を用いて爾後の冷
却鵡履を行ってもよい。

上記いずれの方法を採用するかは、設備面或いは工薯面
から適宜決定される。

上記いずれかの方法にて４００℃乃至１０５０ＣＫ熱さ
れたアノードは、２０で７時間乃至４ＱＱ℃／時間の比
較的緩やかな冷却速度で冷却−（徐動）される。

上記冷却速度は遅いはど不働態化防止に効果があるが、
冷却速度が２０℃／時間以下になると冷却に要する時間
が長時間となり、生産性。

設備上の面で実用的に好ましくなく、また４０．０℃／
時間以上になると不働態化防止の点でさほどの効果は見
られない。

冷却にあたっては、上記冷却速度で４００℃まで、好ま
しくは２００Ｃ１で徐冷し、以後。

炉外放冷等の急冷操作を行う。もちろん常温まで上記冷
却速度で徐冷を続行してもよいが効果にはそれほど大き
な差はない。

なお１本発明における不働態化防止の効果は後述するよ
うに不働態化時間（ｔｐ）を測定するととｋより簡単に
判定することができる。

上記不働態化時間（ｔｐ）とは、電解開始より陽極電位
が急に立ち上がるまでに要する時間と定義する。

従って、不働態化時間が長いほど不働態化発生防止に効
果がある。換言すれば銅電解用アノードの溶解活性度が
大であるといい得る。

冷却操作に当って徐冷過程でのアノード表面の過剰な酸
化を防止するため、“アノードを例えばアルゴン或いは
窒素等の不活性ガス雰囲気で覆ってやる必要がある。し
かし上記不活性ガスの取得が困難である場合には、処理
すべきアノードを密閉容器中へ出きるだけ沢山入れて徐
冷操作を行うとよい。こうすれば、容器内の空気中の２
０容量チの酸素がアノードの表面酸化に消費されるが、
その量はそれ１多くはなく残留ガスの大部分は窒素ガス
であり、実質的に窒素ガス雰囲気で徐冷操作を行うこと
ができる。

冷却操作は上記のようにバッチ式で行う他にトンネル臘
の容器或いは炉を使用した連続式でも行−得る。

以上の説明及び後述する実施例から明らかなごとく本発
明によシ４九らされる銅電解操業上の効果は下記のとお
りである。

（１）　　高電流密度で銅電解操業が可能となり、鋼生
産量の飛躍的増大が期待される。

休）　不純物品位の高い銅電解アノードの処理が可能で
ある。

（萄　摺電圧中産殿率（スライム発生率）が減少するた
め、省電力化及び殿物処１工程での処理コストの低下が
図れる。

（荀　不働態化が原因で起ζる電極間の短絡事故が減少
するため、電解槽の保守奄容易となり省力化が図れる。

以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説実施例１ 本試験に供した４種類の銅電解用アノードの化学組成を
表１に示す。不純物分布が互いに大きく異なるこれらの
アノード試片より５×１０ｘ１．５ａｍの小試片を夫々
２個ずつ切り取り、一方の組は未処理のまま、他方の組
を１０００℃に加熱後窒素ガス雰囲気中で図１の曲線（
１）Ｋ従う徐冷処理を行った。上記徐冷処理の冷却速度
は平均２２０℃／時間であった。

徐冷処理を終えたアノードと未処理のアノードの化学組
成は、はは同じであることを確認した。

上記未処理及び処理アノードを、先ずＯｕ　４０ｔ／Ｌ
、　Ｎｉ　２０ｔ／Ｌ−＆８０４２００　ｔ／Ｌ、液温
５０℃の標準電解液を稗いて２００Ｖ−の電流１１１度
、１１ で２４時間電解して、準平衡厚のスフ４４層を形成させ
電流を切って１時間静置した。次に同じ電解液を用いて
４００４／ｌの電流密度で電解を行ない不働態化時間（
ｔｐ）を測定した。得られた結果を下表に示す。

いずれの７ノードに対して奄徐冷処１１による不働態化
時間が延長しえζ°と、すなわち溶解活性度が顕著に向
上し大ことが明らかである。

実施例２ 実施例１で用いた４種類の銅電解用アノードについて図
１の曲線（ｘ）［１！い徐冷を開始し死後。

温度が４００℃付近まで下がった時点で炉外放冷した。

（図１の曲線（薦）） 上記徐冷処理を終えた４種類のアノードについて実施例
１と同様の電解を行い不働態化時間を摺電し、徐冷未処
理の４のと比較した。結果を下表に示す。

実施例１の徐動処理に比べて本徐冷処層の不働態化時間
は短くなるが、未処理の場合と比べると著しく増加して
おり２本徐冷拓場によっても十分実用的であると考えら
れる。

実施例５ 表１の銅電解用７ノード０を鋳造後、鉤部から取り出し
１熱％Ａ１状簡の壇會徐冷処履を行った。８００℃から
２００ｃ管で徐冷する場合には冷却速度を１２０℃／時
間（図２の−１１０））とし、６００℃から２００℃ｔ
で徐冷する場合には冷却速度を８０Ｃ／時間（図２の一
線（Ｉ））とした。

上記徐冷処理を終えた７ノードを実施例１と同様の電；
解を行うて不働態化時間を調定し良。

結果を徐冷処理を行わなかった未処理のものと比較して
下表に示す。

未処理の場合と比較して不働態化時間が着しく増大して
いることが明らかであ）、また徐冷処理開始温度が高温
はど不働態化時間の増加割合が大きい。

実施例４ 砒素品位が比軟的高い銅電解用アノード（組成；ムａ　
１２１０ｐｐｍ、　Ｂｉ　１１０　ｐｐｍ、　８ｂ　２
＋６０ｐｐｍ。

Ｎｉ　５２０ｐｐｍ、　ａｍ　５４０ｐｐｍ、　８１１
００ｐｐ、　Ｐｂ１７０　ｐｐＨｍ　、ムｇ５４０ｐｐ
ａ＋）の小試片（ｓｘ　１゜Ｘ　１．５　ｍｓ　）を１
０５０℃に加熱後２図５に示す冷却曲線に従い冷却処理
を行った。

図５の曲線（１）は、４００℃／時間の冷却速度で２０
０′ｃまで徐冷処理を行う九ものであシ。

曲ＩＩ（薦）は、４００℃／時間の冷却速度で４００℃
まで徐冷Ｊ６１１を行った後、炉内放冷を行ったもので
あ）１曲線（■）は、徐冷処理を行わなかった未処理の
ものに相当する。′□ 上記の冷却処理を施した各ア：１ノードを実施例１ １と同様の電解を行い不働態化−関を測定し良。

結果を下表に示す。

徐冷１＆Ｈ４Ｋよ〕不働態化時間は長くなＬ　１１解活
性度は確かに高まる傾向があるが、冷却適度が大きすぎ
るとそれはどの効果は期待できないと考えられる。

実施例５ 表１０銅電解用アノード０を再溶解し、これに７ノード
中の砒素品位がａＳＯ饅及び（１４３−となるように砒
素・・□を富化し九試験片（５Ｘ１０ＸＬ５ａ＋）を用
意しに０ 上記試験片を図１．１．の−線（１）Ｋ従い徐冷＃＆通
を行った。

□ 徐冷処理を終えた上記２種のアノードについて実施例１
と同様の方法で不働態化時間を一定した。

得られた結果を砒素を富化しなかったアノードとと−に
徐冷未処理のものと対比して表２に示す。

なお１表２には貴殿率、スライムの鋳返し面への付着割
合及び電解５日後の摺電圧を合せて示す。

表２より１本発−の徐冷処ｌｌＫよって、（１）高砒素
アノードの不働態化傾向が軽減されること。

（２）摺電圧が低下すること、（２）スライムの付着性
が改善されること、（４）音紋率が低下することなどが
達成されることが明らかである、

【図面の簡単な説明】

図１乃至図５は本発明による銅電解用アノードの処理方
法に係る冷却−線を示す図面である。 特許出願人　日本鉱業株式会社 代理人　弁理士（７５４９）並川啓志

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）　　４００℃乃至１０５０ＣＫ加熱され九銅電郷用
   アノードを２０℃／′時間乃至４ｏｏｔ／時間の冷却速
   度で冷却することを善黴とする銅電解用アノードの処理
   方法。 ６ｏ４Ｉ許請求の範囲第１項において銅電解用７ノード
   を・２０℃／時間乃至４００℃／時間の冷却速度で４０
   ０℃壕で、好ましくは２００℃まで冷却することを特徴
   とする銅電解用アノードの処理方法。