JPS6256590A - 銅の電解精製用陰極及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、垂直に配置して電解質に漬ける銅電解精製用
永久陰極及びその製造方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

銅の電解精製では、普通、支持レールと結合した銅製の
母板又は薄板が陰極として使用される。

支持レールの長さは薄板陰極の幅より大きく、支持レー
ルの末端は接縁に載せることができ、そこに電気的接触
が引き起こされる。母板は粗銅から成る一対の陽極板と
ともに電解槽の電解質内に垂直に挿入される。或いは、
母板は一対の不溶性陽極の間にあり、陽極とともに、金
属採取用電解槽の電解質内に挿入される。銅製の母板、
いわゆる種板は特別に電解法で製造せねばならず、その
上に沈殿した銅を除去できないので再利用することがで
きない。この欠点に対処するための先行技術ではチタン
又は特殊鋼製の母板が陰極（永久陰極）として考案され
た。西ドイツ国特許公開明細書第３００３９２７号によ
り、特に特殊鋼から成るかかる陰極が周知であり、その
堅牢な酸化膜は薄板上に沈殿した銅の除去作業を軽減か
つ簡素化し、しかもなお酸化膜をその構造中に十分に保
持する。

銅を簡単に、特に機械的に除去できるためには、銅沈殴
物が、特に垂直な陰極縁部を連続的に取り囲んではなら
ない。こうした困難を避けるため、長手溝を設けたプラ
スチック製異形ストリップで母板の、少なくとも支持レ
ールに垂直な側端を覆うことが上記西ドイツ国特許公開
明細書第３００３９２９号により知られている。異形ス
トリップはプラスチック製ピンにより、そして付加的に
接着して母板に固定される。周知のストリップのプラス
チックはポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジ
ェン−スチレン共重合体との混合物である。

西ドイツ国特許明細書第２８４３２７９号により周知の
金属電解析出用電極では、金属板の角を丸くし、絶縁体
は、この丸くした角のまわりで曲げられて連続した絶縁
ストリップとして構成してあり、絶縁ストリップ材料は
、縁に沿って穿設した穴に熱間圧縮により押し込んであ
る。

フランス国特許明細書第２．３８８，０６２号により周
知の金属電解析出用電極は、縁部の端面にフライス削り
した溝孔を有し、プラストマー又はエラストマーから成
る絶縁ストリフ・ブが、例えばプレス成形によりこの溝
孔内にしっかり挿入しである。

絶縁ストリップはその夕（部がビート状縁取材から張り
出し７ている。例えば鋼の析出用陰極は特殊鋼から構成
することができる。絶縁ストリップ用のビード状保持側
面は、陽極板との距離がさまざまであるので１、部分的
に電流密度を高め、不利なことに端面範囲での析出を強
める。更にこの配置は安定性に欠け、製造コストが高い
。

絶縁材料が一般にプラスチックから予め成形した異形材
として電極板の外縁上に締付及び／又は接着により取付
けられ、一部では付加的に、例えば数列のりベット締め
により、機械的に固定される周知の装置は、なかんずく
次のような欠点を有する。

（１）、板と異形材との間に生じた間隙はその位置から
してイオン電流の方を向いている。

（２）、溝孔にまず詰められて金属板とプラスチック異
形材との間の接着を確保すべき接着剤又はカップリング
剤は長く使用するうちに化学的、熱的及び機械的に効か
なくなる。

（３）材料と絶縁材料（プラスチック異形材）との熱膨
張が異なるため、電解槽の周期的操業中に温度交番によ
り応力、収縮及び緩和を起因として変形、裂は目及びせ
ん断破壊が生じる。

（４）絶縁異形材の下及びイオン電流の方を向いたスリ
ット内に析出した銅が成長すると、得られた銅が引っ掛
かって動かなくなり、従って取り出しが困難となりまた
絶縁材料が付加的に強く負荷されることになる。

（５）成長が不規則で欠陥電極を取り出さねばならない
ので操業時間にロスを生じ、また修理費が比較的高い。

本発明は、絶縁ストリップを備えた周知電極の利点を維
持し、しかも周知の欠点、特に上に示した欠点を取り除
いた銅電解析出用陰極を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために本発明は、支持バーと、少な
くとも垂直方向長手端面に電気的に絶縁したストリップ
を備えかつ前記支持バーに固着された平坦な特殊鋼から
成る母板とを夫々具備し、前記長手端面がその正面部に
溝を有していて、この長手端面に全長にわたって張り出
した天然又は合成高分子から成る前記ストリップを前記
溝に嵌入してなる銅電解精製用陰極から出発する。

前記目的は、本発明により、ありみぞ状に穿設した前記
溝に嵌入する前記絶縁ストリップを、高分子フィルムを
長手方向に折って形成し、その折り目部分に特殊鋼素線
を配置し、またその丁度折り重ねたフィルム半片を液密
に互いに結合する形に上記種類の陰極を構成することに
より達成される。

溝は望ましくは平らな又は丸い底面を有する。

溝の側面は外側を面取りし、プレス成形によりありみぞ
状断面としてあり、その小穴はフィルム厚のほぼ２倍に
等しいのが好ましい。ありみぞ状に成形した溝側面と、
挿入する絶縁ストリップとはその臨界領域で形状嵌合式
に液密に嵌合しである。

フィルム半片の液密接合でもって電解質及び結晶析出物
の侵入が防止される。液密接合は接着又は溶着したもの
であってよい。接合法はストリップを作製するさいの材
質に応じて決定する。

ストリップの材料は天然又は合成高分子、例えば、ブタ
ジェン単独重合体、ブタジェンとスチレン又はアクリロ
ニトリル等の不飽和単量体との共重合体又はブロック共
重合体等の天然ゴム又は合成ゴム；クロロブレンゴム等
あハロゲン含有ゴム；ポリオレフィン、ポリカーボネー
ト等の熱可塑性重合体；塩化ビニル又は塩化ビニリデン
の重合体又は共重合体等のハロゲン含有重合体；ポリテ
トラフルオロエチレン；ポリウレタン；から成る電気絶
縁材料である。

高分子フィルムとして好ましい溶接可能な材料は熱可塑
性エラストマー、例えば、ブタジェンとスチレンとのブ
ロック共重合体又はハロゲン含有ビニル重合体等の熱可
塑性重合体である。望ましくは、溶接し易いポリ塩化ビ
ニル材料が使用される。

本発明による陰極ストリップを製造するにあたっては、
望ましくは幅約３０〜３５ｍｍ、厚さ約０．４〜０．６
龍の塩ビフィルムから出発する。好ましくは径約０．８
〜１．２ｆｌの金属素線、例えば特殊鋼素線を中心に、
この高分子フィルムを場合によっては連続して長手方向
で半分に折って、まずポケット状のケースを得る。その
際フィルム及び素線は貯蔵ドラムから引き出し、適互な
装置によりまとめて折る。ただし素線は、折ったフィル
ム部分又は折って溶着したフィルム部分の折り目部分に
後から挿入することもできる。折り目部分に素線を挿入
した折りたたみ材料は、望ましくは引き続き溶着装置に
供給する。丁度折り重ねたフィルム半片は、仕様に応じ
て線溶着又は平面溶着により接合する。線溶着は、好ま
しくはへり溶着として折り縁に平行及び垂直に実施し、
折り縁に垂直に行う溶接は折り縁間近まで近づける。平
面溶着も折り縁間近まで近づける。ただし一般にフィル
ム半片は、溝ウェブ又は溝側面から横に張り出した部分
のみを平面溶着すれば十分である。素線挿入物と折り目
との間に溝孔状開口が残る場合、この開口には、硬化し
てエラストマーとなる低粘性合成樹脂、例えば湿気で硬
化するシリコーン樹脂を注入して閉じる。

一般に溝は長手端面、つまり支持レールに垂直な端面に
のみ設ける。しかし絶縁ストリップ用溝を下端面に設け
ることもできる。溝の深さは一般に４．５〜６ｍｌ、好
ましくは５．５■である。溝が浅いので溝側面の厚さと
長さとの関係が最適となり、従って配置の安定性が高ま
る。

絶縁ストリップは縁から一般に５〜２０１１張り出して
いる。８〜１５ｍｍの張出し幅を設けるのが望ましいが
、多くの場合１０ｍ１の張出し幅で十分である。

更に、絶縁ストリップを溝に挿入する際、損傷を防ぐた
め、薄板陰極の端面又は溝の側面ば絶縁ストリップに移
行する箇所で内方に面取りするのが望ましい。溝の側面
はストリップに向かって外方に、陰極沈殿物に対し正の
角度で面取りする。

これにより陰極沈殿物を剥ぎ取る際、引っ掛かって動か
なくなるのが防止される。

陰極材料として望ましくは特殊鋼、例えばクロム約１８
％、ニッケル約１０％、モリブデン約２％、そして炭素
０．１％以下の特殊鋼を使用する。

この種の鋼は析出操作の間に析出した銅を十分に付着さ
せる一方、被膜を容易にそして自動的に分離させること
ができる。本発明による陰極の支持レールは陰極と同一
の材料から構成することができる。ただし支持レールの
うち導電部分は銅から構成するのが望ましい。

本発明は、更に、支持バーと、少なくとも垂直方向長手
端面に電気絶縁ストリップを備えかつ前記支持レバーに
固着された平坦な特殊鋼から成る母板とを夫々具備し、
前記長手端面がその正面部に溝と、その中に嵌入され縁
からその全長にわたって張り出した天然又は合成高分子
から成るストリップとを有し、銅電解精製用の絶縁縁部
を有する陰極の製造方法に関する。本発明方法の特徴は
、ａ）母板の端面に丸底の溝を刻設し、 ｂ）溝の側面を非切削成形によりありみぞ状に加工し、 Ｃ）形成したありみぞ状の溝孔に、特殊鋼素線を挿入し
、溝側面から張り出した絶縁ストリップを溝の一端から
長手方向に引き入れ、その際、溝孔の最小間隔をストリ
ップの厚さ以下に設定し、 ｄ）半分に折った高分子フィルムの折り目部分に特殊鋼
素線を挿入し、丁度折り重ねたフィルム半片を液密に互
いに接合することにある。

折って溶接したフィルムから成るストリップに素線を挿
入する操作は、好ましくは薄板電極の溝付き端面の下端
から、場合によっては離型剤を併用して行う。ストリッ
プは薄板電極の水平な上縁より上まで引き出し、張出し
部を残す。この張出し部により、まず素線を引き出し、
次にフィルム材を溝から取り出すことにより１．後に行
う使用済みストリップの交換が容易となる。引抜き操作
とその際の摩擦抵抗とによりストリップは断面を縮小し
つつ伸長し、引張力を取り去るとストリップは再び収縮
し、狭い溝が凍害に閉しられる。

〔実施例〕

以下、本発明を、図面に示した実施例につき説明する。

第１図において、支持レール１に陰極本体２がウェブ４
を介して溶接しである。支持レール１に垂直な側端（長
手端面）にフライス削りして溝を設け、これに絶縁スト
リップ３とそれに挿入した素線５とが嵌入しである。

第２図は第１図のＡ−Ｂ線に沿った断面を示す。

陰極本体２の端面に設けた溝側壁７内にストリ・ソブ３
の部分３ａが形成嵌合式に嵌入しである。側壁７の縁は
符号６の箇所で内方に面取りされ、ストリップ３に向か
って外方に、陰極沈殿物に対し正の角度で面取りしであ
る。素線５を挿入する溝孔状開口９にエラストマーが詰
めである。符号８は平面溶着部である。符号１０は本来
フライスで切削した溝の一部であり、この溝には弾性樹
脂と素線とを埋封した成形性フィルム材料が十分に高い
プレス圧で液密に充填しである。

〔発明の効果〕

本発明は一連の利点を有する。従来の絶縁縁部を有する
陰極に比べ、同じ槽寸法において陰極の有効幅が増大す
る。陰極及び絶縁スＩ−ＩＪツブの各種材料の膨張係数
が異なることに起因する材料の反りは防止される。スト
リップは挿入した特殊鋼素線により、操業中ありみぞ状
溝孔から外に移動したり引き出されたりしないようにな
っている。

更新する場合には素線を長手方向に容易に引き出し、イ
色縁ストリップを取り去ることができる。陰極の耐久性
が高まり、従って故障時間及び修理費が低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるλ色縁ストリップを有
する陰極の側面図、第２図は第１図のＡ−Ｂ線に沿った
拡大断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １・−−〜−−−−・・−一−−−−支持レール２−・
・・−一−−−−・・・・−Ｋ　極本体３・・・−・−
・−・−・・・−ストリップ５−・−・−−−−一−−
−−−素線 １０−・・・〜−−−−−・溝 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持バーと、少なくとも垂直方向長手端面に電気的
   に絶縁したストリップを備えかつ前記支持バーに固着さ
   れた平坦な特殊鋼から成る母板とを夫々具備し、前記長
   手端面がその正面部に溝を有していて、この長手端面の
   全長にわたって張り出した天然又は合成高分子から成る
   前記ストリップを前記溝に嵌入してなる銅電解精製用陰
   極において、 ありみぞ状に穿設した前記溝に嵌入する前記絶縁ストリ
   ップが高分子フィルムを長手方向に折って形成してあり
   、その折り目部分に特殊鋼素線が配置され、またその丁
   度折り重ねたフィルム半片が液密に互いに接合してある
   ことを特徴とする陰極。 ２、前記液密接合が接着によるものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の陰極。 ３、前記液密接合が溶着によるものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の陰極。 ４、前記溶着が線溶着であることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の陰極。 ５、前記溶着が平面溶着であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の陰極。 ６、少なくとも溝縁から張り出したフィルム部分が平面
   溶着してあることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載の陰極。 ７、素線挿入範囲に溝孔状開口を形成し、硬化してエラ
   ストマーとなる低粘性樹脂がこの開口に詰めてあること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか
   １項に記載の陰極。 ８、素線を挿入したストリップが薄板電極の少なくとも
   上縁から突出していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第７項のいずれか１項に記載の陰極。 ９、ありみぞ状に形成した溝側壁と、挿入した絶縁スト
   リップとが形状嵌合式に液密に接合してあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に
   記載の陰極。 １０、支持バーと、少なくとも垂直方向長手端面に電気
   的に絶縁したストリップを備えかつ前記支持バーに固着
   された平坦な特殊鋼から成る母板とを夫々具備し、前記
   長手端面がその正面部に溝を有していて、この長手端面
   の全長にわたって張り出した天然又は合成高分子から成
   る前記ストリップを前記溝に嵌入してなる銅電解精製用
   陰極の製造方法において、 ａ）前記母板の端面に丸底の溝を刻設し、 ｂ）前記溝の側面を非切削成形によりありみぞ状に加工
   し、 ｃ）形成したありみぞ状の溝孔内に、特殊鋼素線を挿入
   し、前記溝側面から張り出した絶縁ストリップを前記溝
   の一端から長手方向に引き入れ、その際、前記溝孔の最
   小間隔を前記ストリップの厚さ以下に設定し、 ｄ）半分に折った前記高分子フィルムの折り目部分に前
   記特殊鋼素線を挿入し、丁度折り重ねたフィルム半片を
   液密に互いに接合することを特徴とする方法。