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公開番号2025164019
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067729
出願日2024-04-18
発明の名称電解精製装置、電解精製方法
出願人国立大学法人東北大学,独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C25C 7/00 20060101AFI20251023BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】この発明は上記課題に鑑みて提案されたものであり、精製対象物の含有量が低い低品位の精製原料であっても、精製対象物を効率的に電解精製することが可能な電解精製装置、およびこれを用いた電解精製方法を提供する。
【解決手段】中空円筒形の容器本体と、前記容器本体の一方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部に導入する流入口と、前記容器本体の他方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部から排出する流出口と、前記容器本体の内周面に形成されるカソード電極と、前記容器本体の中心に配され、前記カソード電極に対して離間して配される、前記電解液との接触が可能なアノード電極と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
中空円筒形の容器本体と、
前記容器本体の一方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部に導入する流入口と、
前記容器本体の他方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部から排出する流出口と、
前記容器本体の内周面に形成されるカソード電極と、
前記容器本体の中心に配され、前記カソード電極に対して離間して配される、前記電解液との接触が可能なアノード電極と、
を有する電解精製装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記流出口から排出された前記電解液を前記流入口に向けて循環させる液送手段を更に備えた、請求項１に記載の電解精製装置。
【請求項３】
前記アノード電極を、前記容器本体の円筒中心軸周りで前記電解液の旋回流動方向と逆方向に回転させる回転手段を更に備えた、請求項１または２に記載の電解精製装置。
【請求項４】
前記液送手段は、循環する前記電解液に含まれる固形分を濾別する固相分離手段を更に備えた、請求項２に記載の電解精製装置。
【請求項５】
前記アノード電極は、精製対象物に電圧を印加する電極端子である、請求項１または２に記載の電解精製装置。
【請求項６】
前記電極端子は、内部に精製対象物を収容する、円筒状の導電体から構成される、請求項５に記載の電解精製装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の電解精製装置を用いた電解精製方法であって、
前記流入口を鉛直方向の下側、前記流出口を鉛直方向の上側になるように前記電解精製装置を配置する準備工程と、
前記電解液を前記流入口から供給して、前記容器本体の内部の下側から上側に向けて流動させて、前記流出口から排出させる電解液流動工程と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に電圧を印加して、精製対象物を電解精製した精製物を前記カソード電極に析出させる電解工程と、を有する電解精製方法。
【請求項８】
前記電解液は、前記容器本体の内部で螺旋状に旋回流動させる、請求項７に記載の電解精製方法。
【請求項９】
前記精製対象物は、直方体状に成形されている、請求項７に記載の電解精製方法。
【請求項１０】
前記精製対象物は、前記精製対象物を収容した前記アノード電極の内部において、中心に配された不溶性のダミー材を取り巻くように配される、請求項７に記載の電解精製方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解精製装置、およびこれを用いた電解精製方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
銅鉱石や銅を含むリサイクル原料から得られる、銅の含有量が７０～８０質量％程度の低品位な粗銅（精製原料）を電解精製する場合、例えば、こうした粗銅を板状に成形してアノード電極にして、ステンレス鋼などからなるカソード電極との間で電解精製を行うことで、カソード電極に純度９９質量％以上の高純度の銅（電気銅）を析出させることができる。
【０００３】
しかしながら、こうした銅の電解精製では、アノード電極である粗銅が多くの不純物を含むために、表面にアノードスライムなどが生成して容易に不動態化し、電解精製の進行がカソード電極の表層だけに留まりやすい。このため、アノード電極である粗銅の表面に生じたアノードスライムを定期的に除去する必要があるなど、電解精製効率が低いという課題があった。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１では、筒状のセルに電解液を循環させて、電解液に不溶性のアノード電極を筒状のセルの中心に配した構成とする、精製効率を高めた鉱物回収装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第５５２９６７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、アノード電極として電解液に対して不溶性の材料を用い、電解液に溶解している精製対象の金属イオンを電解によって析出させる構成であるため、精製対象物を電解液として溶解させておく必要性があるだけでなく、所要電力量が大きいため、精製コストが高いという課題があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みて提案されたものであり、精製対象物の含有量が低い低品位の精製原料であっても、精製対象物を効率的に電解精製することが可能な電解精製装置、およびこれを用いた電解精製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態の電解精製装置、およびこれを用いた電解精製方法は、以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１の電解精製装置は、中空円筒形の容器本体と、前記容器本体の一方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部に導入する流入口と、前記容器本体の他方の開口端側に形成され、電解液を前記容器本体の内部から排出する流出口と、前記容器本体の内周面に形成されるカソード電極と、前記容器本体の中心に配され、前記カソード電極に対して離間して配される、前記電解液との接触が可能なアノード電極と、を有する。
【０００９】
（２）本発明の態様２は、態様１の電解精製装置において、前記流出口から排出された前記電解液を前記流入口に向けて循環させる液送手段を更に備えた。
【００１０】
（３）本発明の態様３は、態様１または２の電解精製装置において、前記アノード電極を、前記容器本体の円筒中心軸周りで前記電解液の旋回流動方向と逆方向に回転させる回転手段を更に備えた。
（【００１１】以降は省略されています）

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