JP3788261B2 - 硫黄含有ニッケルの電解採取方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケルの電解精錬の分野において、特に硫黄を含有するボタン状のニッケルの電解採取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硫黄を含有するボタン状（直径２０ｍｍ程度のボタン型）の電気ニッケルは、ニッケルめっき用原料として利用されている。このようなニッケルめっき用硫黄含有電気ニッケルは、チタン板あるいはステンレス板を陰極とし、この陰極板に直径６〜１４mmの電導部をアイランド状に設け、前記電導部以外を絶縁材によるマスキング処理をおこなって電解採取することにより製造される。
【０００３】
従来、この電解採取方法における、塩素を多量に含む塩化浴からの硫黄含有ニッケルの電解採取方法は、電解給液を陰極近傍に供給し、一方、不溶性の陽極から発生する塩素ガスは、遊離塩素を含む電解廃液とともに陽極近傍から系外に吸引排出している。この模式図を図１に示す。図１に示すように陽極は隔膜で覆われ、陰極は陰極ボックス中に配置されている。
【０００４】
この陽極近傍から塩素ガスを吸引排出するために、陽極を隔膜で覆うことにより、陽極で発生した塩素ガスが大気中に拡散することを防止し、かつ、陽極近傍に存在する遊離塩素を含んだ陽極液（電解廃液となる）が隔膜外に流出して、電解液中に含まれる硫黄化合物を分解させることを防止している。
【０００５】
一方、隔膜で仕切られた陰極ボックスは、陰極母板の懸垂性を保つスペーサーを兼ねており、成分を調整した電解給液をこの陰極ボックス中に供給して、製品となる電気ニッケル中の硫黄含有量の安定化を図っている。
【０００６】
しかし、陰極ボックスの隔膜は、電解中に電着物との接触による、隔膜の巻き込みによるショートや、陰極引き上げ時の隔膜との接触により損傷することがある。陰極ボックスの隔膜が損傷すると、硫黄化合物濃度の低い陰極ボックス外の電解液が陰極ボックス内に流入することとなり、硫黄含有電気ニッケルの硫黄含有量が低下する原因となった。硫黄含有量が低下するとメッキ用硫黄含有電気ニッケルの特長である、めっき用陽極として使用される際のめっき槽内での陽極溶解性が悪化するため、良質な製品とはならなかった。
【０００７】
また、特にボタン状硫黄含有電気ニッケルの電解採取においては、通電中および陰極母板引き上げ時に陰極母板から剥離したボタン状電気ニッケルが、陰極ボックスの底部に堆積して、次回の陰極母板の陰極ボックスへの装入が不可能になるため、定期的に陰極ボックスを槽外に引き揚げてボックス内のボタン状電気ニッケルの除去を行う必要があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、硫黄含有ボタン状電気ニッケルが、陰極電着時に陰極ボックス隔膜を巻き込むことによるショートによる隔膜の損傷を防止し、陰極の引き上げ時の隔膜との接触による損傷を防止するとともに、隔膜が損傷しても電解採取されたボタン状電気ニッケルの陽極溶解特性が良好で、さらに陰極母板よりボタン状ニッケルが剥離落下しても陰極ボックス底部に堆積して陰極母板の装入が不可能になることを防止する硫黄含有ニッケルの電解採取方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の方法は、ニッケルイオンと塩素イオンと硫酸イオンと硫黄含有化合物を含む電解液から、電解採取法により硫黄を含有するボタン状の電気ニッケルをチタン、ステンレス等の陰極母板の上に、ボタン状に析出させることを特徴とする硫黄を含有するボタン状の電気ニッケルの電解採取方法に関する。本発明において使用する主な硫黄源としては、チオ硫酸ナトリウム（Na₂S₂O₃・5H₂O）等の硫黄含有化合物を電解液中に溶解させ、存在させることによる。
【００１０】
前記電解採取方法において、不溶性陽極を隔膜濾布で覆った陽極ボックスをさらに隔膜濾布で覆う陽極２重隔膜ボックスと陰極母板の懸垂性を保つ陰極スペーサーを使用することを特徴とする硫黄含有ニッケルの電解採取方法である。
【００１１】
前記方法を用いることにより、陰極スペーサーの底部を開口させることが可能となり、従来陰極ボックス内の底部に剥離落下したボタン状電気ニッケルが堆積し、陰極ボックスを引き揚げてボックス内に堆積したボタン状電気ニッケルを除去する必要がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の硫黄含有電気ニッケルの電解採取方法を模式図を図２に示す。本発明の方法は、従来の隔膜とスペーサーを兼ねていた陰極ボックスを取り外し、陰極母板の懸垂性を保つスペーサー機能のみを有する陰極スペーサーを使用する。この陰極スペーサーは隔膜を有さないため、電解槽内の電解液と陰極近傍の電解液とは相互に混合されることとなるが、電解給液は極力陰極近傍に供給する。
【００１３】
次に、陽極隔膜を２重化することによって、陽極隔膜の外側の電解液中の硫黄酸化物濃度を均一化させることとした。この方法を用いることによって、陰極板上に電着した電気ニッケルが突起状に異常成長した場合であっても、従来のように陰極ボックスの隔膜を損傷させる事態は発生しないし、万が一、陽極外側の隔膜に損傷を与えることがあっても、陽極内側の隔膜により電解槽内の電解液の硫黄化合物濃度の変動低下を最小限にすることができる。
【００１４】
上記方法の実施と同時に、ボタン状の硫黄含有電気ニッケルが、陰極母板より剥離落下し、スペーサー上に堆積する事態に対処するため、陰極スペーサーの底部を従来の陰極ボックス同様に密閉されていた従来型から、底部穴明き型、あるいは底部除去型に改造した。
【００１５】
図３（ａ）に従来型、図３（ｂ）に底部穴明き型、図３（ｃ）に底部除去型スペーサーを示す。なお底部穴明き型は従来型スペーサーの底部に開口部を設けたものであり、底部除去型は、従来型スペーサーの底部を切断除去した後、強度を確保するため塩ビ棒で補強したものである。
【００１６】
以上の実施により、陰極ボックス隔膜の損傷がなく、陰極ボックス底部にボタン状硫黄含有ニッケルの堆積が少なく、硫黄含有量の安定した硫黄含有ニッケルの電解採取が可能となる。
【００１７】
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
実用のニッケル電解槽において、本発明の電解採取方法により、硫黄含有ボタン状ニッケルの電解採取を３ヶ月間実施した。また同時に従来例として従来法による電解採取を実施し、１ヶ月あたりの陰極隔膜と陽極隔膜の取り替え回数を比較した。その結果を表１に示す。
【００１９】

表１に示すように従来法に比較して、大幅に隔膜の損傷による取り替え回数を減少させることができた。さらに、本実施例における陽極隔膜の取り替えはすべて、陽極２重隔膜の外側の隔膜の損傷による取り替えであり、陽極液の電解槽内への流出による硫黄含有電気ニッケルの硫黄分不足による品質上の問題や、塩素ガスおよび塩素ガスを含有する電解廃液の吸引除去には問題は発生しなかった。
【００２０】
（実施例２）
スペーサー底部の改良によるボタン状電気ニッケルの底部堆積量減少の効果を確認するために、陰極スペーサー上部より、約１５０個（２ｋｇ）のボタン状ニッケルを投入し、底部に堆積する量を調査した。調査結果を表２に示す。
【００２１】

当然ながら、従来型のスペーサーを使用した場合は、全量（約１５０個）が堆積することとなり、本発明により大幅に堆積量を減少させることができた。特に底部除去型では、完全に底部に堆積するボタン状電気ニッケルをなくすことができた。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、従来問題となっていた、陰極隔膜損傷の問題をなくし、さらに陽極隔膜の損傷を大幅に削減し、かつ品質の安定した硫黄含有電気ニッケルを電解採取することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の硫黄含有電気ニッケルの電解採取方法の模式図である。
【図２】 本発明の硫黄含有電気ニッケルの電解採取方法の模式図である。
【図３】 従来および本発明の陰極スペーサーである。
【符号の説明】
１．電解給液
２．塩素ガス・電解廃液
３．陰極ボックス
４．陰極スペーサー

Claims (2)

1. ニッケルイオンと塩素イオンと硫酸イオンと硫黄含有化合物を含む電解液から、電解採取法により硫黄を含有するボタン状の電気ニッケルをチタン、または、ステンレスの陰極母板上にボタン状に析出させる、硫黄を含有するボタン状の電気ニッケルの電解採取方法において、不溶性陽極を隔膜濾布で覆った陽極ボックスをさらに隔膜濾布で覆う陽極２重隔膜ボックスと、陰極母板の懸垂性を保つ陰極スペーサーとを使用することを特徴とする硫黄含有ニッケルの電解採取方法。
2. 前記陰極スペーサーが、底部が開口されていることを特徴とする請求項１記載の硫黄含有ニッケルの電解採取方法。

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