特開 2020-125519 アノード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-125519(P2020-125519A)

(43)【公開日】2020年8月20日

(54)【発明の名称】アノード

(51)【国際特許分類】

   C25C 7/02 20060101AFI20200727BHJP

【ＦＩ】

   C25C7/02 304

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-18528(P2019-18528)

(22)【出願日】2019年2月5日

(71)【出願人】

【識別番号】591234307

【氏名又は名称】アサヒプリテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100179213

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 未知子

(74)【代理人】

【識別番号】100170542

【弁理士】

【氏名又は名称】桝田 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(72)【発明者】

【氏名】永田 誠

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 憲

(72)【発明者】

【氏名】橋野 治

【テーマコード（参考）】

4K058

【Ｆターム（参考）】

4K058BA23

4K058BB03

4K058CA03

4K058CA04

4K058CA13

4K058EB16

4K058EC01

4K058FA08

4K058FA23

(57)【要約】

【課題】フックを引っ掛けるための孔を有していなくても、電解槽の上方に位置するブスバーに吊下げ可能なアノードを提供する。
【解決手段】本発明に従うアノードは、金属の電解精製に用いられる。このアノードは、アノード本体部と、吊下げ部とを備える。アノード本体部は、電解精製時に電解槽内の電解液に浸かる。吊下げ部は、電解精製時に、電解液に浸からずに、給電部に電気的に接続された電解槽の上方に位置するブスバーに第１及び第２フックを介して吊り下げられる。吊下げ部は、基部と、第１及び第２引掛け部とを含む。基部は、幅方向の長さがアノード本体部よりも短く、アノード本体部の上端の中央部から上方に延びる。第１引掛け部は、基部から幅方向における第１方向に延び、第１フックが引っ掛けられる。第２引掛け部は、基部から第１方向とは異なる第２方向に延び、第２フックが引っ掛けられる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属の電解精製に用いられるアノードであって、
前記電解精製時に電解槽内の電解液に浸かるアノード本体部と、
前記電解精製時に、前記電解液に浸からずに、給電部に電気的に接続された前記電解槽の上方に位置するブスバーに第１及び第２フックを介して吊り下げられる吊下げ部とを備え、
前記吊下げ部は、
幅方向の長さが前記アノード本体部よりも短く、前記アノード本体部の上端の中央部から上方に延びる基部と、
前記基部から前記幅方向における第１方向に延び、前記第１フックが引っ掛けられる第１引掛け部と、
前記基部から前記第１方向とは異なる第２方向に延び、前記第２フックが引っ掛けられる第２引掛け部とを含む、アノード。

【請求項2】

前記アノード本体部の上端のうち前記基部が形成されていない領域には、テーパが形成されている、請求項１に記載のアノード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アノードに関し、特に、金属の電解精製に用いられるアノードに関する。

【背景技術】

【0002】

特開平１１−１２７８０号公報（特許文献１）は、金電解用のアノードを開示する。このアノードは、矩形板状のアノード本体部と、アノード本体部の上端中央部から上方に延びる耳部とを備えている。このアノードにおいては、耳部に孔が形成されている。当該孔にはフックが引っ掛けられる。このアノードは、フックを介してロッド状の電流供給導体（電解槽の上方に位置するブスバー）に吊り下げられる（特許文献1参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１２７８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に開示されているアノードにおいては、フックを引っ掛けるための孔が耳部に形成されている。しかしながら、耳部に孔を形成することは必ずしも容易ではない。

【0005】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、フックを引っ掛けるための孔を有していなくても、電解槽の上方に位置するブスバーに吊下げ可能なアノードを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に従うアノードは、金属の電解精製に用いられる。このアノードは、アノード本体部と、吊下げ部とを備える。アノード本体部は、電解精製時に電解槽内の電解液に浸かる。吊下げ部は、電解精製時に、電解液に浸からずに、給電部に電気的に接続された電解槽の上方に位置するブスバーに第１及び第２フックを介して吊り下げられる。吊下げ部は、基部と、第１及び第２引掛け部とを含む。基部は、幅方向の長さがアノード本体部よりも短く、アノード本体部の上端の中央部から上方に延びる。第１引掛け部は、基部から幅方向における第１方向に延び、第１フックが引っ掛けられる。第２引掛け部は、基部から第１方向とは異なる第２方向に延び、第２フックが引っ掛けられる。

【0007】

このアノードにおいて、吊下げ部は、各々が幅方向に延びた第１及び第２引掛け部を含む。第１及び第２引掛け部には、第１及び第２フックの一端がそれぞれ引っ掛けられる。第１及び第２フックの各々の他端は、電解槽の上方に位置するブスバーに引っ掛けられる。したがって、このアノードによれば、アノードが孔を有していなくても、第１及び第２フックを介してアノードをブスバーに吊り下げることができる。

【0008】

また、電解液の液面位置におけるアノードの太さが細い程、電解精製が進むにつれて、当該液面位置においてアノードが折れる可能性が高くなる。本発明に従うアノードにおいて、第１及び第２引掛け部は、共通の基部を介してアノード本体部から延びている。すなわち、第１及び第２引掛け部の各々よりも太い基部が電解液の液面位置に位置する。したがって、このアノードによれば、第１及び第２引掛け部の各々が単独で電解液の液面位置に位置する場合よりも、アノードが電解精製途中で折れる可能性を低減することができる。

【0009】

また、フックとアノードとの接点において大電流が生じると、アノードが発熱する。アノードの発熱に起因してアノードの電気抵抗値が上昇すると、アノードに電流が流れにくくなる。その結果、電解精製の効率が低下する。本発明に従うアノードにおいて、吊下げ部は、第１及び第２引掛け部を含む。すなわち、給電部から流れる電流は第１及び第２引掛け部の各々に分岐するため、フックとアノードとが１点で接している場合と比較して、各引掛け部に流れる電流の大きさは小さくなる。したがって、このアノードによれば、フックとアノードとの接点において流れる電流の大きさを抑制することができるため、電解精製の効率低下を抑制することができる。

【0010】

上記アノードにおいて、アノード本体部の上端のうち基部が形成されていない領域には、テーパが形成されていてもよい。

【0011】

このアノードによれば、鋳造時に鋳型内において材料がテーパに沿って流れるため、アノードを容易に製造することができる。また、テーパが形成されているため、電解液の液面の位置が多少低かったとしても、テーパが形成されていない場合と比較して、液面上に露出するアノードの体積を抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、フックを引っ掛けるための孔を有していなくても、電解槽の上方に位置するブスバーに吊下げ可能なアノードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】電解装置の概略を示す図である。

【図2】電解装置におけるアノードの位置関係の詳細を示す図である。

【図3】アノードの平面図である。

【図4】電解装置における、第１の比較対象のアノードの位置関係を示す図である。

【図5】電解装置における、第２の比較対象のアノードの位置関係を示す図である。

【図6】電解装置における、第３の比較対象のアノードの位置関係を示す図である。

【図7】第１の変形例におけるアノードの平面図である。

【図8】第２の変形例におけるアノードの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0015】

［１．概要］
図１は、本実施の形態に従うアノード１００が適用された電解装置１０の概略を示す図である。電解装置１０は、銀（Ａｇ）の電解精製を行なうための装置である。なお、図１は電解装置１０を矢印Ｆ方向から見た図であり、矢印ＵＤＬＲＦＢの各々は各図面で共通である。

【0016】

図１に示されるように、電解装置１０は、電解槽３００と、電解液５００と、アノード（陽極）１００と、カソード（陰極）２００と、給電部４００とを含んでいる。電解槽３００としては、任意の構造の電解槽を使用することができる。電解槽３００には、電解液５００が充填されている。電解液５００としては、一般的に銀の電解精製に用いられる公知の電解液を用いることができる。電解液５００としては、たとえば、硝酸、硫酸等の酸系電解液が用いられる。

【0017】

アノード１００は、電解精製時に一部が電解液５００に浸けられる。アノード１００は、銀を含む。アノード１００は、たとえば銀以外の金属をさらに含んでもよい。また、アノード１００は、用途によっては、さらに非金属（セラミック、ガラス等）を含んでもよい。なお、アノード１００における、銀、銀以外の金属及び非金属の割合は、特に限定されない。

【0018】

カソード２００は、電解精製時に一部が電解液５００に浸けられる。カソード２００は、たとえば、ステンレス又はチタンによって構成される。すなわち、カソード２００は、電解液５００によって腐食しにくい電極材料によって構成されていればよい。

【0019】

給電部４００は、直流電源であり、アノード１００及びカソード２００間に直流電圧を印加するように構成されている。給電部４００によってアノード１００及びカソード２００間に電圧が印加されると、アノード１００及びカソード２００間に電流が生じ、電解精製が進行する。

【0020】

このような電解装置１０において、アノード１００のうち電解液５００に浸かっていない部分は、電解精製にほとんど寄与しない。すなわち、アノード１００のうち電解液５００に浸かっている部分の体積が大きい程、電解精製の効率は高くなる。

【0021】

本実施の形態に従うアノード１００においては、電解液５００に浸かる部分の体積が大きくなるような構成上の工夫が採り入れられている。以下、アノード１００の構成について詳細に説明する。

【0022】

［２．アノードの構成］
図２は、電解装置１０におけるアノード１００の位置関係の詳細を示す図である。図３は、アノード１００の平面図である。図２及び図３を参照して、アノード１００は、板状であり、アノード本体部１１０と、吊下げ部１１５とを含んでいる。

【0023】

アノード本体部１１０は、電解精製時に電解槽３００内の電解液５００（以下、単に「電解液５００」とも称する。）に少なくとも一部が浸かるように構成されている。アノード本体部１１０は、六角形状である。より詳細には、アノード本体部１１０の下方は矩形状であり、アノード本体部１１０の上方は等脚台形状である。アノード本体部１１０の上端からは、吊下げ部１１５が上方（矢印Ｕ方向）に向かって延びている。アノード本体部１１０の上端のうち、吊下げ部１１５が形成されていない領域には、アノード１００の幅方向（矢印ＢＦ方向）外側に向かって下方（矢印Ｄ方向）に向かうテーパが形成されている。アノード１００によれば、鋳造時に鋳型内において材料がテーパに沿って流れるため、アノード１００を容易に製造することができる。また、テーパが形成されているため、電解液５００の液面の位置が多少低かったとしても、テーパが形成されていない場合と比較して、液面上に露出するアノード１００の体積を抑制することができる。

【0024】

吊下げ部１１５は、電解精製時に電解液５００に少なくとも一部が浸からないように構成されている。吊下げ部１１５は、電解槽３００の上方に位置するブスバー６００にフック７００，７１０を介して吊り下げられるように構成されている。吊下げ部１１５は、上方に向かって二股に分かれた碇形状であり、基部１２０と、引掛け部１３０，１４０とを含んでいる。

【0025】

基部１２０は、電解精製時に電解液５００に少なくとも一部が浸からないように構成されており、アノード本体部１１０の上端の中央部から上方に延びている。アノード１００の幅方向における基部１２０の長さは、アノード本体部１１０よりも短い。

【0026】

引掛け部１３０，１４０は、基部１２０からそれぞれ左右方向（矢印ＢＦ方向）に延びている。すなわち、引掛け部１３０，１４０は、基部１２０から互いに異なる方向に延びている。引掛け部１３０，１４０は、それぞれフック７００，７１０の一端に引っ掛けられる。フック７００，７１０の他端は、ブスバー６００に引っ掛けられる。すなわち、電解装置１０において、アノード１００は、フック７００，７１０を介してブスバー６００に吊り下げられる。給電部４００（図１）によって電圧が印加されると、ブスバー６００及びフック７００，７１０を介してアノード１００に電力が供給される。

【0027】

このように、アノード１００は、ｉ）フック７００，７１０を介してブスバー６００に吊り下げられ、ｉｉ）吊下げはアノード１００の幅方向に延びる引掛け部１３０，１４０を介して行なわれ、ｉｉｉ）吊下げに用いられるフックの数は２本であり、ｉｖ）引掛け部１３０，１４０の各々が共通の基部１２０から延びている、という特徴を有している。アノード１００がこれらの特徴を有している理由について次に説明する。

【0028】

図４は、電解装置１０Ｘにおける、第１の比較対象のアノード１００Ｘの位置関係を示す図である。図４に示されるように、電解装置１０Ｘにおいては、アノード１００Ｘの引掛け部１３０Ｘ，１４０Ｘが電解槽３００の縁に直接引っ掛けられている。電解液５００が電解槽３００から溢れ出ると問題であるため、電解槽３００には電解液５００が必ずしも満タンまで入れられるわけではない。したがって、第１の比較対象のように引掛け部１３０Ｘ，１４０Ｘを電解槽３００の縁に直接引っ掛ける場合には、アノード１００Ｘのうち電解液５００に浸からない部分の体積が大きくなる。

【0029】

再び図２を参照して、本実施の形態に従うアノード１００は、フック７００，７１０を介してブスバー６００に吊り下げられ、電解液５００内のより深い位置まで浸けられるため、上記第１の比較対象と比較して、電解液５００に浸からない部分の体積を小さくすることができる。

【0030】

図５は、電解装置１０Ｙにおける、第２の比較対象のアノード１００Ｙの位置関係を示す図である。図５に示されるように、アノード１００Ｙは引掛け部１３０Ｙを含み、引掛け部１３０Ｙには孔Ｈ１が形成されている。アノード１００Ｙは、孔Ｈ１に引っ掛けられたフック７００を介してブスバー６００に吊り下げられている。しかしながら、引掛け部１３０Ｙに孔Ｈ１を形成することは必ずしも容易ではない。たとえば、アノード１００Ｙを鋳造によって製造する場合には、引掛け部１３０Ｙに孔Ｈ１を形成することが困難である。

【0031】

再び図２を参照して、本実施の形態に従うアノード１００は、アノード１００の幅方向に延びる引掛け部１３０，１４０（図３）にそれぞれ引っ掛けられたフック７００，７１０を介してブスバー６００に吊り下げられる。引掛け部１３０，１４０は、鋳造であっても比較的容易に形成することができる。

【0032】

再び図５を参照して、アノード１００Ｙは、１本のフック７００を介してブスバー６００に吊り下げられている。この場合には、アノードが複数のフックを介してブスバー６００に吊り下げられている場合と比較して、１本のフック７００に大電流が流れる可能性がある。フック７００とアノード１００Ｙとの接点において大電流が生じると、アノード１００Ｙが発熱する。アノード１００Ｙが発熱するとアノード１００Ｙの電気抵抗値が上昇するため、アノード１００Ｙに電流が流れにくくなる。その結果、電解精製の効率が低下する。

【0033】

再び図２を参照して、本実施の形態に従うアノード１００は、２本のフック（フック７００，７１０）を介してブスバー６００に吊り下げられている。すなわち、給電部４００から流れる電流は引掛け部１３０，１４０の各々に分岐するため、フックとアノードとが１点で接している場合と比較して、引掛け部１３０，１４０の各々に流れる電流の大きさは小さくなる。したがって、このアノード１００によれば、引掛け部１３０，１４０に流れる電流に起因したアノード１００の発熱が抑制され、アノード１００における電気抵抗値の上昇が抑制されるため、電解精製の効率低下を抑制することができる。

【0034】

図６は、電解装置１０Ｚにおける、第３の比較対象のアノード１００Ｚの位置関係を示す図である。図６に示されるように、アノード１００Ｚは、引掛け部１３０Ｚ，１４０Ｚを含む。引掛け部１３０Ｚはアノード１００Ｚの幅方向の一方の端部の上端から上方に延びており、引掛け部１４０Ｚはアノード１００Ｚの幅方向の他方の端部の上端から上方に延びている。すなわち、引掛け部１３０Ｚ，１４０Ｚは、本実施の形態に従うアノード１００における引掛け部１３０，１４０（図３）のように共通の基部１２０から延びていない。その結果、本実施の形態に従うアノード１００と比較して、電解液５００の液面位置におけるアノード１００Ｚの太さ（領域Ｔ２，Ｔ３の太さ）が細い。電解液５００の液面位置におけるアノード１００Ｚの太さが細い程、電解精製が進むにつれて、当該液面位置においてアノード１００Ｚが折れる可能性が高くなる。

【0035】

再び図２を参照して、本実施の形態に従うアノード１００において、引掛け部１３０，１４０（図３）は、共通の基部１２０を介してアノード本体部１１０から延びている。すなわち、引掛け部１３０，１４０の各々よりも太い基部１２０（領域Ｔ１）が電解液５００の液面位置に位置する。したがって、このアノード１００によれば、引掛け部１３０，１４０の各々が単独で電解液５００の液面位置に位置する場合よりも、アノード１００が電解精製途中で折れる可能性を低減することができる。

【0036】

［３．特徴］
以上のように、本実施の形態に従うアノード１００において、吊下げ部１１５は、各々が幅方向に延びた引掛け部１３０，１４０を含む。引掛け部１３０，１４０には、フック７００，７１０の一端がそれぞれ引っ掛けられる。フック７００，７１０の各々の他端は、電解槽３００の上方に位置するブスバー６００に引っ掛けられる。したがって、このアノード１００によれば、アノード１００が孔を有していなくても、フック７００，７１０を介してアノード１００をブスバー６００に吊り下げることができ、その結果、アノード１００のうち電解液５００に浸からない部分の体積を減らすことができる。

【0037】

また、本実施の形態に従うアノード１００は、２本のフック（フック７００，７１０）を介してブスバー６００に吊り下げられている。すなわち、給電部４００から流れる電流は引掛け部１３０，１４０の各々に分岐するため、フックとアノードとが１点で接している場合と比較して、引掛け部１３０，１４０の各々に流れる電流の大きさは小さくなる。したがって、このアノード１００によれば、フックとアノードとの接点において流れる電流の大きさを抑制することができ、アノード１００における発熱を抑制できるため、電解精製の効率低下を抑制することができる。

【0038】

また、本実施の形態に従うアノード１００において、引掛け部１３０，１４０（図３）は、共通の基部１２０を介してアノード本体部１１０から延びている。すなわち、引掛け部１３０，１４０の各々よりも太い基部１２０が電解液５００の液面位置に位置する。したがって、このアノード１００によれば、引掛け部１３０，１４０の各々が単独で電解液５００の液面位置に位置する場合よりも、アノード１００が電解精製途中で折れる可能性を低減することができる。

【0039】

［４．変形例］
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。

【0040】

（４−１）
上記実施の形態において、引掛け部１３０，１４０の各々の下面は、アノード１００の幅方向の外側に向かってやや下方に向かう平面であった。しかしながら、引掛け部１３０，１４０の各々の下面の形状はこれに限定されない。たとえば、以下の図７、図８に示されるような形状であってもよい。

【0041】

図７は、第１の変形例におけるアノード１００Ａの平面図である。図７に示されるように、アノード１００Ａは、引掛け部１３０Ａ，１４０Ａを含む。各引掛け部の下面は、引掛け部１３０Ａ，１４０Ａのように、曲面であってもよい。

【0042】

図８は、第２の変形例におけるアノード１００Ｂの平面図である。図８に示されるように、アノード１００Ｂは、引掛け部１３０Ｂ，１４０Ｂを含む。各引掛け部の下面は、たとえば、引掛け部１３０Ｂ，１４０Ｂのように、アノードの幅方向の外側に向かって水平に延びる平面であってもよい。要するに、引掛け部１３０，１４０の形状は、基部１２０から互いに異なる方向に延びており、フック７００，７１０をそれぞれ引っ掛け可能な形状であればよい。

【0043】

（４−２）
また、上記実施の形態において、アノード本体部１１０の平面視における形状は、六角形状とされた。しかしながら、アノード本体部１１０の形状は、これに限定されない。たとえば、アノード本体部１１０の形状は、四角形状であっても、五角形状であっても、円形状であってもよい。要するに、アノード本体部１１０の形状は、どのような形状であってもよい。

【0044】

（４−３）
また、上記実施の形態において、アノード１００は、２本のフック（フック７００，７１０）を介してブスバー６００に吊り下げられた。しかしながら、アノード１００の吊下げに用いられるフックの本数はこれに限定されない。たとえば、アノード１００は、３本以上のフックによってブスバー６００に吊り下げられてもよい。この場合には、フックの数に対応した数の引掛け部が基部１２０から延びることとなる。

【0045】

（４−４）
また、上記実施の形態において、電解装置１０は、銀の電解精製に用いられた。しかしながら、電解装置１０の用途は、必ずしもこれに限定されない。たとえば、電解装置１０は、銅、金、白金、鉛、錫、ニッケル等の電解精製に用いられてもよい。この場合には、アノード１００の材料として、適宜適切な材料が選択される。

【符号の説明】

【0046】

１０，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ 電解装置、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｘ，１００Ｙ，１００Ｚ アノード、１１０ アノード本体部、１１５ 吊下げ部、１２０ 基部、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｘ，１３０Ｙ，１３０Ｚ，１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｘ，１４０Ｚ 引掛け部、２００ カソード、３００ 電解槽、４００ 給電部、５００ 電解液、６００ ブスバー、７００，７１０ フック、Ｈ１ 孔、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】