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【発明の名称】 種板電解工程における極間距離の調整治具
【発明者】 【氏名】山口 洋平

【氏名】後藤 豊次

【要約】 【課題】陰極装入位置の調整作業において、簡便に極間距離を等間隔に調整可能な治具を提供し、種板の重量ばらつきを抑制する。

【解決手段】種板電解工程の電解槽において、所定の陽極間距離Cのもとに対向する2つの陽極12の間に陰極11を装入する際に、2つの陽極12の中間位置に陰極11を案内する調整治具20であって、治具本体19の下方に陰極ビームを挟み込むガイド部と、ガイド部の側方位置に陽極12に接するアーム部21とを形成するとともに、ガイド部の中心位置からアーム部21の外側面までの距離D、またはガイド部の中心位置からアーム部21の外側に取付けたアタッチメント22の外側面までの距離Dを陽極間距離Cの1/2に設定する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
種板電解工程の電解槽(10)において、所定の陽極間距離(C)のもとに対向する2つの陽極(12)の間に陰極(11)を装入する際に、2つの陽極(12)の中間位置に陰極(11)を案内する調整治具(20)であって、治具本体(19)の下方に陰極ビーム(17)を挟み込むガイド部(23)と、ガイド部(23)の側方位置に陽極(12)に接するアーム部(21)とを形成するとともに、ガイド部(23)の中心位置からアーム部(21)の外側面までの距離(D)を陽極間距離(C)の1/2に設定することを特徴とする種板電解工程における極間距離の調整治具(20)。
【請求項2】
種板電解工程の電解槽(10)において、所定の陽極間距離(C)のもとに対向する2つの陽極(12)の間に陰極(11)を装入する際に、2つの陽極(12)の中間位置に陰極(11)を案内する調整治具(20)であって、治具本体(19)の下方に陰極ビーム(17)を挟み込むガイド部(23)と、ガイド部(23)の側方位置にアーム部(21)とを形成するとともに、アーム部(21)の外側にアタッチメント(22)を取付け、ガイド部(23)の中心位置からアタッチメント(22)の外側面までの距離(D)を陽極間距離(C)の1/2に設定することを特徴とする種板電解工程における極間距離の調整治具(20)。
【請求項3】
アーム部(21)の外側にアタッチメント(22)を陽極間距離(C)の方向に位置調節自在に設けることを特徴とする請求項2記載の種板電解工程における極間距離の調整治具(20)。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、種板電解工程の電解槽において、陰極と陽極との間の極間距離を調整する治具に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、銅の電解精製や電解採取では、銅製のカソードに、銅を電着させることにより製品を得ている。このようなカソードは、種板電解工程にて製造された種板を加工して得られる。
【0003】
種板電解工程においては、通常、チタン製やステンレス製の母板と称される板を陰極ビームに吊るして、それを陰極として用い、銅アノード板を陽極として用いて、それらの陰極と陽極が交互に隣り合うように電解槽に装入する。電解槽に陰極を装入するに当たり、電解槽に複数の陽極を等間隔で装入した後に、対向状態の陽極と陽極の間に陰極を順次に装入するが、その際、陽極と陽極とのほぼ中央の位置、すなわち陽極と陰極との極間距離(以下、極間距離という。)が等間隔となるように調整される。
【0004】
図1は、種板電解工程において、電解槽10に装入した複数の陰極11と複数の陽極12の位置関係を示す。陽極12は、その両肩部分の吊り下げ部13により電解槽10の開口縁上に吊り下げられており、陰極11は、上部の取付け部14に取付けられている陰極ビーム17により、電解槽10に装入され、陽極12の間に位置している。
【0005】
陰極11および陽極12の装入後、左側の陽極12と右側の陰極11との極間距離A、左側の陰極11と右側の陽極12との極間距離Bが等間隔となるように調整された後、一定時間にわたって電解を行なうことによって、陰極11に銅を電着させ、得られた電着銅板を剥ぎ取り、銅の種板を得る。
【0006】
この銅の種板を所定の形状に加工することで、電解精製や電解採取で使用するカソードを作製する。カソードを製作する工程では、種板の性状が均一であることを前提に、コストを低減するため、極力省力化されており、種板に対して加える負荷もほぼ一定となるように設定されている。
【0007】
ところが、従来の種板電解工程においては、作業者による手作業で極間距離A、Bを調整しており、経験や感覚の違いによって、調整状態に個人差が発生するため、極間距離A、Bが等間隔ではなくなる場合がある。その結果、陰極11の一方の陰極a面15および他方の陰極b面16に電着して得られる種板の重量のばらつきが大きくなることがある。
【0008】
この重量ばらつきは、種板の厚みのばらつきとして現れ、重量および厚み性状のばらつきが大きい種板を用いて、カソードを作製すると、加工する際に種板に加わる負荷が不均一となり、加工歪みも不均一となってしまうため、出来上がったカソードの形状や垂直性にばらつきが生じる。
【0009】
その結果、後の工程である電解精製や電解採取の際に、ショートの原因となったり、得られる製品の歪みが大きくなったりして、製品の合格率が低下してしまうという問題があった。また、陰極装入位置が大幅にずれた場合には、極間距離A、Bのどちらか一方の距離が極端に小さくなり、ショートや電着不良が発生し、種板の合格率が低下してしまうという問題があった。
【0010】
このため、種板電解工程では、重量や厚みのばらつきが少ない種板を得ることが重要であり、例えば特許文献1には、種板電解工程において、電解の電圧値をコンピューターに取り込み、データを積算処理することによって、電着量を制御し、厚みばらつきの少ない種板を製造する方法が公開されているが、陰極装入位置を調整する方法についての言及はない。
【特許文献1】特許第3407480号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、本発明の課題は、上記の従来の事情に鑑み、陰極装入位置の調整作業において、簡便に極間距離を等間隔に調整可能な治具を提供し、種板の重量ばらつきを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題の解決のために、請求項1に係る発明は、種板電解工程の電解槽(10)において、所定の陽極間距離(C)のもとに対向する2つの陽極(12)の間に陰極(11)を装入する際に、2つの陽極(12)の中間位置に陰極(11)を案内する調整治具(20)であって、治具本体(19)の下方に陰極ビーム(17)を挟み込むガイド部(23)と、ガイド部(23)の側方位置に陽極(12)に接するアーム部(21)とを形成するとともに、ガイド部(23)の中心位置からアーム部(21)の外側面までの距離(D)を陽極間距離(C)の1/2に設定するようにしている。
【0013】
請求項2に係る発明は、種板電解工程の電解槽(10)において、所定の陽極間距離(C)のもとに対向する2つの陽極(12)の間に陰極(11)を装入する際に、2つの陽極(12)の中間位置に陰極(11)を案内する調整治具(20)であって、治具本体(19)の下方に陰極ビーム(17)を挟み込むガイド部(23)と、ガイド部(23)の側方位置にアーム部(21)とを形成するとともに、アーム部(21)の外側にアタッチメント(22)を取付け、ガイド部(23)の中心位置からアタッチメント(22)の外側面までの距離(D)を陽極間距離(C)の1/2に設定するようにしている。
【0014】
請求項3に係る発明は、請求項2において、アーム部(21)の外側にアタッチメント(22)を陽極間距離(C)の方向に位置調節自在に設けるようにしている。
【発明の効果】
【0015】
請求項1によれば、調整治具(20)を使用して、2つの陽極(12)の間に陰極(11)を装入すると、その装入過程で、調整治具(20)の案内機能によって、陰極(11)が2つの陽極(12)の中間に案内され、極間距離(A、B)が等しくなるように調整可能となるから、種板の重量のばらつきを抑制することができる。
【0016】
請求項2によれば、請求項1の効果に加えて、アーム部(21)の外側のアタッチメント(22)の交換によって、2以上の陽極間距離(C)に対応できる。
【0017】
請求項3によれば、請求項1および請求項2の効果のほかに、アタッチメント(22)が陽極間距離(C)の方向に位置調節自在に設けられているため、1つのアタッチメント(22)によって、2以上の陽極間距離(C)に容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
図2は、極間距離A、Bの調整前の陰極11と2つの陽極12の位置関係を示す。すでに記載したように、複数の陽極12を等間隔で装入した後に、隣接する2つの陽極12の間にチタンやステンレス製の陰極11を装入するが、陰極11を装入した直後は、図示のように、極間距離A、Bは普通、等間隔になっていない。
【0019】
図3は、本発明に係る種板電解工程における極間距離の調整治具20を示している。調整治具20は、適当な長さの操作用のハンドル18と、その先端部分に取付けた治具本体19と、治具本体19に必要に応じて付設したアタッチメント22とで構成されている。
【0020】
治具本体19は、全体として下向きのコ字状であり、陰極ビーム17を挟むために下向きに開口する形式のガイド部23を有し、そのガイド部23の両側位置でアーム部21を一体的に形成している。2つのアーム部21のうち、図3の右側のアーム部21は、その外側面で直接的に陽極12の対向面に接するか、またはアーム部21の外側面に取付けられるアタッチメント22の外側面で間接的に陽極12の対向面に接するるために設けられている。
【0021】
図3の例では、アーム部21の外側面にアタッチメント22が設けられているため、ガイド部23の中心位置(中心線の位置)からアタッチメント22の外側面までの距離Dは、隣接する2つの陽極12の間の距離(以下、陽極間距離Cという。)の1/2に設定されている。なお、アーム部21の外側面にアタッチメント22を設けないとき、ガイド部23の中心位置(中心線の位置)からアーム部21の外側面までの距離Dが、陽極間距離Cの1/2に設定されることになる。
【0022】
左側のアーム部21は、ガイド部23の下方の開口端で下向き先細りのガイド斜面24を形成しており、また右側のアーム部21およびアタッチメント22は、ガイド部23の下方の開口端で下向き先細りの連続的なガイド斜面24を形成している。
【0023】
上記のように、アタッチメント22は、2つの陽極12の間の陽極間距離Cの変化に対して柔軟に対応するために、必要に応じて設けられるものであり、右側のアーム部21の側面に位置し、そのアーム部21の側面に対して固定状態として、または位置調節自在として取付けられる。
【0024】
図4の(1)は、右側のアーム部21の側面に対して、アタッチメント22を固定する例を示している。その固定は、一例としてアタッチメント22の1または2以上のボルト挿入孔25に取付けボルト26を挿入し、取付けボルト26をアーム部21の側面の雌ねじ27にねじ込んで行う。取付けボルト26は、6角穴付きボルトとし、その頭部は、アタッチメント22の外側面に突出しないように、座ぐり加工の内部に納められる。この例でアタッチメント22の陽極間距離C方向の厚みを変えれば、異なる陽極間距離Cに対応することができる。なお、図示しないが、治具本体19のアーム部21とアタッチメント23と間に、適当な厚みのスペーサを介在させれば、アタッチメント22の厚みを変化させなくても、同様の機能が得られる。
【0025】
図4の(2)は、アーム部21の側面に対して、アタッチメント22を位置調節自在とする例を示している。この例は、アタッチメント22の2つのロッド固定孔28にロッド29を圧入などで固定し、これらのロッド29をアーム部21のロッド挿入孔30に移動自在に挿入し、適当な挿入位置で、アーム部21の押しねじ31などで固定する構造としてある。この例によれば、アーム部21とアタッチメント22とが離れると、ガイド斜面24は、不連続となる。なお、治具本体19のアーム部21に対してアタッチメント22を移動自在とする手段は、上記に限らず、図示しないが、送りねじユニットや、ありとあり溝とによる滑り案内などを利用して構成することもできる。
【0026】
既に記載したように、アタッチメント22なしの調整治具20では、ガイド部23の中心線からアーム部21の外側面までの距離が調整用の距離Dであり、また、アタッチメント22付きの調整治具20では、ガイド部23の中心線からアタッチメント22の外側面までの距離が調整用の距離Dである。ここで調整用の距離Dは、装入する陰極11と、この陰極11を挟むように装入されている陽極12との距離を規制するものとなり、陽極間距離Cの1/2に設定される。
【0027】
つぎに図5および図6は、調整治具20の使用状態を示している。既述のように、陰極11の装入前に、複数の陽極12は、陽極間距離Cのもとに等間隔に電解槽10に装入されている。ここで、作業員は、陽極間距離Cを測定し、測定した寸法の半分の距離Dに適合するアタッチメント22無しの調整治具20、またはアタッチメント22付きで、測定した寸法の半分の距離Dに調整可能な調整治具20を選定する。
【0028】
作業員は、一例としてアタッチメント22付きの調整治具20を2つ選定し、図5のように、選定した調整治具20のガイド部23を装入しようとする陰極11の陰極ビーム17の各端部に差し込み、ガイド部23により陰極ビーム17を挟むようにしてから、図6のように、陰極11および調整治具20を2つの陽極12の間に位置させ、ガイド斜面24およびアタッチメント22の外側の面を陽極12の対向面に接触させながら静かに下降させ、陰極ビーム17の各端部を図示しない電解槽10の開口縁上に置く。
【0029】
陰極11および調整治具20の下降過程で、陽極12は、充分に重いため当初装入された位置から動くことはない。これに対して、陰極11は、陽極12の対向面に接するアタッチメント22の外側面に押されて、2つの陽極12の中間位置まで移動する。この移動により、陰極11は、2つの陽極12の中間位置に入り、距離D=(陽極間距離C)/2となるように調整される。このような装入操作により、陰極11は、2つの陽極12の間に入り、極間距離A、Bは、簡便に等しくなるように調整される。
【0030】
装入操作時に、図6で右側のアーム部21およびアタッチメント22は、陰極ビーム17を移動させるために実質的に作用しているが、左側のアーム部21は、陰極ビーム17を移動させるために作用せず、陰極ビーム17を挟むためのものとして機能している。
【0031】
なお、アタッチメント22なしの調整治具20を使用するときには、右側のアーム部21の外側面が対向の陽極12の対向面に接しながら下方へ移動することになる。
【実施例1】
【0032】
種板電解工程における陰極位置の調整作業について、同じ作業者が、本発明の調整治具20を使用して行った場合(調整治具使用・有)と、使用していない従来の手作業で行った場合(調整治具使用・無)との2つの手法により調整作業を行って、種板を製造し、得られた陰極a面15、陰極b面16での種板の重量を測定するとともに、種板電解工程中のショート発生件数についても調査した。
【0033】
表1は、上記の方法で得られた種板の重量差を示す。表1から、得られた種板の重量差は本発明の調整治具20を使用した場合は0.08kgであるのに対して、従来の手作業で行った場合は0.97となり、本発明の調整治具20を使用したほうが単重差は小さく、ばらつきσも減少していることがわかる。
【0034】
【表1】


【0035】
また、図7は、種板電解工程中のショート発生件数についての調査結果であり、通常の極板位置調整(従来の手作業による極板位置調整)でのショート本数および調整治具20の使用時でのショート本数の推移を示すグラフである。図7から、本発明の調整治具20を使用して種板電解を行った場合は、従来の方法で行った場合に比べて、ショート発生の件数が少なく、安定な電解作業が行えることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明は、銅の電解精製や電解採取に限らず、同様の作業手順で2つの陽極の間に1つの陰極を装入する他の金属の電解精製や電解採取にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】種板電解工程での陰極11と陽極12との位置関係を示す斜面図である。
【図2】極間距離A、Bの調整前の陰極11と陽極12との位置関係を示す側面図である。
【図3】本発明に係る調整治具20の要部の正面図である。
【図4】調整治具20に対するアタッチメント22の取付け例の一部の正面図である。
【図5】陰極11の陰極ビーム17に調整治具20を取付けた状態の斜面図である。
【図6】本発明の調整治具20を用いて極間距離A、Bを調整した後の陰極11と陽極12の位置関係を示す説明図である。
【図7】通常の極板位置調整および調整治具20の使用時における極板位置調整によるショート本数の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【0038】
10 電解槽
11 陰極
12 陽極
13 吊り下げ部
14 取付け部
15 陰極a面
16 陰極b面
17 陰極ビーム
18 ハンドル
19 治具本体
20 調整治具
21 アーム部
22 アタッチメント
23 ガイド部
24 ガイド斜面
25 ボルト挿入孔
26 取付けボルト
27 雌ねじ
28 ロッド固定孔
29 ロッド
30 ロッド挿入孔
31 押しねじ
A、B 極間距離
C 陽極間距離
D 距離
【出願人】 【識別番号】000183303
【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社
【出願日】 平成18年11月1日(2006.11.1)
【代理人】 【識別番号】100083770
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 國男


【公開番号】 特開2008−115415(P2008−115415A)
【公開日】 平成20年5月22日(2008.5.22)
【出願番号】 特願2006−297986(P2006−297986)