JP5651332B2 - 貴金属の回収装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、貴金属を含有する溶液から電気分解法により貴金属を回収する貴金属回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場等から排出される廃液（例えば、処理液など）には、例えば、ＡｕやＡｇ、Ｃｕ、白金族元素等の金属を含有しているものがあり、これらの金属は廃液から回収して再利用される。廃液から金属を回収する方法としては、電気分解法が知られている。
【０００３】
電気分解法を用いた金属の回収装置として、例えば、特許文献１には、陰極として円筒状の内電極と、陽極として該内電極の周囲に外電極を設け、前記陰極は回転可能に構成されており、金属が析出する陰極の表面近傍には、陰極の表面に析出した金属を削ぎ落とすように接触または近接した状態でプラスチック回収板を設けた回収装置が提案されている。特許文献１の方法によれば、陰極表面に析出した金属を電極に付着させることなくプラスチック回収板を用いて削ぎ落として陰極の下方に堆積させた後、金属を回収できると記載されている。
【０００４】
ところで、廃液から金属を工業的に回収するには、金属をできるだけ短時間で回収できるように、回収効率を高めることが望まれる。しかし上記特許文献１に開示されている回収装置では、金属の回収効率が悪く、金属の回収に長時間かかっていた。また、上記特許文献１では、陰極表面に電着した金属をプラスチック回収板を用いて削ぎ落とすことで金属を陰極の下方に堆積させて回収しているため、回収装置を省スペース化できなかった。また、廃液の種類によっては、陰極の下方に堆積した金属が廃液中に再溶解することがあり、廃液から金属を充分に回収できなかった。
【０００５】
金属の回収効率を高める方法としては、例えば、特許文献２や特許文献３には、陰極円板を用いる方法が提案されている。
【０００６】
上記特許文献２には、円板状の陰極を回転させながら電気分解を行うことによって、陰極と電解液との接触を良好にして金属の回収効率を高めることが記載されている。また、上記特許文献３には、電解槽内の溶液を効率的に攪拌して金属の回収効率を向上させるために、陽極または陰極のいずれか一方を回転させる回転駆動機構を備えた態様や、陽極または陰極に攪拌羽根を設けた態様が記載されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２のように陰極円板を用いた場合、金属の回収効率を高めるには陰極の回転数を過度に高める必要があり、設備負荷が大きくなるなどの問題がある。
【０００８】
一方、金属の回収効率を高めるために提案された技術ではないが、特許文献４には、パイプ状の陽極と筒状の陰極とを備え、該陰極の内周に、陰極と電気的に接続される網状またはラス状の筒体を配置した金属回収装置が提案されている。
【０００９】
特許文献４の回収装置において、陰極の内周に配置された網状またはラス状の筒体は、電気分解が進行して陰極に電着した金属が陰極から剥離したときに、電着金属と陽極の接触による短絡発生防止のために配置されている。特許文献４の図１によれば、網状またはラス状の筒体は、陰極と密着することなく空間（スペース）を設けて配置されている。また、陰極表面に電着した金属の一部は、陰極から剥離し、陰極の下方に堆積している。
【００１０】
特許文献１：特開昭６１−１０４０９６号公報
特許文献２：特開２００６−７０３６４号公報
特許文献３：特開２００５−３１４７４２号公報
特許文献４：特開２００６−２８５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、金属含有溶液から貴金属を電気分解によって回収する際に用いられる装置であって、省スペース化・設備負荷の低減化を実現でき、しかも短時間で貴金属を回収できる回収効率に極めて優れた装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決することのできた本発明に係る貴金属回収装置とは、貴金属含有溶液を電気分解して貴金属を回収する装置であり、該装置は、軸を中心として回転する柱状または筒状の回転陰極と、該回転陰極と対向するように配置された陽極と、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網と、を有し、前記陽極と対向する前記回転陰極の面は、前記チタン製網で被覆されている点に要旨を有している。
【００１３】
本発明の貴金属回収装置では、例えば、貴金属含有水溶液から貴金属を回収することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、陽極と対向する回転陰極の面が、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網で密着して被覆されているため、回転陰極の採用による貴金属回収効率向上効果に加えて、以下の効果が顕著に発揮される。
（１）陰極の表面積が大きくなり、貴金属の回収効率が飛躍的に向上する。
（２）陰極での貴金属の電着性が向上するため、陰極に一旦電着した貴金属の剥離を防止できる。そのため、陰極から剥れ落ちた貴金属を回収するための特別な機構を別途設ける必要がなくなり、回収装置の省スペース化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第一の実施形態の貴金属回収装置の断面を示す概略説明図である。
【図２】図２は、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を示すグラフである。
【図３】図３は、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１ 電解槽
２ 陽極
３ 回転軸
４ 円筒状回転陰極
５ モーター
６ 循環槽
７ ポンプ
８ チタン製網
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明者らは、装置の省スペース化、設備負荷の低減化を実現でき、しかも貴金属の回収効率に優れた回収装置を提供すべく鋭意検討を行ってきた。その結果、回転陰極の表面積を増大させるために、陽極と対向する回転陰極の面に、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網を被覆すれば、当該回転陰極に電着される貴金属の電着性が向上し、当該回転陰極に一旦電着した貴金属の剥離を有効に防止できること、その結果、貴金属の回収効率が著しく向上することを見出し、本発明を完成した。
【００２０】
以下、説明の便宜上、陽極と対向する面に、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網が被覆された回転陰極を用いた回収装置を「第一の実施形態」と呼ぶ場合がある。
【００２１】
第一の実施形態は、回転陰極の表面積を好ましくは３．０倍以上に高めて貴金属の回収効率を高めている。また、結果的に回転陰極の表面に凹凸が生じるため、貴金属の電着性や耐剥離性が向上する。第一の実施形態では、回転陰極にチタン製網を被覆する「外的手段」を施している。但し、本発明の回収装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で設計変更することはもちろん可能である。
【００２２】
《第一の実施形態》
本実施形態に係る貴金属の回収装置は、軸を中心として回転する柱状または筒状の回転陰極と、該回転陰極と対向するように配置された陽極と、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網と、を有し、前記陽極と対向する前記回転陰極の面は、前記チタン製網で被覆されている。
【００２３】
はじめに、本実施形態を最も特徴付ける「チタン製網」について説明する。本実施形態に用いられるチタン製網の形状は、網状（格子状を含む）である。網状や格子状の形態は特に限定されず、垂直方向と水平方向に伸びている線材が交差した形態であってもよいし、垂直方向に対して斜め方向に伸びている線材が交差した形態であってもよい。網状や格子状の開口部の間隔も特に限定されず、チタン製網を構成する線材のうち、一方向が密で他方が疎となるように組んで開口部の形状が矩形となるように構成してもよいし、網状または格子状の開口部の形状が菱形や正方形となるように構成してもよい。また、エキスパンドメタルの形状も用いられる。
【００２４】
また、「チタン製網」は、電気分解可能な程度に導電性を有し、且つ貴金属含有溶液（即ち、電解液）に溶解せず、且つ電解時にも溶出しない不溶性である必要がある。
【００２５】
上記「チタン製網」は、回転陰極を覆うように被覆されており、当該被覆された回転陰極面は、陽極と対向するように配置される。上記のチタン製網と回転陰極が接する部分には、前述した特許文献４のように空間（スペース）はない。このように、陽極と対向する回転陰極表面がチタン製網で隙間なく覆われることによって、回転陰極の表面に凹凸ができ、該凹凸の表面に貴金属が電着して互いに凝集し、電着した貴金属が回転陰極の表面から剥れ難くなるようになるため、貴金属の電着性が著しく向上する。また、上記構成を採用することによって回転陰極の表面積が増大するため、電解効率が向上し、貴金属の回収効率が高められる。
【００２７】
上記チタン製網は、平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍである。なお、平均とは、チタン製網の複数個所における目開きと線径を測定してこれを平均して求めた値である。
【００２８】
チタン製網の平均目開きが０．５ｍｍ未満であると、目が詰まり過ぎており、また平均目開きが３ｍｍを超えると、目が粗過ぎるため、処理液の攪拌効果が低減したり、回転陰極の面積を増大させることができず、電解効率を高めて貴金属の回収効率を改善する効果が発揮されにくい。
【００２９】
チタン製網を構成する線材の平均線径が０．３ｍｍ未満では、線径が小さ過ぎ、また平均線径が０．５ｍｍを超えると、線径が大き過ぎるため、処理液の攪拌効果が低減したり、回転陰極の面積を増大させることができず、電解効率を高めて貴金属の回収効率を改善する効果が発揮されにくい。
【００３２】
上記チタン製網は、回転陰極の表面に、２〜４重となるように着接することが好ましい。チタン製網の巻き数を２重巻き以上とすることで、回転陰極の面積を充分に増大させることができ、貴金属の回収効率を一層高めることができる。但し、チタン製網を４重を超えて巻き付けても、チタン製網を着接する効果が飽和して貴金属の回収効率は殆んど変化しないため、チタン製網の巻き数は４重以下とすることが好ましい。
【００３３】
チタン製網を回転陰極の表面に被覆する方法は特に規定されないが、例えば、回転陰極の表面にチタン製網を等間隔でスポット溶接して回転陰極の表面とチタン製網の間に隙間が空かないように固定すればよい。
【００４１】
上記第一の実施形態に用いられる回転陰極の表面積は、チタン製網による被覆前の回転陰極の表面積に対して、３．０倍程度以上であることが好ましい。より好ましくは３．３倍以上であり、更に好ましくは３．５倍以上である。回転陰極の表面積はできるだけ大きい方が好ましいが、チタン製網を巻き過ぎると回転陰極が重くなり過ぎて回転に負荷がかかり過ぎるため、多く見積もっても上限は１０倍程度である。より好ましくは８倍以下であり、さらに好ましくは６倍以下である。
【００４２】
上記第一の実施形態に用いられる回転陰極は、軸を中心として回転する柱状または筒状の回転陰極である。このような回転陰極を用いることにより、電解効率が向上して貴金属の回収効率が一層高められる。本発明では、上記特許文献２や特許文献３のような円板状の回転陰極を用いた場合に比べ、少ない回転数で電解液を充分に攪拌できるため、設備負荷の低減化も実現できる。
【００４３】
ここで、「柱状」とは中実体であるか、もしくは外部に通じない空間を内部に保有する形状を意味し、「筒状」とは外部に通じる空間を内部に保有する中空体であることを意味する。本発明では、いずれの態様も好適に用いられる。本発明に用いられる回転陰極は、代表的には、略円柱状または略円筒状である。回転陰極の断面形状は円に限定されず、例えば、円に極めて近い「多角状」の態様であってもよい。但し、回転陰極の断面形状が、矩形（例えば、四角）であると、該陰極を回転させたときに溶液から受ける抵抗が大きくなるため、陰極を回転させるために設けるモーター等の動力に負荷がかかり過ぎることや、電解液が飛散することがあるため、設備負荷などを考慮して適切に選択すれば良い。
【００４４】
上記回転陰極の素材は、電気分解可能な程度に導電性を有し、且つ貴金属含有溶液（即ち、電解液）に溶解せず、且つ電解時にも溶出しない不溶性であればよい。具体的には、例えば、チタンやステンレス、或いは回収対象とする貴金属自体等が挙げられる。
【００４５】
上記の回転陰極と、陽極とは、以下のように配置することができる。
【００４６】
まず、柱状の回転陰極を用いる場合、陽極は、当該柱状回転陰極の外側（外周）に配置する。柱状回転陰極の周囲に配置される陽極の形状は特に限定されず、貴金属の回収装置に通常用いられるものを採用することができる。従って、板状、筒状のいずれの陽極も使用できる。具体的には、柱状回転陰極の周囲（外周）を囲むように、板状あるいは筒状の陽極を配置すればよい。板状の陽極を用いる場合、チタン製網が被覆された柱状回転陰極の面、或いは凹凸が設けられた柱状回転陰極の面に対向するように板状陽極を配置する。このような板状陽極は、柱状回転陰極の周囲を囲むように複数枚配置すればよい。
【００４７】
一方、筒状の回転陰極を用いる場合、陽極は、当該筒状回転陰極の外側に配置しても良いし、筒状回転陰極の内側に配置してもよい。
【００４８】
筒状回転陰極の周囲（外側・内側）に配置される陽極の形状および配置方法は、上記の柱状回転陰極を用いたときと実質的に同じである。
【００４９】
なお、筒状陰極の内側に陽極を配置する場合は、第一の実施形態では、前述したチタン製網を筒状回転陰極の少なくとも内面に設ければよいし、必要に応じて、筒状回転陰極の外表面にも設けてもよい。また、陽極は、筒状回転陰極の中心軸近傍に配置してもよいし、筒状回転陰極の中心軸近傍を避けて配置してもよい。
【００５０】
本発明では、柱状または筒状の陰極が、該陰極の軸を中心として回転可能に構成されている回転陰極を用いる。陰極を回転させつつ電気分解を行うことによって、電解槽中の溶液（電解液）が攪拌されるため、溶液と陰極との接触が効果的に行われ、貴金属の回収効率が向上して短時間で貴金属を回収することができる。
【００５１】
上記の回転陰極は、装置内に設置されたモーター等の動力に接続し、回転させることができる。上記回転陰極の周速（回転速度）は、使用する電解槽のサイズ、電解槽に供給する溶液量、或いは回収対象とする貴金属の種類などによって変化するため一義的に定めることは困難であるが、おおむね、周速を０．５〜１．８ｍ／ｓｅｃの範囲内に制御することが好ましい。
【００５２】
陰極の周速が０．５ｍ／ｓｅｃ未満では、電解槽内の処理液が攪拌されずに、処理液が回転陰極の表面近傍に滞留し、電解効率を高めることができ難いからである。従って陰極の周速は０．５ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。より好ましくは０．７ｍ／ｓｅｃ以上である。
【００５３】
しかし陰極の周速が１．８ｍ／ｓｅｃを超えると、処理液に泡立ちが起こり、回転陰極での電気分解反応が阻害され、電解効率が却って低下する。また、陰極の周速を上げ過ぎると、処理溶液に波立ちが起こり、処理液が電解槽から溢れて安全性が悪くなる。従って陰極の周速は１．８ｍ／ｓｅｃ以下とすることが好ましい。より好ましくは１．６ｍ／ｓｅｃ以下、更に好ましくは１．５ｍ／ｓｅｃ以下である。
【００５４】
本発明の装置を適用して回収できる貴金属元素としては、例えば、ＡｕやＡｇ、或いは白金族元素（Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＲｕおよびＲｈ）が挙げられる。特に、本発明の回収装置を用いれば、Ａｕなどの高価な貴金属元素を、従来に比べて短時間で低コストで回収することができるため、本発明の回収装置は、溶液からの貴金属回収装置として極めて有用である。
【００５５】
本発明に用いられる貴金属含有溶液は、上記の貴金属を含有していればよく、代表的には、メッキ廃液や、写真の現像廃液、メッキ品を水洗した液、剥離液の廃液などが挙げられる。
【００５６】
上記回収装置を用いて貴金属含有溶液を電気分解するときの電解条件は特に限定されず、例えば、電圧を１〜１０Ｖ、電流を１０〜２５Ａ程度として行えばよい。
【００５７】
電気分解して貴金属含有溶液から貴金属を陰極表面に電着させた後は、回収装置から陰極を取り出し、この陰極を回収対象とする貴金属が溶解する液中に浸漬して貴金属を溶出させて回収すればよい。
【００５８】
次に、本発明の貴金属回収装置について、図面を用いて一層具体的に説明する。
【００５９】
図１は、本発明に係る第一の実施形態の貴金属回収装置の断面図である。表面にチタン製網８が密着するように被覆された円筒状の回転陰極４を用い、当該回転陰極４の外側を囲むように陽極２が配置された回収装置の断面図である。図１中、１は電解槽、３は回転軸、５はモーター、６は循環槽、７はポンプを示している。なお、図１に示す貴金属回収装置は、本発明の一例を示す実施形態であり、これに限定する趣旨では決してない。
【００６０】
図１に示す貴金属回収装置は、軸を中心として回転する円筒状の回転陰極４と、該円筒状回転陰極４と対向するように配置された４枚の板状陽極２と、チタン製網８とを有している。板状陽極２と対向する回転陰極４の面の少なくとも一部が、チタン製網８で被覆されている。後記する実験例１〜１８では、この回収装置を用いて実験を行なった。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を実験例によって更に詳細に説明するが、下記実験例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６８】
（実験例１）
実験例１および後記する実験例２〜１０は、Ａｕ含有シアン系メッキ品水洗水からＡｕを回収したときの回収効率を調べるために行なった。
【００６９】
実験例１では、前述した図１に示す貴金属回収装置を用い、以下のようにしてＡｕを回収した。
【００７０】
電解槽１（容量は１０Ｌ）の中心に配置された回転軸３には、円筒状回転陰極４が取り付けられており、該円筒状回転陰極４は、モーター５を動作させることで回転軸３を中心として周方向に回転させることができる。
【００７１】
円筒状回転陰極４は、チタン製で、直径１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状で、外表面には、チタン製網８として、平均目開きが１ｍｍ、平均線径が０．３ｍｍ（２０メッシュ）のチタン製網が２重に巻かれている。チタン製網は、円筒状回転陰極４の表面に密着するように、スポット溶接で着接されている。
【００７２】
なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて約３．９倍増加した。
【００７３】
電解槽１の内壁面には、各壁面に板状の不溶性陽極（１００ｍｍ×２５０ｍｍ）が１枚ずつ、計４枚設けられている。
【００７４】
電解槽１内に、処理液としてＡｕ濃度が９７ｍｇ／ＬのＡｕ含有シアン系メッキ品水洗水３０Ｌを充填し、電解槽１からオーバーフローして溢れた処理液は、循環槽６に貯留された後、ポンプ７により循環槽６から電解槽１の底付近へ供給し、電解槽１内を循環させた。
【００７５】
電解槽１内を循環する液量は１０Ｌ／分とし、電圧を４〜６Ｖ、電流を１２Ａ、円筒状回転陰極４の周速を１．０ｍ／ｓｅｃ（回転数１２０ｒｐｍ）として電気分解を行った。
【００７６】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図２に■で示す。
【００７７】
下記表１から明らかなように、電気分解を３時間行った時点で、処理液のＡｕ濃度は１ｍｇ／Ｌまで低下し、処理液中のＡｕは円筒状回転陰極４の表面に電着した。
【００７８】
（実験例２）
実験例２では、チタン製網がＡｕの回収効率に及ぼす影響を調べた。具体的には、上記実験例１において、円筒状回転陰極４として表面にチタン製網を設けていない直径１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図２に◆で示す。
【００７９】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下するには、１５時間必要であった。
【００８０】
実験例２の結果と上記実験例１の結果を比べると、実験例２の結果は、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるのに要する時間が約５倍となる。従って円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けて表面積を約３．９倍増加させるだけで、Ａｕの回収効率を約５倍に向上できることがわかる。
【００８１】
（実験例３）
実験例３では、回転陰極の周速がＡｕの回収効率に及ぼす影響を調べた。
【００８２】
上記実験例２において、円筒状回転陰極４の周速を２．０ｍ／ｓｅｃ（回転数２４０ｒｐｍ）と２倍に高めた点以外は、上記実験例２と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図２に▲で示す。
【００８３】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下するには、１２時間必要であった。
【００８４】
実験例３の結果と上記実験例２の結果を比べると、円筒状回転陰極４の周速を２倍にしても、電解時間は３時間短縮できるに留まり、Ａｕの回収効率は２０％程しか改善しなかった。
【００８５】
なお、円筒状回転陰極４の周速は、２．０ｍ／ｓｅｃ（回転数２４０ｒｐｍ）程度が限界で、これ以上周速を上げると処理液の波立ちが大きくなり、安全操業できなかった。
【００８６】
図２から明らかなように、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けない場合（図２中の◆と▲）よりも、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けることによって（図２中の■）、電解時間が著しく短くなり、Ａｕの回収効率が格段に向上していることが分かる。
【００８７】
（実験例４）
実験例４と後述する実験例５は、回転陰極の周速がＡｕの回収効率に及ぼす影響を調べた他の実験である。
【００８８】
上記実験例１において、円筒状回転陰極４の周速を０．３ｍ／ｓｅｃ（回転数４０ｒｐｍ）と１／３に低減した点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【００８９】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるには、６時間必要であった。
【００９０】
実験例４の結果と上記実験例１の結果を比べると、円筒状回転陰極４の周速を小さくし過ぎると、電解時間が長くなり、Ａｕの回収効率があまり改善できていないことが分かった。回収効率が改善できていない理由は、処理液の攪拌不足によるものと考えられ、電気分解反応が進み難くなったためと考えられる。
【００９１】
（実験例５）
上記実験例１において、円筒状回転陰極４の周速を２．０ｍ／ｓｅｃ（回転数２４０ｒｐｍ）と２倍に高めた点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【００９２】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるには、５時間必要であった。
【００９３】
実験例５の結果と上記実験例１の結果を比べると、実験例５の結果は、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるために要する時間が約１．７倍となり、円筒状回転陰極４の周速が大き過ぎる場合には、Ａｕの回収効率が却って悪くなることが分かった。Ａｕの回収効率が悪くなったのは、周速が大き過ぎることにより、処理液の泡立ちが発生し、発生した気泡によって円筒状回転陰極４と処理液との接触面積が減少して電気分解反応が進み難くなったためと考えられる。
【００９４】
下記表１から明らかなように、円筒状回転陰極４の周速を小さくし過ぎても、高くし過ぎても、上記実験例１の結果よりもＡｕの回収時間は長くなり、Ａｕの回収効率はあまり向上していないことが分かる。
【００９５】
（実験例６）
実験例６および後述する実験例７、８は、チタン製網の目開きや線径がＡｕの回収効率に及ぼす影響を調べた実験である。
【００９６】
上記実験例１において、チタン製網として、平均目開きが５ｍｍ、平均線径が１ｍｍ（４メッシュ）の網を用いた点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて３．１倍程度の増加であった。
【００９７】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【００９８】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるには、６時間必要であった。
【００９９】
実験例６の結果と上記実験例１の結果を比べると、チタン製網として目が粗過ぎる網を用いると、Ａｕの回収に時間がかかり、Ａｕの回収効率はあまり改善できていないことが分かった。
【０１００】
（実験例７）
上記実験例１において、チタン製網として、平均目開きが２ｍｍ、平均線径が０．５ｍｍ（１０メッシュ）の網を用いた点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて３．５倍程度の増加であった。
【０１０１】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【０１０２】
下記表１から明らかなように、電気分解を４時間行った時点で、処理液のＡｕ濃度は１ｍｇ／Ｌ未満にまで低下した。
【０１０３】
実験例７の結果と上記実験例１の結果を比べると、チタン製網が１０メッシュでも２０メッシュでも処理液のＡｕ濃度が１ｍｇ／Ｌ程度に到達するまでの時間はほぼ同じで、Ａｕの回収効率はほぼ同じであった。
【０１０４】
（実験例８）
上記実験例１において、チタン製網として、平均目開きが０．３ｍｍ、平均線径が０．１ｍｍ（６０メッシュ）の網を用いた点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて４．１倍程度の増加であった。
【０１０５】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【０１０６】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下させるには、５時間必要であった。
【０１０７】
実験例８の結果と上記実験例１の結果を比べると、チタン製網として目が細か過ぎる網を用いても電解時間をあまり短縮できず、Ａｕの回収効率は改善できないことが分かった。
【０１０８】
下記表１から明らかなように、チタン製網の目を粗くし過ぎても、細かくし過ぎても、上記実験例１の結果や上記実験例７の結果よりもＡｕの回収に時間がかかり、Ａｕの回収効率は改善できていないことが分かる。
【０１０９】
（実験例９）
実験例９および後述する実験例１０は、チタン製網の巻数がＡｕの回収効率に及ぼす影響を調べた実験である。
【０１１０】
上記実験例１において、円筒状回転陰極４の表面に巻くチタン製網の巻き数を１重にする点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて２．４倍程度の増加であった。
【０１１１】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【０１１２】
下記表１から明らかなように、処理液のＡｕ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下するには、５時間必要であった。
【０１１３】
実験例９の結果と上記実験例１の結果を比べると、円筒状回転陰極４の表面に巻くチタン製網の巻き数を減らし過ぎると、チタン製網を巻き付ける効果が充分に得られ難いことがわかる。
【０１１４】
（実験例１０）
上記実験例１において、円筒状回転陰極４の表面に巻くチタン製網の巻き数を４重にする点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。なお、円筒状回転陰極４とチタン製網とが接触する部分などを考慮せずに表面積を計算すると、円筒状回転陰極４の表面に上記チタン製網を着接した場合の表面積は、チタン製網を着接しない円筒状回転陰極４の表面積と比べて６．８倍程度の増加であった。
【０１１５】
電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表１に示す。
【０１１６】
下記表１から明らかなように、電気分解を３時間行った時点で、処理液のＡｕ濃度は１ｍｇ／Ｌまで低下した。
【０１１７】
実験例１０の結果と上記実験例１の結果を比べると、円筒状回転陰極４の表面に巻くチタン製網の巻き数を増やし過ぎてもチタン製網を巻き付ける効果は飽和することがわかる。
【０１１８】
下記表１から明らかなように、チタン製網の巻き数を少なくし過ぎると、上記実験例１の結果や上記実験例１０の結果よりも電解時間が長くなり、Ａｕの回収効率を改善し難いことが分かる。
【０１１９】
【表１】

【０１２０】
（実験例１１）
実験例１１および後記する実験例１２、１３では、Ａｕ回収工程を繰返し行なったときのチタン製網の影響を調べた。
【０１２１】
上記実験例１において、処理液としてＡｕ含有シアン系メッキ品水洗水３０Ｌを図１に示した貴金属回収装置に充填し、該廃液のＡｕ濃度が１ｍｇ／Ｌになるまで電気分解した後、円筒状回転陰極４に電着したＡｕを回収せずに新たなＡｕ含有シアン系メッキ品水洗水３０Ｌを充填する工程を繰返して３０回行った。当該Ａｕ含有シアン系メッキ品水洗水のＡｕ濃度は９７ｍｇ／Ｌである。円筒状回転陰極４に電着したＡｕが剥離して電解槽１の底に堆積したＡｕ量を測定した。測定結果を下記表２に示す。
【０１２２】
なお、Ａｕ含有シアン系メッキ品水洗水としては、合計で９００Ｌ用いた。該廃液に含まれている総Ａｕ量は８７．３ｇであった。
【０１２３】
下記表２から明らかなように、３０回繰返して電気分解を行った後、円筒状回転陰極４に電着しているＡｕ量は８６．１ｇであり、電解槽の底に堆積したＡｕ量は０．３ｇであった。従って円筒状回転陰極４から剥離したＡｕ率は０．３％であった。
【０１２４】
（実験例１２）
上記実験例１１において、円筒状回転陰極４として表面にチタン製網を設けていない直径１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１１と同じ条件で処理液を電気分解した。
【０１２５】
下記表２から明らかなように、３０回繰返して電気分解を行った後、円筒状回転陰極４に電着しているＡｕ量は８１．３ｇであり、電解槽の底に堆積したＡｕ量は５．１ｇであった。従って円筒状回転陰極４から剥離したＡｕ率は５．８％であった。
【０１２６】
（実験例１３）
上記実験例１１において、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を巻き付ける際に、チタン製網と円筒状回転陰極の上部複数ヶ所を導線でつなぎ、チタン製網が円筒状回転陰極４の表面に密着しないように、スペーサーを入れて１ｍｍ程度の隙間をあけてから２重となるように巻き付けた円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１１と同じ条件で処理液を電気分解した。
【０１２７】
下記表２から明らかなように、３０回繰返して電気分解を行った後、円筒状回転陰極４に電着しているＡｕ量は８５．０ｇであり、電解槽の底に堆積したＡｕ量は１．４ｇであった。従って円筒状回転陰極４から剥離したＡｕ率は１．６％であった。
【０１２８】
上記実験例１１〜１３の結果を比べると、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を着接させることで、円筒状回転陰極４への電着性を高めることができ、円筒状回転陰極４の表面からＡｕを剥離させることなく回収できることがわかる。そのため、円筒状回転陰極４の表面から剥れ落ちた貴金属を回収するための特別な機構を別途設ける必要がなくなり、回収装置の省スペース化を実現できる。
【０１２９】
【表２】

【０１３０】
（実験例１４）
実験例１４および後記する実験例１５、１６は、Ａｕ含有王水剥離液の廃液からＡｕを回収したときの回収効率を調べた実験である。
【０１３１】
上記実験例１において、処理液としてＡｕ含有王水剥離液の廃液を用いた点と、電圧を１．０〜２．０Ｖ、電流を２０Ａとして電気分解を行った点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。当該Ａｕ含有王水剥離液の廃液のＡｕ濃度は８０ｍｇ／Ｌである。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表３に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図３に■で示す。
【０１３２】
下記表３から明らかなように、電気分解を６時間行った時点で、処理液のＡｕ濃度は３ｍｇ／Ｌまで低下した。６時間経過する間、円筒状回転陰極４に電着したＡｕが剥離した様子は認められなかった。
【０１３３】
（実験例１５）
上記実験例１４において、円筒状回転陰極４として表面にチタン製網を設けていない直径１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１４と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表３に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図３に◆で示す。
【０１３４】
下記表３から明らかなように、電気分解を１２時間行った時点で、処理液のＡｕ濃度は１０ｍｇ／Ｌまで低下したが、その後、円筒状回転陰極４に電着したＡｕが剥離して再溶解が起きたため、Ａｕ濃度の上昇が認められた。
【０１３５】
なお、円筒状回転陰極４から剥離したＡｕは、しばらくすると王水に溶解してしまうため、剥離したＡｕ量は測定できなかった。
【０１３６】
（実験例１６）
上記実験例１４において、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を巻き付ける際に、チタン製網と円筒状回転陰極の上部複数ヶ所を導線でつなぎ、チタン製網が円筒状回転陰極４の表面に密着しないように、スペーサーを入れて１ｍｍ程度の隙間をあけてから２重となるように巻き付けた円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１４と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＡｕ濃度を測定した結果を下記表３に示す。また、電解時間（ｈｒ）に対する処理液のＡｕ濃度（ｍｇ／Ｌ）の変化を図３に▲で示す。
【０１３７】
下記表３から明らかなように、電気分解を３時間行った時点で、円筒状回転陰極４に電着したＡｕが剥離して再溶解が起きた。処理液のＡｕ濃度は、２０ｍｇ／Ｌ前後で推移し、Ａｕ濃度はこれ以上低下しなかった。
【０１３８】
なお、円筒状回転陰極４から剥離したＡｕは、しばらくすると王水に溶解してしまうため、剥離したＡｕ量は測定できなかった。
【０１３９】
実験例１４〜１６の結果をプロットした図３から明らかなように、処理液としてＡｕ含有王水剥離液の廃液を用いた場合であっても、チタン製網を表面に着接させた円筒状回転陰極４を用いることで（図３の■）、電解時間を短くすることができ、Ａｕの回収効率が高くなることが分かる。また、チタン製網を表面に着接させた円筒状回転陰極４を用いることで（図３の■）、処理液のＡｕ濃度を３ｍｇ／Ｌまで低下させることができている。
【０１４０】
【表３】

【０１４１】
（実験例１７）
実験例１７および後記する実験例１８では、Ｐｄ含有廃液からＰｄを回収したときの回収効率を調べた。
【０１４２】
上記実験例１において、処理液としてＰｄ含有廃液（Ｐｄ濃度は１１３ｍｇ／Ｌ、ｐＨ＝８）を用いた点と、電圧を７〜８Ｖとして電気分解を行った点以外は、上記実験例１と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＰｄ濃度を測定した結果を下記表４に示す。
【０１４３】
下記表４から明らかなように、電気分解を６時間行った時点で、処理液のＰｄ濃度は１ｍｇ／Ｌまで低下した。
【０１４４】
（実験例１８）
上記実験例１７において、円筒状回転陰極４として表面にチタン製網を設けていない直径１６０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状回転陰極４を用いた点以外は、上記実験例１７と同じ条件で処理液を電気分解した。電気分解を開始してから数時間経過毎に処理液のＰｄ濃度を測定した結果を下記表４に示す。
【０１４５】
下記表４から明らかなように、処理液のＰｄ濃度を１ｍｇ／Ｌにまで低下するには、２７時間必要であった。
【０１４６】
実験例１８の結果と上記実験例１７の結果を比べると、実験例１８の電解時間は約４．５倍に増加しているため、本発明によれば、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けて表面積を約３．９倍増加させるだけで、Ｐｄの回収効率を約４．５倍に向上できることがわかる。
【０１４７】
下記表４から明らかなように、Ｐｄ含有廃液からＰｄを回収する場合であっても、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けないときよりも、円筒状回転陰極４の表面にチタン製網を設けることによって、電解時間が著しく短くなり、Ｐｄの回収効率が高くなっていることが分かる。
【０１４８】
【表４】

【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明によれば、貴金属含有溶液から貴金属を電気分解によって回収する際に用いられる装置であって、省スペース化・設備負荷の低減化を実現でき、しかも短時間で貴金属を回収できる回収効率に極めて優れた装置を提供できる。

Claims (1)

1. 貴金属含有溶液を電気分解して貴金属を回収する装置であって、
   該装置は、
   軸を中心として回転する柱状または筒状の回転陰極と、
   該回転陰極と対向するように配置された陽極と、
   平均目開きが０．５〜３ｍｍ、平均線径が０．３〜０．５ｍｍのチタン製網と、を有し、
   前記陽極と対向する前記回転陰極の面は、前記チタン製網で被覆されていることを特徴とする貴金属の回収装置。

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