JP5103635B2 - 析出金属板の剥離装置および剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解槽から析出された例えば純銅板のような析出金属板の剥離装置および剥離方法に関する。

例えば、ＩＳＡ法と称される銅の電解精錬では、ステンレス板のカソードを用いて、電解槽内の硫酸銅溶液中で粗銅のアノードからステンレス板からなるカソードに直流電流を流すことで、アノード中の銅分を溶解してカソードに移行し、カソード板の両面に純銅を析出させることによって行われている（例えば、特許文献１）。

図７は、従来使用されているステンレス板のカソード２を示したものである。
このカソード２では、析出すべき純銅板の除去を容易にするために、板状部２ａの下端面にＶ字状の溝４を形成するとともに、板状部分２ａの上縁部と両側縁部とに、それぞれプラスチックなどの絶縁材料からなる帯板６を配置し、この帯板６により板状部２ａの上縁部及び両側縁部に純銅が析出しないようにしている。

このようなステンレス板のカソード２は、粗銅からなるアノードまたは単なる電極としてのアノードとともに電解液で満たされた電解槽内に交互に配され、電流が流されることにより、カソード２の表面に純銅が析出される。そして、カソード２は、ある重量になった時点で電解槽から引き上げられ、図８に示したように、両面に析出された純銅板（以下、単に銅板という）８、８がスクレーパなどの剥ぎ取り機１０により剥ぎ取られている。

この剥ぎ取り機１０としては、先端側がテーパ状に形成された板状の楔部材１０を例示することができる。このような楔部材１０は、シャフトまたはアームに支持され、かつカソード２の板状部２ａに対して上下動可能に配置される。

このような一対の楔部材１０が、板状部２ａと銅板８との上部における隙間に差し込まれて下方に移動されると、平板状の銅板８、８が図８に示したように両側に拡開される。
特表２００２−５３１６９７号

ところで、このような従来の方法では、電解条件などによっては、両側に略水平状態に倒された一対の銅板８、８であっても、図９に示したように２枚に分離されず、未だ１枚に合体している場合がある。このような場合には、一対の銅板８，８をグリップ１２、１２で把持して元の直立姿勢にまで戻すとともに、再度、水平方向に傾倒させ、必要に応じてこのような動作を繰り返すことにより銅板８の接続部分に疲労破壊を生じさせ、その後、グリップ１２を矢印で示したように略水平方向に引っ張ることにより、銅板８，８の分離を促すようにしていた。

しかしながら、このような剥離装置では、銅板同士を分離するための構造が複雑になるとともに、処理能力の小さな装置に同様の剥離装置を適用した場合には、コスト高になるという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑み、２枚の銅板が略水平状態に展開された通常の動作では２枚に分離されず未だ一枚に合体されている場合であっても、その銅板を安易な構造で確実に２枚に分離することができる析出金属板の剥離装置および剥離方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明に係る析出金属板の剥離装置は、
電解槽内においてカソード電極の両面に析出された２枚一対の析出金属板をカソード電極から剥ぎ取るための析出金属板の剥離装置であって、
前記カソード電極の上方側に、上下動可能で水平方向に延びる楔部材と、上下動可能で前記楔部材よりも大径の補助押圧部材とを設置するとともに、
前記カソード電極と前記析出金属板との間に形成された隙間から前記楔部材を差し込んで当該楔部材を下方向に移動させ、さらに前記補助押圧部材を前記隙間に差し込んで下方向に移動させ、
これら楔部材と補助押圧部材との移動により、前記２枚の析出金属板を前記カソード電極から剥ぎ取るようにしたことを特徴としている。

このような剥離装置によれば、一対の析出金属板を楔部材のみならず補助押圧部材によりカソード電極から引き離すようにしているので、析出金属板を確実に剥離して、かつ２枚の析出金属板を互いに分離することができる。しかも、その構造は容易である。

ここで、本発明では、前記カソード電極の下方側に、寝かせた姿勢から立てた姿勢、あるいは立てた姿勢から寝かせた姿勢に繰り返し傾倒自在なフラッパーを設置するとともに、
前記２枚一対の析出金属板の接続部分が分離されない場合に、前記フラッパーを立てた姿勢あるいは寝かせた姿勢に繰り返して傾倒させることにより、前記析出金属板の接続部分を離反させることが好ましい。

このような構造であれば、析出金属板の接続部分に金属疲労を生じさせ、これにより析出金属板を２つに分離することができる。
また、本発明に係る析出金属板の剥離方法は、
電解槽内においてカソード電極の両面に析出された２枚一対の析出金属板をカソード電極から剥ぎ取るための析出金属板の剥離方法であって、
前記カソード電極と析出金属板との上部会合部に隙間を形成する隙間形成工程と、
前記隙間形成工程で得られた隙間に楔部材を上方から差し込んで前記析出金属板の下方側をＶ字状に拡開させる金属板拡開工程と、
前記金属板拡開工程で得られた隙間に補助押圧部材を差し込んでＶ字隙間の拡開動作に伴って前記析出金属板を略水平状態に横転させる金属板展開工程と、
前記金属板展開工程後に、前記析出金属板を寝かせた姿勢から立てた姿勢、あるいは立てた姿勢から寝かせた姿勢への傾倒動作を繰り返して前記２枚一対の析出金属板を分離する金属板屈曲工程と、を有することを特徴としている。

このような方法で析出金属板を剥離すれば、仮に２枚の析出金属板が接続されているとしても、その接続を容易に切断することができる。
また、本発明に係る剥離方法では、前記金属板屈曲工程は、前記カソード電極の下方側に配置されたフラッパーの傾倒動作により行われることが好ましい。

このような方法であれば、析出金属板を、フラッパーを介して自動的に横転させることができる。
ここで、前記金属板屈曲工程は、前記楔部材と前記補助押圧部材とが前記カソード電極より上方に退避された状態で行われることが好ましい。

このようにすれば、楔部材および補助押圧部材が析出金属板の揺動範囲から外れるので析出金属板の揺動の邪魔になることはない。

本発明に係る析出金属板の剥離装置および剥離方法によれば、２枚の析出金属板をカソードから剥離し、かつ確実に１枚ずつに分離することができる。
さらに、水平状態に倒された姿勢の析出金属板を両側に引っ張るための構造が不要であるので、その構造はコンパクトである。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施例による析出金属板（銅板）の剥離装置に採用されたカソード２０を示したもので、図２は、カソード２０の両面に析出された銅板２８を剥がすときの作用を示す概略側断面図である。

カソード２０では、ハンガーと称される水平方向の支持部材２２に、ステンレス製で矩形状の板状部２０ａが鉛直方向に垂下した姿勢で取り付けられている。また、板状部２０ａの下端面には、Ｖ字状の溝２４が形成され、この溝２４が形成されることにより、両側に析出される銅板２８、２８が後述する方法で剥がされる場合に、容易に剥離できるように構成されている。

一方、カソード２０の板状部分２０ａにおける両側縁部（端面を含む）には、それぞれ絶縁材料からなる帯板２６が配置され、この帯板２６により両側縁部への純銅の析出が防止されている。なお、図１では、カソード２０の片面のみを示しているが、反対側の面も同様の構成を有している。

このようなカソード２０から図２に示した銅板２８、２８を剥ぎ取るための剥離装置３０は、図３に示したように、大型鋼板などからなる設備機械に搭載されている。
本発明の剥離装置３０では、図２に示した楔部材３８が、銅板２８の上方側から下方側に向かって移動することにより銅板２８の下方側をＶ字状に拡開させる金属板拡開工程と、この金属板拡開工程で得られた上部の隙間に補助押圧部材４０の下端が差し込まれて下動させることにより、銅板２８を略水平状態に展開させる金属板展開工程と、金属板展開工程で略水平状態に展開された２枚の銅板２８が未だ１枚に接続されている場合に、これを分離するため、銅板２８を寝かせた姿勢から立てた姿勢、あるいは立てた姿勢から寝かせた姿勢への傾倒動作を繰り返して行う金属板屈曲工程とが、この順で行われるための構成が具備されている。

すなわち、図３に示したように、大型鋼板からなる一対の支柱３４の上部には、カソード２０のハンガーを支持するためのＶ字状の載置部３２がそれぞれ設置され、この載置部３２に、銅板が析出されたカソード２０の両端部が支持される。

本実施例による剥離装置３０は、カソード２０に対し表裏両面に対称形に構成されている。すなわち、銅板２８を確実に剥ぎ取るために、図３に示した一対の楔部材３８の他に、図４に示した一対の補助押圧部材４０と、図５に示した一対のフラッパー５０とを備えている。

そして、楔部材３８による金属板拡開工程ととともに、補助押圧部材４０による金属板展開工程が実施され、さらにフラッパー５０による金属板屈曲工程が実施されることになる。

図２に示したように、上記楔部材３８と補助押圧部材４０とは、カソード２０に対して上下動可能に設置されるが、フラッパー５０は、図５（Ａ），（Ｂ）あるいは図６に示したように、カソード２０に対して立てた姿勢あるいは寝かせた姿勢のいずれかになるように傾倒自在（展開自在）に設置されている。

このような構成からなる剥離装置３０では、楔部材３８による金属板拡開工程を実施する前に、カソード２０の板状部２０ａに対して略直角な方向から交互に力が加えられ、これにより板状部２０ａと銅板２８との間に若干の隙間が板状部２０ａの上部に確保される。これにより、楔部材３８の入口用の隙間が形成される。

上記楔部材３８は、図３の状態では、銅板２８の高さ方向の略中間付近にその先端部３８ａが位置しているが、実際の動作時には、図３の位置より上方に移動した位置が初期位置とされ、その先端部３８ａが銅板２８側に向けられて、銅板２８と板状部２０ａとの間の上部の隙間に挿入される。また、楔部材３８の先端部３８ａの角度調整は、シャフト３９の回動動作により行われる。

一方、この楔部材３８の下方向への移動に追随する補助押圧部材４０は、楔部材３８による剥ぎ取りを一層確実にするためのもので、図２に示したように、楔部材３８より基端側が厚く形成されている。この補助押圧部材４０の形状としては、図４に示したように基端部側の厚さが厚い断面くちばし状の棒状部材などを例示することができるが、この形状に限定されずローラなどから構成しても良い。

補助押圧部材４０は、楔部材３８が下方に移動された後、若干、遅れながらも楔部材３８と同様に下方に案内される。これにより、図２に示したように、楔部材３８の先端部３８ａで、銅板２８を両側に開いた後、後方側を補助押圧部材４０により、さらに大きく離反させることができる。そして、補助押圧部材４０は、銅板２８を大きく開きながら下方に移動し、下端最終付近に近づいたときには、既に移動を停止している楔部材３８を追い抜いて、補助押圧部材４０のみが銅板２８を押圧し、この銅板２８を台座３３に押し当てる。これにより、銅板２８が略水平状態に展開される。

さらに、本実施例では、図５（Ａ）、（Ｂ）に示したように、上記フラッパー５０が、銅板２８の背面側に具備されている。
フラッパー５０は、回動軸５２、５２を支点として両側に回動自在（傾倒自在）に支持されたもので、枠状の一対のフレーム板５４から構成されている。また、フレーム板５４の先端部には、押え板５６が具備されている。

このようなフラッパー５０は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示したように、立て起こしたり、あるいは立てた姿勢から寝かせたりする傾倒動作を繰り返して行うことができる。このフラッパー５０の移動に伴って、未だ分離されていない銅板２８、２８を寝かせた姿勢から立った姿勢、あるいは立った姿勢から寝かせた姿勢にすることが可能になる。なお、図５（Ａ）では、フラッパー５０の一方のフレーム板５４が立てた姿勢、他方のフレーム板５４が寝かせた姿勢で図示されているが、実際には同じ姿勢で動作するものである。

本実施例による剥離装置３０は上記のように構成されているが、以下に作用について説明する。
先ず、電解槽内で両側に銅板２８が析出されたカソード２０は、クレーンなどにより、支持部材２２の両端部が図３に示した設備機械の載置部３２，３２間にセットされる。この状態では、銅板２８とカソード２０の板状部２０ａとの間には、未だ隙間が形成されていない。この状態から、先ずカソード２０と直角な水平方向から銅板２８に力を加えることにより、銅板２８を撓らせ、これにより、銅板２８と板状部２０ａとの間に隙間を形成する。このように水平方向から力を加えて銅板２８と板状部２０ａとの間に若干の隙間を形成する構造は公知であり、アームなどにより当て板を水平方向に往復移動する構造である。

一方、載置部３２にカソード２０が搭載された初期状態において、楔部材３８と補助押圧部材４０とは上方に位置しており、その位置で待機している。また、フラッパー５０は、図６に示したように両側に展開した状態に位置している。

この状態から先ず、楔部材３８の先端部３８ａが銅板２８と板状部２０ａとの隙間に案内される。そして、先端側が緩やかに下方に案内される。すると、銅板２８が次第に剥がされていく。さらに、本実施例では、このような楔部材３８の移動に対して追随するように、補助押圧部材４０が下方に案内される。

この補助押圧部材４０が下方に案内されることにより、銅板２８と板状部２０ａとの間隙は図２に示したように、次第に大きくされ、これにより銅板２８が板状部２０ａから確実に離反される。そして、銅板２８が図６に示したように、略水平状態に近い程度にまで両側に展開されるときには、補助押圧部材４０が楔部材３８を追い抜いて、この補助押圧部材４０のみで銅板２８を押圧する。

ここで、これら両側の銅板２８が展開された状態においても未だ接続されている場合には、楔部材３８と補助押圧部材４０を初期位置に戻すとともにフラッパー５０を作動させる。このフラッパー５０が作動されると、両側のフレーム板５４が銅板２８、２８の背面側を下方から上方に、すなわち立て起こすように押圧し、銅板２８を寝かせた姿勢から立った姿勢に変換する。このように銅板２８が立った姿勢に戻されたら、再び楔部材３８と補助押圧部材４０を作動させ、銅板２８を下方に展開させる。なお、この２回目の動作は補助押圧部材４０のみで行っても良い。そして、銅板２８、２８が水平方向に寝かせた姿勢にされたら、再度フラッパー５０を起動させることにより銅板２８を立て起こす。このようなフラッパー５０の傾倒動作を繰り返して行うことにより、金属疲労を生じさせ２枚の銅板２８、２８を確実に分離することができる。

なお、楔部材３８と補助押圧部材４０の動作だけで２枚の銅板２８を分離できた場合には、フラッパー５０の開閉動作を略することができる。
このようにして２枚の銅板２８を確実にカソード２０から離反させるとともに、銅板２８の下端部を確実に分離することができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。例えば、析出金属は銅板に限定されず、亜鉛などであっても良好に適用することができる。

また、カソードとしてのステンレス板は、図１に示したステンレス板２０に限定されず、従来から使用されている図７のステンレス板２を適用しても良く、何ら限定されるものではない。

図１は本発明の一実施例で採用されたカソードの斜視図である。 図２は図１に示したカソードから析出金属である銅板を楔部材と補助押圧部材により剥がし取るときの作用を示す概略側断面図である。 図３は本発明の一実施例による剥離装置の概略斜視図で、この斜視図では、一部が省略されて図示されている。 図４は本発明の一実施例による剥離装置で採用された補助押圧部材の概略斜視図である。 図５（Ａ）は本発明の一実施例による剥離装置で採用されたフラッパーの概略斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のフラッパーの作用を示す概略側断面図である。 図６は、同じくフラッパーの作用を示す概略側断面図である。 図７は従来のカソードの一例を示す斜視図である。 図８は従来の剥離装置で銅板を剥ぎ取るときの概略側断面図である。 図９は従来の剥離装置で銅板が剥離されなかった場合の概略側断面図である。

符号の説明

２０ カソード
２０ａ 板状部
２２ 支持部材
２４ 溝
２８ 銅板
３０ 剥離装置
３８ 楔部材
３８ａ 先端部
４０ 補助押圧部材
５０ フラッパー

Claims (5)

1. 電解槽内においてカソード電極の両面に析出された２枚一対の析出金属板をカソード電極から剥ぎ取るための析出金属板の剥離装置であって、
   前記カソード電極の上方側に、上下動可能で水平方向に延びる楔部材と、上下動可能で前記楔部材よりも大径の補助押圧部材とを設置するとともに、
   前記カソード電極と前記析出金属板との間に形成された隙間から前記楔部材を差し込んで当該楔部材を下方向に移動させ、さらに前記補助押圧部材を前記隙間に差し込んで下方向に移動させ、
   これら楔部材と補助押圧部材との移動により、前記２枚の析出金属板を前記カソード電極から剥ぎ取るようにしたことを特徴とする析出金属板の剥離装置。
2. 前記カソード電極の下方側に、寝かせた姿勢から立てた姿勢、あるいは立てた姿勢から寝かせた姿勢に繰り返し傾倒自在なフラッパーを設置するとともに、
   前記２枚一対の析出金属板の接続部分が分離されない場合に、前記フラッパーを立てた姿勢あるいは寝かせた姿勢に繰り返して傾倒させることにより、前記析出金属板の接続部分を離反させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の析出金属板の剥離装置。
3. 電解槽内においてカソード電極の両面に析出された２枚一対の析出金属板をカソード電極から剥ぎ取るための析出金属板の剥離方法であって、
   前記カソード電極と析出金属板との上部会合部に隙間を形成する隙間形成工程と、
   前記隙間形成工程で得られた隙間に楔部材を上方から差し込んで前記析出金属板の下方側をＶ字状に拡開させる金属板拡開工程と、
   前記金属板拡開工程で得られた隙間に補助押圧部材を差し込んでＶ字隙間の拡開動作に伴って前記析出金属板を略水平状態に横転させる金属板展開工程と、
   前記金属板展開工程後に、前記析出金属板を寝かせた姿勢から立てた姿勢、あるいは立てた姿勢から寝かせた姿勢への傾倒動作を繰り返して前記２枚一対の析出金属板を分離する金属板屈曲工程と、を有することを特徴とする析出金属板の剥離方法。
4. 前記金属板屈曲工程は、前記カソード電極の下方側に配置されたフラッパーの傾倒動作により行われることを特徴とする請求項３に記載の析出金属板の剥離方法。
5. 前記金属板屈曲工程は、前記楔部材と前記補助押圧部材とが前記カソード電極より上方に退避された状態で行われることを特徴とする請求項３に記載の析出金属板の剥離方法。