プロセス・素材分野ショート講演2

[2K0601-14-07] Growth of Nodule in Copper Electrorefining: Effects of Electrode Area and Cupric Ion Concentration

○Masayuki Miyamoto¹, Shohei Mitsuno¹, Ken Adachi¹, Atsushi Kitada¹, Kazuhiro Fukami¹, Kuniaki Murase¹ (1. Kyoto University)

Keywords:Copper Smelting, Electrorefining, Nodulation, Numerical Simulation, Current Distribution

銅電解精製における電流効率低下の主な原因は、カソード状に発達したコブ状の異常析出（ノジュール）が、対向するアノードに接触して生じる電極間の短絡である。ノジュールの形成初期(< 2 mm)に関しては種々の報告があるものの、短絡に至るまでの成長メカニズム(> 25 mm)に関する報告はほとんど無い。本研究では、ノジュール成長を促進する要因として突起部への電流集中について検討した。ノジュールを模した円柱突起部を有する電極上での銅電析における2次電流分布について、有限要素法を用いた数値解析を行った。
突起部の大きさや電極サイズ、浴組成をパラメータとして、突起先端への電流集中および高さ成長に与える影響を計算し、別途実施した電析実験と比較した。解析結果から、高さ9 mm程度の突起は電流集中による成長促進により短絡に至ると考えられ、逆に、その高さに至るまでの過程では他の要因が成長を促進させると示唆された。また、電極スケールの影響は限定的であり、高さが9 mm以上の突起の成長は促進されるものの、それ以下の高さに関しては影響が小さく、ビーカースケールでの検討が実操業に適用できるとわかった。