JOGMEC金属資源の生産技術に関する基礎研究の成果

[3K0401-10-03] 銅電解製錬における異常析出の開始と成長メカニズムの解明

○北田 敦¹ (1. 京都大学)

司会：神谷太郎（石油天然ガス・金属鉱物資源機構）

キーワード：銅電解製錬、ノジュール、電流分布シミュレーション、不純物分布

銅製錬の実操業において問題となっているノジュール状の異常析出の現象を、学術的視点を加えて探究し、得られた知見をもとに異常析出を減らす方策を広く現場の操業に還元するため、以下に示す３つの項目について検討した。
(1)実操業から回収されたノジュール内部の不純物分布を解析し、不純物がノジュール成長に及ぼす影響を調べた。その結果、ノジュールの根元、および粗雑な表面をもつノジュール上部に不純物量が多く、不純物を基点とした電析組織の配向性の変化が見られた。自然対流により運ばれた不純物が電気銅の平板部分またはノジュールに付着することで、そこを起点とした異常成長につながることを確認した。
(2)ノジュールを模擬した銅突起つき銅板をカソードとして用いる銅電析のビーカー試験を、CuSO₄濃度、Ni(II)濃度、アンチモン濃度、浮遊スライム濃度等を変化させて行った。実験室系でのノジュール成長を再現するとともに、不純物分布についても実操業との一致を見た。
(3)異常析出のシミュレーションを３次電流分布まで考慮して行った。自然対流下ではひとたびノジュール成長が始まれば、その成長が促進される方向にフィードバックがかかることが示された。