Presentation Information
[3205]Development of a Flow Cell for the Electrolytic Refining of Black-Copper and Analysis of Electrolyte Behavior
○Midori Tanaka1, Ken Adachi1, Takatoshi Shinozaki1, Aiko Yakeno1, Etsuro Shibata1 (1. Tohoku University)
Chairperson: 宮下 匠人（北海道大学）
Keywords:
Electrolysis of Copper,Black-Copper,Forced Convection,Computational Fluid Dynamics
廃電子基板などのE-scrapは銅や貴金属を多く含むために価値が高く、銅製錬プロセスを活用して有価金属の回収が行われる。一方で、リサイクル原料比率の増加は粗銅の低品位化を招き、特に低品位粗銅を平板アノードとする電解精製工程で不働態化による通電停止が問題となる。
低品位粗銅のアノード溶解を促進する手法として、比表面積の大きいショット形状に成形するバスケット電解が提案されており、アノード溶解率を80%程度にまで高められることが報告されている。しかし、アノード／カソードの電極面積比が大きいため、カソード電流密度が増大し平滑電析が困難となる課題が生じる。そのため、アノード溶解だけでなく、カソードへの銅イオン供給を含めた電解セル設計が必要である。
本研究では、バスケット電解によるアノード溶解と、平滑なカソード電析を両立できる電解セル構造として、らせん型の強制対流を生じるフローセルの開発に取り組んだ。高電流密度条件下で平滑な電気銅を得るための流れ場条件について、純銅アノードを用いた電解試験と数値流体解析に基づく検討を行った。
低品位粗銅のアノード溶解を促進する手法として、比表面積の大きいショット形状に成形するバスケット電解が提案されており、アノード溶解率を80%程度にまで高められることが報告されている。しかし、アノード／カソードの電極面積比が大きいため、カソード電流密度が増大し平滑電析が困難となる課題が生じる。そのため、アノード溶解だけでなく、カソードへの銅イオン供給を含めた電解セル設計が必要である。
本研究では、バスケット電解によるアノード溶解と、平滑なカソード電析を両立できる電解セル構造として、らせん型の強制対流を生じるフローセルの開発に取り組んだ。高電流密度条件下で平滑な電気銅を得るための流れ場条件について、純銅アノードを用いた電解試験と数値流体解析に基づく検討を行った。