銅の工業電解における特異吸着アニオンと界面活性剤の相乗作用

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760585
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 大上 悟 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90264085)
• Keywords: 銅製錬 / 特異吸着 / 界面活性剤

Research Abstract

ポテンショスタット/ガルバノスタットを用い,電解精錬用めっき浴からのCu析出の分極曲線を作成した。その際,界面活性剤(PEG・ゼラチン),ハロゲンイオン(Cl^-・Br^-・I^-)の添加量を種々変化させ,相乗効果が出現するかどうかを確認した。
種々の分子量の界面活性剤を添加した結果,分子量と比例する分極挙動が観察された。
界面活性剤の濃度の効果については,高濃度の方が大きな分極挙動が観察された。
また界面活性剤を含まない浴にハロゲンイオン滴定し,分極挙動を測定した。ハロゲンイオン濃渡の変化に対してわずかに分極したものの効果的とはいえなかった。
次に界面活性剤を一定濃度含有した浴にハロゲンイオンを滴定し,その分極挙動を測定した。界面活性剤を含まない浴と比較すると大幅に分極していた。またあるハロゲンイオン濃度までは大きく分極するが,それ以上の濃度になると分極の程度が小さくなる(極大値が存在する)ことがわかった。また極大値となるハロゲンイオン濃度はハロゲンの種類によって異なった。これらのことから界面活性剤とハロゲンイオンには独立ではない「相乗作用」があることが確認された。
次に回転ディスク電極(RRDE)による銅電析の解析を試みた。銅は1価の銅イオンを経由する2段階還元によって電析する。RRDEではそれを測定することができる。一定濃度の界面活性剤含有浴に対して,所定濃度のハロゲンイオンを添加し測定を行った。
ハロゲンイオン濃度が低い領域ではリング電極に現れるピークはCu^+→Cu^<2+>の酸化ピークであり,濃度に比例してピークが低下した。また高濃度領域ではCu^+→Cu^<2+>の酸化ピークよりも高い電位にピークが出現した。これはCuX_2^-→Cu^<2+>+2X^-(X:Cl,Br,I)による酸化ピークと考えられる。