[发明专利]硫酸溶液的制造方法及在该制造方法中使用的电解槽

说明书

本发明提供一种一边抑制钝化一边以高阳极电流密度高效率地溶解金属的硫酸溶液的制造方法，及在该制造方法中使用的电解槽。硫酸溶液的制造方法的构成中包括以下工序：初期电解液供给工序，向槽内由隔膜分成阳极室(21)和阴极室(22)的电解槽(10)供给含氯化物离子的硫酸溶液作为初期电解液；和电解液取出工序，向设置于电解槽(10)的阳极(13)和阴极(14)供给电流，并且从阳极室(21)取出溶解有构成阳极(13)的金属的金属溶解电解液。由于通过此构成，能够抑制在阳极(13)侧溶解的金属向阴极(14)侧移动，并且能够抑制在阳极(13)侧形成钝化，因此能够有效地制造高品质且溶解有金属的硫酸溶液。

技术领域

本发明涉及一种硫酸溶液的制造方法及在该制造方法中使用的电解槽。进一步详细来说，涉及一种镍或钴等金属溶解于硫酸的含金属离子的硫酸溶液的制造方法，及在该制造方法中使用的电解槽。

背景技术

镍或钴等金属是用作镀敷或合金的材料的贵金属，但近年来，作为镀敷或合金以外的用途，更多地用作镍氢电池或锂离子电池等二次电池的正极材料等电极材料。此时，镍或钴等金属大多以溶解有这些金属的溶液例如溶解有镍的含镍离子的硫酸溶液的方式被利用。

作为一个例子，在将镍用作上述锂离子电池的正极材料的情况下，作为锂离子电池正极材料的一般制造方法，存在将按照规定的比率混合的含镍离子的水溶液中和而形成被称作前驱体的金属氢氧化物，接着将此前驱体与锂化合物混合并烧成，从而获得正极材料的方法。在此，上述含镍离子的水溶液，具体而言，是溶解有硫酸镍或氯化镍等镍盐的溶液。在上述制造方法中使用此溶液的情况下，需要将溶液中的卤素(氯)抑制到使用规格以下。

例如，上述含镍离子的硫酸溶液，能够在使用硫酸将镍矿石或其中间产物即镍硫化物、其他含镍化合物等浸出后，在沉淀分离或溶剂萃取等精制工序中除去杂质而获得。但是，在使用上述原料的情况下，具有原料或精制工序中随机地混入了卤素或其他杂质等，不能够稳定保持所需品质的问题。

针对此，作为稳定保持所需品质的方法，存在将金属镍溶解于硫酸以获得含镍离子的硫酸溶液的方法。对于金属镍，镍纯度99.99％以上的高品质金属镍能够例如以电解镍形态容易地从市场购得，将此电解镍切成2～5cm见方的尺寸后处理就更容易，不需要如上所述的大规模精制工序就能够提供作前驱体的材料。

但是，对于镍而言，为了可用于不锈钢等耐腐蚀合金，若仅将金属镍浸渍于硫酸等酸，即使是切割品也难以使其溶解。可举出很多为此而要促进金属镍的溶解并使镍离子的浓度达到规定浓度的方法。例如，作为将金属镍溶解于硫酸以获得含镍离子的硫酸溶液的方法，提出了使用粉末状镍(镍粉)或镍粉烧结成的团块，将它们用硫酸溶解以获得含镍离子的硫酸溶液的方法(专利文献1)。

但是，专利文献1所使用的镍粉、镍团块，由于生产量受到限制，因此难以稳定获得。由此，需要一种将市场上流通的板状或块状的电解镍在短时间内溶解于硫酸的技术。

作为针对此需求的解决方法，存在例如电解法。即，阳极(正极)使用想要溶解的金属，并且电解液使用硫酸溶液，在阳极与阴极(负极)之间通电，由此将目的金属溶解于硫酸的方法。

使用此电解法的方法公开在专利文献2中。此方法是经过以下工序制造硫酸钴溶液的方法。即，将使用金属钴作为正极材料并使用铂或实施了铂包覆的金属作为负极材料的电极，浸渍于硫酸浓度0.5～7.0mol/升的电解液。然后，在正极和负极之间通直流电，以生成钴溶液。此时，分离从该钴溶液过饱和析出的硫酸钴结晶，并将此硫酸钴结晶溶解于水，以获得硫酸钴溶液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-067483号公报；

专利文献2：日本特开2003-096585号公报。

发明内容

发明要解决的课题