JPH02115394A - 新規な電解槽およびそれを使用するための電解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ集土の利用分野］ 本発明は、溶液中におけるの化学種の電解および生成さ
れた化学種の有機相中への同時の抽出を一度に結合する
方法の実施に特に向けられた電解層をその目的とする。

特定すると、本発明は、３価のセリウムから４価のセリ
ウムへの電気化学的酸化および有機相での４価のセリウ
ムの同時的抽出に向けられた電解層に関する。

［従来技術、発明の課題］ フランス国特許ＦＲ−Ａ２５７０ＱＢ７には、３価のセ
リウムを４価のセリウムに電気化学的に酸化することを
可能にする電解槽が記述されている。この電解層は、２
つの陽極室と、この２つの陽極室間に配置された１つの
陰極室と、２つの陽極室の各々を陰極室から分離する２
つの陰極膜とを備える。

フランス国特許ＦＲ−Ａ２５７００８７には、同様に、
下記の特徴を有する上述の電解層を利用する化学種の電
解的酸化法について記述されている。すなわち、この電
解槽は、第１の陰極膜により分離された第１の陽極室お
よび陰極室を含む電解槽の第１陽極室内において上記溶
液を処理し、ついで、第１陽極室からで出た溶液を、第
２の陰極膜により上記陰極室から分離された上記電解槽
の第２の陽極室内において処理し、生成物を構成する第
２陽極室から出た溶液を回収し、そして上記陰極室内に
電解液を循環させることを特徴とするものである。

この形式の設備は、高められたファラデー収率および３
価のセリウムからの変換率を得ることを可能にする。

にも拘らず、３価のセリウムの非常に小さい濃度の溶液
を処理するときには、その利用はうまく適合されない、
何故ならば、小電流密度のため、電極の表面は増大され
ねばならず、そのため装置の高さが問題となるからであ
る。

一方から言うと、分離装置なしに従来形式の電解槽を使
用するとき、一つの大きな不都合は、陽極に形成される
生成物から陰極に還元が起こり得ることである。

分離式の電解槽を利用する作用緩慢な技術に頼らず、か
つ従来形式の電解槽の不都合を緩和するために、フラン
ス国特許出願ｎ’　８８１０３０３１においては、水性
相中における３価・のセリウムから４価のセリウムへの
電気化学的酸化と、水性相中に分散された４価セリウム
抽出性の有機相内に形成される４価セリウムの抽出を同
時に行うことが提案された。

その結果、有機相内における４価のセリウムの捕獲によ
って、分離装置を具備しない従来形式の電解槽ではいま
まで達成できなかった高められた変換率を得ることが可
能となり、同様に陰極における二次反応が回避されるこ
とが可能となった。

水中油形式エマルジョンを使用するこの種の方法は、エ
マルジョンの融合および分離を防ぐ完全に適合された装
置を必要とする。

本発明の主たる目的は、水性相における化学種の電解お
よびこの水性相に分散された有機相に生成された化学種
の抽出を利用する方法を実施することを可能にする電解
槽を提供することである。

本発明は他の目的は、作用緩慢な技術を利用しない電解
槽を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、連続方式でも非連続方式で
も機能し得、工業等級で利用できる電解槽を提供するこ
とである。

本発明のさらに他の目的は、実施のための電気化学的動
作機能に大きな適合の柔軟性を示す電解槽を提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電解槽は、包囲体を有し、該包囲体内に２つの
基本電極が対面してかつ電気的に隔絶されて配置され、
一方の基本陰極が、導電性材料よりなる中実の板から構
成され、他方の嵩高い基本陽極が導電性材料の中実の板
と、その上に配置されたｌまたは複数のエクスパンデッ
トメタル格子とより成り、そして槽内の各端部、電極の
両側に、穿孔された絶縁材料の板が配置されことを特徴
とするものである。

本発明の好ましい変形においては、２つの基本電極間に
１または複数の電極モジュールが挿入され、該電極モジ
ュールが、一面が陰極として作用し他面が陽極として作
用する導電性材料の中実の板と、陽極面上に配置された
１または複数のエクスパンデットメタル格子とより構成
され、該ｌまたは複数の電極モジュールが、板の陽極側
が基本陰極と面するように、場合によっては他のモジュ
ールの陰極側に面するように挿入され、そして前記】ま
たは複数の電極モジュールが、基本電極から、場合によ
ってはモジュール相互間で電気的に絶縁されている。

本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、図面
を参照して行なった以下の説明を読むことにより一層よ
く理解されよう。

第１図に示される本発明の電解層は、絶縁材料例ヌばガ
ラス、ポリ二弗化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン、メチル、メタクツレート形式の重合体（ＰＬ
ＥＸＩＧＬＡＳ登録商標）のような従来形式のプラスチ
ック材料によって具体化された外側は平行六面体（好ま
しくは立方体または長方体）の形式を示す包囲体１より
成る、 上述の包囲体は、電極の管理および装置の保守を容易に
するために、交換可能な壁部を備え得るのが望ましい。

この包囲体内には、流体の人口２および出口３が相対し
て設けられる。好ましくは、電解層の基部に供給される
流体は、槽の上部から排出されるのがよい。

流体の良好な循環を保証するために、電解槽の両端部に
、第２図に例示されるような開帳された形態１０を付与
するのが好ましい。すなわち、壁部は、電解槽の本体と
人口または出口との間で狭められる。

この包囲体内には、可変数の電極が積み重ねられるが、
この数は電解槽の形態に依存して変わる０本発明の電解
槽の利点は、単極形態でも双極形態でも提供できること
である。

単極形態の場合、電流の導入部に接続された陽極４と陰
極５とを備える。これらの電極は、導電材料の中実の板
により構成される。

陽画として、１または複数のエクスパンデットメタル格
子が追加されるが、この格子は、陽極表面を拡大せしめ
、加えて陽極物質の移送を補助する擾乱促進の効果を有
するように構成される。

格子は、最大の開口が流体の流れに平行または垂直に配
置される。好ましい態様として、一つの格子を流体に垂
直に配置するように選択され、複数の格子の場合には、
十字の積重ねをを行なう、すなわち網目を流体に平行お
よび垂直にして格子の交番を行うように選択される。

格子の数は、１〜５の間で変えることができ、そして好
ましくは２〜４の間に設定されるのがよい。

したがって、格子の数を希望されろ陽極の表面に適合さ
せることができる。かくして、陽画および陰極表面間の
比は、１．０〜１０の大きな幅の範囲で変えることがで
きることとなるが、好ましくは４．０〜７．０間で選択
できる。

本発明の電解槽の好ましい実施形態は、双極性形態であ
るが、これにより、−層増大された特有の電極表面を得
ることが可能になる。

双極形態の場合、基本のｔｔＭ４．６および５と、少な
くとも１つの電極モジュールが存在する。基本電極のみ
が、電流導入部に接続される６基本カソード５は、中実
の板、したがって小さな表面より成り、これは物質の移
送を阻害する。

陽極は、中実の板と、１または複数のエクスパンデット
メタル格子より形成される。

基本の陽画および陰極間には、１または複数の電極モジ
ュールが挿入される。この表現は、一面が陽極として機
能し、多面が陰極として機能する中実の板８によって構
成された電極全体を意味する。上述の板８の陽極面状に
は、１または複数のエクスパンデットメタルの格子９が
配置される。

１または複数のモジュールは、陽極面が他のモジュール
の陰極面または基本陰極５の陰極面に面するように積み
重ねられる。

本発明に従うと、可変数のモジュールを挿入することが
できるが、この数は何ら重要な性質を尋人るものでなく
、例えば１〜１０とし得る。

本発明の電解槽は、特に大電極表面領域をカバーすると
いう理由のため、大きな利用の融通性を示す、これは、
使用される数のエクスパンデットメタル格子および使用
される数のモジュール上で一度に実施できるという事実
のためである。

最初に用意されたモジュールの最大の形態で実施されな
い場合、活動していない容積を埋めるため、不足してい
るモジュールの場所は、絶縁材料（プラスチック材料）
より成る中実の板１１により置き代えられる。この板は
、基本の陽極および／または陰極の外部に置かれる。

電極の特性に関しては、以下にその化学的性質について
詳述する。電極は、化学的および電気化学的酸化に抗す
る導電性材料より構成される。

同時に陰極および陽極の役割を演じている基本の陽極４
、基本の陰極５および中実の板８は、とりわけ、グラフ
ァイト、チタン、例えば白金、パラジウム、イリジウム
のような貴金属を被覆されたチタンで構成されるのがよ
い、好ましくは、中実の金属板が使用される。

中実電極の幾何形状は、包囲体の形状に依存する。

１または複数のエクスパンデットメタルより成る格子は
、同様に、場合によっては貴金属によって被覆されたチ
タンより構成し得る０本発明の範囲から逸脱することな
く、布乃至シート形式のエクスパンデットメタルを使用
できる。

本発明の電界槽では、単極形態であれ双極形態であれ、
電極は相互に電気的に絶縁されている。

このため、電極は、絶縁性材料により実施されたセパレ
ータ１２により分離され得る。絶縁材料としは、例えば
下記のプラスチック材料を挙げることができる。すなわ
ち、 ポリ弗化ビニル ポリ二弗化ビニリデン ポリプロピレン ポリメチルメタクリレート（ＰＬＥＸＩＧＬＡＳ登録商
標） 基本の電極および場合により使用されるモジュール間に
挿入されるスペーサは、好ましくは枠体の形式で提供さ
れるが、この枠体は、陰極の寸法を有し、中央において
くり貫かれた絶縁板より構成され、そして該枠体の幅は
、最小とされるが電極アセンブリの機械的安定性を保証
するに十分とされる。

スペーサの厚さは、電極間の間隔を定める。この間隔は
、電界槽内の働いていない容積を減するため、できるだ
け小さいことが望ましい。一般に、２つの電極間の間隔
は、１ｍｍ〜５ｍｍの間、好ましくは約２ｍｍに選択さ
れる。

陽極および陰極間に取り付けられるスペーサの採用によ
り、流体は、格子の積重ね体中を通過せしめられる。そ
の結果、陰極における物質の移送は阻害される。

本発明の電解槽の他の特徴は、電解槽の各端部、電極の
両側に配置された穿孔絶縁材料より成る板１３の存在で
ある。

上述の板は、例えば上に挙げたプラスチック材料により
実現され得る。その形状は、包囲体の形状に一致する。

この返は、例えば０．５ｍｍ〜５．００ｍｍ、そして好
ましくは１．０〜２．０ｍｍの間で変わる直径を有する
孔が穿孔されている。

本発明に従う好ましい双極性形態を有する電解槽におい
て、このような板の存在は、活動していない容積におけ
る電流の通過を阻害し、より高められたファラデー収率
を得ることを可能にする。

第２図により例示される本発明の好ましい変形は、電解
槽の上部および下部内の限定された空間を、例えば絶縁
材料より成る格子またはボールのような流体の循環に対
する妨害物１４を導入することによって埋めることより
成る。したがって、流体２の供給口のレベルにて、非常
に重要な噴出の影響は避けられ、流出は均一とされる。

電解槽の動作に関して述べると、流体の供給口は、陽極
と陰極間にスペーサが存在するため、陽極の領域に作ら
れる。流体は、長手方向に循環する。電流は、横断方向
に循環する。

本発明の電解槽は、したがって以下の利点を提供する。

大容量の電気分解装置（増大された特有の電極表面のた
め）。

流体の入口が、物質の移送のを助長し、同時にエクスパ
ンデットメタルの網目内におけるエマルジョンの融合を
回避するようにアノードの領域に作られる。

働いていない容積が、エマルジョンの融合および分離を
回避するように最小化される。

本発明の電解槽は、電解操作と抽出操作とを一度に結合
する方法を実施せしめる電解設備に合体できる。

上述の電解槽内で実施され得る方法の例として、エマル
ジョン中で３価のセリウムから４価のセリウムへの電気
化学的酸価方法を挙げることができるが、この方法は、
水生相中における３価のセ、ラムから４価のセリウムへ
の電気化学的酸化と、水生相中に分散された４価のセリ
ウム抽出性の有機相内に形成された４価のセリウムの抽
出とを同時に行なうことより成り、そして後者によって
、槽の分離後に４価のセリウムを含有する有機相を得る
ことが可能となる。

水性相は、３価のセリウムの塩の溶液によって構成され
る。塩としては、３価のセリウムの硫酸塩または硝酸塩
を挙げることができる。その最大濃度は、塩の溶解度に
依存して変わり、そして例えば０．１−１．５モル／リ
ットルの間で溶解度にしたがって変え得る。下限は、何
ら重要な性質を示さないが、より小さい濃度は、より小
さい電流密度で表わされる。

鉱酸、好ましくは硫酸または硝酸を、水性相の規定度が
０．５〜５Ｎの間、好ましくは１〜２Ｎの間で変わるよ
うな量で加える。

上述の水性相を、水中に不溶性の４価のセリウム抽出剤
を含む有機相と接触させる。

本発明の方法において使用される抽出剤は、４価のセリ
ウムを選択的に抽出できなければならない。

陽イオン抽出剤、より詳しくは有機燐酸が利用される。

下記の一般式に適うものが挙げられる。

燐酸銹導体 ＯＲ。

Ｈ 上述の式（Ｎ〜（［）において、Ｒ８はＲ２または水素
を表わし、Ｒ１およびＲ２は、脂肪族、脂環式および／
または芳香族炭化水素基である。

上述の基は、１−１８の炭素原子を含むことができ、そ
してそれらのうちの少なくとも一つは、少なくとも４つ
の炭素原子を含む。

好ましくは、モノまたはジアルキル燐酸、モノまたはジ
アルキルホスホン酸、アルキルフェニルホスホン酸、モ
ノまたはジアルキルホスフィン酸が利用される。

さらに詳述すると、ジ（エチル−２ヘキシル）燐酸およ
びジ（エチル−２ヘキシル）ホスホン酸が利用できる。

上述のすべての抽出剤は、もちろんそれのみであるいは
混合して利用される。

有機相は、その流体動力学的特性を改善するために、場
合によっては、抽出剤に対して不活性な有機希釈剤を含
む、多数の有機溶剤またはその混合物を、希釈剤であれ
ば利用できる。しかしながら、本件の場合、４価のセリ
ウムにより酸化できない希釈剤を選択すべきである。

例として、脂肪族または脂環式炭化水素、およびハロゲ
ン化炭化水素、またはそれらの混合物が挙げられる。

好ましい手段として、例えばヘキサン、ヘプタン、ドデ
カン、ケロシンまたはイソパラフィン形式の石油留分の
ような脂肪族炭化水素が利用される。

有機相内における抽出剤の割合は重要でなく、大きな限
界内で変えることができる。しかしながら、一般に、こ
れはできるだけ高いのがよい、したがって、陽イオン抽
出剤の場合、有機相単位リットル当り０．５〜２．０の
抽出剤の濃度が、有利な流体動力学的分離条件をもたら
す。

水性相と有機相とを接触状態におくには、水性相中に有
機相を分散させることによって行われる。

水性相に対する有機相の割合は、大きな限界内で変える
ことができる。有機相は、両相の体積の５−６６％、好
ましくは３３〜６６％、そしてより好ましくは５０％を
示してよい。

水性相中への有機相の分散ないし乳化は、攪拌によって
なされる。

水性相内において有機相を分散した後、以下に示す条件
においてセリウムを含む塩の水性溶液電解を実施する。

電解は、好ましくは、周囲温度、多くの場合１５℃〜２
５℃に含まれる温度で行われる。より高められた温度で
行うことも可能であり、そしてこれは、電気化学的反応
の反応速度および電極における物質の移送を助長するが
、温度の選択は、セリウムを含む塩の溶解度に依存する
。

電解の操作の条件は、電解相の非連続的または連続的機
能様式に依存し、これについては追って詳述する。

電解の終りに、４価のセリウムに富んだ有機相を回収す
るが、これは適当なあらゆる手段、特にデカンテーショ
ンで水性相から分離される。

本発明の電解相は、上述した方法の実施に完全に適合す
る。したがって、本発明の電解槽は、少なくとも下記の
手段を含む電解設備内で利用され得る。すなわち、 エマルジョンの形成および安定化を目的とするミキサ。

エマルジョンを搬送するための手段。

前述の電解槽。

陰極に生成されるガスを排気することを目的とする手段
。

連続的に機能する電解設備は、さらに下記のものを含む
。

水性相を供給するための手段。

有機相を供給するための手段。

電気化学的に生成された化学種を包含するエマルジョン
を抜き出すための手段。

以下に第３図を参照して、設備についてより詳細に説明
するが、この図は、本発明の好ましい変形にしたがって
連続的に機能する設備についての概略図である。

電解設備は、蓄積槽１６に導入されている水性相と、蓄
積槽１８に導入されている有機相１７が外部から供給さ
れる。

２つのポンプ１９および２０が、上述の流体を搬送し、
それを２１および２２からミキサ２３に供給する。

形成されたエマルジョンは、ミキサの出口２６から、ポ
ンプ２７を介して本発明の目的である電解槽の入口２ま
で搬送される。

投入されたエマルジョンは、電解槽の出口３から、ガス
抜き装置２日、ついで冷却装置２９を通過する。エマル
ジョンは、ついで、ミキサの上部の３０からミキサに再
循環される。

ミキサの下部の３１から抜き出されるエマルジョンの一
部は、生成物を構成する。この部分は、ついで、ポンプ
３２を介して、場合によっては抜出し弁３４を備える蓄
積槽３３に送られる。

流体の循環回路上に、流量制御手段、例えばフロート式
流量計３５を配置することができる。

さらに詳述すると、ミキサ２３は、中央攪拌機２４およ
び場合によっては抜出し弁２５を備える。にＥＮＩＣＳ
または５ＩＩＬＺＥＲ（登録商標）の形式のスタティッ
クミキサを利用することが企画されよう。好ましい態様
として、攪拌タンクが利用される。電解槽ｌは、詳細な
記述の対象をなしてきたものであり、好ましくは、双極
性電解槽である。

ガス抜き装置２８は、陰極で生成されるガスを除去する
ために用意される。平坦または蛇行状のガス抜き装置が
利用される。好ましくは、平坦なガス抜き装置を使用す
るのがよく、そして活動していない帯域の形成を避ける
ため、好ましくはそれに延長された型を賦与するのが適
当である。

場合によっては起こるエマルジョンの加熱を抑制するた
め、ガス抜き装置の出口に冷却手段を配備できる。その
ため、水循環のための二重外被式の冷却装置２９を備え
ることができる。

種々のポンプ１９．２０および３２は、計量用ポンプで
ある。エマルジョンの搬送用に設けられたポンプ２５に
関しては、遠心型または　容積型ポンプが利用される。

好ましくは遠心型ポンプが利用される。

設備の動作条件は、設備に採用される種々の装置の大き
さに依存する。

例示として、本発明の具体的な１実施形態に対する諸条
件を以下に詳記する。

第１および第２図に図示されそしてついで実施例に利用
される電解槽は、以下の特性を示す。

電解槽は、約１ｄｍ’の容積を有しＰＬＥＸＩＬＡＳ　
（登録商標）より成る包囲体１より構成される。包囲体
は、蓋を持つ箱の形式で提供される。この包囲体内に、
四角形を有する可変数の電極が詰め込まれる。中実板ま
たはエクスパンデットメタルの格子より成る電極は、１
３ｃｍの辺を有する。

単極性形態の場合、電解槽は、０．０１７ｍ”の表面を
有する白金メツキされたチタン板５である基本の陰極と
、０．０１７ｍ”の表面を有し白金めっきされたチタン
板４、および２．５ミクロンの白金被覆を施され標準網
目Ｎ　（１（ｌＸ５．８　Ｘｌ、１ｍｍ）のエクスパン
プツトチタンの１〜４の格子６の積重ね体とより構成さ
れた嵩高の陽極である基本の陽極を備える。しかして、
上記網目に対する電極の実効表面は、格子のｍ２当り１
．４０７ｍ”である。

双極性形態の場合、基本の電極間に、電極の追加のモジ
ュールが存在する。追加の電極モジュールは、白金めっ
きされたチタンより成り、０．０１７ｍ２の表面を有し
、一面が陰極として他面が陽極として働く板８と、２．
５ミクロンの白金めっきを施されたエクスパンプツトチ
タンより成り、上述のような標準網目を有する１〜４の
格子９とより構成される。

電極モジュールは、板の陽極面が基本陰極に面し、場合
によっては他のモジュールの陰極側に面するように導入
される。

以下の表は、得ることができる陽極表面（Ａ、、）およ
び陰極表面（Ａ、ｃ）ならびに表面の比（Ａ、。

／Ａ、ｃ）について詳記したものである。

表面の比Ａ、、／Ａ、ｃは、２．４−６．６の範囲で変
えることができる。

最大の形態で操作されない場合、空所はＰＬＥＸＩＧＬ
ＡＳ　（登録商標）より成る一組の中実の板（１３ｃｍ
Ｘ　１３ｃｍ）により埋められる。

電極は、厚さ２ｍｍのブラスッチク材料（ＰＶＣ）より
成る枠体のスペーサ１２によって、その間を電気的に絶
縁されている。

電解槽内には、その各端部に、かつ電極の両側に、直径
２ｖｔ＋孔を選考されたプラスチック材料（ｐｖｃ）よ
り成る板が配置されている。電解槽の両端部は、第２図
に例示されるようなラッパ型１０を有する。

電解槽の上部および下部に画定された空間は、プラスチ
ラック材料より成る格子の積重ね体により埋められてい
る。

上述の電解槽は、ミキサ２３、ポンプ２７、ガス抜き装
置２８および冷却装置２９を含む主回路内に組み込まれ
る。

ミキサ２３は、中央攪拌装置２４を備え、エマルジョン
の入口３０および出口２６が対向しでに配置される。そ
の特性は、下記の如くである。すなわち、 ３．０６リツトルの槽容積＝高さ２５０闘、直径１２５
ｍｍを有する円筒状タンク。

５０直径の攪拌装置＝　５０ｍｍ直径の先を丸めた真直
な４枚羽根式ダブルタービン。

＋２Ｘ　１２Ｘ　２５０ｍｍの４枚対向羽根。

実施例において詳述される量にてエマルジョンを搬送す
るのに用いられるポンプ２７は、遠心形式の従来形式の
ポンプである。

ガス抜き装置２８は、９ｄｍ”の表面を有する平坦なガ
ス抜き装置である。

冷却装置２９は、特有の特性を持たない二重外被式冷却
装置である。連続式動作の場合、主回路は、下記の要素
を含む供給および抜出し回路に結合される。

水性相の蓄積槽１６および計量ポンプ１９゜有機槽の蓄
積槽１８および計量ポンプ２０゜計量ポンプ３２、およ
び抜取り弁３４を備えるエマルジョンの蓄積およびデカ
ンテーション槽３３゜ 電解設備の機能は、電解の動作が連続式形態に従うか非
連続式形態に従うかによって変わる。しかしなが′ら、
すべての場合において、エマルジョンの形成の動作は同
一であり、１０００−１５００回／分間の比較釣部しい
攪拌下に行われる。

非連続方式の場合、電解槽の形態に依存する十分の循環
速度を保証する。上述の電解槽に対する情報として、こ
の速度は、電解の形態が単極性であるか３までの電極モ
ジュールを有する双極性であるかにしたがって、０．３
〜１．５ｍ２／ｈの間で変えることができる。実施すべ
き電気化学的動作に依存する電位を加えろ０例えば、３
価のセリウムから４価のセリウムへの電気化学的酸化の
場合、酸素の放出の電位の限界点に設定される。−船釣
には、上記電位の５０ミリボルトと以下に設定される。

電位は、媒質および電極に依存する。白金めっきチタン
より成る電極の場合、水素標準電極に対して１．７〜１
．８ボルトの陽極電位が定められる６電界の継続時間は
、電圧、電流の強さおよび一定の濃度により表わされる
平衡状態を得るまで続けられよう。

連続方式の場合、所望の変換率に対応する動作点が定め
られ、そしてこのことにより、所与の電極表面に対して
電解槽内の電流強さおよび供給および抜取り流量が付与
される。

動作形態の選択は、実現すべき電気化学的動作および希
望される変換率に依存する。大きな変換率を得るために
は、非連続的に動作させるのが好まし、逆に、より低い
変換率が希望される場合には、例えば所与の化学種より
成る溶液の希薄化を実現することが望まれる場合には、
連続方式の動作形態が優先されよう。これはこの方式は
、工業的規模での実施形態に適合するからである。

以下に本発明の実施例を記載するが、これらは例示とし
て与えられたものであり、本発明を限定するものではな
い。

［実施例１］ この例では、双極モード、連続方式で機能する上述の電
解槽の実施について記述する。

この実施例の記述に対しては、第３図を参照する。

水性相１５は、０．２モル／リットルの３価のセリウム
を含み、ＩＮの硫酸の規定度を有する硫酸第１セリウム
溶液により構成される。水性相は、蓄積槽１６に導入さ
れ、そして１．３９リットル／時間の流量で２１からミ
キサ２３に供給される。

有機相１７は、１モル／リットルの割合でケロシン中に
溶解されたジ（エチル−２ヘキシル）燐酸より構成され
る。有機相は、蓄積槽１８に導入され、１．３９リット
ル／時間の流量で２２からミキサ２３に供給される。

ミキサ２３内においては、有機相は、１１００回／分の
攪拌により水性相中に分散される。有機相のエマルジョ
ンの含有量は５０容積％である。

エマルジョンは、２６からミキサ２３を出て、ついで８
８０リットル／時間の速度で、電解室１、ガス抜き装置
２８および冷却装置２９を含む主回路を循環する。

第１図および第２図により詳細に図示される電解槽の形
態は下記の如くである。

基本の陽極４および基本の陰極５ ３つの電極モジュール ３枚の格子陽極積重ね体６および９ 陽擺総面積：　０．３５２ｍ” 陰極総面積：０．０６８ｍ″ ３価のセリウムの４価のセリウムへの電気化学的酸化を
周囲温度で行う。

電流の強さは２．０６Ａである。

有機相は４価のセリウムが負荷される。

３１から投入されるエマルジョンの抜取りを２．７８リ
ットル／時間の流量で行い、それを蓄積槽３３まで搬送
する。

デカンテーションにより水性相および有機相の分離後、
下記の結果が測定された。

水性相の［Ｃｅ”］＝０．０２９モル／リットル変換率
：８５．３％ 水性相の［Ｃｅ”］□０．０４６ｍモル／リットル有機
相の［Ｃｅ”］＝０．１６６モル／リットル有機相で回
収されたセリウムの割合：８３％２暦間のＣｅ４＋の分
配係数：３６ フアラデ一収率ニア７％ ［実施例２］ 設備の形態を同一とし、相の組成および流量の点を別と
して実施例１を繰り返す。

水性相１５は、０．２モル／リットルの３価のセリウム
を包含し、２Ｎの硫酸の規定度を有する硫酸第１セリウ
ム溶液により構成される。この水性相を、０．９３リッ
トル／時間の流量で２１からミキサ２３に供給する。　
有機相１７は、２モル／リットルの割合でケロシン中に
溶解されたジ（エチル−２ヘキシル）燐酸より構成され
る。有機相は、２２からミキサ２３に０．４６リツトル
／時間の流量で供給される。

ミキサ２３においては、有機相は、１１００回／分の攪
拌速度で水性相中に分散される。有機相のエマルジョン
の割合は３３％である。

ミキサ２３の出口２６から、エマルジョンは８８０リッ
トル／時間の速度で循環される。

実施例１と同じ方法で電解を行う。電流の強さは、１．
６Ａである。

３１から投入されたエマルジョンの抜取りを１．４リッ
トル／時間の流量で行う。

得られた結果は下記の如くである。

水性相の［Ｃｅ”］＝０．０７１モル／リットル変換率
：６４．３％ 水性相の［Ｃｅ”］＝０．００４７モル／リットル有機
相の［Ｃｅ”１・０．２４８モル／リットル有機相で回
収されたセリウムの割合；６２％２層間のＣｅ”の分配
係数：５２ 平衡状態における電流効率＝５０％ ［実施例３］ この実施例では、双極モードおよび非連続方式で機能す
る電解槽の実施について記述する。

設備は、第３図に示される主回路のみ、すなわちミキサ
２３、ポンプ２７、電解相１、脱ガス装置２８および冷
却装置２９を含む。

水性相は、０．２モル／リットルの３価のセリウムを包
含し、ＩＮの硫酸の規定度を有する硫酸第１セリウムの
溶液により構成されるａ　３０００ｍ”の上述の水性相
を、ミキサ２３内に導入する。

有機相は、１モル／リットルの割合でケロシン中に溶解
されたジ（エチル−２ヘキシル）燐酸より構成されるａ
　３０００ｍ’のこの液相をミキサ２３に導入する。ミ
キサ内では、有機相は、１１００回／分の攪拌速度で水
性相内に分散される。有機相のエマルジョンの割合は、
５０容積％である。

エマルジョンは、２６からミキサを出て、ついで電解槽
１を含む主回路内を８８０リットル／時間の速度で循環
する。

第１図および第２図により詳細に示される電解相の形態
は、以下の如くである。

基本の陽極４および基本の陰極５ １つの電極モジュール７ ４枚の格子陽極積重ね体６および９ 陽極総面積：０．２２４が 陰極総面積：０．０３４が 陽極に２．４９ボルト／　ＥＮＨの電位を印加して、周
囲温度にて３価のセリウムの４価のセリウムへの電気化
学的酸化を実施する。

電解は４時間続ける。

有機相は４価のセリウムで負荷される。

デカンテーションにより水性相および有機相の分離の後
、以下の結果が測定された。

水性相の［Ｃｅ”ト０．０１モル／リットル変換率：９
５％ 水性相の（Ｃｅ”］−０，０５２モル／リットル有機相
の［Ｃｅ”１・０．１８４モル／リットル有機相で回収
されたセリウムの割合；９２％２層間のＣｅ”の分配係
数＝３６ フアラデー収率：８９．５％ ［実施例４］ 電解槽の形態を下記のごとく変更して、実施例３を繰り
返す。

基本の陽極４および基本の陰極５ ２つの電極モジュール７ ４格子の陽極積重ね体６および９ 陽極総面積：　０．３３６ｍ” 陰極総面積：　０．０５］ｍ” ３．１８ボルト／　ＥＮＤの電位をアノードに印加して
３価のセリウムから４価のセリウムへの酸化を実施する
。

電解は４時間３０分継続する。

得られた結果は下記の如くである 水性相の［Ｃｅ”ト０．００６８モル／　’）　ッ）　
Ａｙ変換率：９６．６％ 水性相の［Ｃｅ”］＝０．００５２モル／リットル有機
相の［Ｃｅ”］＝０．１８８モル／リットル有機相で回
収されたセリウムの割合：９４％２１ｉＦ間のＣｅ　４
　＋の分配係数：３６フアラデ一収率ニア８％ ［実施例５］ 以下の実施例においては、単極モードおよび非連続方式
で機能する電解槽の実施について記述する。

電解設備は、第３図に示される主回路のみ、すなわちモ
キサ２３、ポンプ２７、電解槽１１ガス抜き装置２８お
よび冷却装置２９のみを含む。

水性相は、０．２モル／リットルの３価のセリウムを含
みＩＮの硫酸の規定度を有する硫酸第１セリウム溶液よ
り構成される。液相３０００ｃｍ３のこの液相を、ミキ
サ２３に導入する。

有機相は、１モル／リットルの割合でケロシン中に溶解
されたジ（エチル−２ヘキシル）燐酸より構成される＊
　３０００ｃｍ”のこの液相をミキサ２３に導入する。

ミキサ２３内では、有機相は、１１００回／分の攪拌速
度で水性相に分散される。有機相のエマルジョンの割合
は、５０容積％である。エマルジョンは、２６からミキ
サ２３を出て、ついで電解槽１を含む主回路内に５４０
リットル／時間の速度で循環される。

第１図および第２図に表わされる電解槽の形態は、下記
の如くである。

基本の陽極４および基本の陰極５ ２格子の陽極積重ね体６ 陽極総面積：　０．０６４ｎ＋” 陰極総面積：　０．０１７ｍ″ １．６３ボルト／　ＥＮＨの電位を陽極に印加して、周
囲温度にて３価のセリウムの４価のセリウムへの電気化
学的酸化を実施する。

電解は１４時間継続する。

有機相は４価のセリウムが負荷される。

水性槽および有機槽の分離の後、下記の結果が測定され
た。

水性相の［Ｃｅ’°ｌ−０，０１０２モル／リットル変
換率：９７．８％ 水性相の［Ｃｅ”］−０，０４８モル／リットル有機相
の［Ｃｅ”］＊０．１８５モル／リットル有機相で回収
されたセリウムの割合：９５．６％２層間のＣｅ’°の
分配係数＝３９ ファラデー収率：８３．１％

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う電解槽の概略縦断面図、第２およ
び第３図は本発明の電解槽の好ましい他の変形の概略断
面図、第３図は本発明の好ましい変形である連続方式で
機能する電解設備の概略図である。 ４：　基本陽極 ５：　基本陰極 ６．９：エキスバンデットメタル ７：　電極モジュール ８．１１：中実板 １２：　スペーサ １３：　穿孔絶縁材料板 １４：　妨害物 Ｉ５：　水性相 １６．１８：蓄積槽 １８：　有機相 １９．２０，２５．２７ ２３：　ミキサ ２６：　出口 ３２：ポンプ ２８　： ２９　： ３３　： ガス抜き装置 冷却装置 蓄積装置。 ｆｉｇ、１

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. （１）包囲体を備え、該包囲体内に電気的に隔絶された
   ２つの基本電極が対面して配置され、一方の基本陰極が
   、導電性材料よりなる中実の板から構成され、他方の嵩
   高の基本陽極が、導電性材料の中実の板と、その上に配
   置された１または複数のエクスパンデットメタルとより
   成り、そして槽内の各端部に、かつ電極の両側に、穿孔
   された絶縁材料の板が配置されことを特徴とする電解槽
   。
2. （２）前記２つの基本電極間に１または複数の電極モジ
   ュールが挿入され、該１または複数の電極モジュールが
   、一面が陰極として作用し他面が陽極として作用する導
   電性材料の中実の板と、陽極面上に配置された１または
   複数のエクスパンデットメタル格子とより構成され、該
   １または複数の電極モジュールが、板の陽極側が基本陰
   極と面するように、場合によっては他のモジュールの陰
   極側に面するように挿入され、そして前記１または複数
   の電極モジュールが、基本電極から、そして場合によっ
   てはモジュール相互間で電気的に絶縁されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電解槽。
3. （３）前記包囲体が、入口および出口を相対して備えて
   いる特許請求の範囲第１項または２項記載の電解槽。
4. （４）電解槽の両端部がラッパ型を有している特許請求
   の範囲第１〜３項のいずれかに記載の電解槽。
5. （５）前記嵩高の陽極が、１〜５の格子を含む特許請求
   の範囲第１〜４項のいずれかに記載の電解槽。
6. （６）前記嵩高の陽極が、流体の流れに垂直に配置され
   た格子を含む特許請求の範囲第５項記載の電解槽。
7. （７）前記嵩高の陽極が、流体の流れとの関連で交叉さ
   れた積重ね体として構成された複数の格子を含む特許請
   求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の電解槽。
8. （８）前記電解槽が、１〜１０の電極モジュールを含む
   特許請求の範囲第２〜７項のいずれかに記載の電解槽。
9. （９）陽極表面および陰極表面間の比が、１．０〜１０
   間で変わる特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載
   の電解槽。
10. （１０）中実の型の電極が、グラファイト、チタンまた
    は貴金属被覆チタンより成り、エキスパンデットメタル
    の格子が、チタンまたは貴金属被覆チタンである特許請
    求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の電解槽。
11. （１１）前記電極が、絶縁材料より成るスペーサにより
    相互に電気的に絶縁されている特許請求の範囲第１〜１
    ０項のいずれかに記載の電解槽。
12. （１２）前記電極の両側に配置された板が、０．５ｍｍ
    〜５．０ｍｍの間の直径を有する孔で穿孔されている特
    許請求の範囲第１〜１１項記載のいずれかに記載の電解
    槽。
13. （１３）前記電解槽の上部および下部に画定される空間
    が、流体の循環に対する妨害物で埋められている特許請
    求の範囲第１〜１２項記載の電解槽。
14. （１４）上記妨害体が、絶縁材料の格子またはボールで
    ある特許請求の範囲第１３項記載の電解槽。
15. （１５）特許請求の範囲第１〜１４項のいずれかに記載
    の電解槽を利用して、水性相における化学種の電解と、
    この水性相に分散される後記化学種抽出性の有機相内に
    生成される化学種の同時の抽出とを結合する方法。
16. （１６）３価のセリウムから４価のセリウムへの電解と
    、４価のセリウムが負荷された有機相を得るための、上
    記水性相に分散される４価セリウム抽出性の有機相に形
    成される４価セリウムの抽出とを結合する特許請求の範
    囲第１５項記載の結合方法。
17. （１７）水性相における化学種の電解と、有機相におい
    て生成される化学種の抽出とを結合する方法の実施のた
    め、特許請求の範囲第１〜１４項のいずれかに記載の電
    解槽を利用する装置に置いて、エマルジョンを形成する
    ミキサと、エマルジョンを搬送するための手段と、特許
    請求の範囲第１〜１４項のいずれかに記載される電解槽
    と、陰極で生成されるガスを排気するための手段とを備
    えることを特徴とする電解装置。
18. （１８）陰極で生成されるガスを排気するための手段に
    続き、エマルジョンを冷却するための手段を含む特許請
    求の範囲第１７項記載の電解装置。
19. （１９）水性相を供給するための手段と、有機相を供給
    するための手段と、電気化学的に生成された化学種を負
    荷されたエマルジョンを抜き出すための手段を備える特
    許請求の範囲第１７項または１８項記載の電解装置。
20. （２０）ミキサが攪拌されるタンクである特許請求の範
    囲第１７〜１９項記載のいずれかに記載の電解装置。
21. （２１）前記のエマルジョンを搬送するための手段が、
    遠心型または容量ポンプである特許請求の範囲第１７〜
    ２０項のいずれかに記載の電解装置。
22. （２２）前記のガスを排気するための手段が、平坦なガ
    ス抜き装置である特許請求の範囲第１７〜２１項のいず
    れかに記載の電解装置。
23. （２３）前記のエマルジョンを冷却するための手段が、
    冷水循環式の冷却装置より構成される特許請求の範囲第
    １７〜２２項記載のいずれかに記載の電解装置。
24. （２４）流体の供給および抜取り手段が、流体の蓄積槽
    および計量ポンプにより構成される特許請求の範囲第１
    ９項記載の電解装置。
25. （２５）ミキサ２３と、ポンプ２７と、特許請求の範囲
    第１〜１４項のいずれかに記載の電解装置１と、ガス抜
    き装置２８と、場合によっては冷却装置２９を含むエマ
    ルジョン循環のための主回路を備える特許請求の範囲第
    １７〜２４項のいずれかに記載の電解装置。
26. （２６）水性相の蓄積槽１６と、有機相の蓄積槽１７と
    、エマルジョンの蓄積槽３３と、前記流体を搬送するた
    めのポンプ１９、２０、３２をさらに備える特許請求の
    範囲第２５項記載の電解装置。