JPH0243400A - 電解槽 - Google Patents

電解槽

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JPH0243400A
JPH0243400A JP19267988A JP19267988A JPH0243400A JP H0243400 A JPH0243400 A JP H0243400A JP 19267988 A JP19267988 A JP 19267988A JP 19267988 A JP19267988 A JP 19267988A JP H0243400 A JPH0243400 A JP H0243400A
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JP
Japan
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electrolytic cell
molten salt
gas
fluorine
electrolysis
Prior art date
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JP19267988A
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English (en)
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Tokuyuki Iwanaga
岩永 徳幸
Isao Harada
功 原田
Toshiaki Yamaguchi
俊明 山口
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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】 〔産業上の利用分野] 本発明は、溶融塩電解法による三弗化窒素ガスや弗素ガ
スの製造の際に使用される、電解槽に関するものである
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕酸性弗
化アンモニウムまたは弗化アンモニウムと弗化水素を原
料とするNH,F −HF系や、これに更に酸性弗化カ
リウムまたは弗化カリウムを原料として加えたKF −
NIl、F・HF系溶融塩電解法による弗化窒素(NF
I)ガスの製造、並びに酸性弗化カリウムまたは弗化カ
リウムと弗化水素を原料とするKF・肝系溶融塩電解法
による弗素(F2)ガスの製造を行なう場合には、電解
槽の材質としては溶融塩電解浴に比較的腐食されにくい
、鉄、モネル、不銹鋼、銅、ニッケル、白金などの金属
が通常使用されている。
しかしながらこのような金属類でも、ある程度の腐食は
避けられず、従って、上記溶融塩電解においては電解槽
の肉厚が次第に薄くなるので、電解槽の定期的な更新を
必要とするという問題がある。更に、上記溶融塩電解浴
は非常に吸湿しやすいので電解を中止した場合、電解槽
中に残存する溶融塩電解浴は空気中の水分等外部からの
水分の吸湿を防止するために、電解槽を完全に密閉にし
ておかなければならない。しかし電解を中止した場合で
も溶融塩電解浴による電解槽の腐食は進行するので、こ
の腐食に伴って水素(11゜)ガスが発生する。ところ
が電解中止時は電解槽は完全に密閉状態にされているの
で、この発生した11□ガスは電解槽内で加圧状態にな
る。そして電解を再び開始する際には電解槽を上記密閉
状態から元の状態に戻さなければならないが、この場合
、例えば電解槽に付属する発生ガスの出口弁等を開くと
、電解槽内の溶融塩がlhガスと共に電解槽外へ噴出し
飛散して、人体への薬傷や装置のJJ、) (8を招く
という重大な問題がある。
(課題を解決するための手段〕 本発明者等は上記問題の根本的な解決手段である電解槽
の腐食防止について種々検討を重ねた結果、電解槽の内
面を弗素系樹脂で被覆すれば電解槽の腐食を防止するこ
とが可能であり、また、電解を中止した際でも電解槽の
腐食がないので、従って11□ガスの発生もなく溶融塩
の噴出も防止できることを見い出し本発明を完成するに
至ったものである。
即ち、本発明の電解槽は少なくとも内部の電解液と接す
る部分及び電解により発生するガスと接する部分が弗素
系樹脂で被覆されてなることを特徴とするものである。
〔発明の詳細な開示〕 以下本発明を添付せる図面を参照しながら詳細に説明す
る。
本発明が対象とする電解槽には種々の形状のものがある
。例えば電解槽の底面が長方形、正方形、円形、楕円形
である場合等である。しがし電解槽は何れの形状であっ
ても、槽本体、蓋板、電極(陽極及び陰極)、陽極と陰
極を隔離する隔板等で構成されており、これらの配置や
構造が多少異なる程度なので、ここでは最も一般的な底
面が長方形である直方体の電解槽を例に挙げて本発明を
説明する。
第1図は内面が弗素系樹脂で被覆された本発明の電解槽
の一例を示す正面断面図であり、形状は底面が長方形の
直方体である。第2回は第1図におけるA−A”矢視図
を示す。
本発明の電解槽は、少なくとも内部の電解液と接する部
分及び電解により発生するガスと接する部分が、弗素系
樹脂で被覆されていなりればならない。
第1図及び第2図は、電解液及び電解により発生するガ
スと接する部分である電解槽本体1、蓋板3、隔板固定
用蓋板11、陽極及び陰極発生ガス出口管12.13の
内面が全て弗素系樹脂で被覆されているので、本発明の
目的を最も完全に達成することができる。
尚、隔板10も弗素系樹脂で製作されていることが望ま
しい。また電解槽においては陽極5及び陰極6に接続さ
れている接続棒7a、7hは、蓋板3とは絶縁材8a、
8bで絶縁されていて、更ムこ接続棒7a、7bは接続
棒固定用袋ナツト9a、9bで蓋板3に間接的に固定さ
れているが、この絶縁材8a、8b、接続棒固定用袋ナ
ツト9a、9b、更にはガスケント14も弗素系樹脂で
製作されていることが望ましい。
ただし、本発明においては電解槽本体1の内面が弗素系
樹脂で被覆されていれば、蓋板3、隔板固定用蓋板1】
、陽極及び陰極発生ガス出口管12.13の内面は、必
ずしも弗素系樹脂で被覆せずとも、本発明の一つの目的
である電解再開始時の溶融塩の電解槽外への噴出は防止
することができる。
尚、本発明の電解槽を使用して1?2ガスを製造する場
合に、陽極から発生ずるF2ガスが高濃度であると、弗
素系樹脂がF2ガスと反応して腐食する可能性があるの
で、この場合は隔板10で隔てられているF2ガスが発
生する陽極室へ窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガ
スを供給して、F2ガスを希釈しながら溶融塩電解を行
なうのが好ましい。
本発明において被覆に使用される弗素系樹脂としては、
例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビ
ニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、クロロトリフル
オロエチレン−エチレン共重合体等通常公知のものが何
れも使用可能であるが、これらの中でもポリテトラフル
オロエチレン及びテトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体が耐熱性、耐酸性が
優れているので、特に好ましい。
尚、弗素系樹脂の被覆の方法としてはコーティング、ラ
イニングの何れの方法でもよいが、ライニングの方が半
永久的に使用できるので、より好ましい。
〔実施例] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例】 第1図及び第2図に示す電解槽を用い、原料としてNH
,F −HF系の溶融塩を使用して、溶融塩電解による
NF3ガスの製造を行なった(肝/NI1.F干ル比=
1.8 )。
尚、電解槽本体1、蓋板3及び隔板固定用隔板11は何
れも厚さ10mmの1iiI板製で、この内面に弗素系
樹脂2としてそれぞれポリテトラフルオロエチレンを5
mmの厚さにライニングしである。
電解反応は1週間に1日(24時間)停止するというサ
イクルで1年間行なったが、使用開始前と1年間使用後
電解槽内の弗素系樹脂2には何ら変化なく、電解槽は腐
食の点では半永久的に使用されることが判った。
また、1年間の間において、上記の電解を停止した際は
その都度電解槽を完全に密閉し、電解を再開始する際に
陽極及び陰極から発生するガスの出口弁を開くが、この
時に溶融塩が電解槽の外に飛散することは一度もなかっ
た。
更に、原料溶融塩に対するNF3ガスの収率を測定した
が、収率は弗素基準で約70%と溶融塩電解によるNF
3ガスの製造としては高い値を示した。
実施例2 実施例1と同様に第1図及び第2図に示す電解槽を用い
(ただし電解槽本体1の弗素系樹脂2はテトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体を3mmの厚さにライニング、蓋板3及び隔板固定用
蓋板11の内面は何れも弗素系樹脂による被覆なし)、
原料としてKF・)HF系の溶融塩を使用して、熔融塩
電解によるF2ガスの製造を行なった(肝/KFモル比
−2,0)。
尚、電解反応時はF2ガスの発生ずる陽極室へN2ガス
を供給して発生ずるF2ガスを希釈しながら行なった。
電解反応は実施例1と同様1週間に1日停止するという
サイクルで1年間行ない、1年間使用後の電解槽内を観
察した。その結果は、弗素系樹脂で被覆しなかった蓋板
3及び隔板固定用蓋板11については、最も腐食の激し
いところで鋼板の肉厚が各2mmJ少しでいた。しかし
弗素系樹脂であるテトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体を内面にライニング
している電解槽本体1及び弗素系樹脂2には全く変化な
く、電解槽本体1は腐食の点では半永久的に使用される
ことが判った。
また、電解再開始時における溶融塩の電解槽外への飛散
は実施例1と同様に一度もなかった。更に、原料溶融塩
に対するF2ガスの収率を測定したが、収率は弗素基準
で95%と高い値を示した。
比較例1 第1図及び第2図において、電解槽本体1、蓋板3及び
隔板固定用蓋板11の内面を弗素系樹脂でライニングし
ていない電解槽を使用して、実施例1と同様に溶融塩電
解によるNF3ガスの製造を1年間行なった。
1年間使用後の電解槽内を観察したところ、腐食の最も
激しいところで電解槽本体1は肉厚が3mm減少、蓋板
3は3mm減少しており、あと数年しか使用することが
できないと判断される。
また1年間の間において、電解停止後の再開始時に発生
ガスの出口弁を注意しながら開いたにも拘わらず、溶融
塩が電解槽から士数回飛散し危険であった。尚、この溶
融塩の飛散は電解の停止時間が更に長時間であると、−
層激しくなるものと考えられる。
更に、原料溶融塩に対するNF3ガスの収率も弗素基準
で約60%と、実施例1と比較して約10%も低い値で
あった。
比較例2 比較例1で用いたものと同一の電解槽を使用して、実施
例2と同様に溶融塩電解によるF2ガスの製造を1年間
行なった。
1年間使用後の電解槽内を観察したところ、比較例1と
同様に電解槽本体1、蓋板3共に腐食の最も激しいとご
ろで肉厚が3闘減少しており、電解槽は数年間で更新す
る必要があると判断される。
また1年間の間において、電解停止後の再開始時の溶融
塩の電解槽からの飛散が比較例1と同様の頻度で発生し
た。
更に、原料溶融塩に対するF2ガスの収率も弗素基準で
90%と、実施例2と比較して5%も低い値であった。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明の電解槽は少なくと
も内部の電解液と接する部分及び電解により発生するガ
スと接する部分が弗素系樹脂で被覆されているので、従
来問題であった電解槽の溶融塩による腐食を完全に防止
することが可能になった。従って、この腐食の完全防止
によって電解槽の定期的な更新の必要がなくなった。そ
れよりまして、溶融塩電解再開始時におりる溶融塩の噴
出飛散による人体への危険や装置の損傷という問題を完
全に解決するごとが可能となり、その経済的効果は極め
て大なるものがある。そして作業の安全性も確保される
ことから、作業者の危険に対する精神的負担も解消され
ることになった。
尚、本発明においては実施例2が示す如く、電解槽本体
の内面のみを弗素系樹脂で被覆することでも、電解の再
開始時における熔融塩の噴出飛散という問題は完全に防
止することは可能である。
また、本発明の電解槽を使用することにより、実施例及
び比較例が示す如く収率も高くなるという効果もある。
更にまた、電解槽の内面が弗素系樹脂が被覆されていな
い従来の電解槽では、腐食された金属が溶融塩と反応し
て金属弗化物となるので、それだけ弗素骨の損失となる
。しかもこの生成した金属弗化物は電解槽の中に蓄積す
るので、定期的に電解槽を空槽にしてこれを除去しなけ
ればならないという問題もある。これに対し本発明の電
解槽を使用した場合は、電解槽の腐食がないのでこのよ
うな問題は全くない。
【図面の簡単な説明】
第1回は内面が弗素系樹脂で被覆された本発明の電解槽
の一例を示す正面断面図であり、形状は底面が長方形の
直方体である。第2図は第1図におけるA−A’矢視図
を示す。 図において、 1−−−−電解槽本体、  2−一一−弗素系樹脂、3
−一−−蓋板、     4−−−一溶融塩電解浴、5
−一一−陽極、     6−−−−陰極、7a、7b
−−一接続棒、  8a、8b−−−絶縁材、9a、9
b−一〜接続棒固定用袋ナンド、10−−−−隔板、 11−−−−隔板固定用蓋板、 12−−−一陽極発生ガス出口管、 13−−−−陰極発生ガス出口管、 14−−−−ガスケット、 15−−−−蓋板用ポルトナノト、 16−−−−隔板固定用ボルト、 を示す。 特許出願人  三井東圧化学株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)電解槽において少なくとも内部の電解液と接する部
    分及び電解により発生するガスと接する部分が弗素系樹
    脂で被覆されてなることを特徴とする電解槽。
JP19267988A 1988-08-03 1988-08-03 電解槽 Pending JPH0243400A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002283500A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Mitsui Chemicals Inc 処理容器
WO2014141736A1 (ja) * 2013-03-12 2014-09-18 住友電気工業株式会社 溶融塩電解めっき装置及びアルミニウム膜の製造方法

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JPS63130790A (ja) * 1986-11-21 1988-06-02 Mitsui Toatsu Chem Inc 改良された電解槽

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