JPH03150383A - フィルタープレス型複極電解槽 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、フィルタープレス型複極電解槽に関し、特に
ハロゲン含有溶液の無隔膜電解による次亜ハロゲン酸塩
またはハロゲン酸塩の製造に適したフィルタープレス型
複極電解槽に関する。

（従来の技術） 従来、ハロゲン酸塩、次亜ハロゲン酸塩等を製造するた
めの電解装置には単極式がもっばら採らにてさたが、最
近、フィルタープレス型複極式が使われ始めた。単極式
は電解槽構造としては簡単であるが、大型化し設置面積
が広くなり、かつ、大電流低電圧のため整流器が高価と
なり太いブスバーを必要とし、また、通過流量ら大にな
るなど欠点が多い。

これに対しフィルタープレス型複極式はコンパクシ化し
やすく、整流器も小電流高電圧となり極めて安価で電気
接続も簡略化され、また通過流量も少なくてすむほか、
電流効率が向上するなど多くの利点をもっている。

このフィルタープレス型複極電解槽の−具体例としては
特公昭５９−２４１９２号公報に開示されるように、電
解液流通孔を有する複数の複極電極板と額縁状のがスケ
ットを交互に積層したものの両端に電解液流通孔と電流
端子を備えた陽極板と陰極板を置き、さらにその両端に
電解液入口を持つ供給板と電解液出口を持つ排出板を置
き、これらの両側に端板を当て、通しボルトにより一括
締め合わせて複極電解槽を構成する。

ところで、前記複極電解槽においでは、陽極面と対向す
る陰極面ばかりでなく電解液流通孔を通して一つ隔てた
陰極面にも電流が流れる、いわゆる複極電解槽に特有な
リーク電流が存在するため用いる電極板の陽極面には陽
極活物質を全面にわたり施すものではなく、電解液流通
孔から離れた電極板の中央部に施すことによりリーク電
流を最少にするよう工夫がなされている。

従って、電極板の陽極面には電極板素地と電解液が接す
る部分が生じることになるが、電解液流通孔と対向する
面の電位は陽極活物質を被覆した部分に比べ極めて＾く
なっており、電極板の材質であるチタンが活性溶解する
。これを防止するたｏｉこ、従来は次亜ハロゲン酸塩、
ハロゲン酸塩等の目的物に耐食性のある塩化ビニール樹
脂あるいはポリエチレン製のシートや薄板を接着剤によ
り貼っていたが、製作に不問を要し、また長期間使用す
ると接着剤がＷ潤して電解液が侵入し電極板素地にピッ
ティングを生じる場合があり、電極活物質が残存してい
るにもかかわらず電極板を交換しなけｈばならないこと
があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、電解液流通孔と対向するチタン面の活性溶解
を防止し、これにより長期間電解を安定して捏縦できる
フィルタープレス型複極電解槽を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、電解液流通孔と対向するチタン面の活性
溶解の防止法について鋭意努力した結果、電極板の中央
部に施す電極活物質よりもはるかに電気化学的活性の低
い白金含有被覆を前記チタン面に施すことにより前記課
題を克服し本発明に至ったものである。

すなわち本発明は、電解液流通孔を有する複数の電極板
と複数の額縁状がスケットと全交互に積層して構成した
電解室に電解液を流通させて目的物を製造する複極電解
槽において、該電極板の陽極面上の陽極活物質を被覆し
た部分以外の接液部分に、白金１０−６０モル％とＴｉ
、　Ｚｒ、　Ｎｂ、ＴａおよびＳｎの酸化物の中から選
ばれた少なくとも１種を４０〜９０モル％含む被覆が施
された電極板を用いるフィルタープレス型複極電解槽で
ある。

以下、本発明を電解液として７％口デン含有溶液を用い
た場合について図面に基づき詳細に説明する。第１図お
よび第２図において、電解液流通孔１を片側の上、下端
部分に設けた２枚の複極電極板２、片側下端に電解液流
通孔１および電流端子１４を備えた陽極板３、片側上下
端部分に電解液流通孔１および電流端子１４を設けた陰
極板７と、３枚の中央部分を切り抜いた額縁状がスケッ
ト４を交互に重ねたものを、片側下端に電解液入口配管
１２を取付けた供給板５と片側の上下端部に電解液出口
配管１３を取付けた排出板５との間にはさみ、３室の電
解室６を構成させ、さらに通しボルト用孔１０お上り片
側下端部に電解液配管用孔１１を設けた端板８と、片側
上、下端部分に電解液配管用孔１１および通しボルト用
孔１０を有する端板８を両端に当て、通しボルト９に上
り一括締合わせて複極電解槽を構成する。

ハロゲン含有溶液は電解液出口配ｌ１２によ會）供給さ
れ、順次に各電解室６を水平蛇行して通過する間に電解
され、電解発生ガスをほとんど含まない電解液は下方の
電解液流通孔１を、電解液中を上昇分離した発生ガスを
多く含んだ電解液は上方の電解液流通孔１を通り電解液
出口配管１３より次亜ハロゲン酸塩またはハロゲン酸塩
含有溶液として排出される。

なお、上述の複極電解槽は本発明の主旨を平易に説明す
るための基本的な構造であり、塩の利用率を高め、また
高電流効率を実現するために特公昭５９−２４１９２号
公報にみられるような適宜〃ス抜き手段、あるいは熱交
換が行なわれる。

本発明に用いる白金含有被覆は次のようにして調整さＫ
る。チタン表面を脱脂後、フッ酸あるいはシュウ酸処理
をし、その上に塗布液を刷毛等により付着せしめる。塗
布液は塩化白金酸、四塩化白金等とプチルチタネイトな
どのバルブ金属のフルコキシド、塩化スズ等をイソプロ
ピルアルコール等の有機溶媒に溶解して調整する。乾燥
後、電気炉内に置き、大気中４５０〜６０９℃の温度で
ｌＧ〜３０分間加熱する。塗布、加熱を繰り返し所望の
厚みの被覆を得る。

本発明の白金含有被覆を施す部分は電極板の陽極面であ
って、電解液流通孔と対向する部分であるが、陽極活物
質を被覆した部分（電極板の中央部）以外の接液面すべ
てに施せばより完全である。

本発明の複極電解槽に用いる陽極活物質は従来公知のも
のが用いられ、一般的には上記白金含有被覆同様に熱分
解法により白金族金属およびそれらの酸化物が施される
。例えば白金一酸化パラジウム一酸化ルテニウムから戎
る被覆は、塩素発生効率が高く、高濃度の次亜塩素酸ソ
ーダを製造することができる。また、白金−イリジウム
から成る被覆は＾効率で塩素酸ナトリウムを製造するこ
とができる。

本発明における白金含有被覆の厚みは、前記陽極活物質
被覆が電解により消耗し電極寿命となった時点で同時に
なくなるよう調整されるべきであり、通常は白金として
１５〜２０ｇ／ｍ２の被覆が好適である。

（作　　用） 本発明における白金１０〜６０モル％と、Ｔ＋、・２「
、Ｎｂ％ＴａおよびＳｎの酸化物の中から選ばれた少な
くとも１種４０−９０モル％とからなる白金含有被覆を
チタン板上に施し、これを陽極とし、チタン、白金等を
陰極にして３重量％程度の食塩水溶液中で定電圧を負荷
した場合、負荷直後は円滑に電流が流れるが、わずか数
分の内に微弱な電流しか流れなくなる。本発明の発端は
このように白金含有被覆が電気化学的に失活するという
知見によるもので、白金含有被覆から流れる微弱な電流
が電極板であるチタン素地を保護しているものと考えら
れる。

（実施例） 実施例１〜４ 第１図および第２図に示すｆｔＪｔのように、厚さ２■
■のチタン板からなる電極板の陽極面中央部に、白金２
５重量％、酸化パラジウム２０重量％、ニー　酸化ルテ
ニウム５５重量％の混合物に対し、３０、重量％の二酸
化チタンを加えた混合物の被覆３０ｇ／■２（金属換１
）を施した。

第１表 １＼１電極番号Ｉ　白金含有被覆ｆｆｉ成　ピッティン
グの有無Ｉ険施例１１〜ＳＰｔ４０モル％１　　　　無
Ｔｉｏ−６０モル％１ 　〃　２６〜１０　　　Ｐｔ　　２０モル％　　　　　
〃Ｔｒ０２　　ｇｏモル％ ＃３１１１〜ｔｓｌ　　Ｐｔ　　４０モル％１〃１Ｔａ
２０，６０モル％１ 〃　４１６〜２０　　　Ｐｉ　　４０モル％　　　　　
〃８ｎ０＝　　６０モル％ 陽極板１枚および１９枚の複極電極板にポンチで電極番
号を１〜２０番まで刻印し、１〜５＠（陽極板１枚と４
枚の複極電極板）までのがスヶットしろを除いた池の部
分に、白金４０モル％と二酸化チタン６０モル％とから
なる被膜を施し、以下同様に第１表に示したように２０
番まで５枚毎に白金含有被１１２０ｇ／ｗ２を施した。

これらの被覆を施した陽極板１枚および１９枚の複極電
極板と、１枚の被覆のない陰極板、および２０枚の額縁
状の軟質塩化ビニール製がスケットを交互に重ね合わせ
て２０室の電極室を構成し、さらに供給板と排出板を両
側に置き、この両端を２枚の端板ではさみ、有効塩素発
生量２　、５　ｋｇ／ｈの海水電解槽を緩み立てた。外
形寸法は横６５０×中２５０×縦４５０−であった。

沖縄県の臨海化学工場にこの複極電解槽を設置し、海水
を６０Ｚ／ｗｉｎ、の液量で電解液入口配管より複極電
解槽へ供給し、整流器よＱ１２５Ａ、９０Ｖの直流を通
電して電解試験を行なった。

その結果、電流効率は９０〜９７％、有効塩素濃度８０
０〜９２０ｐｐａ＋の高い性能が示され、電極寿命はＳ
年であった。試験終了後、電極にピッティングの後は見
られずすべての電極板の白金含有被覆中に白金が残存し
ていることがケイ光Ｘ線膜厚測定により確認された。

実施例５ 塩素酸ナトリウム製造工場に実施例１〜４で用いたもの
と同一構造の電解槽（ただしガスヶ？）はフッ素系ガス
ケットを使用した）を設置した。

陽極被覆は白金７０重量％、酸化イリジウム３０重量％
の合金を用い、白金含有被覆は実施例１で用いたＰＬ−
ＴｉＯ□被覆を用いた。

塩素酸ナトリウム６０ｇ／＋２、食塩２８０ｇ／／、重
クロム酸ナトリウムＩｇ／ｌの電解液を５０１／分の流
量で供給した。電解電流１５５Ａ、６７Ｖを通電して電
解試験を行なった結果、３年を経てなお電解継続中であ
り、電極面にピッティングの跡は見られない。

実施例６ 実施例１〜４で用いた電極板２枚の陽極面中央部に、塩
化白金酸と塩化イリジウム酸のフミルアルコール溶液を
刷毛塗りし、電気炉内で５００℃、３０分間の加熱処理
を行なった。この塗布〜焼成工程を７回繰り返して白金
７０重量％、酸化イリジウム３０重量％の被覆（２０ｇ
／＋ａ２）を調製した。

この陽極被覆を施した面のがスケットしろを除いた他の
部分に、白金４０モル％と酸化二第１６０モル％とから
成る被覆を施こした電極板１枚と、＋１５０モル％と酸
化ジルコニウム５０モル％とから成る被覆を施こした電
極板１枚をそれぞれ製作し、実施例１と同様に３室の電
極室を有する電解槽を構成した。

この電解槽に、臭化ソーダ２８０ｇ／ｌ、臭素酸ソーダ
６０ｇ／ｌ、重クロム酸ソーダ１ｇ／ｌから成る電解液
を供給し、７０℃、２０Ａ／ｄ＋２で臭素酸ソーダの電
解製造を行なった。

半年後、電解槽を分解し、電極板を点検したところ、ピ
ッティングは見られず、白金含有被覆中の白金はほとん
ど消耗していなかった。

（発明の効果） 本発明ｉこよれば、白金含有被覆を施すことによりチタ
ン面の活性溶解を防止でき、従来半年毎に行なっていた
合成樹脂製シートによる活性溶解防止法の補修が必要で
なくなり、電極活物質の消耗による本来の意味での電極
寿命に至るまでの長期間安定に捏業できるフィルタープ
レス型複極電解槽が実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複極電解槽の基本的な構造を示す分解
斜視図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線の横断面図で
ある。 １・・電解液流通孔　　　２・・複極電極板３・・陽極
板　　　４・・額縁状がスケット５・・供給板　　　５
・・排出板 ６・・電解室　　　７・・陰極板　８・・端板９・・通
しボルト　１０・・通しボルト用孔１１・・電解液流通
孔　１２・・電解液入口配管１３・・電解液出口配管　
　１４・・電流端子特許出願人　日本カーリット株式会
社 第２ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電解液流通孔を有する複数の電極板と複数の額縁状
   ガスケットとを交互に積層して構成した電解室に電解液
   を流通させて目的物を電解製造するフィルタープレス型
   複極電解槽において、該電極板の陽極面上の陽極活物質
   を被覆した部分以外の接液部分に、白金１０〜６０モル
   ％とＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＴａおよびＳｎの酸化物の中か
   ら選ばれた少なくとも１種を４０〜９０モル％含む被覆
   が施されていることを特徴とするフィルタープレス型複
   極電解槽。 ２　電解液がハロゲン含有溶液であり、目的物が次亜ハ
   ロゲン酸塩またはハロゲン酸塩である請求項１記載のフ
   ィルタープレス型複極電解槽。