JPH0488183A - 塩化アルカリ水溶液中の塩素酸塩の蓄積防止方法 - 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】 （イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン交換膜法塩化アルカリ水溶液の電解で使
用する塩化アルカリ水溶液（以下「塩水」と称する。）
の精製に関するもので、特に循環塩水中に蓄積してくる
塩素酸塩を効果的かつ経済的な方法で除去する方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

イオン交換脱法塩水電解においては、陽極室から排出さ
れる戻り塩水を循環使用している。

塩素酸塩は電解槽陽極室で生成して、循環により塩水中
に次第に蓄積してくる。塩素酸塩の蓄積は、電流効率の
低下をもたらすと共に電解槽・配管等の腐食の原因とな
る。

そこで塩水中の塩素酸塩の除去方法が検討されており、
以下のものが知られている。

例えば、塩水に塩酸を過剰に添加して、以下の反応によ
り、塩水中の塩素酸塩を除去する方法が採用されている
。

ＣｌＯ３−＋６ＨＣ１→３Ｃｂ＋ＣＩ−＋３ＨｚＯしか
しこの反応では大過剰の塩酸を加えなければ分解が速や
かに起こらず、塩酸を大過剰加えた後の塩水のｐＨは極
めて低く、次工程において中和用に多量の苛性アルカリ
が必要となるという欠点があった。

この改良方法としてイオン交換脱法塩水電解において、
塩素酸塩を含む陽極液からの塩水の一部を抜き出して、
これに過剰の塩酸を加えて、塩水中の塩素酸塩を分解し
、その後主循環塩水系に回収することにより、中和用の
苛性アルカリの使用量を節減して塩素酸塩の蓄積を防止
する方法が提案されている（特開昭５３−１８４９８号
及び特開昭５４−２８２９４号）。

また、別の方法として、イオン交換脱法塩化アルカリ電
解槽に供給される循環塩水を、循環経路中に設けられた
塩素酸塩分解触媒層に水素又は水素を含むガスの存在下
で流通せしめる方法（特開昭５６−１６３２８６号）、
循環塩水の一部を抜き出して冷却し、塩素酸塩を晶出さ
せて分離後、母液を循環塩水に回収することにより、塩
素酸塩を除去する方法（特開昭５１−１４４３９９号）
、塩水中に亜硫酸ソーダ、硫化水素等の還元剤を添加す
る方法（特開昭５３１２３３９６号及び特開昭６０−７
７９８２号）等がある。

しかしながら、上記の方法はいずれも欠点があり実用的
ではなかった。

即ち、特開昭５３−１８４９８号の方法では、それでも
なお塩素酸塩を分解するために大過剰の塩酸を要し、従
って中和用の苛性アルカリも多量に必要である。

特開昭５４−２８２９４号の方法では、塩素酸塩が２０
ｇ／１以上の高濃度の場合しか効果が発揮されない。

特開昭５６−１６３２８６号の方法では、塩素酸塩の分
解に時間がかかり、結果として処理コストが膨大となる
。

特開昭５１−１４４３９９号のように、晶出を利用する
方法は、工程が複雑となり、塩素酸塩の除去コストが膨
大となり、工業的に採用が困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来技術はいずれも欠点を有し、・複雑な
設備や工程を必要とせず、経済的に、塩水中の塩素酸塩
を除去する方法が強く求められてきた。

（ロ）発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、塩水中の塩素酸塩を除去する方法につい
て鋭意検討した結果、塩水を陰イオン交換樹脂と接触さ
せることにより、塩水中の塩素酸塩を効率良く除去でき
る条件を見出した。

対象とする不純物イオンの種類は異なるが、電解槽から
の硫酸イオンを含有する戻り塩水から硫酸イオンを除去
する方法として、電解槽より排出される戻り塩水を、１
５０　ｇ／ｌより小さなアルカリ金属塩化物含量に希釈
した後、弱塩基性イオン交換媒体に通過させることによ
って硫酸イオンを除去する方法が提案されている（特開
昭６０−２２８６９１号）。戻り塩水中には一般に塩素
酸塩も含まれており、この公知技術によって、塩素酸イ
オンも硫酸イオンと同様に効率良く除去できるように予
想された。ところが、驚くべきことに、この特開昭６０
−２２８６９１号が教示する硫酸塩の場合と異なって、
塩素酸塩は相当高濃度の塩水濃度において初めて効率的
に除去可能であることを見出し、本発明を完成するに至
った。

即ち本発明は、イオン交換脱法塩化アルカリ水溶液電解
に用いる塩素酸塩を含有する１８０ｇ／１以上の濃度の
塩化アルカリ水溶液を、弱塩基性陰イオン交換樹脂と接
触させることを特徴とする、電解用塩化アルカリ水溶液
中の塩素酸塩の蓄積防止方法である。

イオン交換樹脂は世の中に広（知られており、大きく陽
イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に分類される。この
内、陰イオン交換樹脂は、０Ｈ−１ＣＩ−１ｓｏ、”−
１ＮＯ，−１Ｃ１０３−等の陰イオンに対して捕捉吸着
能力があるもので、フェノール系やスチレン系の重合体
母体の末端に、１〜４級のアミン基が結合した構造とな
っている。

この内、１〜３級のアミン基を有する弱塩基性陰イオン
交換樹脂が塩素酸イオンの吸着能が大きく本発明に最も
適している。

イオン交換膜性塩水電解で用いる塩水中の不純物イオン
を除去する場合に最も問題となるのは、循環する塩水中
に塩素イオンが多量に存在し、該イオンによりイオン交
換樹脂中のアミン基のイオン捕捉吸着能力が阻害される
ことである。

即ちイオン交換脱法食塩水電解においては、供給塩水系
でＮａＣ１濃度は約３００ｇ／ｆ（約５モル／ｌ）、戻
り塩水系では通常は約２００ｇ／２（約３．５モル／ｌ
）である。一方硫酸イオン及び塩素酸塩イオンは、塩水
中で通常それぞれ３〜５ｇ／ｆ（約０．０３〜０．０５
モル／ｌ）及び２〜１５ｇ／４２（約０．０２〜０．１
８モル／ｌ）でコントロールされており、塩素イオンに
対して１／１０以下しかなく、このため特開昭６０−２
２８６９１号のように、塩水中の硫酸イオンの除去の場
合は、塩水の希釈が必須と考えられていたのである。し
かし、本発明者等は陰イオン交換樹脂の吸着挙動につい
て研究した結果、塩素酸イオンの吸着は硫酸塩の場合と
異なり、塩化アルカリが１８０　ｇ／ｆ以上の高濃度の
領域において、効果的に行われることが判った。

戻り塩水と弱塩基性陰イオン交換樹脂との接触は、具体
的には、陰イオン交換樹脂を充填した塔に、戻り塩水を
通過させるか、一定時間滞留させることにより行えばよ
く、これによって塩素酸塩を吸着除去することが可能で
ある。

本発明において、塩水と陰イオン交換樹脂とを接触させ
る箇所は、電ｊｆＭから出た戻り塩水が、原塩溶解槽に
供給されて塩化アルカリで再飽和され、精製工程を経て
再び電解槽に供給されるラインのどこでもよいが、電解
槽から出た戻り塩水が脱塩素されてから再飽和されるま
での間が、塩素酸塩の濃度が高くて分解効率がよいこと
、並びに液中にフリー塩素が残存していないため、陰イ
オン交換樹脂に悪影響を及ぼさないことから好ましい。

塩水は、その全量を陰イオン交換樹脂と接触させても、
一部を分岐して接触させてもよいが、後者の方が処理す
る塩水量が少なくて済むので好ましい。

吸着は飽和吸着まで行ってもよいし、ある−定時間行う
だけでもよい。陰イオン交換樹脂を通過した塩水中の塩
素酸塩はゼロにする必要はなく、要するに循環系に蓄積
する分のみを吸着させればよい。

吸着温度は８０゛Ｃ以下が好ましい。８０°Ｃを超える
と陰イオン交換樹脂に悪影響を与える恐れがある。

塩水のｐＨは、陰イオン交換樹脂が塩水に溶解すること
がないよう７以下とすることが好ましい。

接触時間、即ち陰イオン交換樹脂中の塩水の滞留時間は
、接触方法及び目的とする塩素酸塩の除去率により決定
すればよく、具体的には、接触方法を選定し、温度等の
反応条件を決めることにより、接触時間が決まる。

なお、本発明によれば塩水中の硫酸塩も付随的に捕捉除
去することができる。

塩素酸イオン吸着後の陰イオン交換樹脂は、苛性アルカ
リで洗浄することにより、再使用できる。

〔作用〕

本発明により、塩水濃度の高い条件下で、塩素酸塩が効
率よく除去される理由は定がではないが、弱塩基性陰イ
オン交換樹脂は、塩素酸イオンに対して比較的選択性が
高いためと推測される。

〔実施例］ 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

実施例１〜３、比較例１〜３ 食塩濃度の異なる２種の塩水（■ＮａＣ１ｌｏｎｇ／Ｉ
ｔＳＳＯ４”−４，８９ｇ／ｌ、　ＣｌＯ３−２，０７
ｇ＃２　；■ＮａＣｌ２００ｇ／　ｌ、Ｓ０４”−４，
６８ｇ／　ｆ、ＣＩＯ：Ｉ−２，０９ｇ／　ｌ　）１５
０ｍｌに表１記載の弱塩基性陰イオン交換樹脂３０ｍ＋
１を添加し、１時間攪拌後に塩水中のＣｌＯ３−及び参
考までに一部例についてｓｏ、”−の濃度も分析した。

吸着前後の各イオン濃度の減少分について表１に記す。

表１ （ハ）発明の効果 本発明の方法によれば、複雑な設備や工程を必要とせ・
ず、極めて経済的に、高濃度の戻り塩水中の塩素酸塩を
除去することができ、本発明は工業的に価値が高いもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、イオン交換膜法塩化アルカリ水溶液電解に用いる塩
   素酸塩を含有する１８０ｇ／ｌ以上の濃度の塩化アルカ
   リ水溶液を、弱塩基性陰イオン交換樹脂と接触させるこ
   とを特徴とする、電解用塩化アルカリ水溶液中の塩素酸
   塩の蓄積防止方法。