JPH0757914B2 - 改良された電解槽 - Google Patents
改良された電解槽Info
- Publication number
- JPH0757914B2 JPH0757914B2 JP61276794A JP27679486A JPH0757914B2 JP H0757914 B2 JPH0757914 B2 JP H0757914B2 JP 61276794 A JP61276794 A JP 61276794A JP 27679486 A JP27679486 A JP 27679486A JP H0757914 B2 JPH0757914 B2 JP H0757914B2
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- JP
- Japan
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- partition plate
- gas
- anode
- cathode
- electrolytic cell
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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（NF3）
の製造の際に使用される電解槽の改良に関する。
の製造の際に使用される電解槽の改良に関する。
（従来の技術） 酸性フッ化アンモニウムまたはフッ化アンモニウムと弗
化水素を原料とするNH4F・HF系や、これに更に酸性フッ
化カリウムまたはフッ化カリウムを原料として加えたKF
・NH4F・HF系溶融塩電解法によるNF3ガスの製造を行な
う場合、電解槽には陽極から発生するガスと陰極から発
生するガスを隔離するための隔板が設けられている。
化水素を原料とするNH4F・HF系や、これに更に酸性フッ
化カリウムまたはフッ化カリウムを原料として加えたKF
・NH4F・HF系溶融塩電解法によるNF3ガスの製造を行な
う場合、電解槽には陽極から発生するガスと陰極から発
生するガスを隔離するための隔板が設けられている。
上記電解槽においては、陽極からはNF3ガスが、陰極か
らは水素ガス（H2）が発生する。この二種類のガス、即
ち、NF3ガスとH2ガスは、混合すると爆発の危険性が極
めて大きいので、発生した二種類のガスの電解槽内での
混合を防ぐ目的で、陽極と陰極を隔離するための隔板が
設けられている。さらに、この隔板には電解浴に腐蝕さ
れにくい鉄、銅、ニッケルなどの金属板が通常使用され
ている。
らは水素ガス（H2）が発生する。この二種類のガス、即
ち、NF3ガスとH2ガスは、混合すると爆発の危険性が極
めて大きいので、発生した二種類のガスの電解槽内での
混合を防ぐ目的で、陽極と陰極を隔離するための隔板が
設けられている。さらに、この隔板には電解浴に腐蝕さ
れにくい鉄、銅、ニッケルなどの金属板が通常使用され
ている。
しかし、この様に電解槽には隔板を設けているにもかか
わらず、この電解槽を用いてNF3ガスの製造を行なう場
合、陽極から発生するNF3ガスに少なからずH2ガスが混
在してきて、爆発限界内のガスが生成する場合がある。
これは、溶融塩電解時に隔板の複極化現象が起こり、複
極化した隔板の陽極と相対する面からH2ガスが発生し、
このH2ガスがNF3ガスと混合し、爆発限界内の混合ガス
を生成するからである。
わらず、この電解槽を用いてNF3ガスの製造を行なう場
合、陽極から発生するNF3ガスに少なからずH2ガスが混
在してきて、爆発限界内のガスが生成する場合がある。
これは、溶融塩電解時に隔板の複極化現象が起こり、複
極化した隔板の陽極と相対する面からH2ガスが発生し、
このH2ガスがNF3ガスと混合し、爆発限界内の混合ガス
を生成するからである。
そこで、このような爆発限界内の混合ガスの生成を防止
するため、従来は陽極発生ガス中にN2等の不活性ガスを
混入させ、陽極発生ガス中に混入するH2ガスの濃度を低
下させることで爆発の危険を回避する方法が取られて来
た。
するため、従来は陽極発生ガス中にN2等の不活性ガスを
混入させ、陽極発生ガス中に混入するH2ガスの濃度を低
下させることで爆発の危険を回避する方法が取られて来
た。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、この方法は隔板の複極化を防止するという方法
ではないので、NF3ガス中にH2ガスが混入したままであ
り、根本的な問題解決にはならず、電解条件によっては
依然爆発の危険性は残っている。隔板の一部または全部
に絶縁材を使用することは、隔板が関与する電子移動を
阻害する有効な手段である。ところで、食塩電解に代表
される水溶液系電解が工業的に一般的である。該水溶液
系電解では電解液あるいは生成ガスに対して、耐久性を
有する絶縁材はいくつか知られるところである。ところ
が、本発明が対象とする電解は、溶融塩の腐食性、生成
ガスであるNF3ガスの反応性が強いこと、更に操作温度
が高いなど一般的な電解とは性格が大きく異なり、更
に、本発明が対象とする、前記した電解条件における各
種絶縁材の耐久性に関する情報は皆無と言ってよく、通
常一般の技術を適用することは困難である。
ではないので、NF3ガス中にH2ガスが混入したままであ
り、根本的な問題解決にはならず、電解条件によっては
依然爆発の危険性は残っている。隔板の一部または全部
に絶縁材を使用することは、隔板が関与する電子移動を
阻害する有効な手段である。ところで、食塩電解に代表
される水溶液系電解が工業的に一般的である。該水溶液
系電解では電解液あるいは生成ガスに対して、耐久性を
有する絶縁材はいくつか知られるところである。ところ
が、本発明が対象とする電解は、溶融塩の腐食性、生成
ガスであるNF3ガスの反応性が強いこと、更に操作温度
が高いなど一般的な電解とは性格が大きく異なり、更
に、本発明が対象とする、前記した電解条件における各
種絶縁材の耐久性に関する情報は皆無と言ってよく、通
常一般の技術を適用することは困難である。
更に、隔板は、前記の通りその材質が鉄、銅、ニッケル
などの金属板であるので、電解浴に腐蝕されにくいとは
いえ、若干の腐蝕は免れ難いという問題もある。
などの金属板であるので、電解浴に腐蝕されにくいとは
いえ、若干の腐蝕は免れ難いという問題もある。
（問題点を解決するための手段） 上記、隔板の複極化を防止する方法として、隔板の電気
電導性を無くする方法は考えられるが、極めて強い腐食
性雰囲気、かつ高温である本法の電解条件下での隔板材
料の電気的特性及び電気化学的特性に関する報告は全く
なく、該方法での複極化防止を工業的に実施することは
容易ではないと考えられていた。
電導性を無くする方法は考えられるが、極めて強い腐食
性雰囲気、かつ高温である本法の電解条件下での隔板材
料の電気的特性及び電気化学的特性に関する報告は全く
なく、該方法での複極化防止を工業的に実施することは
容易ではないと考えられていた。
本発明者等は、根本的な解決手段である隔板の複極化防
止について種々検討を重ねた結果、隔板の少なくとも片
面をフッ素系樹脂で被覆すれば隔板の複極化を防止する
ことが可能で、しかも隔板も腐蝕されないことを見出
し、本発明を完成させるに至ったのである。
止について種々検討を重ねた結果、隔板の少なくとも片
面をフッ素系樹脂で被覆すれば隔板の複極化を防止する
ことが可能で、しかも隔板も腐蝕されないことを見出
し、本発明を完成させるに至ったのである。
すなわち、本発明は、溶融塩電解法による三弗化窒素ガ
スの製造に際し、陽極から発生する該三弗化窒素ガスと
陰極から発生する水素ガスを隔離するための隔板の少な
くともその片面がフッ素系樹脂被覆で覆われてなること
を特徴とする改良された電解槽であって、特には隔板の
両面がフッ素系樹脂被膜で覆われている。
スの製造に際し、陽極から発生する該三弗化窒素ガスと
陰極から発生する水素ガスを隔離するための隔板の少な
くともその片面がフッ素系樹脂被覆で覆われてなること
を特徴とする改良された電解槽であって、特には隔板の
両面がフッ素系樹脂被膜で覆われている。
本発明を図面に基いて更に詳細に説明する。
陽極から発生するガスと陰極から発生するガスを隔離す
るための隔板の形状には色々なものがある。例えば、隔
板が平板状である場合、隔板が陽極または陰極を取り巻
く形状である場合などがあり、特殊な例としては、蓋板
の中央部が下方にＵ字形に折曲っていてこの折曲り部が
隔板の役割を果す形状のものもある。
るための隔板の形状には色々なものがある。例えば、隔
板が平板状である場合、隔板が陽極または陰極を取り巻
く形状である場合などがあり、特殊な例としては、蓋板
の中央部が下方にＵ字形に折曲っていてこの折曲り部が
隔板の役割を果す形状のものもある。
第１図、第３図、第５図は隔板が平板状である場合の、
第７図は隔板が陽極を取り巻く形状である場合の、第９
図は隔板が陰極を取り巻く形状である場合の、第11図は
隔板が陽極を取り巻く形状でありかつ電解槽本体が陰極
である場合の、第13図は蓋板の中央部がＵ字形に折曲っ
ていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場合の、
夫々の電解槽の縦断面図であり、第２図は第１図の、第
４図は第３図の、第６図は第５図の、第８図は第７図
の、第10図は第９図の、第12図は第11図の第14図は第13
図のＡ−Ａ′矢視図を示す。
第７図は隔板が陽極を取り巻く形状である場合の、第９
図は隔板が陰極を取り巻く形状である場合の、第11図は
隔板が陽極を取り巻く形状でありかつ電解槽本体が陰極
である場合の、第13図は蓋板の中央部がＵ字形に折曲っ
ていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場合の、
夫々の電解槽の縦断面図であり、第２図は第１図の、第
４図は第３図の、第６図は第５図の、第８図は第７図
の、第10図は第９図の、第12図は第11図の第14図は第13
図のＡ−Ａ′矢視図を示す。
第１図及び第２図はフッ素系樹脂被膜11が隔板10の陽極
５に相対する面を覆っている図、第３図及び第４図は逆
に隔板10の陰極６に相対する面を覆っている図、第５図
及び第６図は隔板10の両面を覆っている図であり、何れ
も本発明の目的を達することが出来る。
５に相対する面を覆っている図、第３図及び第４図は逆
に隔板10の陰極６に相対する面を覆っている図、第５図
及び第６図は隔板10の両面を覆っている図であり、何れ
も本発明の目的を達することが出来る。
第７図及び第８図は隔板10が陽極５を取り巻く形で設け
られていてフッ素系樹脂被膜11が該隔板10の外側面を覆
っている図であり、第９図及び第10図は隔板10が陰極６
を取り巻く形で設けられていてフッ素系樹脂被膜11が該
隔板10の外側面を覆っている図であり、また第11図及び
第12図は隔板10が陽極５を取り巻く形で設けられていて
フッ素系樹脂被膜11が該隔板10の外側面を覆いかつ電解
槽本体１が陰極６である場合の図であるが、何れの場合
も第１図〜第６図に示すと同様な考え方で、隔板10の内
側面または両面を覆うことでも本発明の目的を達するこ
とが出来る。
られていてフッ素系樹脂被膜11が該隔板10の外側面を覆
っている図であり、第９図及び第10図は隔板10が陰極６
を取り巻く形で設けられていてフッ素系樹脂被膜11が該
隔板10の外側面を覆っている図であり、また第11図及び
第12図は隔板10が陽極５を取り巻く形で設けられていて
フッ素系樹脂被膜11が該隔板10の外側面を覆いかつ電解
槽本体１が陰極６である場合の図であるが、何れの場合
も第１図〜第６図に示すと同様な考え方で、隔板10の内
側面または両面を覆うことでも本発明の目的を達するこ
とが出来る。
尚、隔板10の両面をフッ素系樹脂被膜11で覆う場合は隔
板の腐蝕を完全に防止出来るので特に好ましい。
板の腐蝕を完全に防止出来るので特に好ましい。
また、電解槽の蓋板３の中央部が下方にＵ字形に折曲っ
ていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場合は、
第13図及び第14図に示すように該折曲り部の外側面（電
極と相対する面）をフッ素系樹脂で被覆すれば良い。第
13図及び第14図は該折曲り部の陽極５に対する面のみを
被覆しているが、これも第１図〜第６図の場合と同様
に、陰極６に対する面または両面を被覆することも可能
なことは勿論である。本発明の電解槽は、上記説明の通
り、隔板10の少なくともその片面がフッ素系樹脂被膜11
で覆われているものである。
ていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場合は、
第13図及び第14図に示すように該折曲り部の外側面（電
極と相対する面）をフッ素系樹脂で被覆すれば良い。第
13図及び第14図は該折曲り部の陽極５に対する面のみを
被覆しているが、これも第１図〜第６図の場合と同様
に、陰極６に対する面または両面を被覆することも可能
なことは勿論である。本発明の電解槽は、上記説明の通
り、隔板10の少なくともその片面がフッ素系樹脂被膜11
で覆われているものである。
この種の電解槽の中には、第１図〜第14図に示す様に、
電解槽の底板部には底板の上にフッ素系樹脂板が設けて
あって、底板の腐蝕を防止する様になっているものもあ
る。また、陽極５又は陰極６に接続されている接続棒7
a,7bは、蓋板３とは絶縁材8a,8bで絶縁されていて、更
に接続棒7a,7bは、例えば、接続棒固定用袋ナット9a,9b
で蓋板３に間接的に固定されている。
電解槽の底板部には底板の上にフッ素系樹脂板が設けて
あって、底板の腐蝕を防止する様になっているものもあ
る。また、陽極５又は陰極６に接続されている接続棒7
a,7bは、蓋板３とは絶縁材8a,8bで絶縁されていて、更
に接続棒7a,7bは、例えば、接続棒固定用袋ナット9a,9b
で蓋板３に間接的に固定されている。
本発明の隔板の被覆に用いるフッ素系樹脂は、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好
適に使用可能である。
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好
適に使用可能である。
以下、本発明を更に具体的に詳細に説明する。
実施例１ ポリテトラフルオロエチレンで被覆された隔板を用い、
KF・NH4F・4HFなる組成の溶融塩を原料として、100℃で
の電解を240時間行った。電解中に複極化現象も起こら
ず、また、電解終了後、隔板に変化は認められなかっ
た。
KF・NH4F・4HFなる組成の溶融塩を原料として、100℃で
の電解を240時間行った。電解中に複極化現象も起こら
ず、また、電解終了後、隔板に変化は認められなかっ
た。
実施例２ テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体で被覆された隔板を用い、NH4F・2HF
なる組成の溶融塩を原料として、120℃での電解を240時
間行った。電解中に複極化現象も起こらず、また、電解
終了後、隔板に変化は認められなかった。
エーテル共重合体で被覆された隔板を用い、NH4F・2HF
なる組成の溶融塩を原料として、120℃での電解を240時
間行った。電解中に複極化現象も起こらず、また、電解
終了後、隔板に変化は認められなかった。
比較例１ フッ素ゴム（フッ化塩化エチレン−フッ化ビニリデン共
重合体）で被覆された隔板を用いた他は、実施例２と同
様に行った。およそ180時間経過した後より、複極化現
象が認められた。また、電解終了後のフッ素ゴムは劣化
が認められ、一部下地金属が露出しているとみられる部
分があった。
重合体）で被覆された隔板を用いた他は、実施例２と同
様に行った。およそ180時間経過した後より、複極化現
象が認められた。また、電解終了後のフッ素ゴムは劣化
が認められ、一部下地金属が露出しているとみられる部
分があった。
（作用及び発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明の電解槽は、隔板
の少なくともその片面がフッ素系樹脂被膜で覆われてい
るので、従来問題であった隔板の複極化を完全に防止す
ることが出来、これによって溶融塩電解の際の陽極から
発生するNF3ガス中にH2ガスの混入を完全に防止するこ
とが可能となった。勿論これによって爆発の問題も完全
に解消できるので、溶融塩溶解によるNF3ガスの工業的
製造が可能となり、その経済的効果は極めて大である。
また、隔板の両面をフッ素系樹脂被膜で覆うことで隔板
の腐蝕も完全に防止出来る点も大いに評価される。
の少なくともその片面がフッ素系樹脂被膜で覆われてい
るので、従来問題であった隔板の複極化を完全に防止す
ることが出来、これによって溶融塩電解の際の陽極から
発生するNF3ガス中にH2ガスの混入を完全に防止するこ
とが可能となった。勿論これによって爆発の問題も完全
に解消できるので、溶融塩溶解によるNF3ガスの工業的
製造が可能となり、その経済的効果は極めて大である。
また、隔板の両面をフッ素系樹脂被膜で覆うことで隔板
の腐蝕も完全に防止出来る点も大いに評価される。
第１図、第３図、第５図は隔板が平板上である場合の、
第７図は隔板が陽極を取り巻く形状である場合の、第９
図は隔板が陰極を取り巻く形状である場合の、第11図は
隔板が陽極を取り巻く形状でありかつ電解槽本体が陰極
である場合の、第13図は蓋板の中央部が下方にＵ字形に
折曲っていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場
合の、夫々の電解槽の縦断面図であり、第２図は第１図
の、第４図は第３図の、第６図は第５図の、第８図は第
７図の、第10図は第９図の、第12図は第11図の、第14図
は第13図の、Ａ−Ａ′矢視図を示す。 図において、 １……電解槽本体、２……フッ素系樹脂板、 ３……蓋板、４……電解浴、 ５……陽極、６……陰極、 7a,7b……接続棒、8a,8b……絶縁材、 9a,9b……接続棒固定用袋ナット、 10……隔板、11……フッ素系樹脂被膜、 12……陽極発生ガス出口管、 13……陰極発生ガス出口管、 14……パッキング、15……ボルトナット、 を示す。
第７図は隔板が陽極を取り巻く形状である場合の、第９
図は隔板が陰極を取り巻く形状である場合の、第11図は
隔板が陽極を取り巻く形状でありかつ電解槽本体が陰極
である場合の、第13図は蓋板の中央部が下方にＵ字形に
折曲っていて該折曲り部が隔板の役割を果たす形状の場
合の、夫々の電解槽の縦断面図であり、第２図は第１図
の、第４図は第３図の、第６図は第５図の、第８図は第
７図の、第10図は第９図の、第12図は第11図の、第14図
は第13図の、Ａ−Ａ′矢視図を示す。 図において、 １……電解槽本体、２……フッ素系樹脂板、 ３……蓋板、４……電解浴、 ５……陽極、６……陰極、 7a,7b……接続棒、8a,8b……絶縁材、 9a,9b……接続棒固定用袋ナット、 10……隔板、11……フッ素系樹脂被膜、 12……陽極発生ガス出口管、 13……陰極発生ガス出口管、 14……パッキング、15……ボルトナット、 を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−100688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−155502（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−16418（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭54−36152（ＪＰ，Ｂ２) 電気化学協会編「電気化学便覧」第２版 （昭49−10−20）丸善Ｐ．558−563，731 −732
Claims (2)
- 【請求項１】溶融塩電解法による三弗化窒素ガスの製造
に際し、陽極から発生する該三弗化窒素ガスと陰極から
発生する水素ガスを隔離するための隔板の少なくともそ
の片面がフッ素系樹脂被膜で覆われてなることを特徴と
する改良された電解槽。 - 【請求項２】隔板の両面がフッ素系樹脂被膜で覆われて
なる特許請求の範囲第１項記載の改良された電解槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276794A JPH0757914B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 改良された電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61276794A JPH0757914B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 改良された電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63130789A JPS63130789A (ja) | 1988-06-02 |
| JPH0757914B2 true JPH0757914B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=17574467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61276794A Expired - Lifetime JPH0757914B2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 改良された電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757914B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818105B2 (en) | 2000-04-07 | 2004-11-16 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Apparatus for generating fluorine gas |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436152A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-16 | Nec Corp | Clock synchronization circuit between central processors |
| JPS5937351B2 (ja) * | 1981-12-11 | 1984-09-08 | 旭硝子株式会社 | 弗素発生用電解槽 |
| US4511440A (en) * | 1983-12-22 | 1985-04-16 | Allied Corporation | Process for the electrolytic production of fluorine and novel cell therefor |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP61276794A patent/JPH0757914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電気化学協会編「電気化学便覧」第２版（昭４９−１０−２０）丸善Ｐ．５５８−５６３，７３１−７３２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63130789A (ja) | 1988-06-02 |
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