JPS6050875B2 - アルカリ土類金属塩水溶液の電解方法 - Google Patents
アルカリ土類金属塩水溶液の電解方法Info
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- JPS6050875B2 JPS6050875B2 JP3297678A JP3297678A JPS6050875B2 JP S6050875 B2 JPS6050875 B2 JP S6050875B2 JP 3297678 A JP3297678 A JP 3297678A JP 3297678 A JP3297678 A JP 3297678A JP S6050875 B2 JPS6050875 B2 JP S6050875B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は隔膜法電解槽（以下単に電解槽ともいう）を用
いたアルカリ土類金属塩水溶液の電解方法に関する。
いたアルカリ土類金属塩水溶液の電解方法に関する。
アルカリ土類金属塩、例えば、塩化カルシウム、塩化マ
グネシウム、等の電解により、対応する水酸化アルカリ
土類金属及ひ（又は）気体の製造を行う技術は一般に知
られている。
グネシウム、等の電解により、対応する水酸化アルカリ
土類金属及ひ（又は）気体の製造を行う技術は一般に知
られている。
この際、陰極室内てはアルカリ土類金属塩の電解により
対応するアルカリ土類金属の水酸化物、例えば塩化カル
シウム水溶液の電解にあつては、水酸化カルシウムが生
成する。このようなアルカリ土類金属の水酸化物は、溶
解度が小さく、極めて短時間で陰極上に水酸化アルカリ
土類金属の結晶として析出し、スケールとなつて固着す
る。例えば塩化カルシウムを電解し、塩素（場合によつ
ては水酸化カルシウムも）を回収する目的で電解を行う
場合にあつては、陰極上への水酸化カルシウムの固着の
ため摺電圧が急上昇するばかりでなく、陰極上に固着し
た水酸化カルシウムの結晶を剥離、除去するのに多大の
手間を要する。
対応するアルカリ土類金属の水酸化物、例えば塩化カル
シウム水溶液の電解にあつては、水酸化カルシウムが生
成する。このようなアルカリ土類金属の水酸化物は、溶
解度が小さく、極めて短時間で陰極上に水酸化アルカリ
土類金属の結晶として析出し、スケールとなつて固着す
る。例えば塩化カルシウムを電解し、塩素（場合によつ
ては水酸化カルシウムも）を回収する目的で電解を行う
場合にあつては、陰極上への水酸化カルシウムの固着の
ため摺電圧が急上昇するばかりでなく、陰極上に固着し
た水酸化カルシウムの結晶を剥離、除去するのに多大の
手間を要する。
このため塩化カルシウム水溶液の電解は工業的に実施さ
れていなかつた。本発明者等は、隔膜法電解槽を用いた
アルカリ土類金属塩水溶液の電解においてスケールの付
着による電圧上昇を防止てきる電解方法について鋭意研
究を重ねた結果、電解槽に供給するアルカリ土類金属塩
水溶液に一定濃度以上の塩化アルカリ金属を溶解させて
共存させることにより、スケールが陰極上に付着しても
摺電圧の上昇が実質的に生じない電解方法を見い出し本
発明を完成するに至つた。
れていなかつた。本発明者等は、隔膜法電解槽を用いた
アルカリ土類金属塩水溶液の電解においてスケールの付
着による電圧上昇を防止てきる電解方法について鋭意研
究を重ねた結果、電解槽に供給するアルカリ土類金属塩
水溶液に一定濃度以上の塩化アルカリ金属を溶解させて
共存させることにより、スケールが陰極上に付着しても
摺電圧の上昇が実質的に生じない電解方法を見い出し本
発明を完成するに至つた。
即ち、本発明は隔膜法電解槽の陽極室にアルカリ土類金
属塩水溶液を供給し電解するに際し、該アルカリ土類金
属塩水溶液は、Ｏ、５ｍｏ１／ｅ以上の濃度とし、且つ
塩化アルカリ金属を囚以上の濃度て溶解、存在させるこ
とを特徴とするアルカリ土類金属塩水溶液の電解方法で
ある。
属塩水溶液を供給し電解するに際し、該アルカリ土類金
属塩水溶液は、Ｏ、５ｍｏ１／ｅ以上の濃度とし、且つ
塩化アルカリ金属を囚以上の濃度て溶解、存在させるこ
とを特徴とするアルカリ土類金属塩水溶液の電解方法で
ある。
本発明において電解槽は公知のものが特に限定されず使
用される。
用される。
例えば、アスベスト製等の多・孔膜を隔膜として用いた
もの、及びイオン交換膜を隔膜として用いたもの等があ
る。また、電極も公知の材質、形状のものが特に限定さ
れず使用される。陽極の材質としては例えば、白金族金
属の酸化物をチタン上に被覆したものが特に好適に使・
用される。また、形状として例えば、エクスパンドメタ
ル状、網状、及びスパゲティ状等の構造が好適である。
他方、陰極の材質としては例えばニッケル、鉄、及びス
テンレススチール等が好適に使用される。また、形状と
してはエクスパンドメタル状、網状、スパゲティ状及び
棒状等が好適である。就中、陰極の形状としては、スケ
ールの剥離を効率よく行なうためにスパゲティ状、或い
は棒状とすることが特に好ましい。本発明においてアル
カリ土類金属塩としては水に可溶性のものであれば特に
制限されず使用される。
もの、及びイオン交換膜を隔膜として用いたもの等があ
る。また、電極も公知の材質、形状のものが特に限定さ
れず使用される。陽極の材質としては例えば、白金族金
属の酸化物をチタン上に被覆したものが特に好適に使・
用される。また、形状として例えば、エクスパンドメタ
ル状、網状、及びスパゲティ状等の構造が好適である。
他方、陰極の材質としては例えばニッケル、鉄、及びス
テンレススチール等が好適に使用される。また、形状と
してはエクスパンドメタル状、網状、スパゲティ状及び
棒状等が好適である。就中、陰極の形状としては、スケ
ールの剥離を効率よく行なうためにスパゲティ状、或い
は棒状とすることが特に好ましい。本発明においてアル
カリ土類金属塩としては水に可溶性のものであれば特に
制限されず使用される。
例えば、ハロゲン化物として、塩化ベリリウム、塩化マ
グネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、及
び塩化バリウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム等
が、硫酸塩として、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム
等がクロム酸塩としてクロム酸カルシウムが次亜りん酸
塩として、次亜りん酸カルシウム、次亜りん酸マグネシ
ウム等が塩素酸塩として、塩素酸カルシウム、塩素酸マ
グネシウム等が、チオ硫酸塩として、チオ硫酸カルシウ
ム、チオ硫酸マグネシウム等が使用される。これらのア
ルカリ土類金属塩を電解することにより、陰極室内て対
応するアルカリ土類金属の水酸化物を生成し、陽極室で
は該塩を構成する酸基によつて各々異なる気体が生成す
る。
グネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、及
び塩化バリウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム等
が、硫酸塩として、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム
等がクロム酸塩としてクロム酸カルシウムが次亜りん酸
塩として、次亜りん酸カルシウム、次亜りん酸マグネシ
ウム等が塩素酸塩として、塩素酸カルシウム、塩素酸マ
グネシウム等が、チオ硫酸塩として、チオ硫酸カルシウ
ム、チオ硫酸マグネシウム等が使用される。これらのア
ルカリ土類金属塩を電解することにより、陰極室内て対
応するアルカリ土類金属の水酸化物を生成し、陽極室で
は該塩を構成する酸基によつて各々異なる気体が生成す
る。
例えば酸基が塩素、臭素などのハロゲンの場合には、こ
れらの気体が、また硫酸根や、クロム酸根の場合には、
通常酸素等がまた硝酸根の場合には、酸化窒素等、当業
者により容易に理解される生成物を生するのである。本
発明の最大の目的は、公知の手段により、アルカリ土類
金属塩水溶液を電解するとき、陰極室内に生ずる該アル
カリ土類金属塩を構成するア゛ル．カリ土類金属に対応
する金属の水酸化物が陰極上に析出し、摺電圧が上昇す
ることを防止することにある。
れらの気体が、また硫酸根や、クロム酸根の場合には、
通常酸素等がまた硝酸根の場合には、酸化窒素等、当業
者により容易に理解される生成物を生するのである。本
発明の最大の目的は、公知の手段により、アルカリ土類
金属塩水溶液を電解するとき、陰極室内に生ずる該アル
カリ土類金属塩を構成するア゛ル．カリ土類金属に対応
する金属の水酸化物が陰極上に析出し、摺電圧が上昇す
ることを防止することにある。
従つて、陽極室において生成する物質の如何にかかわら
す、本発明を適用することができる。本発明を実施する
に当り、電解槽の陽極室に供給するアルカリ土類金属塩
水溶液の濃度は一般に０．５ｎ１０１／ｅ〜後述する塩
化アルカリ金属の必要溶解量を結晶の析出なしに溶解で
きる濃度とすることが好ましい。
す、本発明を適用することができる。本発明を実施する
に当り、電解槽の陽極室に供給するアルカリ土類金属塩
水溶液の濃度は一般に０．５ｎ１０１／ｅ〜後述する塩
化アルカリ金属の必要溶解量を結晶の析出なしに溶解で
きる濃度とすることが好ましい。
例えば、電解液として塩化カルシ・ウム水溶液を用いる
場合、当該濃度は０．５〜２．３ｎ１０１／ｅとするこ
とが好ましい。また、電解時の電流密度は２〜２０Ａ／
ｄイで行なうことが好ましい。本発明の最大の特徴は電
解槽に供給するアルカリ土類金属塩水溶液として塩化ア
ルカリ金属を、１Ｎ以上の濃度となるように溶解したア
ルカリ土類金属塩水溶液に溶解せしめて存在させること
にある。
場合、当該濃度は０．５〜２．３ｎ１０１／ｅとするこ
とが好ましい。また、電解時の電流密度は２〜２０Ａ／
ｄイで行なうことが好ましい。本発明の最大の特徴は電
解槽に供給するアルカリ土類金属塩水溶液として塩化ア
ルカリ金属を、１Ｎ以上の濃度となるように溶解したア
ルカリ土類金属塩水溶液に溶解せしめて存在させること
にある。
存在させる塩化アルカリ金属の濃度が１Ｎ以下では陰極
上に付着したスケールによつて摺電圧が急上昇するため
本発明において期待する効果が十分でない。また１Ｎ以
上であれば本発明の目的をはたすがあまりに大量に塩化
アルカリ金属をノ存在させようとすれば、塩類の溶解度
積の関係から、沈殿を生ずることになる。従つて、本発
明における塩化アルカリ金属の存在濃度の上限は該塩化
アルカリ金属の添加に起因する塩や水酸化物等の沈殿が
生じない範囲で適宜決定される。例え！ば、アルカリ土
類金属塩水溶液として塩化カルシウムの△水溶液を用い
る場合、電解温度、によつても多少変るが当該塩化アル
カリ金属の濃度は２．８Ｎ以下とすることが好ましい。
上記塩化アルカリ金属としては塩化ナトリウム゛及び塩
化カリウムが好適である。
上に付着したスケールによつて摺電圧が急上昇するため
本発明において期待する効果が十分でない。また１Ｎ以
上であれば本発明の目的をはたすがあまりに大量に塩化
アルカリ金属をノ存在させようとすれば、塩類の溶解度
積の関係から、沈殿を生ずることになる。従つて、本発
明における塩化アルカリ金属の存在濃度の上限は該塩化
アルカリ金属の添加に起因する塩や水酸化物等の沈殿が
生じない範囲で適宜決定される。例え！ば、アルカリ土
類金属塩水溶液として塩化カルシウムの△水溶液を用い
る場合、電解温度、によつても多少変るが当該塩化アル
カリ金属の濃度は２．８Ｎ以下とすることが好ましい。
上記塩化アルカリ金属としては塩化ナトリウム゛及び塩
化カリウムが好適である。
本発明の方法において、アルカリ土類金属塩水溶液に溶
解した塩化アルカリ金属は電解後も結果的にはその量に
ほとんど変化がない。
解した塩化アルカリ金属は電解後も結果的にはその量に
ほとんど変化がない。
それ故本発明において、多孔性の隔膜を用いた電解槽に
よつて例えば塩化カルシウム水溶液を電解した場合、セ
ルリカー中には未反応塩化カルシウムと電解前に溶解さ
れた塩化アルカリのほとんど全量とが存在する。この場
合、陰極で生成する水酸化カルシウムは大部分陰極に析
出するがセルリカー中には極く微量の溶解度分のみが乳
濁状で存在する。従つて、上記セルリカーは電解によつ
て消費された塩化カルシウムの不足分を溶解した後、当
該水酸化カルシウムを沈降淵過等で除去し、再び電解槽
に循環することもできる。前述した如く、本発明の特徴
は電解槽に供給するアルカリ土類金属塩水溶液として塩
化アルカリ金属を１Ｎ以上の濃度で溶解したアルカリ土
類金属塩水溶液を用いることであり、そうすることによ
つて陰極上にスケールが付着しても摺電圧の上昇が全く
なく、しかも付着したスケールは容易に陰極から剥離す
ることができるという驚くべき効果が得られる。
よつて例えば塩化カルシウム水溶液を電解した場合、セ
ルリカー中には未反応塩化カルシウムと電解前に溶解さ
れた塩化アルカリのほとんど全量とが存在する。この場
合、陰極で生成する水酸化カルシウムは大部分陰極に析
出するがセルリカー中には極く微量の溶解度分のみが乳
濁状で存在する。従つて、上記セルリカーは電解によつ
て消費された塩化カルシウムの不足分を溶解した後、当
該水酸化カルシウムを沈降淵過等で除去し、再び電解槽
に循環することもできる。前述した如く、本発明の特徴
は電解槽に供給するアルカリ土類金属塩水溶液として塩
化アルカリ金属を１Ｎ以上の濃度で溶解したアルカリ土
類金属塩水溶液を用いることであり、そうすることによ
つて陰極上にスケールが付着しても摺電圧の上昇が全く
なく、しかも付着したスケールは容易に陰極から剥離す
ることができるという驚くべき効果が得られる。
本発明者等の確認によると陰極上では陰極表面と極めて
小さい間隙をあけてスケールの付着が起つており、上記
効果はそれによるものと推定される。
小さい間隙をあけてスケールの付着が起つており、上記
効果はそれによるものと推定される。
本発明において陰極上に付着したスケールは機械的な処
理で簡単に剥離し、高純度のアルカリ土類金属の水酸化
物を固体の状態で回収することもできる。
理で簡単に剥離し、高純度のアルカリ土類金属の水酸化
物を固体の状態で回収することもできる。
本発明を実施するに際し、隔膜として陽イオン交換膜を
用いた場合、隔膜上にスケールが付着し、摺電圧が上昇
することがある。
用いた場合、隔膜上にスケールが付着し、摺電圧が上昇
することがある。
このような場合は、電解槽に供給する陽極室液に塩酸等
の酸を当該スケールの析出を防ぐ程度の量、一般には０
．０８〜０．３Ｎ程度の濃度となるように添加すること
が好ましい。以下、本発明を具体的に説明するため実施
例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
の酸を当該スケールの析出を防ぐ程度の量、一般には０
．０８〜０．３Ｎ程度の濃度となるように添加すること
が好ましい。以下、本発明を具体的に説明するため実施
例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
＊３実
施例１ガラスフィルターを隔膜とし陽極室及び陰極室を
夫々構成し、陽極としてチタン基材上に酸化ルテニウム
ー酸化チタンを被覆した不溶性電極を、陰極としてＳＳ
４ｌのスパゲツテイ型電極を用いた電解槽で塩化カルシ
ウム水溶液の電解実験を行なつた。
施例１ガラスフィルターを隔膜とし陽極室及び陰極室を
夫々構成し、陽極としてチタン基材上に酸化ルテニウム
ー酸化チタンを被覆した不溶性電極を、陰極としてＳＳ
４ｌのスパゲツテイ型電極を用いた電解槽で塩化カルシ
ウム水溶液の電解実験を行なつた。
陽極室及び陰極室液は同一液組成とし、へ塩化カルシウ
ム水溶液中に添加する塩化ナトリウムの濃度を変えて上
記電解槽に夫々供給した。電解はバッチ式で行ない電解
電流密度は２Ａ／Ｄｒ！ｌで行ない、摺電圧の経時変化
を測定した。電解は摺電圧が２５■に達したところで電
解不可能とみなし中止した。結果を第１表に示す。
ム水溶液中に添加する塩化ナトリウムの濃度を変えて上
記電解槽に夫々供給した。電解はバッチ式で行ない電解
電流密度は２Ａ／Ｄｒ！ｌで行ない、摺電圧の経時変化
を測定した。電解は摺電圧が２５■に達したところで電
解不可能とみなし中止した。結果を第１表に示す。
ＮＯ．ｌ及び２は比較例である。電解不可能となつた比
較例の電解槽の陰極には水酸化カルシウムが強固に固着
していた。一方、実施例の電解槽の陰極には水酸化カル
シウムが付着していたが、容易に剥離することができた
。
較例の電解槽の陰極には水酸化カルシウムが強固に固着
していた。一方、実施例の電解槽の陰極には水酸化カル
シウムが付着していたが、容易に剥離することができた
。
実施例において１５１１ｒから摺電圧の上昇がみられる
が、これは電解をバッチ式で行なつていることに起因し
、塩化カルシウムの分解に伴なう液抵抗の変化によるも
のと思われる。 〉※実施例２実施例１の隔
膜として陽イオン交換膜 （ＮａｆｉＯｎ４ｌ５；商品名ＤＵＰＯｎｔ社製）に変
えた以外は同様な方法で、２Ｎの濃度となるように塩化
ナ）トリウムを溶解したへ塩化カルシウム水溶液の電解
を行ない摺電圧の経時変化を測定した。
が、これは電解をバッチ式で行なつていることに起因し
、塩化カルシウムの分解に伴なう液抵抗の変化によるも
のと思われる。 〉※実施例２実施例１の隔
膜として陽イオン交換膜 （ＮａｆｉＯｎ４ｌ５；商品名ＤＵＰＯｎｔ社製）に変
えた以外は同様な方法で、２Ｎの濃度となるように塩化
ナ）トリウムを溶解したへ塩化カルシウム水溶液の電解
を行ない摺電圧の経時変化を測定した。
その結果を第２表に示す。電解槽の陰極には水酸化カル
シウムが付着していたが、容易に剥離することができた
。
シウムが付着していたが、容易に剥離することができた
。
実施例３
実施例１の陽極室液及ひ陰極室液として、食塩の溶解量
をそれぞれ変えて溶解した？の塩化マグネシウム水溶液
を用いた以外は同様にして電解を行なつた。
をそれぞれ変えて溶解した？の塩化マグネシウム水溶液
を用いた以外は同様にして電解を行なつた。
結果を第３表に示す。ＮＯ．ｌ及び２は比較例てある。
ＮＯ．３において電解槽の陰極には水酸化マグネシウム
が付着していたが容易に剥離することができた。
が付着していたが容易に剥離することができた。
実施例４
実施例３の陽極室液の０．２Ｎとなるように塩酸を加え
、ガラスフィルターに変えて陽イオン交換膜を隔膜とし
て用い、電流密度５Ａ／Ｄｄ以上で実施した以外は実施
例３と同様な塩化マグネシウム水溶液の電気分解を行な
つた。
、ガラスフィルターに変えて陽イオン交換膜を隔膜とし
て用い、電流密度５Ａ／Ｄｄ以上で実施した以外は実施
例３と同様な塩化マグネシウム水溶液の電気分解を行な
つた。
尚、陽イオン交換膜としては８０℃のへ塩化マグネシウ
ム水溶液で３０分間処理したＮａｆｉＯｎ４ｌ５（商品
名：ＤｕｐＯｎｔ社製）を使用した。
ム水溶液で３０分間処理したＮａｆｉＯｎ４ｌ５（商品
名：ＤｕｐＯｎｔ社製）を使用した。
Claims (1)
- １ 隔膜法電解槽の陽極室にアルカリ土類金属塩水溶液
を供給し、電解するに際して、該アルカリ土類金属塩水
溶液は、０．５モル／ｌ以上の濃度とし、且つ塩化アル
カリ金属をＩＮ以上の濃度で存在させることを特徴とす
るアルカリ土類金属塩水溶液の電解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297678A JPS6050875B2 (ja) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | アルカリ土類金属塩水溶液の電解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297678A JPS6050875B2 (ja) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | アルカリ土類金属塩水溶液の電解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54125198A JPS54125198A (en) | 1979-09-28 |
| JPS6050875B2 true JPS6050875B2 (ja) | 1985-11-11 |
Family
ID=12373911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297678A Expired JPS6050875B2 (ja) | 1978-03-24 | 1978-03-24 | アルカリ土類金属塩水溶液の電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050875B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55104488A (en) * | 1979-02-06 | 1980-08-09 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | Preparation of magnesium hydroxide by diaphragm electrolysis |
| JP7538489B2 (ja) * | 2019-11-01 | 2024-08-22 | 国立大学法人静岡大学 | マグネシウムの回収方法およびマグネシウム回収装置 |
-
1978
- 1978-03-24 JP JP3297678A patent/JPS6050875B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54125198A (en) | 1979-09-28 |
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