JPS6135277B2 - - Google Patents
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- JPS6135277B2 JPS6135277B2 JP60003114A JP311485A JPS6135277B2 JP S6135277 B2 JPS6135277 B2 JP S6135277B2 JP 60003114 A JP60003114 A JP 60003114A JP 311485 A JP311485 A JP 311485A JP S6135277 B2 JPS6135277 B2 JP S6135277B2
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- Japan
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- alkali metal
- halogen gas
- anode chamber
- gas
- anolyte
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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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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高純度なアルカリ金属水酸化物の製法
に関する。詳しくは、略垂直に張設された陽イオ
ン交換膜により陽極室と陰極室とに分離された所
謂竪型電解槽で、アルカリ金属ハロゲン化物水溶
液を電解して、高純度なアルカリ金属水酸化物を
製造する方法に関する。 本発明の目的は、アルカリ金属ハロゲン化物濃
度の低い高純度なアルカリ金属水酸化物を得るこ
とにある。 従来より、アルカリ金属ハロゲン化物水溶液を
電解してアルカリ金属水酸化物を得る方法とし
て、水銀法と隔膜法とがある。近年水銀による環
境汚染問題を契機として後者が注目されている
が、それぞれの方法よつて製造されたアルカリ金
属水酸化物の性状には大きな差異が認められ、不
純物濃度が著しく異なる。塩化ナトリウム水溶液
を電解して苛性ソーダを得る場合を例にとれば、
50％苛性ソーダ水溶液中で、水銀法では塩化ナト
リウム含量が数ppm〜数十ppmであるのに対
し、隔膜法では塩化ナトリウム含量が約
10000ppmもある。 隔膜法で得られる苛性ソーダ中の塩化ナトリウ
ムを除去する方法として、液体アンモニア抽出
法、水和物法及び複塩法等が研究され、一部実用
化もされているが、いづれもコストアツプを招
き、更にはかかる方法で精製された苛性ソーダ中
にも塩化ナトリウムが数百〜数千ppm残存し、
高純度な苛性ソーダを必要とする市場分野には使
用出来ないのが実状である。 従つて、近年、隔膜法で一般に用いられるアス
ベスト等の中性隔膜にかえて、陽イオン交換膜を
〓〓〓〓〓
用いる隔膜電解法が提案されている。この陽イオ
ン交換膜は陽極で発生するハロゲンガス、陽極液
中に生成する次亜ハロゲン酸イオン等の酸化性物
質により著しく劣化をうけるために、耐酸化性を
有する必要がある。このような要求に対して、最
近、パーフルオロ化炭化水素とスルホン化パーフ
ルオロビニルエーテルの共重合体で作られた改良
された膜が開発されている。種々の実験におい
て、かかる陽イオン交換膜はアルカリ金属水酸化
物の製造用に耐え得ることがわかつている。 しかしながら、このような膜を１枚だけ略垂直
に張設して電解を行う２室式電解法においては、
得られるアルカリ金属水酸化物中のアルカリ金属
塩化物含量は未だ数百〜数千ppmにも達し、高
純度を必要とする市場分野での使用に耐えないと
されている。最近、この問題を解決する方法とし
ては、略垂直に張設した陽イオン交換膜と中性隔
膜とをそれぞれ１枚以上用いる多室式電解法が研
究され、提案されている。この方法によれば、水
銀法と同等の低アルカリ金属塩化物含有の高純度
なアルカリ金属水酸化物を製造し得ることが知ら
れている。しかしながら、この多室式電解法は下
記の如き幾多の欠陥が指摘出来、工業的に極めて
不利な方法といわざるを得ない。 膜を２枚以上用いるために、必然的に槽電圧
の上昇を招き、エネルギーコストが大巾にアツ
プする。 電解槽構造が複雑化し、設備コストが過大と
なる。 電解槽操作が煩雑化し、運転性が悪化する。 本発明者等は、上記従来方法の欠点を克服すべ
く、略垂直に張設した陽イオン交換膜を用いる隔
膜電解法につき鋭意研究を重ねた結果、一般に公
知な耐酸化性陽イオン交換膜を用いた隔膜電解法
で、アルカリ金属ハロゲン化物濃度の非常に低い
高純度なアルカリ金属水酸化物を工業的に極めて
有利に製造出来る方法を見出した。 即ち、本発明は略垂直に張設された陽イオン交
換膜により陽極室と陰極室とに分離された竪型電
解槽で、アルカリ金属ハロゲン化物水溶液を電解
してアルカリ金属水酸化物を製造する方法におい
て、陽極室内の陽極液の上昇流速を0.5cm/sec以
上に保ち、且つ陽極液の出口を上方向に設け陽極
室で発生するハロゲンガスが陽極液と分離するこ
とによつて生ずるハロゲンガスからなる気相を陽
極室内に形成させないで電解を行なうことを特徴
とするアルカリ金属ハロゲン化物濃度の低い高純
度なアルカリ金属水酸化物の製法を内容とするも
のである。 本発明者等は、略垂直に張設した陽イオン交換
膜を用いるアルカリ金属ハロゲン化物水溶液の電
解によつて得られるアルカリ金属水酸化物中のア
ルカリ金属ハロゲン化物の混入原因につき、詳細
に研究した結果、主たる原因は、陽極室の上部に
形成されるハロゲンガスよりなる気相部が陽イオ
ン交換膜と接している場合にハロゲンガスが膜を
通つて陰極室に拡散し、そのハロゲンガスと陰極
室で生成されるアルカリ金属水酸化物とが直ちに
反応して、アルカリ金属ハロゲン化物を生成する
ためであることをつきとめた。陽イオン交換膜の
片側がハロゲンガスに直接露出した場合、膜の反
対側にハロゲンガスが容易に拡散することは、下
記の実験事実より理解出来る。 第１図に示す如く、内容積１（10cm×10cm×
10cm）のアクリル樹脂製容器１′の中央に、イ
ー・アイ・デユポン・デ・ニモアース・アンド・
カンパニー製パーフルオロスルホン酸膜（商品名
“ナフイオンXR315”）（図中記号２′）をはさみこ
んで、３′及び４′の２つの室を成形させ、室３′
に20％苛性ソーダを一杯に充填し、室４′に塩素
ガスを常圧で1.2/hrを３時間通気し、その間に
20％苛性ソーダ中に増加した塩化ナトリウムを測
定した所、735ppmであつた。 次に、第２図に示す如く、膜２′が水平になる
如くし、下室３′に20％苛性ソーダを一杯に充填
し、上室４′に半容量の蒸溜水を充填し、この水
層の上部に塩素ガスを常圧で1.2/hrを３時間通
気し、その間に20％苛性ソーダ中に増加した塩化
ナトリウムを測定した所、27ppmであつた。従
つて、陽極室内の気液分離により形成されるハロ
ゲンガス相中に陽イオン交換膜が露出することが
ないように電解することが、アルカリ金属ハロゲ
ン化物を殆んど含まない高純度なアルカリ金属水
酸化物を得ることを可能にする要点である。 従来から種々発表されている陽イオン交換膜を
隔膜とする竪型電解槽は、気液分離に関し、二つ
の型に大別出来る。一つの型は、電解槽内の上部
で気液分離を行わせるものであり、他の型は電解
〓〓〓〓〓
槽外の別槽で気流分離を行わせるものである。前
者は、膜の装着の容易さから膜の上端は電解槽の
上面に付属するフランジ等に装着されるため、陽
極液上部に形成されるハロゲンガス相に陽イオン
交換膜の上部が露出しているのが一般である。後
者においても、ガス中の液ミストを出来るだけ少
なくすることと膜面の上部を出来るだけ有効に使
うことを目的として行われており、陽極室内の陽
極液の上部にハロゲンガス相が形成しないような
特別な工夫がなされていないので、陽極室内の陽
極液の上部にハロゲンガス相が形成されることは
避けられず、ハロゲンガス相に陽イオン交換膜の
上部が露出されることには変りがない。 従つて、上記従来方法により略垂直に張設され
た陽イオン交換膜を隔膜として電解を行う場合
は、陽極室で発生するハロゲンガスが膜を通つて
陰極室に拡散しアルカリ金属水酸化物中にアルカ
リ金属ハロゲン化物が含有される結果となる。 本発明は、略垂直に張設された陽イオン交換膜
を陽極液の上部に形成されるハロゲンガスからな
る気相部中に露出させないために、陽極室内の陽
極液の上昇流速を0.5cm/sec以上に保ち、陽極室
で発生するハロゲンガスが陽極液と分離すること
よつて生ずるハロゲンガスからなる気相を陽極室
内で形成させないようにし、電解槽外の別槽で気
液分離を行わせるものである。陽極液の上昇速度
が0.5cm/sec未満のときは、陽極から発生するハ
ロゲンガスの気泡を陽極液がかかえこんだ状態で
陽極室から排出することが出来ず、陽極室上部で
一部気液分離が行われ、ハロゲンガス相が形成さ
れる。 本発明の理解を容易にするために、図面により
説明する。 本発明は塩化ナトリウムや塩化カリウムの如き
アルカリ金属塩化物水溶液を略垂直に張設された
陽イオン交換膜を隔膜として電解し、塩素ガスの
如きハロゲンガスと水酸化ナトリウムや水酸化カ
リウムの如きアルカリ金属水酸化物を製造する一
般的な方法に適用出来る。電解槽外の別槽で気液
分離を行わせる典型的な竪型電解槽を第３図に示
す。陽イオン交換膜１によつて２分割された２室
からなり、陽極室２は陽極４を、陰極室３は陰極
５を有し、膜１は極室２及び３の外周のフランジ
６により所定の位置に装着される。アルカリ金属
ハロゲン化物水溶液７は、電解液供給口９から陽
極室２内に供給される。電解によつて発生したハ
ロゲンガスは電解されたアルカリ金属ハロゲン化
物水溶液との混合物として陽極室排出口１１から
取出される。陰極室３へは水あるいはアルカリ金
属水酸化物８が注液口１０から供給され、電解に
よつて発生した水素ガスは製品のアルカリ金属水
酸化物との混合物として陰極室排出口１２から取
出される。陽イオン交換膜１は公知の膜が用いら
れ、一般にこれらの膜物質は、電解環境に対し物
理的及び化学的に安定であり、かつ、スルホン酸
基、カルボン酸基等の活性はカチオン交換基を有
する重合体からなる。代表的かつ非常に良好な性
質を持つ膜はイー・アイ・デユポン・デ・ニモア
ース・アンド・カンパニー製パーフルオロスルホ
ン酸膜（商品名、ナフイオン）である。主要な操
作条件は特に限定されるものではないが、約50〜
330ｇ/の濃度のアルカリ金属ハロゲン化物水溶
液を供給し、10〜70A/dm2の電流密度で、分解率
10〜70％で電解する。得られるアルカリ金属水酸
化物の濃度は10〜50％である。 上記の如き方法によれば、陽極室で発生するハ
ロゲンガスが陽極液と分離することによつて生ず
るハロゲンガスからなる気相中に陽イオン交換膜
を露出させることなく電解を行うことが出来るの
で、ハロゲンガスが膜を通つて陰極室に拡散され
ず、従つて水銀法並みの低アルカリ金属ハロゲン
化物濃度の高純度なアルカリ金属水酸化物を製造
し得る。この優れた効果の理由については、下記
の如く説明出来る。 イオン交換膜は、イオン選択透過性及び液不浸
透性には優れているが、ガス不透過性に対しては
必ずしも十分ではない。従つて、ハロゲンガス相
中に膜が露出していると、ハロゲンガスは膜を通
つて陽極室から陰極室に浸透、拡散する。陰極室
にはアルカリ金属水酸化物が存在するので、ハロ
ゲンガスはこれと瞬時に反応し、アルカリ金属ハ
ロゲン化物とアルカリ金属次亜ハロゲン酸とを生
成する。 例えば、 Cl2＋2NaOH→NaCl＋NaClO＋H2O NaClOは陰極で直ちにNaClに還元される。 NaClO＋H2O＋2e→NaCl＋2OH 即ち、陰極室に拡散してきたCl2ガスは、苛性
〓〓〓〓〓
ソーダ中にNaClとして固定される結果となる。 依つて、略垂直に張設された膜を通してのハロ
ゲンガスの浸透、拡散を防ぐために、前記した如
く、膜の存在する陽極室内に気液分離面を形成さ
せないようにして電解すれば、アルカリ金属水酸
化物中のアルカリ金属ハロゲン化物の濃度が顕著
に減少する。 尚、本発明方法は陽極室側に略垂直に張設した
フツ素樹脂系中性多孔質膜又は陽イオン交換膜を
用いる多室式竪型電解槽にも適用出来、陽極室か
ら膜間室へのハロゲンガスの浸透、拡散を防止し
得るので、膜間室液の純度向上及び陰極室側のイ
オン交換膜の耐酸化性保護に対し多大な効力を持
つものであることはいうまでもない。 以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。 実施例１〜３、比較例１〜２ 第３図に示す構造の耐熱塩化ビニール樹脂製電
解槽（有効膜面積20cm×20cm）において、陽極に
TiO2−RuO2よりなる不溶性電極、陰極にメツシ
ユ状鉄製電極を使用して、飽和食塩水を電解し
た。電解隔膜はフツ素樹脂系の陽イオン交換膜
“ナフイオンXR315”を使用した。電解条件は供
給食塩水濃度305ｇ/、供給食塩水PH３、食塩水
分解率15％、電流密度50A/dm2、電解温度80℃と
し、更に、電解槽外の気液分離を行わせる別槽と
の間に陽極液を循環させることにより、陽極室内
の陽極液の上昇流速を0.2、0.4、0.5、0.6、0.8
cm/secに変化させた。上記条件で電解を行つた結
果を第１表に示す。 【表】
に関する。詳しくは、略垂直に張設された陽イオ
ン交換膜により陽極室と陰極室とに分離された所
謂竪型電解槽で、アルカリ金属ハロゲン化物水溶
液を電解して、高純度なアルカリ金属水酸化物を
製造する方法に関する。 本発明の目的は、アルカリ金属ハロゲン化物濃
度の低い高純度なアルカリ金属水酸化物を得るこ
とにある。 従来より、アルカリ金属ハロゲン化物水溶液を
電解してアルカリ金属水酸化物を得る方法とし
て、水銀法と隔膜法とがある。近年水銀による環
境汚染問題を契機として後者が注目されている
が、それぞれの方法よつて製造されたアルカリ金
属水酸化物の性状には大きな差異が認められ、不
純物濃度が著しく異なる。塩化ナトリウム水溶液
を電解して苛性ソーダを得る場合を例にとれば、
50％苛性ソーダ水溶液中で、水銀法では塩化ナト
リウム含量が数ppm〜数十ppmであるのに対
し、隔膜法では塩化ナトリウム含量が約
10000ppmもある。 隔膜法で得られる苛性ソーダ中の塩化ナトリウ
ムを除去する方法として、液体アンモニア抽出
法、水和物法及び複塩法等が研究され、一部実用
化もされているが、いづれもコストアツプを招
き、更にはかかる方法で精製された苛性ソーダ中
にも塩化ナトリウムが数百〜数千ppm残存し、
高純度な苛性ソーダを必要とする市場分野には使
用出来ないのが実状である。 従つて、近年、隔膜法で一般に用いられるアス
ベスト等の中性隔膜にかえて、陽イオン交換膜を
〓〓〓〓〓
用いる隔膜電解法が提案されている。この陽イオ
ン交換膜は陽極で発生するハロゲンガス、陽極液
中に生成する次亜ハロゲン酸イオン等の酸化性物
質により著しく劣化をうけるために、耐酸化性を
有する必要がある。このような要求に対して、最
近、パーフルオロ化炭化水素とスルホン化パーフ
ルオロビニルエーテルの共重合体で作られた改良
された膜が開発されている。種々の実験におい
て、かかる陽イオン交換膜はアルカリ金属水酸化
物の製造用に耐え得ることがわかつている。 しかしながら、このような膜を１枚だけ略垂直
に張設して電解を行う２室式電解法においては、
得られるアルカリ金属水酸化物中のアルカリ金属
塩化物含量は未だ数百〜数千ppmにも達し、高
純度を必要とする市場分野での使用に耐えないと
されている。最近、この問題を解決する方法とし
ては、略垂直に張設した陽イオン交換膜と中性隔
膜とをそれぞれ１枚以上用いる多室式電解法が研
究され、提案されている。この方法によれば、水
銀法と同等の低アルカリ金属塩化物含有の高純度
なアルカリ金属水酸化物を製造し得ることが知ら
れている。しかしながら、この多室式電解法は下
記の如き幾多の欠陥が指摘出来、工業的に極めて
不利な方法といわざるを得ない。 膜を２枚以上用いるために、必然的に槽電圧
の上昇を招き、エネルギーコストが大巾にアツ
プする。 電解槽構造が複雑化し、設備コストが過大と
なる。 電解槽操作が煩雑化し、運転性が悪化する。 本発明者等は、上記従来方法の欠点を克服すべ
く、略垂直に張設した陽イオン交換膜を用いる隔
膜電解法につき鋭意研究を重ねた結果、一般に公
知な耐酸化性陽イオン交換膜を用いた隔膜電解法
で、アルカリ金属ハロゲン化物濃度の非常に低い
高純度なアルカリ金属水酸化物を工業的に極めて
有利に製造出来る方法を見出した。 即ち、本発明は略垂直に張設された陽イオン交
換膜により陽極室と陰極室とに分離された竪型電
解槽で、アルカリ金属ハロゲン化物水溶液を電解
してアルカリ金属水酸化物を製造する方法におい
て、陽極室内の陽極液の上昇流速を0.5cm/sec以
上に保ち、且つ陽極液の出口を上方向に設け陽極
室で発生するハロゲンガスが陽極液と分離するこ
とによつて生ずるハロゲンガスからなる気相を陽
極室内に形成させないで電解を行なうことを特徴
とするアルカリ金属ハロゲン化物濃度の低い高純
度なアルカリ金属水酸化物の製法を内容とするも
のである。 本発明者等は、略垂直に張設した陽イオン交換
膜を用いるアルカリ金属ハロゲン化物水溶液の電
解によつて得られるアルカリ金属水酸化物中のア
ルカリ金属ハロゲン化物の混入原因につき、詳細
に研究した結果、主たる原因は、陽極室の上部に
形成されるハロゲンガスよりなる気相部が陽イオ
ン交換膜と接している場合にハロゲンガスが膜を
通つて陰極室に拡散し、そのハロゲンガスと陰極
室で生成されるアルカリ金属水酸化物とが直ちに
反応して、アルカリ金属ハロゲン化物を生成する
ためであることをつきとめた。陽イオン交換膜の
片側がハロゲンガスに直接露出した場合、膜の反
対側にハロゲンガスが容易に拡散することは、下
記の実験事実より理解出来る。 第１図に示す如く、内容積１（10cm×10cm×
10cm）のアクリル樹脂製容器１′の中央に、イ
ー・アイ・デユポン・デ・ニモアース・アンド・
カンパニー製パーフルオロスルホン酸膜（商品名
“ナフイオンXR315”）（図中記号２′）をはさみこ
んで、３′及び４′の２つの室を成形させ、室３′
に20％苛性ソーダを一杯に充填し、室４′に塩素
ガスを常圧で1.2/hrを３時間通気し、その間に
20％苛性ソーダ中に増加した塩化ナトリウムを測
定した所、735ppmであつた。 次に、第２図に示す如く、膜２′が水平になる
如くし、下室３′に20％苛性ソーダを一杯に充填
し、上室４′に半容量の蒸溜水を充填し、この水
層の上部に塩素ガスを常圧で1.2/hrを３時間通
気し、その間に20％苛性ソーダ中に増加した塩化
ナトリウムを測定した所、27ppmであつた。従
つて、陽極室内の気液分離により形成されるハロ
ゲンガス相中に陽イオン交換膜が露出することが
ないように電解することが、アルカリ金属ハロゲ
ン化物を殆んど含まない高純度なアルカリ金属水
酸化物を得ることを可能にする要点である。 従来から種々発表されている陽イオン交換膜を
隔膜とする竪型電解槽は、気液分離に関し、二つ
の型に大別出来る。一つの型は、電解槽内の上部
で気液分離を行わせるものであり、他の型は電解
〓〓〓〓〓
槽外の別槽で気流分離を行わせるものである。前
者は、膜の装着の容易さから膜の上端は電解槽の
上面に付属するフランジ等に装着されるため、陽
極液上部に形成されるハロゲンガス相に陽イオン
交換膜の上部が露出しているのが一般である。後
者においても、ガス中の液ミストを出来るだけ少
なくすることと膜面の上部を出来るだけ有効に使
うことを目的として行われており、陽極室内の陽
極液の上部にハロゲンガス相が形成しないような
特別な工夫がなされていないので、陽極室内の陽
極液の上部にハロゲンガス相が形成されることは
避けられず、ハロゲンガス相に陽イオン交換膜の
上部が露出されることには変りがない。 従つて、上記従来方法により略垂直に張設され
た陽イオン交換膜を隔膜として電解を行う場合
は、陽極室で発生するハロゲンガスが膜を通つて
陰極室に拡散しアルカリ金属水酸化物中にアルカ
リ金属ハロゲン化物が含有される結果となる。 本発明は、略垂直に張設された陽イオン交換膜
を陽極液の上部に形成されるハロゲンガスからな
る気相部中に露出させないために、陽極室内の陽
極液の上昇流速を0.5cm/sec以上に保ち、陽極室
で発生するハロゲンガスが陽極液と分離すること
よつて生ずるハロゲンガスからなる気相を陽極室
内で形成させないようにし、電解槽外の別槽で気
液分離を行わせるものである。陽極液の上昇速度
が0.5cm/sec未満のときは、陽極から発生するハ
ロゲンガスの気泡を陽極液がかかえこんだ状態で
陽極室から排出することが出来ず、陽極室上部で
一部気液分離が行われ、ハロゲンガス相が形成さ
れる。 本発明の理解を容易にするために、図面により
説明する。 本発明は塩化ナトリウムや塩化カリウムの如き
アルカリ金属塩化物水溶液を略垂直に張設された
陽イオン交換膜を隔膜として電解し、塩素ガスの
如きハロゲンガスと水酸化ナトリウムや水酸化カ
リウムの如きアルカリ金属水酸化物を製造する一
般的な方法に適用出来る。電解槽外の別槽で気液
分離を行わせる典型的な竪型電解槽を第３図に示
す。陽イオン交換膜１によつて２分割された２室
からなり、陽極室２は陽極４を、陰極室３は陰極
５を有し、膜１は極室２及び３の外周のフランジ
６により所定の位置に装着される。アルカリ金属
ハロゲン化物水溶液７は、電解液供給口９から陽
極室２内に供給される。電解によつて発生したハ
ロゲンガスは電解されたアルカリ金属ハロゲン化
物水溶液との混合物として陽極室排出口１１から
取出される。陰極室３へは水あるいはアルカリ金
属水酸化物８が注液口１０から供給され、電解に
よつて発生した水素ガスは製品のアルカリ金属水
酸化物との混合物として陰極室排出口１２から取
出される。陽イオン交換膜１は公知の膜が用いら
れ、一般にこれらの膜物質は、電解環境に対し物
理的及び化学的に安定であり、かつ、スルホン酸
基、カルボン酸基等の活性はカチオン交換基を有
する重合体からなる。代表的かつ非常に良好な性
質を持つ膜はイー・アイ・デユポン・デ・ニモア
ース・アンド・カンパニー製パーフルオロスルホ
ン酸膜（商品名、ナフイオン）である。主要な操
作条件は特に限定されるものではないが、約50〜
330ｇ/の濃度のアルカリ金属ハロゲン化物水溶
液を供給し、10〜70A/dm2の電流密度で、分解率
10〜70％で電解する。得られるアルカリ金属水酸
化物の濃度は10〜50％である。 上記の如き方法によれば、陽極室で発生するハ
ロゲンガスが陽極液と分離することによつて生ず
るハロゲンガスからなる気相中に陽イオン交換膜
を露出させることなく電解を行うことが出来るの
で、ハロゲンガスが膜を通つて陰極室に拡散され
ず、従つて水銀法並みの低アルカリ金属ハロゲン
化物濃度の高純度なアルカリ金属水酸化物を製造
し得る。この優れた効果の理由については、下記
の如く説明出来る。 イオン交換膜は、イオン選択透過性及び液不浸
透性には優れているが、ガス不透過性に対しては
必ずしも十分ではない。従つて、ハロゲンガス相
中に膜が露出していると、ハロゲンガスは膜を通
つて陽極室から陰極室に浸透、拡散する。陰極室
にはアルカリ金属水酸化物が存在するので、ハロ
ゲンガスはこれと瞬時に反応し、アルカリ金属ハ
ロゲン化物とアルカリ金属次亜ハロゲン酸とを生
成する。 例えば、 Cl2＋2NaOH→NaCl＋NaClO＋H2O NaClOは陰極で直ちにNaClに還元される。 NaClO＋H2O＋2e→NaCl＋2OH 即ち、陰極室に拡散してきたCl2ガスは、苛性
〓〓〓〓〓
ソーダ中にNaClとして固定される結果となる。 依つて、略垂直に張設された膜を通してのハロ
ゲンガスの浸透、拡散を防ぐために、前記した如
く、膜の存在する陽極室内に気液分離面を形成さ
せないようにして電解すれば、アルカリ金属水酸
化物中のアルカリ金属ハロゲン化物の濃度が顕著
に減少する。 尚、本発明方法は陽極室側に略垂直に張設した
フツ素樹脂系中性多孔質膜又は陽イオン交換膜を
用いる多室式竪型電解槽にも適用出来、陽極室か
ら膜間室へのハロゲンガスの浸透、拡散を防止し
得るので、膜間室液の純度向上及び陰極室側のイ
オン交換膜の耐酸化性保護に対し多大な効力を持
つものであることはいうまでもない。 以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。 実施例１〜３、比較例１〜２ 第３図に示す構造の耐熱塩化ビニール樹脂製電
解槽（有効膜面積20cm×20cm）において、陽極に
TiO2−RuO2よりなる不溶性電極、陰極にメツシ
ユ状鉄製電極を使用して、飽和食塩水を電解し
た。電解隔膜はフツ素樹脂系の陽イオン交換膜
“ナフイオンXR315”を使用した。電解条件は供
給食塩水濃度305ｇ/、供給食塩水PH３、食塩水
分解率15％、電流密度50A/dm2、電解温度80℃と
し、更に、電解槽外の気液分離を行わせる別槽と
の間に陽極液を循環させることにより、陽極室内
の陽極液の上昇流速を0.2、0.4、0.5、0.6、0.8
cm/secに変化させた。上記条件で電解を行つた結
果を第１表に示す。 【表】
第１図及び第２図は、塩素ガスの拡散状況を調
べるために用いた試験装置の概略断面図。第３図
は別槽で気液分離する竪型電解槽を示す断面図で
ある。 〓〓〓〓〓
べるために用いた試験装置の概略断面図。第３図
は別槽で気液分離する竪型電解槽を示す断面図で
ある。 〓〓〓〓〓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 略垂直に張設された陽イオン交換膜により陽
極室と陰極室とに分離された竪型電解槽で、アル
カリ金属ハロゲン化物水溶液を電解してアルカリ
金属水酸化物を製造する方法において、陽極室内
の陽極液の上昇流速を0.5cm/sec以上に保ち、且
つ陽極液の出口を上方向に設け陽極室で発生する
ハロゲンガスが陽極液と分離することによつて生
ずるハロゲンガスからなる気相を陽極室内に形成
させないで電解を行なうことを特徴とするアルカ
リ金属ハロゲン化物濃度の低い高純度なアルカリ
金属水酸化物の製法。 ２ アルカリ金属ハロゲン化物が塩化ナトリウ
ム、アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウム、
およびハロゲンガスが塩素ガスである特許請求の
範囲第１項記載の製法。 ３ アルカリ金属ハロゲン化物が塩化カリウム、
アルカリ金属水酸化物が水酸化カリウム、および
ハロゲンガスが塩素ガスである特許請求の範囲第
１項記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003114A JPS60187688A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 高純度なアルカリ金属水酸化物の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003114A JPS60187688A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 高純度なアルカリ金属水酸化物の製法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6195276A Division JPS5844749B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 高純度なアルカリ金属水酸化物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187688A JPS60187688A (ja) | 1985-09-25 |
| JPS6135277B2 true JPS6135277B2 (ja) | 1986-08-12 |
Family
ID=11548321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003114A Granted JPS60187688A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 高純度なアルカリ金属水酸化物の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187688A (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5414595B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1979-06-08 | ||
| JPS50120493A (ja) * | 1974-03-09 | 1975-09-20 | ||
| JPS5168477A (en) * | 1974-12-10 | 1976-06-14 | Asahi Chemical Ind | Kairyosareta denkaihoho |
| JPS5232866B2 (ja) * | 1974-10-09 | 1977-08-24 | ||
| JPS5177586A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-05 | Daiki Engineering Co | |
| JPS51142497A (en) * | 1975-06-04 | 1976-12-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | The electrolytic bath for sodium chloride |
-
1985
- 1985-01-10 JP JP60003114A patent/JPS60187688A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187688A (ja) | 1985-09-25 |
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