JPS627277B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS627277B2 JPS627277B2 JP53009912A JP991278A JPS627277B2 JP S627277 B2 JPS627277 B2 JP S627277B2 JP 53009912 A JP53009912 A JP 53009912A JP 991278 A JP991278 A JP 991278A JP S627277 B2 JPS627277 B2 JP S627277B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exchange membrane
- ion exchange
- micropores
- water
- calcium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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、イオン交換膜法食塩水の電解に供す
る塩水の精製法に関する。
る塩水の精製法に関する。
食塩水の電解方法としては、技術的には水銀
法、隔膜法の２系統が知られている。前者は水銀
を陰極として用いるので、これが環境汚染の原因
となる可能性があるため、近年水銀を使用しない
方法に移行しつつある。また、隔膜法の特徴は、
隔膜により陽極室と陰極室とを区分するところに
あり、狭義には、アスベスト膜等の過性の隔膜
を用い、溶液の少なくとも一部を隔膜を通して移
動させつつ電解を行なうものである。ここで、イ
オン交換膜法とは、広義の隔膜法に属するが、隔
膜として、実質的に透水性を有しないイオン交換
膜を用いる方法である。この方法によると食塩を
含む陽極室液が、陰極室に混入しないため、生成
苛性ソーダ中の食塩混入量を著しく減少させるこ
とができる。しかしながら、イオン交換膜法にあ
つては、陽極室液中のカルシウムやマグネシウム
分が、イオン交換膜上に沈着し、電解時の電極間
電圧を上昇させる欠点がある。このためイオン交
換膜法の供給塩水中に存在するカルシウム、マグ
ネシウム及び鉄などの重金属類を1ppm以下好ま
しくは0.5ppm以下にまで低下させなければなら
ない。
法、隔膜法の２系統が知られている。前者は水銀
を陰極として用いるので、これが環境汚染の原因
となる可能性があるため、近年水銀を使用しない
方法に移行しつつある。また、隔膜法の特徴は、
隔膜により陽極室と陰極室とを区分するところに
あり、狭義には、アスベスト膜等の過性の隔膜
を用い、溶液の少なくとも一部を隔膜を通して移
動させつつ電解を行なうものである。ここで、イ
オン交換膜法とは、広義の隔膜法に属するが、隔
膜として、実質的に透水性を有しないイオン交換
膜を用いる方法である。この方法によると食塩を
含む陽極室液が、陰極室に混入しないため、生成
苛性ソーダ中の食塩混入量を著しく減少させるこ
とができる。しかしながら、イオン交換膜法にあ
つては、陽極室液中のカルシウムやマグネシウム
分が、イオン交換膜上に沈着し、電解時の電極間
電圧を上昇させる欠点がある。このためイオン交
換膜法の供給塩水中に存在するカルシウム、マグ
ネシウム及び鉄などの重金属類を1ppm以下好ま
しくは0.5ppm以下にまで低下させなければなら
ない。
他方、過性隔膜を使用する方法（以下これを
単に隔膜法といい、イオン交換膜法と区別する）
においても、隔膜中にカルシウム等の沈着が生ず
るため、供給塩水中のカルシウム等の濃度は数
ppm程度まで低下せしめる。この場合通常、食
塩を溶解した食塩水に苛性ソーダ及び炭酸ソーダ
を添加し、溶液をアルカリ性にすることによつ
て、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム等の沈
殿を形成せしめて、これを分別除去する方法を用
いる。
単に隔膜法といい、イオン交換膜法と区別する）
においても、隔膜中にカルシウム等の沈着が生ず
るため、供給塩水中のカルシウム等の濃度は数
ppm程度まで低下せしめる。この場合通常、食
塩を溶解した食塩水に苛性ソーダ及び炭酸ソーダ
を添加し、溶液をアルカリ性にすることによつ
て、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム等の沈
殿を形成せしめて、これを分別除去する方法を用
いる。
しかしながら、上記方法によつては、イオン交
換膜法に適用し得るまでには精製することができ
ない。従つて、上記方法に加えて、更に精密な精
製を行う必要がある。従来カルシウム等の濃度を
更に低下させる手段として、特殊なイオン交換樹
脂やキレート樹脂を用いる方法等が試みられてい
るが、操作条件の困難性等のため、十分にこれら
の不純物を除去することが困難であつた。
換膜法に適用し得るまでには精製することができ
ない。従つて、上記方法に加えて、更に精密な精
製を行う必要がある。従来カルシウム等の濃度を
更に低下させる手段として、特殊なイオン交換樹
脂やキレート樹脂を用いる方法等が試みられてい
るが、操作条件の困難性等のため、十分にこれら
の不純物を除去することが困難であつた。
例えば、食塩を溶解した溶液をイミノジ酢酸基
を官能基とするキレート樹脂を充填した塔を通過
させる方法によつてカルシウム濃度を1ppm以下
にまで低下させることができる場合があるが、条
件によつては間もなくカルシウム濃度が1ppmを
越えるのである。
を官能基とするキレート樹脂を充填した塔を通過
させる方法によつてカルシウム濃度を1ppm以下
にまで低下させることができる場合があるが、条
件によつては間もなくカルシウム濃度が1ppmを
越えるのである。
本発明は、極めて容易な操作によつて、確実に
食塩水中のカルシウム等を除去する方法を提供す
るものである。
食塩水中のカルシウム等を除去する方法を提供す
るものである。
本発明の特徴は、イオン交換膜法食塩水の電解
において、戻り塩水に補給塩を再溶解後、苛性ソ
ーダ及び／又は炭酸ソーダを加えアルカリ性溶液
とした後、沈殿物を沈降分離及び過分離操作な
どの分離操作を行い、次いで微細孔を有するイオ
ン交換膜を通し電解槽に供給する塩水の精製方法
である。従つて本発明にあつては、従来公知の食
塩水電解用供給塩水に対する精製法によつて、一
たんカルシウム、マグネシウム等を除去した後、
塩水がアルカリ性の状態で、微細孔を有するイオ
ン交換膜を通過させるのである。このようにする
ことによつて、塩水中のカルシウム等の濃度は
1ppm以下にまで容易に低下するのである。
において、戻り塩水に補給塩を再溶解後、苛性ソ
ーダ及び／又は炭酸ソーダを加えアルカリ性溶液
とした後、沈殿物を沈降分離及び過分離操作な
どの分離操作を行い、次いで微細孔を有するイオ
ン交換膜を通し電解槽に供給する塩水の精製方法
である。従つて本発明にあつては、従来公知の食
塩水電解用供給塩水に対する精製法によつて、一
たんカルシウム、マグネシウム等を除去した後、
塩水がアルカリ性の状態で、微細孔を有するイオ
ン交換膜を通過させるのである。このようにする
ことによつて、塩水中のカルシウム等の濃度は
1ppm以下にまで容易に低下するのである。
本発明に用いる微細孔を有するイオン交換膜
は、通常、水柱１ｍの圧力差のもとに、毎時0.2
m3／m2以上透水率を有し、好ましくは50m3／m2以
下、更に好ましくは20m3／m2以下の透水率である
ように微細孔をイオン交換膜全面に有する。また
イオン交換基としては、スルホン基、カルボン酸
基、りん酸基等の陽イオン交換基の外、イミノジ
酢酸基、ジチゾン基、芳香族に水酸基とカルボン
酸基とを有する等、カルシウムとキレート結合を
形成するのに役立つ官能基を有するものも有効で
ある。従つて本発明の微細孔を有するイオン交換
膜としては、これらのキレート形成基を有するも
のも含む。
は、通常、水柱１ｍの圧力差のもとに、毎時0.2
m3／m2以上透水率を有し、好ましくは50m3／m2以
下、更に好ましくは20m3／m2以下の透水率である
ように微細孔をイオン交換膜全面に有する。また
イオン交換基としては、スルホン基、カルボン酸
基、りん酸基等の陽イオン交換基の外、イミノジ
酢酸基、ジチゾン基、芳香族に水酸基とカルボン
酸基とを有する等、カルシウムとキレート結合を
形成するのに役立つ官能基を有するものも有効で
ある。従つて本発明の微細孔を有するイオン交換
膜としては、これらのキレート形成基を有するも
のも含む。
また本発明を実施するに際して、微細孔を有す
るイオン交換膜種の選定のための目安として電解
槽に組み込んで使用する陽イオン交換膜と同種の
イオン交換膜或いは、少なくとも、同程度の固定
イオン濃度又は、同種交換基を有するイオン交換
膜から選択するのが好ましい。
るイオン交換膜種の選定のための目安として電解
槽に組み込んで使用する陽イオン交換膜と同種の
イオン交換膜或いは、少なくとも、同程度の固定
イオン濃度又は、同種交換基を有するイオン交換
膜から選択するのが好ましい。
更に戻り塩水中には、次亜塩素酸塩等酸化力を
有する物質がしばしば存在する。そこで、これら
の酸化性物質に耐久性のある微細孔を有する陽イ
オン交換膜の使用が望ましい。このため過フツ化
炭素を主鎖とする高分子体の側鎖にイオン交換基
等を持つた微細孔を有するイオン交換膜を用いる
のが好ましい。これらの膜の一例は、特開昭48−
37395号公報等に示されている。また、ナフイオ
ン701（商品名）としてデユポン社より市販され
ている。
有する物質がしばしば存在する。そこで、これら
の酸化性物質に耐久性のある微細孔を有する陽イ
オン交換膜の使用が望ましい。このため過フツ化
炭素を主鎖とする高分子体の側鎖にイオン交換基
等を持つた微細孔を有するイオン交換膜を用いる
のが好ましい。これらの膜の一例は、特開昭48−
37395号公報等に示されている。また、ナフイオ
ン701（商品名）としてデユポン社より市販され
ている。
以下に本発明を実施する場合の各工程を第１図
により、また本発明の最大の特徴である微細孔を
有するイオン交換膜による過工程の例について
は第２図により夫々説明する。
により、また本発明の最大の特徴である微細孔を
有するイオン交換膜による過工程の例について
は第２図により夫々説明する。
第１図において、１はイオン交換膜法食塩水電
解槽であり、Ａが陽極室、Ｋが陰極室を夫々表し
ている。戻り塩水は、配管１１を通つて電解槽か
ら抜き出され、場合によつては、一部配管１２よ
り電解槽に再供給される。１１より抜き出された
戻り塩水は、通常、脱塩素その他の処理工程（第
１図に図示されていない）を経て食塩溶解槽２に
入り、必要な食塩及び水を供給され、次いで反応
槽３で苛性ソーダ及び（又は）炭酸ソーダを加え
て、カルシウム分、マグネシウム分、鉄その他の
重金属分を大部分沈殿させる。これらの沈殿物
は、沈降分離機４（及び過器５）によつて分離
される。
解槽であり、Ａが陽極室、Ｋが陰極室を夫々表し
ている。戻り塩水は、配管１１を通つて電解槽か
ら抜き出され、場合によつては、一部配管１２よ
り電解槽に再供給される。１１より抜き出された
戻り塩水は、通常、脱塩素その他の処理工程（第
１図に図示されていない）を経て食塩溶解槽２に
入り、必要な食塩及び水を供給され、次いで反応
槽３で苛性ソーダ及び（又は）炭酸ソーダを加え
て、カルシウム分、マグネシウム分、鉄その他の
重金属分を大部分沈殿させる。これらの沈殿物
は、沈降分離機４（及び過器５）によつて分離
される。
これらの工程は、従来から隔膜法又は水銀法電
解において実施されている塩水の精製方法と本質
的に同一の方法である。本発明は更に上記薬剤処
理による精製工程に加えて、該溶液をアルカリ
性、好ましくはPH10以上の状態で、配管１３より
微細孔を有するイオン交換膜処理槽６を通過させ
る。該処理槽６の構造は、最も単純なものにあつ
ては一枚の過膜を有するものでよいが、更に直
列に複数枚用いること、又はキレート樹脂粒と併
せ用いることもよい。
解において実施されている塩水の精製方法と本質
的に同一の方法である。本発明は更に上記薬剤処
理による精製工程に加えて、該溶液をアルカリ
性、好ましくはPH10以上の状態で、配管１３より
微細孔を有するイオン交換膜処理槽６を通過させ
る。該処理槽６の構造は、最も単純なものにあつ
ては一枚の過膜を有するものでよいが、更に直
列に複数枚用いること、又はキレート樹脂粒と併
せ用いることもよい。
第２図にこれらの例を示す。
第２図イは、一枚の微細孔を有するイオン交換
膜２０を目皿板２１の上に置いた過器の例であ
り、処理液量の少ない場合に用いられる。
膜２０を目皿板２１の上に置いた過器の例であ
り、処理液量の少ない場合に用いられる。
ロは公知のフイルタープレス型の過器の例で
あり、この型の過機によると多数枚の微細孔を
有するイオン交換膜が組み込めるため、過面積を
大きくし得るだけでなく、過圧を大きくし得る
点で有利である。ハはキレート樹脂粒との併用の
例であり、微細孔を有するイオン交換膜上にキレ
ート樹脂粒２２を置く。この場合キレート樹脂の
粉末等が装置外に流失することも防止し得る。ま
たハの如き過機において、キレート樹脂粒２２
の上側にも更に一枚の微細孔を有するイオン交換
膜を設置するのも有効である。
あり、この型の過機によると多数枚の微細孔を
有するイオン交換膜が組み込めるため、過面積を
大きくし得るだけでなく、過圧を大きくし得る
点で有利である。ハはキレート樹脂粒との併用の
例であり、微細孔を有するイオン交換膜上にキレ
ート樹脂粒２２を置く。この場合キレート樹脂の
粉末等が装置外に流失することも防止し得る。ま
たハの如き過機において、キレート樹脂粒２２
の上側にも更に一枚の微細孔を有するイオン交換
膜を設置するのも有効である。
第１図において、処理装置６より配管１４によ
つて取り出された塩水は、場合によつて、配管１
２によつて分枝された戻り塩水と合流し、適宜PH
を調整した後再度電解槽に配管１５より供給され
る。
つて取り出された塩水は、場合によつて、配管１
２によつて分枝された戻り塩水と合流し、適宜PH
を調整した後再度電解槽に配管１５より供給され
る。
本発明の処理により、電解槽に供給される塩水
中のカルシウム濃度は、容易に1ppm以下、通常
0.5ppm以下にまで低下させることができる。更
に、本発明の処理に供した微細孔を有するイオン
交換膜等は、使用後鉱酸等で処理することにより
容易に再生し、反復使用することができる。
中のカルシウム濃度は、容易に1ppm以下、通常
0.5ppm以下にまで低下させることができる。更
に、本発明の処理に供した微細孔を有するイオン
交換膜等は、使用後鉱酸等で処理することにより
容易に再生し、反復使用することができる。
実施例 １
パーフロロカーボン系、スルホン酸型陽イオン
交換膜を用いる２室式イオン交換膜法食塩電解に
おいて、電解槽から約200m3／hrの割合で戻り塩
水を抜き出し、これを２分割し、一方は脱塩素
後、約2500Kg／hrで食塩を再溶解せしめ、これに
苛性ソーダ及び炭酸ソーダを加えシツクナーによ
つて沈殿物を分離し、次いで、PH約11の食塩水
を、微細孔を有するイオン交換膜を過膜とする
過面積約1.5m2の加圧過器にかけ、液は、
前記２分割した残りの戻り塩水と併せ、PH約２に
調整して電解槽に供給する。かかる精製プロセス
において、微細孔を有するイオン交換膜としスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体と塩化ビニルと
よりなるスルホン酸型陽イオン交換膜に一部鉄イ
オンを吸着させ、過酸化水素処理した微細孔を有
するイオン交換膜（透水率：12m3／m2・hr・１ｍ
H2O）を用いたところ、過供給液中のカルシウ
ム濃度約4ppmであつたものが、過液では0.8〜
1ppmであつた。
交換膜を用いる２室式イオン交換膜法食塩電解に
おいて、電解槽から約200m3／hrの割合で戻り塩
水を抜き出し、これを２分割し、一方は脱塩素
後、約2500Kg／hrで食塩を再溶解せしめ、これに
苛性ソーダ及び炭酸ソーダを加えシツクナーによ
つて沈殿物を分離し、次いで、PH約11の食塩水
を、微細孔を有するイオン交換膜を過膜とする
過面積約1.5m2の加圧過器にかけ、液は、
前記２分割した残りの戻り塩水と併せ、PH約２に
調整して電解槽に供給する。かかる精製プロセス
において、微細孔を有するイオン交換膜としスチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体と塩化ビニルと
よりなるスルホン酸型陽イオン交換膜に一部鉄イ
オンを吸着させ、過酸化水素処理した微細孔を有
するイオン交換膜（透水率：12m3／m2・hr・１ｍ
H2O）を用いたところ、過供給液中のカルシウ
ム濃度約4ppmであつたものが、過液では0.8〜
1ppmであつた。
実施例 ２
実施例１と同様であるが、過機として第２図
ハに示す如き装置を用い、イミノジ酢酸を官能基
とする縮合型キレート樹脂をSV約２となるよう
充填し、微細孔を有するイオン交換膜としてナフ
イオン701を用いたところ、液中のカルシウム
濃度0.1以下となつた。尚、この膜の透水率は約
８m3／m2・hr・１ｍH2Oであつた。
ハに示す如き装置を用い、イミノジ酢酸を官能基
とする縮合型キレート樹脂をSV約２となるよう
充填し、微細孔を有するイオン交換膜としてナフ
イオン701を用いたところ、液中のカルシウム
濃度0.1以下となつた。尚、この膜の透水率は約
８m3／m2・hr・１ｍH2Oであつた。
第１図は、本発明を実施するためのフローシー
トの一例であり、第２図は、本発明に用いる微細
孔を有するイオン交換膜を適用する過装置の数
例で、イは、小規模用、ロはフイルタープレス
型、ハはキレート樹脂粒との併用の各例である。 これらの図において、１は電解槽、２は食塩溶
解槽、３は反応槽、４及び５は沈殿分離器であ
り、６は微細孔を有するイオン交換膜を用いた
過機である。
トの一例であり、第２図は、本発明に用いる微細
孔を有するイオン交換膜を適用する過装置の数
例で、イは、小規模用、ロはフイルタープレス
型、ハはキレート樹脂粒との併用の各例である。 これらの図において、１は電解槽、２は食塩溶
解槽、３は反応槽、４及び５は沈殿分離器であ
り、６は微細孔を有するイオン交換膜を用いた
過機である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン交換膜法食塩水の電解において、戻り
塩水に補給塩を再溶解後、苛性ソーダ及び又は炭
酸ソーダを加えアルカリ性溶液とした後、大部分
の沈殿物を分離除去した後、微細孔を有するイオ
ン交換膜を通し、電解槽に供給することを特徴と
するイオン交換膜法食塩水電解に供する塩水の精
製方法。 ２ 微細孔を有するイオン交換膜が、過フツ化炭
素を主鎖とする高分子体である特許請求の範囲第
１項記載の方法。 ３ 微細孔を有するイオン交換膜の交換基がカル
シウムとキレート結合を形成するのに役立つ官能
基である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ カルシウムをキレート結合により捕促する官
能基を有する粒状樹脂と微細孔を有するイオン交
換膜とを併せ用いる特許請求の範囲第１項記載の
方法。 ５ 微細孔を有するイオン交換膜は１ｍ水柱下に
毎時0.2〜50m3／m2の透水率を有する特許請求の
範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP991278A JPS54103786A (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | Purification of brine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP991278A JPS54103786A (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | Purification of brine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54103786A JPS54103786A (en) | 1979-08-15 |
| JPS627277B2 true JPS627277B2 (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=11733308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP991278A Granted JPS54103786A (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | Purification of brine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54103786A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162285A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | イオン交換膜法による食塩の電解方法 |
| JP2010275579A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Chlorine Eng Corp Ltd | 水酸化ナトリウムの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5186100A (ja) * | 1975-01-25 | 1976-07-28 | Asahi Chemical Ind | Ensuinodenkaihoho |
| JPS5215833A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-05 | Hodogaya Chem Co Ltd | Process for purifying salt water |
| JPS533998A (en) * | 1976-07-01 | 1978-01-14 | Unitika Ltd | Purification of alkali brine for electrolysis |
-
1978
- 1978-02-02 JP JP991278A patent/JPS54103786A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54103786A (en) | 1979-08-15 |
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