JP2000093547A - 塩素含有有機物の無害化方法 - Google Patents

塩素含有有機物の無害化方法

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JP2000093547A
JP2000093547A JP26630498A JP26630498A JP2000093547A JP 2000093547 A JP2000093547 A JP 2000093547A JP 26630498 A JP26630498 A JP 26630498A JP 26630498 A JP26630498 A JP 26630498A JP 2000093547 A JP2000093547 A JP 2000093547A
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chlorine
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melting
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JP26630498A
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Yoichi Karita
陽一 刈田
Shunji Inoue
俊二 井上
Tetsuya Yanase
哲也 柳瀬
Akimitsu Hiraki
昭光 平木
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】危険性のあるNaやSDを運搬したりSDを製
造することなく、有害な塩素含有有機物を安全に無害化
する方法を提供する。 【解決手段】Na塩の直接電解により、あるいはNa塩
をNaイオン伝導体を介して電解することにより、Na
を低融点金属4に含有させ、この低融点金属4を塩素含
有有機物8と接触させる。その結果、塩素含有有機物中
の塩素とNaとの脱塩素反応が生じ、塩素含有有機物が
無害化される。低融点金属としては、例えばBiやBi
−In合金が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PCB等の有害な
塩素含有有機物をナトリウム(Na)を用いて無害化す
る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】PCBやPCBを含む絶縁油等の化学的
処理方法として、従来からNa法が知られている。しか
しNaは化学的に活性で空気(酸素)、水、水蒸気等と
反応し易く、取り扱い性が悪い。そこで分散溶剤である
デカリン(デカヒドロナフタリン)にNaを10〜40
%入れて5〜10μmに微粒化したSD(Sodium Dispe
rsion)が用いられている。このSDはNaの表面を油が
覆うので空気や水との反応が緩慢になり、Naよりは取
り扱いが少し容易になる。Na法ではこのSD中のNa
をPCB中の塩素と反応させ、NaClとして脱塩素す
る。脱塩素化反応は50〜200℃であり、活性化剤を
添加して50〜60℃で反応させることができる。
【0003】しかしこのSDは工場で作って輸送してき
たり、あるいは工場よりNaを輸送してきてPCB無害
化装置に組み込んでNaをSDに作り替えたりする必要
があり、この輸送、取り扱い、SD製造装置の運転等に
は安全対策のための設備が必要となる。しかも爆発や火
災等の危険性のポテンシャルはなお高く、多くの注意が
必要であるとの欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、危険性のあるNaやSDを運搬した
りSDを製造することなく、PCB等の有害な塩素含有
有機物をNaを用いて無害化する方法を提供するために
なされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の塩素含有有機物の無害化方法は、
Naを含有させた低融点金属を塩素含有有機物と接触さ
せ、塩素含有有機物中の塩素とNaとの脱塩素反応を行
わせることを特徴とするものである。なお、Naを低融
点金属に含有させる方法としては、低融点金属にNaを
溶融合金化させる方法や、Na塩を直接電解する方法
や、Na塩をNaイオン伝導体を介して電解する方法等
を取ることができる。低融点金属としては、BiやBi
−In合金のような融点が400℃以下の金属又は合金
を用いることが好ましい。
【0006】本発明によれば、Na含有量が少なく危険
性の少ない低融点金属を使ったり、あるいは反応に必要
なだけのNaを無害化装置内で作りながら無害化反応を
進行させることができるので、危険性のあるNaやSD
を運搬したりSDを製造する必要がなく、安全に塩素含
有有機物の無害化が行える。なお塩素含有有機物には活
性化剤を添加して反応性を高めることもできる。以下に
本発明の好ましい実施形態を示す。
【0007】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は本発明
の第1の実施形態を示す図であり、1は無害化反応槽、
2はNa生成槽である。Na生成槽2は約200℃に加
熱されており、その内部にはNa塩の溶融塩3と低融点
金属4とが充填されている。Na塩としては、例えばN
aOHとKOHとNa2 CO3 との混合塩を用いること
ができる。また低融点金属4としては、例えばBi−I
n合金を用いることができる。このBi−In合金の融
点は80℃以下である。
【0008】このNa塩の溶融塩3と低融点金属4とは
比重差により上下に分離しており、陽極5を溶融塩3中
に差し込み、陰極6を低融点金属4中に差し込んで直流
を通電してNa塩の電解を行う。この結果、Na塩中の
Naが陰極6側の低融点金属4に移動し、数%程度の濃
度で低融点金属4中に溶け込む。なお、低融点金属4は
不活性ガスや油等を用いて空気から遮断し、Naの酸化
を防止するものとする。
【0009】このようにしてNaを含有させた低融点金
属4を、ポンプ7により無害化反応槽1に送る。無害化
反応槽1にはPCB含有油等の塩素含有有機物8が供給
され、攪拌機9により低融点金属4と塩素含有有機物8
とを接触させる。その結果、塩素含有有機物8中の塩素
と低融点金属4中のNaとの脱塩素反応が進行する。無
害化反応槽1の反応温度は高い方が脱塩素反応の進行速
度を大きくでき、この例では200℃とした。ただしP
CBの揮発があるため、排ガス処理が必要となる。Na
濃度の低下した低融点金属4はNa生成槽2に返送さ
れ、再びNaを受け取って無害化反応槽1に循環され
る。PCB含有油と低融点金属4とを接触させる場合に
は、油により低融点金属4を空気から遮断する。この場
合、油中の水分は予め除去しておくことが好ましい。
【0010】なお、無害化反応槽1に塩素含有有機物8
の代わりにデカリン等のSD用溶媒を入れ、Naを含有
させた低融点金属4と接触させることによりSDを生成
することもできる。その場合には生成されたSDを別の
槽においてPCB含有油等の塩素含有有機物8と接触さ
せ、脱塩素による無害化を行わせる。このようにSDを
作るときには、溶媒の室は窒素ガスで不活性雰囲気とし
ておくことが好ましい。
【0011】(第2の実施形態)図2は本発明の第2の
実施形態を示す図である。その構成は第1の実施形態と
同様であるが、第2の実施形態では無害化反応槽1及び
Na生成槽2が80℃と比較的低温に維持されている。
そしてNa生成槽2にはNa塩の水溶液10(NaCl
の水溶液)が充填されている。このNa塩の水溶液10
を第1の実施形態と同様に電解することにより、融点が
80℃以下の低融点金属4中にNaを移動させる。この
場合の低融点金属4中のNa濃度は0.1〜1%程度で
ある。その後の工程は、第1の実施形態と同様である。
【0012】この第2の実施形態では低温で脱塩素反応
を進行させるため、PCBの揮発を防止できる。また装
置を加熱する必要もない。ただし反応に長時間を要する
こととなる。なおこの第2の実施形態では、脱塩素反応
により生じたNaClをNa生成槽2に返送して再利用
することができる。
【0013】(第3の実施形態)図3は本発明の第3の
実施形態を示す図である。この第3の実施形態では、無
害化反応槽1とNa生成槽2が一体化された電解反応槽
11が用いられる。この電解反応槽11の内部には低融
点金属4が充填され、隔壁板12の左側にはNa塩の溶
融塩3が、右側にはPCB含有油等の塩素含有有機物8
(又はSD用溶媒)が供給される。隔壁板12の下端に
は隙間があり、低融点金属4が流通できるようになって
いる。
【0014】Na塩の溶融塩3に陽極5を差し込み、低
融点金属4に陰極6を差し込んでNa塩の電解を行う
と、低融点金属4にNaが移動する。このようにしてN
aが溶け込んだ低融点金属4が隔壁板12の下端を通過
して右側に移動し、塩素含有有機物8と接触して脱塩素
反応が進行する。なお、Na塩の溶融塩3の代わりにN
a塩の水溶液を用いることもできる。
【0015】(第4の実施形態)図4は本発明の第4の
実施形態を示す図である。この第4の実施形態では、N
a生成槽2の内部にβ−アルミナやNASICON(商
標)等のNaイオン伝導体の隔壁13が設けられてい
る。そしてその左側にはNa塩の溶融塩3又はNa塩の
水溶液が、右側には低融点金属4が充填されている。低
融点金属4は熱交換器14を介して無害化反応槽1に送
られ、前記と同様にPCB含有油等の塩素含有有機物8
の無害化が行われる。
【0016】以上に説明した第2〜第3の実施形態は、
第1の実施形態に比べて電流効率は必ずしも良くない
が、装置が簡単であって少量のPCB等を簡便に無害化
するに適したものである。
【0017】(第5の実施形態)図5は本発明の第5の
実施形態を示す図である。この第5の実施形態は、前記
した第4の実施形態におけるNa生成槽2と無害化反応
槽1とを一体化させたものである。Na生成槽2の壁面
はβ−アルミナ等のNaイオン伝導体により構成されて
おり、その内部にNaOH−KOH等の溶融塩を入れて
おく。槽全体は200℃に加熱される。これらの第4及
び第5の実施形態は、Naイオン伝導体を介してNaイ
オンのみを移動させるようにしたので、Na塩の直接電
解を行う第1〜第3の実施形態に比較して電流効率が高
く、大量のPCB等を無害化するに適する。
【0018】上記したいずれの実施形態においても、N
a源としてはNaOH、炭酸ソーダ、NaCl等の安全
な材料を使用することができ、危険なNaやSDを直接
取り扱う必要はない。なおNaClを用いるときは、A
lCl3 やZnCl2 との混合共晶塩として融点を下げ
ることができる。またいずれの実施形態においても危険
なNaやSDを貯蔵する必要がなく、Naは必要量だけ
電解によって供給すればよい。しかもそのNa量は、電
流を加減することによって容易にコントロールすること
ができる利点がある。
【0019】(第6の実施形態)図6は本発明の第6の
実施形態を示す図である。第1〜第5の実施形態ではN
a塩の電解によりNaを低融点金属に含有させたのであ
るが、この第6の実施形態では、予めNaを溶融合金化
させた低融点金属4をSD生成槽15に入れ、SD用溶
媒と接触させる。その結果SDが生成されるので、この
SDを無害化反応槽1に送り塩素含有有機物8と接触さ
せる。このように、Naを含有させた低融点金属を用い
て生成したSDにより、塩素含有有機物8の無害化を図
ることもできる。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。図7に示すN
a生成槽2の内部に、Naイオン伝導体よりなる容器状
の隔壁13を設置し、その内部に低融点金属4としてB
i−In合金(Bi35%)を充填した。Na生成槽2
は250℃に加熱され、NaOH−KOHの共晶塩(N
aOH約50モル%、融点約170℃)にNa2 CO3
を添加しながら、陽極5と陰極6との間に5Vの電圧を
印加して電解を行った。その結果、Na2 CO3 →2N
+ +CO2 +O2 ↑の反応が生じる。
【0021】この反応により発生したNa+ イオンはN
aイオン伝導体よりなる隔壁13を通過して陰極側の低
融点金属4中に入り、放電してNaとなって低融点金属
4に溶け込む。このようにして数%程度のNaを含有さ
せた低融点金属4は熱交換器14により冷却されたう
え、50〜200℃の無害化反応槽1にポンプ輸送され
る。
【0022】無害化反応槽1にはPCB含有油が供給さ
れ、攪拌機9により高速攪拌して低融点金属4と接触さ
せる。その結果、PCB中の塩素は低融点金属4中のN
aと反応してNaClとなり、脱塩素される。また、S
Dを作りたいときにはPCB含有油に代えてSD用溶媒
を無害化反応槽1に入れておけば、Naの5〜10μm
の粒子を溶媒が囲んだ状態の分散液が得られ、これを別
の槽でPCB含有油等と接触させて脱塩素に使う。Na
が希薄になった低融点金属4は再び熱交換器14を通っ
て加熱されたうえ、Na生成槽2に戻される。この装置
によりPCB含有油の無害化処理を行った一例を表1に
示す。攪拌速度は150rpmである。
【0023】
【表1】
【0024】なお、上記の実験ではPCB中のClに対
するモル比の10倍相当をNa生成槽2で作成した。N
a生成槽2では0.5A/cm2 の電流により、Naを
24g/hの速度で生成した。Naの生成速度は、電圧
をコントロールすることにより調整できる。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
装置内部で必要量のNaを生成し、低融点金属中に含有
させてPCB等の有害な塩素含有有機物と接触させるよ
うにしたので、危険性のあるNaやSDを運搬したりS
Dを製造することなく、有害な塩素含有有機物を安全に
無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態を示す断面図である。
【図4】本発明の第4の実施形態を示す断面図である。
【図5】本発明の第5の実施形態を示す断面図である。
【図6】本発明の第6の実施形態を示す断面図である。
【図7】本発明の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 無害化反応槽、2 Na生成槽、3 Na塩の溶融
塩、4 低融点金属、5 陽極、6 陰極、7 ポン
プ、8 塩素含有有機物、9 攪拌機、10 Na塩の
水溶液、11 電解反応槽、12 隔壁板、13 Na
イオン伝導体の隔壁、14 熱交換器、15 SD生成
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳瀬 哲也 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 平木 昭光 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 2E191 BA12 BA13 BC01 BD00 4H006 AA02 AC13 BE90

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Naを含有させた低融点金属を塩素含有
    有機物と接触させ、塩素含有有機物中の塩素とNaとの
    脱塩素反応を行わせることを特徴とする塩素含有有機物
    の無害化方法。
  2. 【請求項2】 Na塩の直接電解により、Naを低融点
    金属に含有させる請求項1に記載の塩素含有有機物の無
    害化方法。
  3. 【請求項3】 Na塩をNaイオン伝導体を介して電解
    することにより、Naを低融点金属に含有させる請求項
    1に記載の塩素含有有機物の無害化方法。
  4. 【請求項4】 低融点金属が、BiやBi−In合金の
    ような融点が400℃以下の金属又は合金である請求項
    1〜3の何れかに記載の塩素含有有機物の無害化方法。
JP26630498A 1998-09-21 1998-09-21 塩素含有有機物の無害化方法 Pending JP2000093547A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009514805A (ja) * 2005-10-10 2009-04-09 フェアストック テクノロジーズ コーポレイション 液化金属合金を使用して有機化合物を変換するための方法および関連装置

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JP2009514805A (ja) * 2005-10-10 2009-04-09 フェアストック テクノロジーズ コーポレイション 液化金属合金を使用して有機化合物を変換するための方法および関連装置

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Effective date: 20030107