JP2002233773A - Method for recovering high-purity boron-containing water and apparatus for treating boron eluate eluted from boron selective adsorption resin - Google Patents

Method for recovering high-purity boron-containing water and apparatus for treating boron eluate eluted from boron selective adsorption resin

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JP2002233773A
JP2002233773A JP2001032584A JP2001032584A JP2002233773A JP 2002233773 A JP2002233773 A JP 2002233773A JP 2001032584 A JP2001032584 A JP 2001032584A JP 2001032584 A JP2001032584 A JP 2001032584A JP 2002233773 A JP2002233773 A JP 2002233773A
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Japan
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boron
type
exchange resin
adjusted
anion exchange
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Satoshi Hayakawa
智 早川
Hitonori Kitani
仁紀 木谷
Takeshi Izumi
武志 泉
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Nippon Denko Co Ltd
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Nippon Denko Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device therefor which can recover water containing high purity boron by making a resin selectively adsorbing boron adsorb boron in waste water and by treating a boron eluting solution containing cations and anions obtained by eluting the adsorbed boron with a mineral acid. SOLUTION: The boron eluting solution eluted with the mineral acid from the resin selectively adsorbing boron firstly passes through a cation exchange column filled with a strongly acidic cation exchange resin modified to H type, and then passes through an anion exchange column filled with a I-type or II-type strongly basic anion exchange resin modified to OH type, or a weakly basic anion exchange resin modified to OH type.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホウ素を含む排水
をイオン交換樹脂により処理し、溶離する際に得られる
ホウ素溶離液の処理方法及び処理装置に係り、特にホウ
素選択吸着樹脂に吸着したホウ素を鉱酸で溶離して得ら
れるホウ素溶離液を処理して高純度のホウ素含有水を回
収する方法及びそのための処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for treating a boron eluate obtained by treating and eluting wastewater containing boron with an ion exchange resin, and more particularly to a method for treating boron contained in a boron selective adsorption resin. The present invention relates to a method for recovering high-purity boron-containing water by treating a boron eluate obtained by eluting the same with a mineral acid, and a treatment apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にニッケルメッキ液あるいはアルミ
表面処理液中にはホウ素化合物(ホウ酸等)が含まれて
おり、これらを扱う工場ではホウ素を含有する洗浄排水
が発生する。また、ガラス、釉薬、アルミコンデンサー
等ホウ素を使用する工場においてもホウ素を含む工場排
水が発生する。
2. Description of the Related Art Generally, a nickel plating solution or an aluminum surface treatment solution contains a boron compound (boric acid, etc.), and a factory that handles these generates cleaning wastewater containing boron. Plants that use boron, such as glass, glazes, and aluminum capacitors, also generate factory wastewater containing boron.

【0003】ホウ素は植物にとっては必須微量元素であ
り、海水には4〜5mg/l程度含まれていることは周知のこ
とである。一方、ホウ素が人体に与える影響は必ずしも
明確ではないものの低濃度の継続摂取において生殖機能
の低下などの健康障害を起こす可能性が指摘されてい
る。平成11年2月、ホウ素の環境基準として1mg/l以下が
告示され、追って排水基準も定められることになると予
想されるため、これらのホウ素を含む工場排水中のホウ
素除去処理が必要となってきている。
It is well known that boron is an essential trace element for plants and that seawater contains about 4 to 5 mg / l. On the other hand, although the effects of boron on the human body are not always clear, it has been pointed out that continuous ingestion of low concentrations may cause health problems such as reduced reproductive function. In February 1999, 1 mg / l or less was announced as an environmental standard for boron, and it is expected that a effluent standard will be set in the future.Therefore, it is necessary to remove boron from factory wastewater containing these boron. ing.

【0004】したがって、ホウ素を含む工場排水からホ
ウ素を効率よく除去するとともに除去されたホウ素をホ
ウ酸などの再利用できる形に再生する技術の確立が望ま
れている。そのための手段として、ホウ素を含有する排
水を陰イオン交換樹脂、あるいはホウ素選択吸着樹脂に
吸着させ、それにより排水を浄化する(特開平2-32952
号公報、その他)とともに、樹脂に吸着したホウ素を酸
やアルカリを用いて溶離し、溶離液から陰イオンである
酸根やアルカリを除いて純度の高いホウ素含有水を得る
方法が知られている。
[0004] Therefore, it is desired to establish a technique for efficiently removing boron from factory wastewater containing boron and regenerating the removed boron into a reusable form such as boric acid. As a means for this, wastewater containing boron is adsorbed on an anion exchange resin or a boron selective adsorption resin, thereby purifying the wastewater (JP-A-2-32952).
In addition to this, a method is known in which boron adsorbed on a resin is eluted with an acid or an alkali, and an acid salt or an alkali, which is an anion, is removed from the eluate to obtain highly pure boron-containing water.

【0005】このうち、ホウ素選択吸着樹脂により吸着
処理する方法は、当該樹脂が排水中にホウ素以外のイオ
ンを含有する水溶液、たとえば海水からもホウ素を吸着
できる特徴をもっているため、工場排水のような塩濃度
が高いところでも使用できるという利点がある。
[0005] Among these, the method of performing adsorption treatment with a boron selective adsorption resin is characterized in that the resin has the characteristic of being capable of adsorbing boron even from an aqueous solution containing ions other than boron, for example, seawater, in wastewater. There is an advantage that it can be used even in a place where the salt concentration is high.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者の研
究により、このホウ素選択吸着樹脂を使用して排水中の
ホウ素を吸着させ、当該樹脂を硫酸、塩酸等の鉱酸で溶
離処理を行ったとき、溶離液中にはホウ素化合物の他
に、Na、Ca、Mg等の陽イオンが相当高い濃度で存在する
ことが明かになった。その原因は必ずしも明らかではな
いが、N-メチルグルカミン基を有するホウ素選択吸着樹
脂にはこれら元素も吸着されるためであると推定され
る。さらにCr(III)、Ni(II)等の重金属を中和し沈澱
処理した後の工場排水を通液する場合、僅かではあるが
これらの重金属の水酸化物がイオン交換樹脂に付着し、
鉱酸で溶離したときイオンとなって溶離液に存在するよ
うになる。したがって、この方法で得られる溶離液か
ら、たとえばイオン交換樹脂により陰イオンのみを取り
除いても、ホウ素含有水の純度が低く、高純度ホウ素原
料となり得ないという問題があった。
However, according to the study of the present inventors, the boron selective adsorption resin is used to adsorb boron in waste water, and the resin is subjected to an elution treatment with a mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid. At that time, it became clear that cations such as Na, Ca, and Mg existed in the eluate at a considerably high concentration in addition to the boron compound. Although the cause is not necessarily clear, it is presumed that these elements are also adsorbed to the boron selective adsorption resin having an N-methylglucamine group. Furthermore, when passing through factory effluent after neutralizing and precipitating heavy metals such as Cr (III) and Ni (II), a small amount of hydroxides of these heavy metals adhere to the ion exchange resin,
When eluted with a mineral acid, they become ions and are present in the eluate. Therefore, even if only anions are removed from the eluate obtained by this method using, for example, an ion-exchange resin, the purity of the boron-containing water is low, so that there is a problem that a high-purity boron raw material cannot be obtained.

【0007】本発明は、このようなホウ素選択吸着樹脂
を用いて排水中のホウ素を吸着させこれを鉱酸によって
溶離させて得られる陽イオン及び陰イオンを含む溶離液
を処理して高純度のホウ素含有水を回収することのでき
る方法及びそのための装置を提案することを目的とす
る。
According to the present invention, the eluent containing cations and anions obtained by adsorbing boron in waste water by using such a boron selective adsorption resin and eluting the same with a mineral acid is treated to obtain high purity. It is an object of the present invention to propose a method and an apparatus for recovering boron-containing water.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な陽イオン及び陰イオンを含有するホウ素溶離液を精製
する過程において、ホウ酸は酸性領域ではイオン化する
ことなくホウ酸分子(H3BO3)として溶解しており、H型
に調整した強酸性陽イオン交換樹脂にもOH型に調整した
陰イオン交換樹脂にも吸着されることなく分子状で漏出
すること、したがって、H型に調整した強酸性陽イオン
交換樹脂を充填したイオン交換塔に通液することにより
溶離液中のNaイオン、Caイオン、Mgイオン、さらには重
金属の陽イオン等が吸着除去され、ついで陰イオン交換
塔に通液することにより陰イオンが吸着除去され、また
ホウ酸はいずれのイオン交換樹脂にも吸着されずそのま
ま漏出することを確認して、本発明に至ったものであ
る。
In the process of purifying such a boron eluent containing a cation and an anion, the present inventors have found that boric acid is not ionized in an acidic region, and boric acid molecules (H 3 BO 3 ), which is dissolved as a molecule without being adsorbed by both the strongly acidic cation exchange resin adjusted to the H-form and the anion exchange resin adjusted to the OH-form. Na ions, Ca ions, Mg ions, and cations of heavy metals in the eluent are adsorbed and removed by passing the solution through an ion exchange column filled with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to It has been confirmed that anions are adsorbed and removed by passing the solution through the column, and that boric acid leaks as it is without being adsorbed to any ion exchange resin.

【0009】すなわち、本発明の高純度ホウ素含有水の
回収方法は、ホウ素を吸着したホウ素選択吸着樹脂から
鉱酸を用いて溶離したホウ素溶離液を、まずH型に調整
した強酸性陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換塔
に通液し、次いでOH型に調整したI型若しくはII型強塩
基性陰イオン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イ
オン交換樹脂を充填した陰イオン交換塔に通液すること
とするものである。
That is, in the method for recovering high-purity boron-containing water of the present invention, a boron eluent eluted from a boron selective adsorption resin having adsorbed boron with a mineral acid is first converted into an H-type strongly acidic cation exchange solution. Pass the solution through a cation exchange column packed with resin, and then anion exchange packed with an I- or II-type strongly basic anion exchange resin adjusted to OH type or a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type The liquid is passed through the tower.

【0010】上記陽イオン交換塔、ついで陰イオン交換
塔に通液後、さらにH型に調整した強酸性陽イオン交換
樹脂及びOH型に調整したI型若しくはII型強塩基性陰イ
オン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオン交換
樹脂を混合して充填した混床イオン交換塔に通液するこ
とを好適とするものである。また、混床イオン交換塔を
直列に接続された複数の同型のイオン交換塔により構成
し、これらを順送り交換方式により操業することを好適
とする。
After passing the solution through the above cation exchange column and then into the anion exchange column, a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form and a strongly basic anion exchange resin of type I or II adjusted to OH-type or It is preferable to mix a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type and pass the mixture through a mixed bed ion exchange column filled with the resin. Further, it is preferable that the mixed bed ion exchange tower is constituted by a plurality of ion exchange towers of the same type connected in series, and these are operated by a progressive exchange method.

【0011】また、本発明の鉱酸によりホウ素選択吸着
樹脂から溶離したホウ素溶離液の処理装置は、ホウ素選
択吸着樹脂から溶離したホウ素溶離液の流入側から順
に、H型に調整した強酸性陽イオン交換樹脂を充填した
陽イオン交換塔及びOH型に調整したI型若しくはII型強
塩基性陰イオン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰
イオン交換樹脂を充填した陰イオン交換塔を配設してな
るものである。
Further, the apparatus for treating a boron eluate eluted from a boron selective adsorption resin with a mineral acid according to the present invention comprises a strongly acidic solution adjusted to H-type in order from the inflow side of the boron eluate eluted from the boron selective adsorption resin. A cation exchange tower packed with an ion exchange resin and an anion exchange tower packed with a strongly basic anion exchange resin of type I or II adjusted to OH type or a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type are provided. It is set up.

【0012】上記処理装置において、陽イオン交換塔に
続けて設けられた陰イオン交換塔の後段にさらにH型に
調整した強酸性陽イオン交換樹脂及びOH型に調整したI
型若しくはII型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH型に調
整した弱塩基性陰イオン交換樹脂を混合して充填した混
床イオン交換塔を配設してなることとするのが好適であ
り、混床イオン交換塔は、複数の同型のイオン交換塔を
直列に接続したものであることとするのが好適である。
In the above treatment apparatus, a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form and an I-form adjusted to OH-form are provided at the subsequent stage of the anion exchange tower provided following the cation exchange tower.
It is preferable that a mixed-bed ion exchange column filled with a mixture of a weakly basic anion exchange resin adjusted to a type or type II strongly basic anion exchange resin or an OH type is preferably provided, It is preferable that the mixed-bed ion exchange tower be one in which a plurality of ion exchange towers of the same type are connected in series.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を具体的
に説明する。本発明で処理の対象となる溶離液は、ホウ
素選択吸着樹脂から鉱酸により溶離したホウ素溶離液で
ある。ホウ素選択吸着樹脂の代表的なものは、N-メチル
グルカミン基を有するホウ素選択吸着樹脂であり、ホウ
素を吸着した樹脂の溶離は塩酸、硫酸などの鉱酸で行わ
れる。この溶離液には、たとえばB:2〜3g/l、陰イオン
であるSO4イオン、Clイオンのほか不純物としてNaイオ
ン:1〜3g/l、Caイオン:0.5〜2g/l、Mgイオン:約0.3g
/l程度等種々の不純物が含まれる。したがって、純度の
高いホウ素原料とするには陰イオンのほか、これら不純
物であるNa、Ca、Mg等の陽イオンを除去しなければなら
ない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described specifically. The eluent to be treated in the present invention is a boron eluent eluted from a boron selective adsorption resin with a mineral acid. A typical example of the boron selective adsorption resin is a boron selective adsorption resin having an N-methylglucamine group, and elution of the boron-adsorbed resin is performed with a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. The eluent contains, for example, B: 2-3 g / l, SO 4 ions and Cl ions as anions, Na ions: 1-3 g / l as impurities, Ca ions: 0.5-2 g / l, and Mg ions: About 0.3g
Various impurities such as about / l are included. Therefore, in order to obtain a high-purity boron raw material, it is necessary to remove not only anions but also cations such as Na, Ca and Mg, which are impurities.

【0014】そのため、上記溶離液は、まずH型に調整
した強酸性陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換塔
に通液される。これにより、Na、Ca等の陽イオンが吸着
・除去される。しかし、ホウ酸はこの液のpHが低く酸性
領域にあるためホウ酸分子(H3BO3)の形で溶解してお
り、陽イオン交換樹脂には吸着されることなく漏出され
る。
For this purpose, the above eluent is first passed through a cation exchange column filled with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form. Thereby, cations such as Na and Ca are adsorbed and removed. However, boric acid is dissolved in the form of boric acid molecules (H 3 BO 3 ) because the pH of this solution is low and in the acidic region, and is leaked out without being adsorbed by the cation exchange resin.

【0015】続いて、OH型に調整したI型若しくはII型
強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性
陰イオン交換樹脂を充填した陰イオン交換塔に通液す
る。これにより、SO4イオンなどの陰イオンが吸着除去
される。しかし、ここでも溶液は酸性あるいは中性領域
にあり、ホウ酸はホウ酸分子として溶解しイオン化して
いないため、陰イオン交換樹脂に吸着されることなくそ
のまま漏出する。なお、陰イオン交換塔から除去される
べきイオンが漏出するとpH、あるいは電気伝導率の急激
な変化が生ずるため、先頭側の出口配管にpH計あるいは
電気伝導度計を設置することにより通水の終点管理が容
易になる。
Subsequently, the solution is passed through an anion exchange column filled with an I- or II-type strongly basic anion exchange resin adjusted to OH type or a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type. Thereby, anions such as SO 4 ions are adsorbed and removed. However, also in this case, the solution is in an acidic or neutral region, and boric acid dissolves as boric acid molecules and is not ionized, and thus leaks without being adsorbed by the anion exchange resin. If ions to be removed leak from the anion exchange tower, a sudden change in pH or electrical conductivity occurs.Therefore, installing a pH meter or electrical conductivity meter at the outlet pipe on the head side allows water to flow. End point management becomes easy.

【0016】上記の操作により溶離液中からホウ素以外
の陽イオン及び陰イオンが完全に除去され、不純物の極
めて少ない純度の高いホウ素溶液が得られることにな
る。しかしながら、上記の操作に当たり、陽イオン交換
塔に充填した陽イオン交換樹脂、あるいは陰イオン交換
塔に充填した陰イオン交換樹脂が飽和したときには、溶
離液中の成分であるホウ素以外の陽イオンや陰イオンが
漏出する懸念がある。また、陰イオン交換樹脂の再生に
使用したNaOH中のNaが洗浄後にも僅かながら残留し、こ
れがホウ素溶液中に混入することもありうる。このよう
な問題に対処するため、上記操作を終えた後、さらに混
床イオン交換塔に通液するのが効果的である。
By the above operation, cations and anions other than boron are completely removed from the eluate, and a highly pure boron solution containing very few impurities can be obtained. However, in the above operation, when the cation exchange resin charged in the cation exchange column or the anion exchange resin charged in the anion exchange column is saturated, the cation or anion other than boron, which is a component in the eluent, is saturated. There is a concern that ions may leak. Further, Na in NaOH used for regeneration of the anion exchange resin slightly remains after washing, and may be mixed into the boron solution. In order to cope with such a problem, it is effective to further pass the solution through the mixed bed ion exchange column after the above operation is completed.

【0017】この混床イオン交換塔には、H型に調整
した強酸性陽イオン交換樹脂及びOH型に調整したI型
若しくはII型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH型に調整
した弱塩基性陰イオン交換樹脂の2つのタイプの樹脂が
混合して充填されており、この混床イオン塔に通液する
ことにより、上記汚染物質(陽イオン及び陰イオン)が
完全に除去され、極めて純度の高いホウ酸溶液を得るこ
とができる。なお、混床イオン交換塔におけるH型に調
整した強酸性陽イオン交換樹脂とOH型に調整した陰イオ
ン交換樹脂(I型若しくはII型強塩基性陰イオン交換樹
脂あるいはOH型に調整した弱塩基性陰イオン交換樹脂)
の混合比率は、混合のしやすさを考慮して1:1とする
のがよい。
The mixed bed ion exchange column is provided with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H form, a strong basic anion exchange resin of type I or II adjusted to OH form, or a weakly basic cation exchange resin adjusted to OH form. The two types of anion exchange resins are mixed and packed, and by passing through this mixed bed ion tower, the above contaminants (cations and anions) are completely removed, resulting in extremely high purity. A high boric acid solution can be obtained. In the mixed bed ion exchange column, a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-type and an anion exchange resin adjusted to OH-type (type I or II strongly basic anion exchange resin or a weak base adjusted to OH-type) Anionic exchange resin)
Is preferably 1: 1 in consideration of ease of mixing.

【0018】上記の構成により、極めて高純度のホウ酸
溶液を安定して得ることができるが、実際の操業上の問
題としては、混床イオン交換塔の終点管理を誤って陽イ
オンあるいは陰イオンが漏出する危険性がある。本発明
では、そのための対策として、混床イオン交換塔として
同型のものを2基以上用意し、これらを直列に接続した
ものとする。これにより、直列に接続した混床イオン交
換塔のうち先頭の混床イオン交換塔から陽イオンあるい
は陰イオンが漏出しても、それは、後続の同型のイオン
交換塔により除去される。これにより、最終の混床イオ
ン交換塔からいずれのイオンも漏出することはない。
Although the above-mentioned structure makes it possible to obtain a boric acid solution of extremely high purity in a stable manner, a practical problem is that the end point of the mixed bed ion exchange column is incorrectly controlled by the cation or the anion. Risk of leakage. In the present invention, as a countermeasure, two or more mixed bed ion exchange towers of the same type are prepared and connected in series. Accordingly, even if cations or anions from the head of the mixed bed ion exchange column of mixed bed ion exchange column connected in series to leak, it is removed by the ion exchange column for subsequent isomorphic. As a result, no ions leak from the final mixed bed ion exchange tower.

【0019】このような同型のイオン交換塔を直列に接
続してなる一群のイオン交換塔の管理は、いわゆる順送
り交換方式により行うことができる。この順送り交換方
式とは、複数の同型のイオン交換塔を直列に接続して操
業している場合に、先頭側のイオン交換塔から除去され
るべきイオン種が漏出し始めたとき、操業を一旦中断
し、先頭側イオン交換塔を取り外し、その後に後続イオ
ン交換塔を当てはめ、後続イオン交換塔の後には新しく
調整されたイオン交換塔を設置する方式をいう。この方
式を採用することにより、イオン交換塔の能力を完全に
使いきることができ、経済的な操業が可能になる。ま
た、先頭側のイオン交換塔から除去されるべきイオンが
漏出するとpH、あるいは電気伝導率の急激な変化が生ず
るため、先頭側の出口配管にpH計あるいは電気伝導度計
を設置することにより通水の終点管理が容易になる。
The management of a group of ion exchange towers formed by connecting the same type of ion exchange towers in series can be performed by a so-called progressive exchange method. This progressive exchange method means that, when a plurality of ion exchange towers of the same type are connected in series and operated, when the ion species to be removed starts to leak from the leading ion exchange tower, the operation is temporarily stopped. The system is interrupted, the leading ion exchange tower is removed, the subsequent ion exchange tower is applied, and a newly adjusted ion exchange tower is installed after the subsequent ion exchange tower. By adopting this method, the capacity of the ion exchange column can be completely used, and economic operation can be achieved. Also, if ions to be removed leak from the ion exchange tower on the head side, a sudden change in pH or electrical conductivity occurs. Water end point management becomes easy.

【0020】本発明の実施に適するプラントの構成の代
表的な例を図1〜3に示した。図1では、ホウ素選択吸
着樹脂から溶離したホウ素溶離の流入側から順に、H型
に調整した強酸性陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン
交換塔1及びOH型に調整したI型若しくはII型強塩基性
陰イオン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオン
交換樹脂を充填した陰イオン交換塔2を配設されてお
り、これにより本発明の基本的な目的が達成される。な
お、この構成では陰イオン交換塔2の出口配管にpH計4
が取り付けられている。このpH計4に代え、あるいはこ
れに加えて電気伝導度計5を設置することもできる。
Representative examples of plant configurations suitable for implementing the present invention are shown in FIGS. In FIG. 1, a cation exchange column 1 filled with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-type and a type I or II type adjusted to OH-type are sequentially arranged from the inflow side of boron elution eluted from the boron selective adsorption resin. An anion exchange column 2 packed with a basic anion exchange resin or a weakly basic anion exchange resin adjusted to an OH type is provided, thereby achieving the basic object of the present invention. In this configuration, a pH meter 4 was connected to the outlet pipe of the anion exchange tower 2.
Is attached. An electric conductivity meter 5 can be provided instead of or in addition to the pH meter 4.

【0021】図2に示すものでは、上記図1に示した構成
に加えて混床イオン交換塔3が付け加えられている。こ
れにより、陽イオン交換塔1あるいは陰イオン交換塔2が
飽和しても、陽イオンや陰イオンが漏出することを防止
できる。図3に示すものは、混床イオン交換塔を複数の
同型のイオン交換塔3A、3Bを直列に接続した構成とした
ものである。これにより、陽イオン及び陰イオンの漏出
をさらに完全に防止できる。なお、この構成では、混床
イオン交換塔側のうち先頭側のものの出口配管にpH計4
が取り付けられている。このpH計4に代えあるいはこれ
に加えて電気伝導度計5を設置することもできる。
In FIG. 2, a mixed-bed ion exchange column 3 is added to the configuration shown in FIG. Thereby, even if the cation exchange tower 1 or the anion exchange tower 2 is saturated, leakage of cations and anions can be prevented. The one shown in FIG. 3 has a configuration in which a plurality of ion exchange columns 3A and 3B of the same type are connected in series to a mixed bed ion exchange column. Thereby, leakage of cations and anions can be more completely prevented. In this configuration, a pH meter 4 was connected to the outlet pipe of the top one of the mixed bed ion exchange towers.
Is attached. An electric conductivity meter 5 can be provided instead of or in addition to the pH meter 4.

【0022】[0022]

【実施例】内径34mm、高さ1000mmのアクリル製カラムを
3本準備した。そのうち1本目には、H型に調整した強酸
性陽イオン交換樹脂300mlを充填して陽イオン交換塔
(カラム)とした。次の2本目には、OH型に調整した弱
塩基性陰イオン交換樹脂300mlを充填して陰イオン交換
塔(カラム)とした。最後の3本目にはH型に調整した強
酸性陽イオン交換樹脂150mlとOH型に調整した弱塩基性
陽イオン交換樹脂150mlを十分混合して充填して混床イ
オン交換塔(カラム)とした。これらの陽イオン交換塔
および陰イオン交換塔及び混床イオン交換塔を接続して
本発明に係るホウ素溶離液の処理装置とした。
[Example] An acrylic column with an inner diameter of 34 mm and a height of 1000 mm was used.
I prepared three. The first one was filled with 300 ml of a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form to form a cation exchange column. The second tube was filled with 300 ml of a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type to form an anion exchange column. In the third column, 150 ml of the strongly acidic cation exchange resin adjusted to the H type and 150 ml of the weakly basic cation exchange resin adjusted to the OH type were sufficiently mixed and filled to form a mixed bed ion exchange column. . These cation exchange tower, anion exchange tower, and mixed bed ion exchange tower were connected to form a boron eluent treatment apparatus according to the present invention.

【0023】作成した装置にイオン交換水を流速3000ml
/hで1h通液してイオン交換樹脂に残存する薬剤を抽出、
洗浄した後、圧縮空気により脱水状態にし、その後、表
1に示すホウ素溶離液を流速3000ml/hで通液した。
Ion-exchanged water at a flow rate of 3000 ml
/ h for 1 h to extract the drug remaining in the ion exchange resin,
After washing, dehydrate with compressed air.
The boron eluent shown in 1 was passed at a flow rate of 3000 ml / h.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】図4は陰イオン交換塔の出口側における処
理水のB、SO4イオン濃度およびpHと通液量(BV)との関
係図である。ここに示すように、陰イオン交換塔におい
ては通液量がほぼ4BVに達するまでは、SO4イオンの除去
が完全に行われ、純度のよいホウ酸溶液を回収できる。
なお、SO4イオンが漏出し始めると陰イオン交換塔出口
でpHが急激に低下するので、これにより通液の終点を管
理できる。なお、陽イオン交換塔については、Naイオ
ン、Caイオンの濃度がSO4イオンの濃度に比べて低いた
め、上記通液量ではこれら成分の漏出は認められない
が、SO4イオンが漏出しない段階で、Naイオン、Caイオ
ンが陽イオン交換塔から漏出すると陰イオン交換塔出口
のpHが上昇する。これにより通液の終点を管理できる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the B and SO 4 ion concentrations and the pH of the treated water at the outlet side of the anion exchange tower and the flow rate (BV). As shown here, in the anion exchange column, SO 4 ions are completely removed until the flow rate reaches approximately 4 BV, and a boric acid solution with high purity can be recovered.
When the SO 4 ions start to leak, the pH sharply drops at the outlet of the anion exchange tower, so that the end point of the flow can be controlled. In the cation exchange column, since the concentration of Na ion and Ca ion is lower than the concentration of SO 4 ion, no leakage of these components is observed at the above flow rate, but the stage where SO 4 ion does not leak Then, when Na ions and Ca ions leak from the cation exchange tower, the pH at the anion exchange tower outlet rises. Thereby, the end point of the flow can be managed.

【0026】しかしながら、陽イオン交換塔から陽イオ
ン、陰イオン交換塔から陰イオンが漏出するとき、ホウ
酸溶液へのこれらイオンの混入を防ぎ高純度ホウ素含有
水を得るために、先に説明したように混床塔に通液する
必要がある。
However, when cations leak from the cation exchange tower and anions leak from the anion exchange tower, in order to prevent these ions from being mixed into the boric acid solution and obtain high-purity boron-containing water, the above description is made. Need to be passed through a mixed bed tower.

【0027】図5は混床イオン交換塔の出口側における
処理水のB濃度、SO4濃度、pH及び電気伝導率と通液量
(BV)の関係図である。ここに示すように、混床イオン
交換塔から陽イオン、あるいは陰イオンの漏出は認めら
れない。なお、仮に混床イオン交換塔から陽イオンが漏
出し始めればpHの上昇とともに電気伝導率の上昇が生ず
るために、通液の終点管理が容易にできる。また、陰イ
オンが漏出し始めれば、pHの低下とともに電気伝導度の
上昇が生ずるため、前記の場合と同様に通液の終点管理
が容易にできる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the B concentration, the SO 4 concentration, the pH, the electric conductivity, and the flow rate (BV) of the treated water at the outlet of the mixed bed ion exchange column. As shown here, no leakage of cations or anions from the mixed-bed ion exchange column was observed. If cations start to leak from the mixed-bed ion exchange column, an increase in the electrical conductivity occurs with an increase in the pH, so that the end point control of the flow can be easily performed. In addition, when the anion starts to leak, the electrical conductivity increases as the pH decreases, so that the end point management of the liquid passing can be easily performed as in the case described above.

【0028】以上説明したように、本発明によりNa、Ca
等の陽イオン及びCl、SO4等の陰イオンを含有するホウ
素溶離液から極めて高純度のホウ素含有水を回収するこ
とができる。したがって、これを濃縮、結晶化すること
によって例えば、高純度のボロン系合金鉄を製造するた
めの原料ホウ酸を容易に得ることができる。本発明によ
って得られたホウ酸を結晶化させたときの不純物の水準
は表2に示されているが、いずれの成分も極めて低く、
ガラス原料、原子炉制御用材等の原料として好適に使用
することができる。
As described above, according to the present invention, Na, Ca
Cations and Cl, the extremely high purity boron-containing water from the boron eluate containing anions such SO 4 can be recovered and the like. Therefore, by concentrating and crystallizing this, for example, a raw material boric acid for producing high-purity boron-based ferroalloys can be easily obtained. The levels of impurities when the boric acid obtained according to the present invention was crystallized are shown in Table 2, and all components were extremely low.
It can be suitably used as a raw material for a glass raw material, a reactor control material, and the like.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、上記のようにホウ素選択吸着
樹脂から溶離したホウ素溶離液から不純物の少ない極め
て高純度のホウ酸含有水溶液を効率的に回収することが
できる。得られた回収液からは、高純度のホウ酸を得る
ことができ、ボロン系合金鉄の原料としてはもちろん、
ガラス、アルミコンデンサー、釉薬、原子炉制御用材の
製造のため使用することができる。
According to the present invention, an extremely high-purity boric acid-containing aqueous solution containing few impurities can be efficiently recovered from the boron eluate eluted from the boron selective adsorption resin as described above. From the obtained recovered liquid, high-purity boric acid can be obtained, and as a raw material for boron-based ferroalloys,
It can be used for the production of glass, aluminum capacitors, glazes and reactor control materials.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に用いる基本的なプラント配置図であ
る。
FIG. 1 is a basic plant layout diagram used in the present invention.

【図2】 本発明に用いる基本的なプラント配置図であ
る。
FIG. 2 is a basic plant layout diagram used in the present invention.

【図3】 本発明に用いる基本的なプラント配置図であ
る。
FIG. 3 is a basic plant layout diagram used in the present invention.

【図4】 陰イオン交換塔の出口側における処理水の
B、NaOH濃度およびpHと通液量(BV)との関係図であ
る。
FIG. 4 is treated water at the outlet side of the anion exchange tower
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between B, NaOH concentration and pH, and the flow rate (BV).

【図5】 混床イオン交換塔の出口側における処理水の
B濃度、pH及び電気伝導率と通液量(BV)との関係図で
ある。
FIG. 5: Treated water at the outlet side of the mixed bed ion exchange tower
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between B concentration, pH, and electric conductivity, and the flow rate (BV).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:陽イオン交換塔 2:陰イオン交換塔 3:混床イオン交換塔 4:pH計 5:電気伝導度計 1: Cation exchange tower 2: Anion exchange tower 3: Mixed bed ion exchange tower 4: pH meter 5: Electric conductivity meter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ホウ素選択吸着樹脂から鉱酸により溶離
したホウ素溶離液を、まずH型に調整した強酸性陽イオ
ン交換樹脂を充填した陽イオン交換塔に通液し、次いで
OH型に調整したI型若しくはII型強塩基性陰イオン交換
樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオン交換樹脂を充
填した陰イオン交換塔に通液することを特徴とする高純
度ホウ素含有水の回収方法。
1. A boron eluent eluted from a boron selective adsorption resin with a mineral acid is first passed through a cation exchange column packed with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form,
High-purity boron content characterized by passing through an anion-exchange column packed with a type I or type II strongly basic anion exchange resin adjusted to OH type or a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type Water recovery method.
【請求項2】 陽イオン交換塔、ついで陰イオン交換塔
に通液後、さらにH型に調整した強酸性陽イオン交換樹
脂及びOH型に調整したI型若しくはII型強塩基性陰イオ
ン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオン交換樹
脂を混合して充填した混床イオン交換塔に通液すること
を特徴とする請求項1に記載の高純度ホウ素含有水の回
収方法。
2. After passing through a cation exchange column and then an anion exchange column, a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H type and a strongly basic anion exchange resin type I or II adjusted to OH type. The method for recovering high-purity boron-containing water according to claim 1, wherein the mixture is passed through a mixed-bed ion exchange column packed with a weakly basic anion exchange resin adjusted to OH type and filled.
【請求項3】 混床イオン交換塔を直列に接続された複
数の同型のイオン交換塔により構成し、これらを順送り
交換方式により操業することとすることを特徴とする請
求項2に記載の高純度ホウ素含有水の回収方法。
3. The multi-bed ion exchange tower according to claim 2, wherein the mixed bed ion exchange tower is constituted by a plurality of ion exchange towers of the same type connected in series, and these are operated by a progressive exchange system. A method for recovering water containing pure boron.
【請求項4】 鉱酸によりホウ素選択吸着樹脂から溶離
したホウ素溶離液の流入側から順に、H型に調整した強
酸性陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換塔及びOH
型に調整したI型若しくはII型強塩基性陰イオン交換樹
脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオン交換樹脂を充填
した陰イオン交換塔を配設してなることを特徴とするホ
ウ素選択吸着樹脂から溶離したホウ素溶離液の処理装
置。
4. A cation exchange column packed with a strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form, in order from the inflow side of the boron eluent eluted from the boron selective adsorption resin with a mineral acid.
Selective boron adsorption characterized by comprising an anion exchange column packed with a type I or II type strongly basic anion exchange resin adjusted to a type or a weakly basic anion exchange resin adjusted to an OH type Processing equipment for boron eluent eluted from resin.
【請求項5】 陽イオン交換塔に続けて設けられた陰イ
オン交換塔の後段にさらにH型に調整した強酸性陽イオ
ン交換樹脂及びOH型に調整したI型若しくはII型強塩基
性陰イオン交換樹脂又はOH型に調整した弱塩基性陰イオ
ン交換樹脂を混合して充填した混床イオン交換塔を配設
してなることを特徴とする請求項4に記載のホウ素選択
吸着樹脂から溶離したホウ素溶離液の処理装置。
5. A strongly acidic cation exchange resin adjusted to H-form and a type I or II strong basic anion adjusted to OH after the anion exchange tower provided following the cation exchange tower. 5. A mixed bed ion exchange column packed with a mixture of an exchange resin or a weakly basic anion exchange resin adjusted to an OH type, and eluted from the boron selective adsorption resin according to claim 4. Processing equipment for boron eluent.
【請求項6】 混床イオン交換塔は、複数の同型のイオ
ン交換塔を直列に接続したものであることを特徴とする
請求項5記載のホウ素選択吸着樹脂から溶離したホウ素
溶離液の処理装置。
6. The apparatus for treating a boron eluent eluted from a boron selective adsorption resin according to claim 5, wherein the mixed bed ion exchange column is formed by connecting a plurality of ion exchange columns of the same type in series. .
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JP2006326488A (en) * 2005-05-26 2006-12-07 Nippon Rensui Co Ltd Boron recovery method
KR20200105845A (en) * 2017-12-15 2020-09-09 엘렉트리씨트 드 프랑스 How to identify the unit causing a raw water leak in the condenser of a thermal power plant

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