JP2015199050A - Method of removing metal ion in saturated salt water - Google Patents
Method of removing metal ion in saturated salt water Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015199050A JP2015199050A JP2014081186A JP2014081186A JP2015199050A JP 2015199050 A JP2015199050 A JP 2015199050A JP 2014081186 A JP2014081186 A JP 2014081186A JP 2014081186 A JP2014081186 A JP 2014081186A JP 2015199050 A JP2015199050 A JP 2015199050A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- metal ions
- chelate
- salt water
- tower
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
本発明は、飽和塩水中の金属イオンの除去方法に関し、詳しくは、微量金属を吸着するキレート剤として、キレート樹脂ではなく、キレート型イオン交換繊維を使用し、特に、再生処理工程における、H型に変換されたキレート型イオン交換繊維をNa型に変換する活性化工程として、キレート樹脂の場合と異なる方法を採用し、超高純度の飽和塩水の製造を可能とした、飽和塩水中の金属イオンの除去方法に関する。 The present invention relates to a method for removing metal ions in saturated salt water, and more specifically, as a chelating agent that adsorbs trace metals, a chelate ion exchange fiber is used instead of a chelate resin. As an activation process to convert the chelate ion exchange fiber converted to Na into a Na type, metal ions in saturated salt water that enable the production of ultra-high purity saturated salt water by adopting a method different from the case of chelate resin It is related with the removal method.
現在、電解ソーダ工業では塩を原料とし、電解法を用いて苛性ソーダ、塩素、水素を製造している。電解法には、イオン交換膜法、隔膜法、水銀法があるが、わが国では現在すべてイオン交換膜法を用いている。イオン交換膜法では、先ず、原料となる塩を溶解槽で飽和塩水とし、次に、精製槽で不純物を除去し電解槽に送る。電解槽の陽極室に塩水、陰極室に希薄苛性ソーダを注入し、直流の電気を流して電気分解をする。 At present, the electrolytic soda industry uses salt as a raw material and produces caustic soda, chlorine, and hydrogen using an electrolytic process. Electrolysis methods include ion exchange membrane method, diaphragm method, and mercury method, but all of them currently use ion exchange membrane method. In the ion exchange membrane method, first, a salt as a raw material is made saturated brine in a dissolution tank, and then impurities are removed in a purification tank and sent to an electrolytic cell. Salt water is injected into the anode chamber of the electrolytic cell and dilute caustic soda is injected into the cathode chamber.
ところで、電解槽にはイオン交換膜が使用されているが、電解槽中に金属イオンが存在すると、膜面に金属水酸化物が析出し、電流効率の低下及び膜の物理的な破壊を引き起こす恐れがある。そのため精製槽の後段に、キレート樹脂塔を設置し、精製槽で微量に漏れた金属イオンを除去している(特許文献1)。 By the way, an ion exchange membrane is used in the electrolytic cell. However, if metal ions are present in the electrolytic cell, a metal hydroxide is deposited on the membrane surface, causing a decrease in current efficiency and a physical breakdown of the membrane. There is a fear. Therefore, a chelate resin tower is installed at the rear stage of the purification tank to remove metal ions leaked in a small amount in the purification tank (Patent Document 1).
キレート樹脂は、金属イオンとキレート結合を作ることができる官能基を有する樹脂であり、古くから知られている代表的なキレート剤である。一般に、塔に充填して使用され、金属イオンの除去工程において金属イオンを吸着したキレート樹脂は、再生処理工程にて処理された後に再使用される。再生処理工程は、酸水溶液によってキレート樹脂に吸着された金属イオンを溶離させると共にキレート型イオン交換繊維をH型に変換再生する溶離再生工程と、H型に変換されたキレート樹脂をNa型に変換する活性化工程とから成る。 The chelate resin is a resin having a functional group capable of forming a chelate bond with a metal ion, and is a typical chelating agent known for a long time. In general, a chelate resin that is used while being packed in a tower and has adsorbed metal ions in a metal ion removal step is reused after being treated in a regeneration treatment step. The regeneration treatment step elutes the metal ions adsorbed on the chelate resin by the aqueous acid solution, converts the chelate ion exchange fiber into H type and regenerates, and converts the chelate resin converted to H type into Na type. And an activation process.
近時、不純物金属イオンを含有する飽和塩水をキレート型イオン交換繊維と接触させることを特徴とする金属イオンの除去方法が提案されている(特許文献2)。 Recently, there has been proposed a method for removing metal ions, characterized in that saturated salt water containing impurity metal ions is brought into contact with a chelate ion exchange fiber (Patent Document 2).
キレート樹脂での反応速度は、粒子状の樹脂母体に導入された官能基に対象となるイオンが届くまでの拡散速度が律速となるため、金属イオンの除去効率が悪い等の問題があるが、キレート型イオン交換繊維は、交換基が表面に露出していることから、キレート樹脂よりも反応速度の面で有利であり、従って、従来キレート樹脂塔に充填されているキレート樹脂の代わりにキレート型イオン交換繊維を充填することによって微量金属イオンの除去を行う際、キレート型イオン交換繊維の充填量を減少することができ、処理量の向上及び処理装置の小型化を図ることができる利点がある。 The reaction rate with the chelate resin is limited because the diffusion rate until the target ion reaches the functional group introduced into the particulate resin matrix is limited. The chelate type ion exchange fiber is advantageous in terms of reaction rate than the chelate resin because the exchange group is exposed on the surface, and therefore, the chelate type ion exchange fiber can be used instead of the chelate resin conventionally packed in the chelate resin tower. When removing trace amounts of metal ions by filling ion exchange fibers, there is an advantage that the amount of chelate ion exchange fibers can be reduced, the throughput can be improved, and the processing apparatus can be downsized. .
キレート型イオン交換繊維の再生は、キレート樹脂の場合と同様に行うことが出来るが、未だ、その具体的な方法は提案されていない。 Regeneration of the chelate ion exchange fiber can be performed in the same manner as in the case of the chelate resin, but no specific method has been proposed yet.
本発明の目的は、不純物金属イオンを含有する飽和塩水をキレート型イオン交換繊維と接触させる金属イオンの除去方法における最適な再生法を見出し、超高純度の飽和塩水の製造を可能とした、飽和塩水中の金属イオンの除去方法を提供することにある。 The object of the present invention is to find an optimum regeneration method in a method for removing metal ions in which saturated salt water containing impurity metal ions is brought into contact with a chelate ion exchange fiber, and enables the production of ultra-high purity saturated salt water. It is providing the removal method of the metal ion in salt water.
すなわち、本発明の要旨は、キレート型イオン交換繊維を充填した塔の上部から下部に向けて不純物金属イオンを含有する飽和塩水を供給してキレート型イオン交換繊維に金属イオンを吸着させる金属イオンの除去工程と、塔の下部から上部に向けて酸水溶液を供給してキレート型イオン交換繊維に吸着された金属イオンを溶離させると共にキレート型イオン交換繊維をH型に変換再生する溶離再生工程と、塔の上部から下部に向けて苛性ソーダ水溶液を供給してH型に変換されたキレート型イオン交換繊維をNa型に変換する活性化工程とを包含することを特徴とする飽和塩水中の金属イオンの除去方法に存する。 That is, the gist of the present invention is that metal ions that adsorb metal ions to the chelate ion exchange fiber by supplying saturated salt water containing impurity metal ions from the upper part to the lower part of the column packed with the chelate ion exchange fiber. A removal step, an elution regeneration step in which an aqueous acid solution is supplied from the bottom to the top of the column to elute the metal ions adsorbed on the chelate ion exchange fiber and to convert and regenerate the chelate ion exchange fiber to H type, An aqueous solution of caustic soda from the upper part of the tower to the lower part of the tower to convert the chelate ion-exchange fibers converted to H-type into Na-type. It exists in the removal method.
本発明によれば、例えば、総金属(Ca、Mg、Sr)イオン濃度が5ppb以下に低減された超高純度の飽和塩水の製造が可能である。 According to the present invention, for example, it is possible to produce ultra-high purity saturated brine whose total metal (Ca, Mg, Sr) ion concentration is reduced to 5 ppb or less.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
先ず、本発明が対象とする飽和塩水について説明する。本発明に係る金属イオンの除去方法は、例えば、前述の特開2007−262443号公報に記載された塩化ナトリウムの電解方法における飽和塩水(ブライン)の調整工程で使用することが出来る。 First, the saturated brine targeted by the present invention will be described. The method for removing metal ions according to the present invention can be used, for example, in the adjustment step of saturated brine (brine) in the sodium chloride electrolysis method described in JP-A-2007-262443.
飽和塩水の調整工程は一般的には、原塩(天日塩または岩塩)を溶解し、これに水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを加えてアルカリ性とすることによって、カルシウム、マグネシウム等の硬度不純物を殆ど結晶化させた後、生成した結晶を含むスラリーを連続精製槽(強制型沈降槽)に送って結晶を殆ど沈降分離し、オーバーフロー液をサンドフィルターや精密濾過器などの濾過器で処理して懸濁物を完全に除去し、最後に濾液をキレート樹脂処理工程で処理してイオン状のカルシウム等を除去する方法で行われている。本発明に係る金属イオンの除去方法は上記のキレート樹脂処理工程の替わりに使用することが出来る。 Saturated salt water is generally prepared by dissolving raw salt (sun salt or rock salt) and adding sodium hydroxide and sodium carbonate to make it alkaline, thereby almost crystallizing hardness impurities such as calcium and magnesium. After that, the slurry containing the generated crystals is sent to a continuous refining tank (forced settling tank) to almost settle and separate the crystals, and the overflow liquid is treated with a filter such as a sand filter or a microfilter to obtain a suspension. Is finally removed, and finally the filtrate is treated with a chelate resin treatment step to remove ionic calcium and the like. The method for removing metal ions according to the present invention can be used in place of the chelate resin treatment step.
次に、本発明で使用するキレート型イオン交換繊維について説明する。キレート型イオン交換繊維は、樹脂繊維やこれを加工した不織布などの表面にキレート官能基を結合して得られる。上記の樹脂繊維としては、例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。勿論、共重合体であってもよい。キレート官能基としては、例えば、イミノジ酢酸基、N−メチル−グルカミン基などが挙げられる。 Next, the chelate ion exchange fiber used in the present invention will be described. The chelate ion exchange fiber is obtained by binding a chelate functional group to the surface of a resin fiber or a nonwoven fabric processed from the resin fiber. Examples of the resin fiber include polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), nylon, polytetrafluoroethylene, and the like. Of course, it may be a copolymer. Examples of the chelate functional group include iminodiacetic acid group and N-methyl-glucamine group.
樹脂繊維の表面にキレート官能基を結合させる方法は、一般的には、放射線グラフト重合技術を応用した方法が採用される(「グラフト重合のおいしいレシピ」(斎藤恭一、須郷高信共著、丸善株式会社 2008年2月15日発行)。すなわち、樹脂繊維の表面に重合性単量体を放射線グラフト重合法により導入した後、得られたグラフト重合体の側鎖にキレート形成基を導入する。 In general, chelating functional groups are bonded to the surface of the resin fiber by applying a method using radiation graft polymerization technology (“Grafting recipe for graft polymerization” (Shinichi Saito, Takanobu Sango, Maruzen Co., Ltd.) (Issued February 15, 2008) In other words, after introducing a polymerizable monomer onto the surface of the resin fiber by a radiation graft polymerization method, a chelate-forming group is introduced into the side chain of the obtained graft polymer.
樹脂繊維の表面に放射線グラフト重合法により導入する重合性単量体(官能基を有する重合性単量体)としては、特にエポキシ基を有する重合性単量体が好適に使用される。エポキシ基を有する重合性単量体の具体例としては、グリシジルメタクリレートやグリシジルアクリレートが挙げられる。また、目的とする吸着材料の用途や機能に応じ、親水性基を有する重合性単量体、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニルピロリドン、ジメチルアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート等を混合して使用することも出来る。 As the polymerizable monomer (polymerizable monomer having a functional group) to be introduced onto the surface of the resin fiber by the radiation graft polymerization method, a polymerizable monomer having an epoxy group is particularly preferably used. Specific examples of the polymerizable monomer having an epoxy group include glycidyl methacrylate and glycidyl acrylate. Depending on the intended use and function of the adsorbent material, a polymerizable monomer having a hydrophilic group, for example, hydroxyethyl methacrylate, vinyl pyrrolidone, dimethyl acrylamide, ethylene glycol dimethacrylate, etc. may be used in combination. I can do it.
放射線グラフト重合法は公知の方法に従って行うことが出来る。電離性放射線としては、紫外線、電子線、X線、α線、β線、γ線などを使用することが出来る。また、放射線の照射方法としては、(1)基材と重合性単量体とを共存下に放射線を照射する同時照射法と、(2)予め基材のみに放射線を照射した後に基材と重合性単量体とを接触させる前照射法の何れも可能である。前照射法は、グラフト重合以外の副反応が生じ難いため好適に使用される。照射条件は、吸着材料の物理的・化学的性能の観点から適宜選択される。樹脂繊維の表面に放射線グラフト重合法により導入する重合性単量体の割合(グラフト率)は、任意に選択することが出来る。グラフト率は、通常30〜200%、好ましくは60〜100%である。グラフト重合体の側鎖に導入するキレート形成基としては、前述の通り、イミノジ酢酸基、N−メチルグルカミン基などが挙げられる。 The radiation graft polymerization method can be performed according to a known method. As the ionizing radiation, ultraviolet rays, electron beams, X-rays, α rays, β rays, γ rays and the like can be used. In addition, as a radiation irradiation method, (1) a simultaneous irradiation method of irradiating radiation in the coexistence of a substrate and a polymerizable monomer, and (2) a substrate after irradiating only the substrate in advance Any of the pre-irradiation methods in which a polymerizable monomer is brought into contact is possible. The pre-irradiation method is preferably used because side reactions other than graft polymerization hardly occur. Irradiation conditions are appropriately selected from the viewpoint of physical and chemical performance of the adsorbing material. The ratio (graft ratio) of the polymerizable monomer introduced onto the surface of the resin fiber by the radiation graft polymerization method can be arbitrarily selected. The graft ratio is usually 30 to 200%, preferably 60 to 100%. Examples of the chelate-forming group introduced into the side chain of the graft polymer include an iminodiacetic acid group and an N-methylglucamine group as described above.
本発明に係る飽和塩水中の金属イオンの除去方法は、金属イオンの除去工程と、溶離再生工程と、活性化工程とを包含する。通常、溶離再生工程と活性化工程との間および活性化工程の後には薬剤押出工程が設けられる。以下、各工程毎に説明する。 The method for removing metal ions in saturated brine according to the present invention includes a metal ion removal step, an elution regeneration step, and an activation step. Usually, a drug extrusion step is provided between the elution regeneration step and the activation step and after the activation step. Hereinafter, each step will be described.
金属イオンの除去工程は、キレート型イオン交換繊維を充填した塔の上部から下部に向けて不純物金属イオンを含有する飽和塩水を供給してキレート型イオン交換繊維に金属イオンを吸着させる工程であり、基本的には、キレート樹脂を使用した従来法と同様に行うことが出来る。塔1mL当りの充填量は、乾燥したキレート型イオン交換繊維として、通常0.2〜0.5g、好ましくは0.3〜0.4gである。金属イオン含有飽和塩水を通液する際の空塔速度(SV)は通常10〜200hr−1であり、通液温度は通常50〜85℃である。50℃未満の場合は塩水飽和濃度が低下して塩が析出する現象が発生したり後段電解槽の電流効率の観点からも好ましくない。85℃を超える場合は、キレート型イオン交換繊維の耐熱性に問題を生じることがある。 The metal ion removal step is a step of supplying saturated salt water containing impurity metal ions from the top to the bottom of the tower packed with chelate ion exchange fibers to adsorb the metal ions to the chelate ion exchange fibers, Basically, it can be carried out in the same manner as in the conventional method using a chelate resin. The packed amount per 1 mL of the tower is usually 0.2 to 0.5 g, preferably 0.3 to 0.4 g, as a dried chelate ion exchange fiber. The superficial velocity (SV) at the time of passing the saturated salt water containing metal ions is usually 10 to 200 hr −1 , and the passing temperature is usually 50 to 85 ° C. When the temperature is lower than 50 ° C., a phenomenon in which the salt water saturation concentration is lowered to cause the salt to precipitate is not preferable, and it is not preferable from the viewpoint of the current efficiency of the subsequent electrolytic cell. When it exceeds 85 degreeC, a problem may arise in the heat resistance of a chelate type ion exchange fiber.
飽和塩水の通液終了時点は、キレート型イオン交換繊維の破過現象(不純物のリーク)によって判断することが出来る。斯かる不純物のリークの判断は塔の出口側の飽和塩水中の金属イオンを測定することによって行なわれる。 The end of the saturated salt water flow can be determined by the breakthrough phenomenon (impurity leak) of the chelate ion exchange fiber. The determination of such an impurity leak is made by measuring metal ions in saturated brine at the outlet side of the tower.
溶離再生工程は、塔の下部から上部に向けて酸水溶液を供給してキレート型イオン交換繊維に吸着された金属イオンを溶離させると共にキレート型イオン交換繊維をH型に変換再生する工程であり、基本的には、キレート樹脂を使用した従来法と同様に行うことが出来る。酸水溶液としては、塩酸水溶液が使用される。塩酸水溶液の濃度は通常0.1〜10重量%である。好ましくは3〜6重量%である。酸の種類としては硫酸水溶液も溶離工程に使用可能であるが後段の処理プロセスで障害を発生させるため好ましくない。酸水溶液を通液する際の空塔速度(SV)は通常1〜10hr−1であり、好ましくはSV3〜6hr−1である。通液温度は通常加温されず常温である。酸水溶液の通液終了時点は、前記と同様に、塔の出口側の酸水溶液中の金属イオンを測定することによって行なわれる。 The elution regeneration step is a step of supplying an acid aqueous solution from the lower part to the upper part of the tower to elute the metal ions adsorbed on the chelate ion exchange fiber and converting and regenerating the chelate ion exchange fiber to H type, Basically, it can be carried out in the same manner as in the conventional method using a chelate resin. A hydrochloric acid aqueous solution is used as the acid aqueous solution. The concentration of the hydrochloric acid aqueous solution is usually 0.1 to 10% by weight. Preferably it is 3 to 6% by weight. As the type of acid, an aqueous sulfuric acid solution can also be used in the elution step, but it is not preferable because it causes trouble in the subsequent treatment process. The superficial velocity (SV) when passing the acid aqueous solution is usually 1 to 10 hr −1 , preferably SV 3 to 6 hr −1 . The liquid passing temperature is usually not normal but normal temperature. The end point of the passing of the acid aqueous solution is performed by measuring the metal ions in the acid aqueous solution on the outlet side of the tower in the same manner as described above.
薬剤押出工程は、溶離再生工程で使用した薬剤を塔から除去する工程であり、基本的には、キレート樹脂を使用した従来法と同様に行うことが出来る。溶離再生工程と活性化工程との間の薬剤押出工程の場合は、通常、塔の下部から上部に向けてイオン交換処理された純水を供給することにより行われる。活性化工程の後の薬剤押出工程の場合は、通常、塔の上部から下部に向けてイオン交換処理された純水を供給することにより行われる。純水の通液終了時点は、前記と同様に、塔の出口側の液質を測定することによって行なわれる。 The drug extrusion process is a process for removing the drug used in the elution regeneration process from the tower, and can be basically performed in the same manner as in the conventional method using a chelate resin. In the case of a drug extrusion step between the elution regeneration step and the activation step, it is usually performed by supplying pure water that has been subjected to ion exchange treatment from the lower part to the upper part of the column. In the case of the drug extrusion step after the activation step, it is usually performed by supplying pure water that has been subjected to ion exchange treatment from the upper part to the lower part of the tower. The end of the flow of pure water is performed by measuring the liquid quality on the outlet side of the tower in the same manner as described above.
活性化工程は、塔の上部から下部に向けて苛性ソーダ水溶液を供給してH型に変換されたキレート型イオン交換繊維をNa型に変換する工程である。この工程は、苛性ソーダ水溶液の通液方向の点でキレート樹脂を使用した従来法とは全く異なる。 The activation step is a step of supplying the aqueous solution of caustic soda from the upper part to the lower part of the tower to convert the chelate type ion exchange fiber converted to H type into Na type. This process is completely different from the conventional method using a chelate resin in terms of the direction in which the aqueous sodium hydroxide solution is passed.
すなわち、キレート樹脂は粒子状の樹脂母体(例えば297〜1200μm)に官能基が粒子状内部まで導入された構造であるため、Na型に変換される際のキレート樹脂の膨潤収縮が激しい。その程度は、官能基末端がH型からNa型に変換される際に体積基準で1.5〜2倍以上に増加する場合が多々観察される。この膨潤圧により塔の破損、キレート樹脂自身の変形や粉化を発生せしめる。そのため、キレート樹脂を使用した従来法においては、樹脂の体積変化の膨潤圧を緩和する施策が必要となり、本発明におけるのとは逆の態様、すなわち、塔の下部から上部に向けて苛性ソーダ水溶液を供給してキレート樹脂を半流動化させることにより膨潤収縮を避ける必要がある。また、そもそも、活性化工程に使用される苛性ソーダ水溶液の通液方向を塔上部から下部に向けて流した後の飽和食塩水の通液工程に於いてはキレート樹脂の膨潤圧により通液時の差圧が非常に高くなるため、正常な下向流の通液は行えない。 That is, since the chelate resin has a structure in which a functional group is introduced into the particulate resin matrix (for example, 297 to 1200 μm), the swelling and shrinkage of the chelate resin when converted to the Na type is severe. In many cases, the degree is increased by 1.5 to 2 times or more on a volume basis when the functional group terminal is converted from H-type to Na-type. This swelling pressure causes damage to the tower and deformation or pulverization of the chelate resin itself. Therefore, in the conventional method using a chelate resin, it is necessary to take measures to reduce the swelling pressure of the volume change of the resin, and in a mode opposite to that in the present invention, i.e., an aqueous caustic soda solution from the bottom to the top of the tower. It is necessary to avoid swelling and shrinkage by feeding and semi-fluidizing the chelate resin. In the first place, in the flow of saturated saline after flowing the flow direction of the aqueous solution of caustic soda used in the activation process from the upper part to the lower part of the tower, the swelling pressure of the chelate resin causes Since the differential pressure becomes very high, normal downward flow cannot be performed.
ところで、上向流にて苛性ソーダ水溶液を供給する場合は次のような不利益がある。すなわち、苛性ソーダの中にはppbオーダの微量ではあるが、Ca、Mg、Sr等の本来キレート樹脂で除去しなければならないイオン種を含有しているため、塔下部が上記の金属イオンにて汚染される。そのため、電解槽にはイオン交換膜の保護の観点から要求される超高純度の飽和塩水を製造することが出来ない。 By the way, when supplying caustic soda aqueous solution by an upward flow, there exist the following disadvantages. That is, although caustic soda contains a small amount of ppb order but contains ionic species such as Ca, Mg, and Sr that must be removed with a chelate resin, the lower part of the tower is contaminated with the above metal ions. Is done. Therefore, it is not possible to produce ultrapure saturated brine required from the viewpoint of protecting the ion exchange membrane in the electrolytic cell.
これに対し、本発明で使用するキレート型イオン交換繊維は、繊維径が非常に細く,例えば40μm程度であり、キレート樹脂に比較し、1/5〜1/30の径を有し,さらには官能基が繊維表面に多く含まれており、官能基末端の変化に起因する膨潤収縮の影響を受ける割合は極端に小さい。そのため、塔の上部から下部に向けて苛性ソーダ水溶液を供給することが可能となり、塔の下部に上述の金属イオンが吸着しないので超高純度の飽和塩水を製造することが出来る。また、通液時の差圧もキレート樹脂に比較し低く抑えることが出来る。 On the other hand, the chelate ion exchange fiber used in the present invention has a very small fiber diameter, for example, about 40 μm, and has a diameter of 1/5 to 1/30 compared to the chelate resin. A large amount of functional groups are contained on the fiber surface, and the proportion affected by swelling and shrinkage due to the change of the functional group ends is extremely small. Therefore, it becomes possible to supply the caustic soda aqueous solution from the upper part to the lower part of the tower, and the above-mentioned metal ions are not adsorbed to the lower part of the tower, so that ultra-high purity saturated brine can be produced. Also, the differential pressure during liquid passage can be kept low compared to chelate resins.
苛性ソーダ水溶液の濃度は通常1〜10重量%であり、好ましくは4〜6重量%が使用される。苛性ソーダ水溶液を通液する際の空塔速度(SV)は通常1〜10hr−1であり、好ましくはSV3〜6hr−1である。通液温度は通常加温されず常温である。苛性ソーダ水溶液の通液終了時点は、前記と同様に、塔の出口側の液質を測定することによって行なわれる。 The concentration of the caustic soda aqueous solution is usually 1 to 10% by weight, preferably 4 to 6% by weight. The superficial velocity (SV) at the time of passing the aqueous caustic soda solution is usually 1 to 10 hr −1 , preferably SV 3 to 6 hr −1 . The liquid passing temperature is usually not normal but normal temperature. The end of the flow of the aqueous caustic soda solution is performed by measuring the liquid quality on the outlet side of the tower in the same manner as described above.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例においては次に記載の薬剤およびキレート型イオン交換繊維を使用した。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. In the following examples, the following drugs and chelate ion exchange fibers were used.
(1)飽和塩水:
特開2007−262443号公報の実施例1に記載の方法に従い、塩化ナトリウム濃度が300g/Lとなる様に、イオン交換処理された純水に原塩を溶解し、pH6.0の飽和塩水400リットルを調整した。得られた飽和塩水中の硬度成分濃度は、Ca:4.14ppm、Mg:0.33ppm、Sr:1.69ppmであった。
(1) Saturated brine:
According to the method described in Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-262443, the raw salt is dissolved in ion-exchanged pure water so that the sodium chloride concentration is 300 g / L, and a saturated salt water 400 having a pH of 6.0 is obtained. Adjusted liters. The hardness component concentration in the obtained saturated brine was Ca: 4.14 ppm, Mg: 0.33 ppm, and Sr: 1.69 ppm.
(2)再生処理に使用する薬剤(塩酸水溶液および苛性ソーダ水溶液):
(a)試薬特級の35重量%塩酸をイオン交換処理された純水にて4重量%濃度に希釈して調製した。ICP−AESによる金属イオンの分析結果は表1に記載のとおりである。表中の数値の単位はμg/Lである。
(b)試薬特級の固体苛性ソーダをイオン交換処理された純水にて5重量%濃度に溶解して調製した。ICP−AESによる金属イオンの分析結果は表1に記載のとおりである。表中の数値の単位はμg/Lである。
(2) Chemicals used for regeneration treatment (hydrochloric acid aqueous solution and caustic soda aqueous solution):
(A) Reagent-grade 35% by weight hydrochloric acid was prepared by diluting to 4% by weight with pure water subjected to ion exchange treatment. The analysis results of metal ions by ICP-AES are as shown in Table 1. The unit of numerical values in the table is μg / L.
(B) A reagent-grade solid caustic soda was dissolved in ion-exchanged pure water to a concentration of 5% by weight. The analysis results of metal ions by ICP-AES are as shown in Table 1. The unit of numerical values in the table is μg / L.
(3)キレート型イオン交換繊維:
特開2013−34940号公報の実施例1に記載の方法に従って製造した。
(3) Chelate ion exchange fiber:
It manufactured according to the method of Example 1 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-34940.
先ず、窒素雰囲気下、市販のナイロン(Ny)繊維の表面に200kGyの電子線を照射した後、グリシジルメタクリレート10重量%メタノール溶液に40℃で10分浸漬し、Ny繊維にグラフト鎖を付与した。以下の式(1)により定義されるグラフト率は78%であった。 First, the surface of a commercially available nylon (Ny) fiber was irradiated with a 200 kGy electron beam in a nitrogen atmosphere, and then immersed in a 10% by weight glycidyl methacrylate methanol solution at 40 ° C. for 10 minutes to give a graft chain to the Ny fiber. The graft ratio defined by the following formula (1) was 78%.
[数1]
グラフト率[(w/w)%]=100×(付与したグラフト鎖重量)/(基材重量)
式(1)
[Equation 1]
Graft rate [(w / w)%] = 100 × (weight of graft chain imparted) / (base material weight)
Formula (1)
次いで、上記のグラフト重合繊維を0.4Mイミノジ酢酸溶液(ジオキサン:水=4:6)に80℃で12時間浸漬した。得られたキレート繊維には1キログラム当り1.2モルのイミノジ酢酸基が導入された。Na型に変換して使用に供した。 Next, the above graft polymerized fiber was immersed in a 0.4 M iminodiacetic acid solution (dioxane: water = 4: 6) at 80 ° C. for 12 hours. 1.2 moles of iminodiacetic acid groups per kilogram were introduced into the resulting chelate fiber. It was converted into Na type and used.
実施例1:
ジャケットを付帯した塔(内径15mmφ、高さ1000mmH)に上記のキレート型イオン交換繊維を高さ800mmHに(塔1mL当り0.3g)充填し、以下の表2に示す条件で、金属イオンの除去工程、溶離再生工程、薬剤押出工程、活性化工程、薬剤押出工程を繰り返し行った。金属イオンの除去工程の通液温度は60℃、他の全ての工程の通液温度は常温とした。2サイクル目における金属イオンの除去工程における通液2時間後の塔の出口側の飽和塩水中の総金属(Ca、Mg、Sr)イオン濃度を測定したところ2.82μg/Lであった。
Example 1:
A tower (with an inner diameter of 15 mmφ and a height of 1000 mmH) with a jacket is packed with the chelate ion exchange fiber at a height of 800 mmH (0.3 g per 1 mL of the tower), and metal ions are removed under the conditions shown in Table 2 below. The process, the elution regeneration process, the drug extrusion process, the activation process, and the drug extrusion process were repeated. The liquid passing temperature in the metal ion removing step was 60 ° C., and the liquid passing temperatures in all other steps were room temperature. The total metal (Ca, Mg, Sr) ion concentration in the saturated brine on the outlet side of the tower after 2 hours of passing through the metal ion removal step in the second cycle was 2.82 μg / L.
参考例1:
実施例1において、活性化工程及びその後の押出工程の通液方向を上向とした以外は実施例1と同様に行った。2サイクル目における金属イオンの除去工程における通液2時間後の塔の出口側の飽和塩水中の総金属(Ca、Mg、Sr)イオン濃度を測定したところ14.72μg/Lであった。
Reference example 1:
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having made the liquid passing direction of the activation process and the subsequent extrusion process upward. When the total metal (Ca, Mg, Sr) ion concentration in the saturated brine on the outlet side of the tower 2 hours after passing through the metal ion removal step in the second cycle was measured, it was 14.72 μg / L.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014081186A JP2015199050A (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Method of removing metal ion in saturated salt water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014081186A JP2015199050A (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Method of removing metal ion in saturated salt water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015199050A true JP2015199050A (en) | 2015-11-12 |
Family
ID=54550874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014081186A Pending JP2015199050A (en) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | Method of removing metal ion in saturated salt water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015199050A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114716383A (en) * | 2022-04-14 | 2022-07-08 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | Method for effectively removing trace impurity metal ions in ionic liquid aqueous solution |
CN115196718A (en) * | 2022-07-13 | 2022-10-18 | 北京师范大学 | Circulating cooling water treatment method |
-
2014
- 2014-04-10 JP JP2014081186A patent/JP2015199050A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114716383A (en) * | 2022-04-14 | 2022-07-08 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | Method for effectively removing trace impurity metal ions in ionic liquid aqueous solution |
CN114716383B (en) * | 2022-04-14 | 2024-01-26 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | Method for effectively removing trace impurity metal ions in ionic liquid aqueous solution |
CN115196718A (en) * | 2022-07-13 | 2022-10-18 | 北京师范大学 | Circulating cooling water treatment method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6365624B2 (en) | Method and apparatus for purifying hydrogen peroxide aqueous solution | |
TWI808053B (en) | Ultrapure water production system and ultrapure water production method | |
CN105517957A (en) | Method and apparatus for manufacturing pure water | |
JP4599803B2 (en) | Demineralized water production equipment | |
JP5762863B2 (en) | Method and apparatus for purifying alcohol | |
JP2015199050A (en) | Method of removing metal ion in saturated salt water | |
JP5739687B2 (en) | Alcohol purification method, apparatus and system | |
JP2011167606A (en) | Method for producing chelate forming group-containing adsorbing material | |
JP5838645B2 (en) | Production method of ultra pure water | |
JP7225544B2 (en) | Method for producing pure water or ultrapure water | |
JP5648231B2 (en) | Purification method of alkaline aqueous solution | |
JP2019118891A (en) | Pure water producing apparatus and pure water producing method | |
JP7157142B2 (en) | Anion exchange resin and water treatment method using the same | |
JP2013034940A (en) | Method for removing metal ion in saturated brine | |
JP5311227B2 (en) | Anion exchanger, its pretreatment method and regeneration method, and purification method and purification apparatus of alkaline aqueous solution | |
JP2013237944A (en) | Cross-linked catalase immobilized fiber and ultrapure water producing apparatus | |
JP5564817B2 (en) | Ion exchange resin regeneration method and ultrapure water production apparatus | |
CN115806372B (en) | Method for deeply removing high-concentration nitrate nitrogen in wastewater | |
JP2003190951A (en) | Ultrapure water supply apparatus | |
JP7305960B2 (en) | Operation method of ultrapure water production equipment | |
JP2016203079A (en) | Water treatment metho | |
JP3871036B2 (en) | Method and apparatus for reducing elution of long chain amines in high purity water | |
JP5895962B2 (en) | Method for preventing boron contamination of ion exchange resin | |
JP2023091376A (en) | METHOD OF TREATING WATER CONTAINING Ca HARDNESS | |
CN117425623A (en) | Pure water production apparatus and pure water production method |