JP2021107294A - ヨウ素系物質の取得方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、海水又はかん水を多段透析により脱塩する方法の発明がある。(特許文献4)
本発明のヨウ素系物質の取得方法は、ヨウ化物イオンを含有する地下かん水からヨウ素系物質を取得する方法であって、
前記地下かん水から前記ヨウ化物イオンを高濃度に含有する濃縮かん水を取得する濃縮工程と、
前記濃縮かん水からヨウ素系物質を取得するヨウ素系物質取得工程と、
を含む。
本発明のヨウ素系物質の取得方法は、ヨウ化物イオンを含有する地下かん水からヨウ素系物質を取得する方法であって、前記地下かん水から前記ヨウ化物イオンを高濃度に含有する濃縮かん水を取得する濃縮工程と、前記濃縮かん水からヨウ素系物質を取得するヨウ素系物質取得工程と、を含む。
本発明では、ヨウ化物イオンを含有する地下かん水を原料として使用する。具体的には、例えば、地中の地下かん水帯水層から汲み上げたかん水から水溶性天然ガスを採取した後に残る、地下由来のかん水を使用することができる。さらに本発明では、複数の坑井から随時集めた混合かん水等、ヨウ化物イオン濃度、被酸化物濃度、pHの値に変動がある地下かん水も使用することができる。
地下かん水に対しては、後に詳述するような各工程を施す前に、例えば、電気透析装置における流路の目詰まりの発生を防止するための、地下かん水中の不溶物や微生物等の夾雑物を除去する前処理を施すことが好ましい。前処理は、例えば、凝集沈澱工程、砂濾過工程、多孔濾過膜工程等を単独で又は組み合わせて行うことができる。
濃縮工程において、電気透析装置を使用することにより、地下かん水のヨウ化物イオン濃度を効率的に高めることができ、さらに、有機物を除去することができる。これにより、ヨウ素系物質取得工程において、添加薬剤の効果を高めることができる。さらに、有機ヨウ素化合物の副生に伴う損失がないため、ヨウ素系物質の収率を高めることができる。
図1は、本発明のヨウ素系物質の取得方法の濃縮工程で用いることのできる脱塩水循環型の多段式電気透析装置の例を示す模式図である。
図2は、本発明のヨウ素系物質の取得方法の濃縮工程で用いることのできる濃縮水循環型の多段式電気透析装置の例を示す模式図である。
並流供給法では、電気透析装置の構成が単純でその運転も簡便である利点がある。
ヨウ素系物質取得工程は、ヨウ化物塩を高濃度に含有する濃縮かん水からヨウ素系物質を取得する工程である。
なお、分析にあたっては、試料を純水で希釈し、陽イオン交換樹脂カラムを通過させた後、イオンクロマトグラフ(メトローム社製「883プロフェッショナル」、サプレッサー付き、Asap5カラム150mm、Na2CO3(3.2mM)NaHCO3(3.2mM)混合液溶離液)を用いて測定した。
<原料かん水>
深度1000mの地中から汲み上げられた地下かん水(塩化ナトリウム含有量24g/L、ヨウ化物イオン含有量40mg/L)を原料かん水として、窒素雰囲気にあるタンク内に溜め、空気に触れさせることなく砂濾過装置にて濾過処理した。
前記のように濾過処理した地下かん水を使用し、図1に示されるように直列に繋がった3台の電気透析槽を備える脱塩水循環型の電気透析装置を用いて電気透析を行った。各電気透析槽は、いずれも一方の電極を陽極(正極)、他方の電極を陰極(負極)とし、これら電極間には、有効面積が一枚当たり0.2m2の陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の組を第一電気透析槽111では50組を、第二電気透析槽112では10組を、第三電気透析槽113では3組をそれぞれ配置した。陰イオン交換膜には、陰イオン選択透過膜であるセレミオンAMV−N(AGC株式会社製)を用い、陽イオン交換膜には、一価陽イオン選択透過膜であるセレミオンCSO(AGC株式会社製)を用いた。これらイオン交換膜によって電気透析槽内部を仕切り、濃縮室及び脱塩室とした。
前記のようにして得た濃縮かん水に少量の硫酸水溶液を加えてpH6にし、次亜塩素酸ナトリウムを加えてヨウ素放散塔内に散布すると同時に、大量の空気を吹き込んだ。放散塔上部を出た空気を吸収塔に送り、亜硫酸ナトリウム水溶液からなる吸収液に十分に接触させてヨウ素(I2)を取得した。原料の地下かん水に含有されるヨウ化物イオンに対するヨウ素の取得率は85%であった。
<濃縮工程>
実施例1と同様に濾過処理した地下かん水を使用し、図1に示されるように直列に繋がった3台の電気透析槽を備える脱塩水循環型の電気透析装置を用い、但し、各電気透析槽における液の流を並流にして電気透析を行った。イオン交換膜の構成は実施例1と同様であるが、イオン交換膜の組数は第一電気透析槽111では50組、第二電気透析槽112では12組を、第三電気透析槽113では3組とした。
前記のようにして得た濃縮かん水に少量の硫酸水溶液を加えてpH6にし、次亜塩素酸ナトリウムを加えてヨウ素放散塔内に散布すると同時に、大量の空気を吹き込んだ。放散塔上部を出た空気を吸収塔に送り、亜硫酸ナトリウム水溶液からなる吸収液に十分に接触させてヨウ素(I2)を取得した。原料の地下かん水に含有されるヨウ化物イオンに対するヨウ素の取得率は76%であった。
<濃縮工程>
実施例1と同様に濾過処理した地下かん水を使用し、図2に示されるように直列に繋がった3台の電気透析槽を備える濃縮水循環型の電気透析装置を用いて電気透析を行った。イオン交換膜の構成はイオン交換膜の組数を第一電気透析槽211では50組、第二電気透析槽212では5組、第三電気透析槽213では1組とした他は、実施例2と同様である。
前記濃縮かん水に少量の硫酸水溶液を加えてpH6にし、次亜塩素酸ナトリウムを加えてヨウ素放散塔内に散布すると同時に、大量の空気を吹き込んだ。放散塔上部を出た空気を吸収塔に送り、亜硫酸ナトリウム水溶液からなる吸収液に十分に接触させて分子状ヨウ素を取得した。原料の地下かん水に含有されるヨウ化物イオンに対するヨウ素の取得率は76%であった。
<濃縮工程>
実施例1と同様に濾過処理した地下かん水を使用し、図3に示されるように分岐して繋がった3台の電気透析槽を備える脱塩水循環−濃縮水循環組み合わせ型の電気透析装置を用いて電気透析を行った。イオン交換膜の構成は実施例1と同様であるが、イオン交換膜の組数は第一電気透析槽311では50組、第二電気透析槽312では14組を、第三電気透析槽313では14組とした。
前記のようにして得た濃縮かん水に少量の硫酸水溶液を加えてpH6にし、次亜塩素酸ナトリウムを加えてヨウ素放散塔内に散布すると同時に、大量の空気を吹き込んだ。放散塔上部を出た空気を吸収塔に送り、亜硫酸ナトリウム水溶液からなる吸収液に十分に接触させてヨウ素(I2)を取得した。原料の地下かん水に含有されるヨウ化物イオンに対するヨウ素の取得率は93%であった。
したがって、本発明のヨウ素系物質の取得方法は、産業上の利用可能性を有する。
112,212,312 第二電気透析槽
113,213,313 第三電気透析槽
120,220,320 地下かん水
121,221,321 第一濃縮水
122,222,322 第二濃縮水
123,223,323 第三濃縮水
131,231,331 第一脱塩水
132,232,332 第二脱塩水
133,233,333 第三脱塩水
135,235,335 地下戻り水
141,241,341 第一希釈水
142,242,342 第二希釈水
143,243,343 第三希釈水
161,261,361 第一補充水
162,262,362 第二補充水
163,263,363 第三補充水
151,251,351 ヨウ素系物質取得装置
152,252,352 廃水
271 第一循環水
272 第二循環水
11,13,15 陽イオン交換膜
12,14 陰イオン交換膜
1,3 脱塩室
2,4 濃縮室
21,23 原料水in
22,24 脱塩水out
31,33 希釈水in
32,34 濃縮水out
41,42 電極液
51 陰電極
52 陽電極
Claims (10)
- ヨウ化物イオンを含有する地下かん水からヨウ素系物質を取得する方法であって、
前記地下かん水から前記ヨウ化物イオンを高濃度に含有する濃縮かん水を取得する濃縮工程と、
前記濃縮かん水からヨウ素系物質を取得するヨウ素系物質取得工程と、
を含む、ヨウ素系物質の取得方法。 - 前記濃縮工程が、少なくとも1つの電気透析槽を備える電気透析装置を用いて前記地下かん水を電気透析することにより前記濃縮かん水を取得する工程である、請求項1に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記電気透析装置が、互いに接続された2以上の電気透析槽を備える多段式の電気透析装置である、請求項2に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記濃縮工程において、前記電気透析装置を構成する少なくとも1つの電気透析槽において得られる脱塩水の少なくとも一部を、当該電気透析槽又は当該電気透析槽よりも濃縮水の流方向に関して前段の電気透析槽の濃縮室に希釈水として供給する、請求項3に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記濃縮工程において、前記電気透析装置を構成する少なくとも1つの電気透析槽において得られる脱塩水の少なくとも一部を、当該電気透析槽よりも濃縮水の流方向に関して前段の電気透析槽の脱塩室に供給される地下かん水若しくは濃縮水に添加して供給する、請求項3又は4に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記濃縮工程において、前記電気透析装置を構成する少なくとも1つの電気透析槽において得られる濃縮水の一部を当該電気透析槽に希釈水として循環させ、前記濃縮水の残りを当該電気透析槽の濃縮水として取得する、請求項2ないし5のいずれか一項に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記濃縮工程において、前記電気透析装置を構成する少なくとも1つの電気透析槽において得られる濃縮水の一部を当該電気透析槽に希釈水として循環させ、前記濃縮水の残りを当該電気透析槽の濃縮水として取得し、かつ、前記電気透析槽において得られる脱塩水の少なくとも一部を脱塩水の流方向に関して下段の電気透析槽にて電気透析し、前記下段の電気透析槽において得られる濃縮水の少なくとも一部を前記電気透析槽に循環させる、請求項3ないし5のいずれか一項に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記濃縮工程において、前記電気透析槽に一価イオン選択透過性陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との組み合わせを使用する、請求項2ないし7のいずれか一項に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記地下かん水を非酸化状態にて扱う、請求項1ないし8のいずれか一項に記載のヨウ素系物質の取得方法。
- 前記ヨウ素系物質取得工程においてヨウ素を取得する、請求項1ないし9のいずれか一項に記載のヨウ素系物質の取得方法。
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