JP2021109790A - 塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システム - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とする塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムの提供。【解決手段】被処理水に水酸化ナトリウム水溶液を加え、水酸化マグネシウムの粒子が分散する反応スラリーを生成する晶析部と、反応スラリーを貯留して粒子を沈降させ回収スラリーと分離液とに分離する沈降部と、被処理水または分離液から２価陽イオンを除去して反応液を生成する除去部と、反応液から水酸化ナトリウム水溶液と塩酸とを生成する酸アルカリ生成部と、回収スラリーに塩酸を加え塩化マグネシウム水溶液を生成する反応部とを備え、酸アルカリ生成部は、反応液から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成する本体部と、晶析部に水酸化ナトリウム水溶液を供給する第１接続部と、反応部に塩酸を供給する第２接続部と、を有する塩化マグネシウム水溶液の製造システム。【選択図】図１
Description
本開示は、塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムに関する。
従来、海水に溶解したマグネシウムを回収する方法として、Ｄｏｗ法と称される方法が知られている。Ｄｏｗ法では、まず海水にアルカリを添加して水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を得る。次いで、得られたＭｇ（ＯＨ）２に塩酸を添加して塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）を得る。さらに、得られたＭｇＣｌ２を溶融塩電解することで金属マグネシウムを得る（例えば、非特許文献１参照）。
軽金属、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．２（１９６８）
しかしながら、上記Ｄｏｗ法では、Ｍｇ（ＯＨ）２を得る反応で大量のアルカリを使用し、ＭｇＣｌ２を得る反応で大量の塩酸を使用する。これらの薬品に係る費用が、海水からマグネシウムを製造する際のコストを高める原因となっている。そのため、製造コストを低減可能とする改善が求められていた。
本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであって、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とする塩化マグネシウム水溶液の製造システムを提供することを目的とする。また、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とするマグネシウムの製造システムを提供することを併せて目的とする。
上記の課題を解決するため、本開示に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、晶析部と、前記晶析部と接続された沈降部と、前記沈降部と接続された除去部と、前記除去部と接続された酸アルカリ生成部と、前記沈降部と接続された反応部と、を備え、前記晶析部は、海水を原料とする被処理水に水酸化ナトリウム水溶液を加えて水酸化マグネシウムを晶析させ、前記水酸化マグネシウムの粒子が分散する反応スラリーを生成し、前記沈降部は、前記反応スラリーを貯留して前記粒子を沈降させ、高濃度で前記粒子が含まれる回収スラリーと、低濃度で前記粒子が含まれる分離液とに分離し、前記除去部は、前記被処理水または前記分離液から２価陽イオンを除去して反応液を生成し、前記酸アルカリ生成部は、前記反応液から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成し、前記反応部は、前記回収スラリーに塩酸を加え、塩化マグネシウム水溶液を生成し、前記酸アルカリ生成部は、前記反応液から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成する本体部と、前記本体部と前記晶析部とを接続し、前記晶析部に前記水酸化ナトリウム水溶液を供給する第１接続部と、前記本体部と前記反応部とを接続し、前記反応部に前記塩酸を供給する第２接続部と、を有する。
本開示によれば、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とする塩化マグネシウム水溶液の製造システムを提供することができる。また、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とするマグネシウムの製造システムを提供することができる。
［第１実施形態］
以下、図１を参照しながら、本開示の第１実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
以下、図１を参照しながら、本開示の第１実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
図１は、本開示の第１実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システム１およびマグネシウムの製造システム１００を示す模式図である。
（塩化マグネシウム水溶液の製造システム）
塩化マグネシウム水溶液の製造システム１は、晶析部１０と、沈降部２０と、除去部３０と、酸アルカリ生成部４０と、反応部５０と、前処理部６０とを備える。
塩化マグネシウム水溶液の製造システム１は、晶析部１０と、沈降部２０と、除去部３０と、酸アルカリ生成部４０と、反応部５０と、前処理部６０とを備える。
（前処理部（脱炭酸部））
前処理部６０は、晶析部１０の上流側において晶析部１０と接続されている。前処理部６０では、晶析部１０に供給される被処理水Ｌ１を予め処理し、晶析部１０以降の処理に適した状態に調整する。本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１において、前処理部６０は、被処理水Ｌ１に溶解する炭酸の少なくとも一部を除去する脱炭酸部６１を有する。
前処理部６０は、晶析部１０の上流側において晶析部１０と接続されている。前処理部６０では、晶析部１０に供給される被処理水Ｌ１を予め処理し、晶析部１０以降の処理に適した状態に調整する。本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１において、前処理部６０は、被処理水Ｌ１に溶解する炭酸の少なくとも一部を除去する脱炭酸部６１を有する。
被処理水は、海水のほか、海水から水を除去して濃縮した濃縮海水も含む。濃縮海水は、例えば、海水を逆浸透膜処理し、水を分離して生じる濃縮液が該当する。
さらに、被処理水は、海水または濃縮海水に脱炭酸処理を施し、炭酸を低減させた液も含む。
脱炭酸部６１は、公知の構成を採用することができる。例えば、脱炭酸部６１は、被処理水Ｌ１に塩酸（ＨＣｌ ａｑ．）を加えた後、被処理水Ｌ１に曝気することで、被処理水Ｌ１に含まれる炭酸を除去する脱炭酸塔を挙げることができる。被処理水Ｌ１を脱炭酸することで、工程内で炭酸塩が生成し難くなり、塩化マグネシウム水溶液の製造システム１を長期間安定して運転させることができる。
脱炭酸部６１には配管Ｐ１と配管Ｐ６１とが接続されている。脱炭酸部６１には、配管Ｐ１を介して被処理水Ｌ１が供給される。また、脱炭酸部６１で脱炭酸処理された被処理水（被処理水Ｌ６１）は、配管Ｐ６１を介して晶析部１０に供給される。
（晶析部）
晶析部１０は、被処理水Ｌ６１に水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ ａｑ．）を加えてＭｇ（ＯＨ）２を晶析させる装置である。被処理水Ｌ６１は、配管Ｐ６１を介して晶析部１０に供給される。
晶析部１０は、被処理水Ｌ６１に水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ ａｑ．）を加えてＭｇ（ＯＨ）２を晶析させる装置である。被処理水Ｌ６１は、配管Ｐ６１を介して晶析部１０に供給される。
晶析部１０においては、Ｍｇ（ＯＨ）２の粒子が分散する反応スラリーＬ２が生成する。
（沈降部）
沈降部２０は、配管Ｐ２を介して晶析部１０と接続されている。晶析部１０で生じた反応スラリーＬ２は、配管Ｐ２を介して沈降部２０に供給される。
沈降部２０は、配管Ｐ２を介して晶析部１０と接続されている。晶析部１０で生じた反応スラリーＬ２は、配管Ｐ２を介して沈降部２０に供給される。
沈降部２０は、反応スラリーＬ２を貯留してＭｇ（ＯＨ）２の粒子を沈降させる沈降槽を採用することができる。沈降部２０は、反応スラリーＬ２を高濃度でＭｇ（ＯＨ）２の粒子が含まれる回収スラリーＳと、低濃度でＭｇ（ＯＨ）２の粒子が含まれる分離液Ｌ３とに分離する。分離液Ｌ３には、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）が多く残存する。
（反応部）
反応部５０は、配管Ｐ３１を介して沈降部２０と接続されている。沈降部２０で生じた回収スラリーＳは、配管Ｐ３１を介して反応部５０に供給される。
反応部５０は、配管Ｐ３１を介して沈降部２０と接続されている。沈降部２０で生じた回収スラリーＳは、配管Ｐ３１を介して反応部５０に供給される。
反応部５０は、回収スラリーＳに塩酸を加え、塩化マグネシウム水溶液を生成する。
（除去部）
除去部３０は、配管Ｐ３２を介して沈降部２０と接続されている。沈降部２０で生じた分離液Ｌ３は、配管Ｐ３２を介して除去部３０に供給される。
除去部３０は、配管Ｐ３２を介して沈降部２０と接続されている。沈降部２０で生じた分離液Ｌ３は、配管Ｐ３２を介して除去部３０に供給される。
除去部３０は、分離液Ｌ３に含まれる２価陽イオンの少なくとも一部を除去し、２価陽イオン濃度を低減させた反応液Ｌ４を生成する。分離液Ｌ３から除去される２価陽イオンとしては、代表的にはカルシウムイオンが挙げられる。
除去部３０としては、２価陽イオンを選択的に除去可能な公知の電気透析槽を採用することができる。
また、除去部３０としては、２価陽イオンを分離するナノろ過膜であってもよい。
また、除去部３０としては、分離液Ｌ３に硫酸イオンを添加する反応槽であってもよい。分離液Ｌ３に硫酸イオンを添加すると、Ｃａ２＋とＳＯ４ ２−とが反応し、ＣａＳＯ４が生じて沈降する。生じたＣａＳＯ４を除去することで分離液Ｌ３中のカルシウムイオン濃度を低減することができる。
（酸アルカリ生成部）
酸アルカリ生成部４０は、配管Ｐ４を介して除去部３０と接続されている。除去部３０で生じた反応液Ｌ４は、配管Ｐ４を介して酸アルカリ生成部４０に供給される。
酸アルカリ生成部４０は、配管Ｐ４を介して除去部３０と接続されている。除去部３０で生じた反応液Ｌ４は、配管Ｐ４を介して酸アルカリ生成部４０に供給される。
酸アルカリ生成部４０は、本体部４０Ａと、第１接続部４１と、第２接続部４２と、第３接続部４３とを有する。
本体部４０Ａは、反応液Ｌ４から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成する。本体部４０Ａは、例えば、公知のバイポーラ膜や、電気分解装置を採用することができる。
バイポーラ膜では、下記の反応式に基づいて、塩酸および水酸化ナトリウム水溶液が生成する。
ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ → ＨＣｌ＋ＮａＯＨ
ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ → ＨＣｌ＋ＮａＯＨ
電気分解装置では、下記の反応式に基づいて、塩酸および水酸化ナトリウム水溶液が生成する。
ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ → ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋１／２Ｃｌ２
Ｈ２＋Ｃｌ２ → ２ＨＣｌ
ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ → ＮａＯＨ＋１／２Ｈ２＋１／２Ｃｌ２
Ｈ２＋Ｃｌ２ → ２ＨＣｌ
酸アルカリ生成部４０に供給される反応液Ｌ４は、除去部３０においてカルシウムイオンを含む２価陽イオンが低減している。これにより、酸アルカリ生成部４０において硫酸カルシウム及び水酸化カルシウムなどのスケール成分が析出しにくく、安定した連続運転が可能となる。
第１接続部４１は、配管Ｐ１００と、貯留槽４０１と、供給装置４１１とを有する。
配管Ｐ１００は、本体部４０Ａと晶析部１０とを接続する。
貯留槽４０１は、本体部４０Ａで生成した水酸化ナトリウム水溶液を貯留する。
供給装置４１１は、貯留槽４０１に貯留された水酸化ナトリウム水溶液を晶析部１０に供給する。
第２接続部４２は、配管Ｐ４０と、貯留槽４０２と、配管Ｐ２００と、供給装置４２１とを有する。
配管Ｐ４０は、本体部４０Ａと貯留槽４０２とを接続する。
貯留槽４０２は、本体部４０Ａで生成した塩酸を貯留する。
配管Ｐ２００は、貯留槽４０２と反応部５０とを接続する。
供給装置４２１は、配管Ｐ２００を介して、貯留槽４０２に貯留された塩酸を反応部５０に供給する。
第３接続部４３は、配管Ｐ４０と、貯留槽４０２と、配管Ｐ３００と、供給装置４３１とを有する。
配管Ｐ３００は、貯留槽４０３と脱炭酸部６１とを接続する。
供給装置４３１は、配管Ｐ３００を介して、貯留槽４０３に貯留された塩酸を脱炭酸部６１に供給する。
（作用効果）
上述したように、本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１では、酸アルカリ生成部４０において塩酸と水酸化ナトリウム水溶液とを生成し、晶析部１０、反応部５０および脱炭酸部６１に供給する。すなわち、塩化マグネシウム水溶液の製造システム１では、晶析部１０で用いる水酸化ナトリウム水溶液と、反応部５０および脱炭酸部６１で用いる塩酸とを、塩化マグネシウム水溶液の製造システム１内で生成している。
上述したように、本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１では、酸アルカリ生成部４０において塩酸と水酸化ナトリウム水溶液とを生成し、晶析部１０、反応部５０および脱炭酸部６１に供給する。すなわち、塩化マグネシウム水溶液の製造システム１では、晶析部１０で用いる水酸化ナトリウム水溶液と、反応部５０および脱炭酸部６１で用いる塩酸とを、塩化マグネシウム水溶液の製造システム１内で生成している。
そのため、本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１では、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減することができる。
（マグネシウムの製造システム）
マグネシウムの製造システム１００は、上述の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１に加え、生成部８０と、電解部９０とを有する。
マグネシウムの製造システム１００は、上述の塩化マグネシウム水溶液の製造システム１に加え、生成部８０と、電解部９０とを有する。
（生成部）
生成部８０は、塩化マグネシウム水溶液から水を分離しＭｇＣｌ２を得る装置である。生成部８０では、塩化マグネシウム水溶液を加熱、減圧、送風およびこれらの組み合わせにより処理し、水分を蒸発させる構成を採用することができる。
生成部８０は、塩化マグネシウム水溶液から水を分離しＭｇＣｌ２を得る装置である。生成部８０では、塩化マグネシウム水溶液を加熱、減圧、送風およびこれらの組み合わせにより処理し、水分を蒸発させる構成を採用することができる。
生成部８０で生じたＭｇＣｌ２は、電解部９０に供給される。
（電解部）
電解部９０は、ＭｇＣｌ２を溶融塩電解し、金属マグネシウムを得る装置である。電解部９０の構成としては、公知の溶融塩電解設備を採用することができる。
電解部９０は、ＭｇＣｌ２を溶融塩電解し、金属マグネシウムを得る装置である。電解部９０の構成としては、公知の溶融塩電解設備を採用することができる。
以上のような塩化マグネシウム水溶液の製造システム１によれば、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減した上で塩化マグネシウム水溶液を製造することができる。
また、以上のようなマグネシウムの製造システム１００によれば、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減した上でマグネシウムを製造することができる。
［第２実施形態］
図２は、本開示の第２実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムの説明図である。本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムは、第１実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムと一部共通している。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図２は、本開示の第２実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムの説明図である。本実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムは、第１実施形態の塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムと一部共通している。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
（塩化マグネシウム水溶液の製造システム）
塩化マグネシウム水溶液の製造システム２は、前処理部６０として、脱炭酸部６１と分離部６２とを有する。
塩化マグネシウム水溶液の製造システム２は、前処理部６０として、脱炭酸部６１と分離部６２とを有する。
分離部６２は、脱炭酸部６１と晶析部１０との間に設けられている。分離部６２は、脱炭酸部６１と配管Ｐ２１を介して接続している。また、分離部６２は、晶析部１０と配管Ｐ２２を介して接続している。
分離部６２は、脱炭酸部６１において炭酸が低減した被処理水Ｌ６１から純水ＰＷを分離する逆浸透膜である。分離部６２は、被処理水Ｌ６１から純水ＰＷを分離した被処理水（被処理水Ｌ６２）を生成する。そのため、分離部６２を有する塩化マグネシウム水溶液の製造システム２では、塩化マグネシウム水溶液と共に純水ＰＷを製造することができる。
被処理水Ｌ６２は、配管Ｐ６２を介して晶析部１０に供給される。晶析部１０より下流側の処理は、第１実施形態で説明したとおりに行われる。
また、純水ＰＷの少なくとも一部は、第１供給管Ｐ６３を介して、配管Ｐ４内に設けられた混合部７０に供給される。本実施形態において混合部７０は、配管Ｐ４と第１供給管Ｐ６３とが接続する箇所を指す。
配管Ｐ４では、反応液Ｌ４と純水ＰＷとが混合され、反応液Ｌ４の濃度が下がる。これにより、酸アルカリ生成部４０における処理負担が軽減する。また、反応液Ｌ４の希釈に純水ＰＷを用いるため、酸アルカリ生成部４０において硫酸カルシウム及び水酸化カルシウムなどのスケール成分が析出しにくく、安定した連続運転が可能となる。
なお、本実施形態においては、混合部７０は配管Ｐ４と第１供給管Ｐ６３との接続箇所としたが、混合部として反応液Ｌ４と純水ＰＷとを混合する混合槽を配管Ｐ４の経路内に設けてもよい。
このような構成の塩化マグネシウム水溶液の製造システム２においても、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減した上で塩化マグネシウム水溶液を製造することができる。
［第３実施形態］
図３は、本開示の第３実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムの説明図である。本実施形態において第１，第２実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図３は、本開示の第３実施形態に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムおよびマグネシウムの製造システムの説明図である。本実施形態において第１，第２実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
（塩化マグネシウムの製造システム）
塩化マグネシウム水溶液の製造システム３は、前処理部６０として、脱炭酸部６１と分離部６２とを有する。
塩化マグネシウム水溶液の製造システム３は、前処理部６０として、脱炭酸部６１と分離部６２とを有する。
また、除去部３０には、配管Ｐ６４を介して、沈降部２０で生じた分離液Ｌ３ではなく、分離部６２で生成した被処理水Ｌ６２の一部を除去部３０に供給する。塩化マグネシウム水溶液の製造システム３においては、沈降部２０で生じた分離液Ｌ３は廃棄する。
分離液Ｌ３は、回収スラリーＳと比べて低濃度ではあるが、液中にＭｇ（ＯＨ）２の粒子が分散していることがある。そのため、分離液Ｌ３を除去部３０において分離液Ｌ３を処理すると、除去部３０の内部でＭｇ（ＯＨ）２の粒子が閉塞し、除去部３０の性能が低下する懸念がある。
対して、被処理水Ｌ６２には、分離液Ｌ３のように液中に分散するＭｇ（ＯＨ）２の粒子は存在しないため、上述した除去部３０の性能が低下を抑制することができ、長期間安定して運転させることができる。
（マグネシウムの製造システム）
マグネシウムの製造システム２００は、生成部８０で塩化マグネシウム水溶液から分離された水Ｗ１を混合部７０へ供給する第２供給管Ｐ８１を有する。水Ｗ１は、例えば生成部８０において塩化マグネシウム水溶液から蒸発させた水（純水）である。
マグネシウムの製造システム２００は、生成部８０で塩化マグネシウム水溶液から分離された水Ｗ１を混合部７０へ供給する第２供給管Ｐ８１を有する。水Ｗ１は、例えば生成部８０において塩化マグネシウム水溶液から蒸発させた水（純水）である。
配管Ｐ４では、反応液Ｌ４と水Ｗ１とが混合され、反応液Ｌ４の濃度が下がる。これにより、酸アルカリ生成部４０における処理負担が軽減する。また、反応液Ｌ４が希釈されることにより、酸アルカリ生成部４０において硫酸カルシウム及び水酸化カルシウムなどのスケール成分が析出しにくく、安定した連続運転が可能となる。
このような構成の塩化マグネシウム水溶液の製造システム３においても、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減した上で塩化マグネシウム水溶液を製造することができる。
また、このような構成のマグネシウム水溶液の製造システム２００においても、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減した上でマグネシウム水溶液を製造することができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施の形態例について説明したが、本開示は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、前処理部６０の構成として、脱炭酸部６１の後に分離部６２を設けることとしたが、分離部６２の後に脱炭酸部６１を設けることとしてもよい。
また、前処理部６０においては、分離部６２のみを設けることとしてもよい。
さらに、前処理部６０は省略することもできる。
＜付記＞
各実施形態に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、例えば以下のように把握される。
［１］第１の態様に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、晶析部１０と、晶析部１０と接続された沈降部２０と、沈降部２０と接続された除去部３０と、除去部３０と接続された酸アルカリ生成部４０と、沈降部２０と接続された反応部５０と、を備え、晶析部１０は、海水を原料とする被処理水Ｌ１に水酸化ナトリウム水溶液を加えて水酸化マグネシウムを晶析させ、水酸化マグネシウムの粒子が分散する反応スラリーＬ２を生成し、沈降部２０は、反応スラリーＬ２を貯留して粒子を沈降させ、高濃度で粒子が含まれる回収スラリーＳと、低濃度で粒子が含まれる分離液Ｌ３とに分離し、除去部３０は、被処理水Ｌ１または分離液Ｌ３から２価陽イオンを除去して反応液Ｌ４を生成し、酸アルカリ生成部４０は、反応液Ｌ４から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成し、反応部５０は、回収スラリーＳに塩酸を加え、塩化マグネシウム水溶液を生成し、酸アルカリ生成部４０は、反応液Ｌ４から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成する本体部４０Ａと、本体部４０Ａと晶析部１０とを接続し、晶析部１０に水酸化ナトリウム水溶液を供給する第１接続部４１と、本体部４０Ａと反応部５０とを接続し、反応部５０に塩酸を供給する第２接続部４２と、を有する塩化マグネシウム水溶液の製造システム。
上記態様によれば、酸アルカリ生成部４０において塩酸と水酸化ナトリウム水溶液とを生成し、晶析部１０、反応部５０および脱炭酸部６１に供給することができる。これにより、塩化マグネシウム水溶液の製造システムでは、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減することができる。
［２］第２の態様に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、海水から被処理水Ｌ１を得る前処理部６０を有し、前処理部６０は、被処理水Ｌ１から水を分離する分離部６２を有する。
上記態様によれば、塩化マグネシウム水溶液と共に純水を製造することができる。
［３］第３の態様に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、除去部３０から酸アルカリ生成部４０へ反応液Ｌ４を供給する経路内に設けられ、純水ＰＷの少なくとも一部と反応液Ｌ４とを混合する混合部７０と、水を分離部６２から混合部７０へ供給する第１供給管Ｐ６３を有する。
上記態様によれば、反応液Ｌ４と純水ＰＷとが混合され、反応液Ｌ４の濃度が下がる。これにより、酸アルカリ生成部４０における処理負担が軽減する。また、反応液Ｌ４の希釈に純水ＰＷを用いるため、酸アルカリ生成部４０において硫酸カルシウム及び水酸化カルシウムなどのスケール成分が析出しにくく、安定した連続運転が可能となる。
［４］第４の態様に係る塩化マグネシウム水溶液の製造システムは、晶析部１０の上流側において晶析部１０と接続された前処理部６０を有し、前処理部６０は、被処理水Ｌ１に塩酸を加え、被処理水Ｌ１に含まれる少なくとも一部の炭酸を除去する脱炭酸部６１を有し、酸アルカリ生成部４０は、本体部４０Ａと脱炭酸部６１とを接続し、脱炭酸部６１に塩酸を供給する第３接続部４３を有する。
上記態様によれば、工程内で炭酸塩が生成し難くなり、塩化マグネシウム水溶液の製造システムを長期間安定して運転させることができる。
また、各実施形態に記載のマグネシウムの製造システムは、例えば以下のように把握される。
［５］第５の態様に係るマグネシウムの製造システムは、第１の態様から第４の態様のいずれか１つの塩化マグネシウム水溶液の製造システムと、塩化マグネシウム水溶液から水を分離し塩化マグネシウムを生成する生成部８０と、塩化マグネシウムを溶融塩電解し金属マグネシウムを得る電解部９０と、を有する。
上記態様によれば、従来の方法よりも薬品に係る費用を低減可能とするマグネシウムの製造システム１００を提供することができる。
［６］第６の態様に係るマグネシウムの製造システムは、除去部３０から酸アルカリ生成部４０へ反応液Ｌ４を供給する経路内に設けられ、生成部８０で分離された水Ｗ１の少なくとも一部と反応液Ｌ４とを混合する混合部７０と、生成部８０で分離された水Ｗ１を生成部８０から混合部７０へ供給する第２供給管Ｐ８１を有する。
上記態様によれば、反応液Ｌ４と水Ｗ１とが混合され、反応液Ｌ４の濃度が下がる。これにより、酸アルカリ生成部４０における処理負担が軽減する。また、反応液Ｌ４が希釈されることにより、酸アルカリ生成部４０において硫酸カルシウム及び水酸化カルシウムなどのスケール成分が析出しにくく、安定した連続運転が可能となる。
１，２，３…塩化マグネシウム水溶液の製造システム、１０…晶析部、２０…沈降部、３０…除去部、４０…酸アルカリ生成部、４０Ａ…本体部、４１…第１接続部、４２…第２接続部、４３…第３接続部、５０…反応部、６０…前処理部、６１…脱炭酸部、６２…分離部、７０…混合部、８０…生成部、９０…電解部、１００，２００…マグネシウムの製造システム、Ｌ１，Ｌ６１，Ｌ６２…被処理水、Ｌ２…反応スラリー、Ｌ３…分離液、Ｌ４…反応液、Ｐ６３…第１供給管、Ｐ８１…第２供給管、ＰＷ…純水、Ｓ…回収スラリー、Ｗ１…水
Claims (6)
- 晶析部と、
前記晶析部と接続された沈降部と、
前記沈降部と接続された除去部と、
前記除去部と接続された酸アルカリ生成部と、
前記沈降部と接続された反応部と、を備え、
前記晶析部は、海水を原料とする被処理水に水酸化ナトリウム水溶液を加えて水酸化マグネシウムを晶析させ、前記水酸化マグネシウムの粒子が分散する反応スラリーを生成し、
前記沈降部は、前記反応スラリーを貯留して前記粒子を沈降させ、高濃度で前記粒子が含まれる回収スラリーと、低濃度で前記粒子が含まれる分離液とに分離し、
前記除去部は、前記被処理水または前記分離液から２価陽イオンを除去して反応液を生成し、
前記酸アルカリ生成部は、前記反応液から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成し、
前記反応部は、前記回収スラリーに塩酸を加え、塩化マグネシウム水溶液を生成し、
前記酸アルカリ生成部は、前記反応液から水酸化ナトリウム水溶液と、塩酸とを生成する本体部と、
前記本体部と前記晶析部とを接続し、前記晶析部に前記水酸化ナトリウム水溶液を供給する第１接続部と、
前記本体部と前記反応部とを接続し、前記反応部に前記塩酸を供給する第２接続部と、を有する塩化マグネシウム水溶液の製造システム。 - 前記晶析部の上流側において前記晶析部と接続された前処理部を有し、
前記前処理部は、前記被処理水から純水を分離する分離部を有する請求項１に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システム。 - 前記除去部から前記酸アルカリ生成部へ前記反応液を供給する経路内に設けられ、前記純水の少なくとも一部と前記反応液とを混合する混合部と、
前記純水を前記分離部から前記混合部へ供給する第１供給管を有する請求項２に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システム。 - 前記晶析部の上流側において前記晶析部と接続された前処理部を有し、
前記前処理部は、前記被処理水に塩酸を加え、前記被処理水に含まれる少なくとも一部の炭酸を除去する脱炭酸部を有し、
前記酸アルカリ生成部は、前記本体部と前記脱炭酸部とを接続し、前記脱炭酸部に前記塩酸を供給する第３接続部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システム。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載の塩化マグネシウム水溶液の製造システムと、
前記塩化マグネシウム水溶液から水を分離し塩化マグネシウムを生成する生成部と、
前記塩化マグネシウムを溶融塩電解し金属マグネシウムを得る電解部と、を有するマグネシウムの製造システム。 - 前記除去部から前記酸アルカリ生成部へ前記反応液を供給する経路内に設けられ、前記生成部で分離された水の少なくとも一部と前記反応液とを混合する混合部と、
前記生成部で分離された水を前記生成部から前記混合部へ供給する第２供給管を有する請求項５に記載のマグネシウムの製造システム。
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