JP2023169683A - Method for producing aqueous ferrous chloride solution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塩化第一鉄水溶液の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an aqueous ferrous chloride solution.
従来、塩化第一鉄水溶液の製造方法としては板片状又は粒状の金属鉄と塩酸を反応させる方法が知られている。（例えば特許文献１参照） Conventionally, as a method for producing an aqueous ferrous chloride solution, a method is known in which plate-like or granular metallic iron is reacted with hydrochloric acid. (For example, see Patent Document 1)
しかしながら、特許文献１に記載の金属鉄と塩酸とを反応させる方法では、塩酸から発生した塩化水素又は塩素により作業の際に健康被害を受けたり、設備が腐食したりする不都合がある。 However, the method of reacting metallic iron with hydrochloric acid described in Patent Document 1 has the disadvantage that hydrogen chloride or chlorine generated from the hydrochloric acid may cause health damage during work and corrode equipment.
本発明は、かかる不都合を解消して、塩化水素又は塩素を発生させること無く塩化第一鉄水溶液を製造する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing an aqueous ferrous chloride solution without generating hydrogen chloride or chlorine by eliminating such inconveniences.
かかる目的を達成するために、本発明の塩化第一鉄水溶液の製造方法は、炭素を含有する鉄材を塩化ナトリウム水溶液の電気分解により生じた強酸性電解水に接触させることを特徴とする。 In order to achieve this object, the method for producing a ferrous chloride aqueous solution of the present invention is characterized by bringing a carbon-containing iron material into contact with strongly acidic electrolyzed water produced by electrolysis of a sodium chloride aqueous solution.
本発明の塩化第一鉄水溶液の製造方法では、まず、原水に塩化ナトリウム等の塩化物を添加することにより調製された塩化物水溶液を対向配置された１対の電極間にイオン透過性の隔膜を備える電気分解装置で電気分解することにより、強酸性の電解水を得る。 In the method for producing an aqueous ferrous chloride solution of the present invention, first, an aqueous chloride solution prepared by adding a chloride such as sodium chloride to raw water is passed through an ion-permeable diaphragm between a pair of electrodes placed opposite each other. Strongly acidic electrolyzed water is obtained by electrolysis using an electrolyzer equipped with:
次いで、前記強酸性の電解水に炭素を含有する鉄材を接触させることで該強酸性の電解水中の次亜塩素酸と鉄が反応し、塩化第一鉄となることで塩化第一鉄水溶液が生成する。 Next, by bringing a carbon-containing iron material into contact with the strongly acidic electrolyzed water, the hypochlorous acid in the strongly acidic electrolyzed water reacts with iron to form ferrous chloride, resulting in a ferrous chloride aqueous solution. generate.
この結果、塩化水素又は塩素を発生させること無く、塩化第一鉄水溶液を製造することができる。 As a result, a ferrous chloride aqueous solution can be produced without generating hydrogen chloride or chlorine.
また、本発明の塩化第一鉄水溶液の製造方法において、前記強酸性の電解水の水素イオン濃度はｐＨ＝１～２であることが好ましい。 Furthermore, in the method for producing an aqueous ferrous chloride solution of the present invention, the hydrogen ion concentration of the strongly acidic electrolyzed water is preferably pH=1 to 2.
このような構成とすることにより、効率良く塩化第一鉄水溶液を製造することができる。 With such a configuration, a ferrous chloride aqueous solution can be efficiently produced.
尚、前記強酸性の電解水の水素イオン濃度がｐＨ＝２超である場合、該強酸性の電解水と前記鉄材の反応が起こらず、塩化第一鉄水溶液が生成されないことがある。 Note that if the hydrogen ion concentration of the strongly acidic electrolyzed water exceeds pH=2, the reaction between the strongly acidic electrolyzed water and the iron material may not occur, and a ferrous chloride aqueous solution may not be generated.
さらに、前記鉄材に含有される炭素の含有率は１～１０質量％であることが好ましい。 Further, the content of carbon contained in the iron material is preferably 1 to 10% by mass.
このような構成とすることにより、さらに効率良く塩化第一鉄水溶液を製造することができる。 With such a configuration, the ferrous chloride aqueous solution can be produced more efficiently.
尚、前記鉄材に含有される炭素の含有率が１質量％未満の場合、該鉄材と前記強酸性の電解水との反応が起こらず、塩化第一鉄水溶液が生成されないことがある。 In addition, when the carbon content contained in the iron material is less than 1% by mass, the reaction between the iron material and the strongly acidic electrolyzed water does not occur, and the ferrous chloride aqueous solution may not be generated.
また、前記鉄材に含有された炭素の含有率を１０質量％超とすることは技術的に難しい。 Further, it is technically difficult to make the content of carbon contained in the iron material more than 10% by mass.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
本実施形態の塩化第一鉄溶液の製造方法は、炭素を含有する鉄材を塩化ナトリウム水溶液の電気分解により生じた強酸性の電解水に接触させる方法である。 The method for producing a ferrous chloride solution of this embodiment is a method in which a carbon-containing iron material is brought into contact with strongly acidic electrolyzed water produced by electrolysis of an aqueous sodium chloride solution.
本実施形態の塩化第一鉄溶液の製造方法では、図１に示すように、ＳＴＥＰ１で塩化ナトリウム水溶液を電気分解することでＳＴＥＰ２の強酸性の電解水を得る。次いで、前記強酸性の電解水とＳＴＥＰ３の炭素を含有する鉄材とを、ＳＴＥＰ４で接触させて、該鉄材の少なくとも一部を前記強酸性の電解水に溶解させることで塩化第一鉄水溶液を得ることができる。 In the method for producing a ferrous chloride solution of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a sodium chloride aqueous solution is electrolyzed in STEP 1 to obtain strongly acidic electrolyzed water in STEP 2. Next, the strongly acidic electrolyzed water and the carbon-containing iron material of STEP 3 are brought into contact in STEP 4, and at least a portion of the iron material is dissolved in the strongly acidic electrolyzed water to obtain a ferrous chloride aqueous solution. be able to.
前記強酸性電解水を得るための電気分解は、図２に示す電気分解装置１により実施することができる。 Electrolysis for obtaining the strongly acidic electrolyzed water can be carried out using an electrolyzer 1 shown in FIG. 2.
本実施形態の電気分解装置１は、陽極側電極５３、陰極側電極７３が対向配置された電解槽３０を備え、電解槽３０は陽極側電極５３、陰極側電極７３の間に配置されたイオン透過性の隔膜３１により、陽極側電極５３を備える陽極電解室５１と、陰極側電極７３を備える陰極電解室７１とに分離されている。陽極電解室５１には酸性水取出管５５が備えられている。隔膜３１としては例えばイオン交換膜を用いることができる。
The electrolyzer 1 of the present embodiment includes an
また、電気分解装置１は塩化物水溶液貯留槽１０を備え、塩化物水溶液貯留槽１０は、途中にポンプ３５を備える塩化物水溶液供給管３３を介して陽極電解室５１と、陰極電解室７１とに接続されている。
Further, the electrolyzer 1 includes a chloride aqueous
次に電気分解装置１による本実施形態の電気分解方法について説明する。 Next, the electrolysis method of this embodiment using the electrolyzer 1 will be explained.
電気分解装置１では、塩化物水溶液貯留槽１０に貯留されている塩化物水溶液を塩化物水溶液供給管３３から陽極電解室５１と、陰極電解室７１とに導入し、陽極側電極５３と、陰極側電極７３とに、電流を印加することにより、電気分解を行う。前記塩化物水溶液は、例えば、純水に塩化ナトリウム等の塩化物を２～５質量％添加することにより調製される。
In the electrolyzer 1, the chloride aqueous solution stored in the chloride aqueous
このようにすると、陰極電解室７１では塩化ナトリウムが塩化物イオン、ナトリウムイオンとなり、水酸化ナトリウムが生成し、塩化物イオンは隔膜３１を透過して陽極電解室５１に移動する。陽極電解室５１では生成した塩素が塩酸、次亜塩素酸となり、ＳＴＥＰ２の強酸性の電解水が生成する。
In this way, in the
次に本実施形態の反応方法について説明する。本実施形態では、図１に示すように、ＳＴＥＰ２の強酸性の電解水と、ＳＴＥＰ３の前記炭素を含有する鉄材とを、電解水：鉄材＝１００１：１９００の割合（質量比）で接触させて、５～４０℃の温度で、３０秒～９時間反応させる。すると、強酸性の電解水と炭素を含有する鉄材とが接触する面では、次式のような反応が起こり、塩化第一鉄水溶液を得ることができる。
１０…塩化物水溶液保管槽、３０…電解槽、３１…隔膜、３３…塩化物水溶液供給管、３５…ポンプ、５１…陽極電解室、５３…陽極側電極、５５…酸性水取出管、７１…陰極電解室、７３…陰極側電極
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記強酸性の電解水の水素イオン濃度はｐＨ＝１～２であることを特徴とする塩化第一鉄水溶液の製造方法。 In the method for producing an aqueous ferrous chloride solution according to claim 1,
A method for producing a ferrous chloride aqueous solution, characterized in that the strongly acidic electrolyzed water has a hydrogen ion concentration of pH=1 to 2.
前記鉄材に含有された炭素の含有率は１～１０質量％であることを特徴とする塩化第一鉄水溶液の製造方法。 The method for producing an aqueous ferrous chloride solution according to claim 1 or 2,
A method for producing a ferrous chloride aqueous solution, characterized in that the content of carbon contained in the iron material is 1 to 10% by mass.
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