JP2755542B2 - アルカリ金属水酸化物の製造方法 - Google Patents
アルカリ金属水酸化物の製造方法Info
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/12—Chloric acid
- C01B11/14—Chlorates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/04—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ金属塩化物溶
液を電解してアルカリ金属水酸化物と塩素と水素とを製
造する塩素−アルカリ電解によるアルカリ金属水酸化物
の製造方法に関する。
液を電解してアルカリ金属水酸化物と塩素と水素とを製
造する塩素−アルカリ電解によるアルカリ金属水酸化物
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術と問題点】多くの国々において、塩素−アル
カリ工業の問題点は、電解の主生成物であるアルカリ金
属水酸化物と塩素の需要のアンバランスである。塩素と
それをもちいて造られた製品の使用が引起こす環境問題
の圧力はこのアンバランスをさらに悪化させるであろ
う。従来の塩素−アルカリ工業ではこの両者を適当な量
で生産することができないから、アルカリ金属水酸化物
製造の代替法を見出すことが必要である。
カリ工業の問題点は、電解の主生成物であるアルカリ金
属水酸化物と塩素の需要のアンバランスである。塩素と
それをもちいて造られた製品の使用が引起こす環境問題
の圧力はこのアンバランスをさらに悪化させるであろ
う。従来の塩素−アルカリ工業ではこの両者を適当な量
で生産することができないから、アルカリ金属水酸化物
製造の代替法を見出すことが必要である。
【０００３】既知のその他のアルカリ金属水酸化物の製
造方法は次の諸方法をふくむ。
造方法は次の諸方法をふくむ。
【０００４】（イ）ソーダの石灰乳またはアンモニアに
よる化学的脱炭酸。（ロ）アルカリ金属硫酸塩の、アル
カリ金属水酸化物と硫酸への電気化学的分解。（ハ）ソ
ーダのアルカリ金属硫酸塩酸性溶液による脱炭酸と得ら
れた硫酸塩溶液のアルカリ金属水酸化物への電解。
（ニ）アルカリ金属硫化物のアルカリ金属水酸化物と二
酸化硫黄への触媒による分解。（ホ）アルカリ金属塩素
酸塩のアルカリ金属水酸化物と二酸化塩素への電気分
解。
よる化学的脱炭酸。（ロ）アルカリ金属硫酸塩の、アル
カリ金属水酸化物と硫酸への電気化学的分解。（ハ）ソ
ーダのアルカリ金属硫酸塩酸性溶液による脱炭酸と得ら
れた硫酸塩溶液のアルカリ金属水酸化物への電解。
（ニ）アルカリ金属硫化物のアルカリ金属水酸化物と二
酸化硫黄への触媒による分解。（ホ）アルカリ金属塩素
酸塩のアルカリ金属水酸化物と二酸化塩素への電気分
解。
【０００５】塩素酸塩は一般にアルカリ金属塩化物の電
気分解によって得られる。
気分解によって得られる。
【０００６】これらのすべての既知の方法は、今日にお
けるアルカリ金属水酸化物の製造業者にとっては不利で
ある。これらの方法の不利は、大きなな用途が無い硫黄
化合物が、副生物として、余りに多量に生じ；原料と使
用エネルギーのコストが製品の市場価格に比し、高過
ぎ；巨大な投資を必要とし、製品の市場価格に比して資
本負担が大きいことである。
けるアルカリ金属水酸化物の製造業者にとっては不利で
ある。これらの方法の不利は、大きなな用途が無い硫黄
化合物が、副生物として、余りに多量に生じ；原料と使
用エネルギーのコストが製品の市場価格に比し、高過
ぎ；巨大な投資を必要とし、製品の市場価格に比して資
本負担が大きいことである。
【０００７】
【発明の課題】本発明の意図は、従来法の不利が除か
れ、従来の塩素−アルカリ電解工場で実施でき、さらに
塩素−アルカリ電解において生成する塩素とアルカリ金
属水酸化物の量を所望のレベルに制御でき、また水素を
生産し、実施態様によってはアルカリ金属塩素酸塩を生
成してそれを製造に利用する、アルカリ金属水酸化物の
製造方法を提供することである。
れ、従来の塩素−アルカリ電解工場で実施でき、さらに
塩素−アルカリ電解において生成する塩素とアルカリ金
属水酸化物の量を所望のレベルに制御でき、また水素を
生産し、実施態様によってはアルカリ金属塩素酸塩を生
成してそれを製造に利用する、アルカリ金属水酸化物の
製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題解決の手段】本願発明の要旨特徴は特許請求の範
囲に記されている通りである。
囲に記されている通りである。
【０００９】本発明において、塩素−アルカリ電解で使
用されるアルカリ金属塩化物の少なくとも一部はアルカ
リ金属炭酸塩の塩素または塩化水素ガスによる中和また
は脱炭酸によって製造される。水溶液中におけるアルカ
リ金属炭酸塩の塩素による脱炭酸によって同時にアルカ
リ金属塩素酸塩が生ずる。
用されるアルカリ金属塩化物の少なくとも一部はアルカ
リ金属炭酸塩の塩素または塩化水素ガスによる中和また
は脱炭酸によって製造される。水溶液中におけるアルカ
リ金属炭酸塩の塩素による脱炭酸によって同時にアルカ
リ金属塩素酸塩が生ずる。
【００１０】本明細書においてアルカリ金属という語
は、ナトリウムとカリウム、特に前者を意味する。
は、ナトリウムとカリウム、特に前者を意味する。
【００１１】中和に塩素が使用されるとき、アルカリ金
属炭酸塩の中和の反応生成物は、二酸化炭素とアルカリ
金属の塩化物と塩素酸塩である。
属炭酸塩の中和の反応生成物は、二酸化炭素とアルカリ
金属の塩化物と塩素酸塩である。
【００１２】塩化水素が使用されるとき、アルカリ金属
炭酸塩の中和の反応生成物は、二酸化炭素とアルカリ金
属塩化物である。
炭酸塩の中和の反応生成物は、二酸化炭素とアルカリ金
属塩化物である。
【００１３】好適実施態様によれば、アルカリ金属の炭
酸塩と塩化物が、中和工程で、水またはアルカリ金属塩
化物もしくは塩素酸塩の溶液とアルカリ金属塩化物を含
む反応容器に導入される。アルカリ金属炭酸塩を塩素で
中和するときは、アルカリ金属の塩化物と塩素酸塩が生
成する。溶液は塩化物について過飽和になり、アルカリ
金属塩化物が結晶として溶液から分離される。このアル
カリ金属塩化物は、伝統的な方法で、塩素、アルカリ金
属水酸化物、水素を生成すべく電解に使用される。好ま
しくは、塩素の少なくとも一部は上記の反応容器に再循
環される。塩素酸塩に関して反応容器内溶液が過飽和に
ならないように反応容器から別の流れが取り出され、塩
素酸塩を別に処理する。反応容器から得られるアルカリ
金属塩化物は好ましくは塩素−アルカリ電解工場の循環
流すなわち塩素−アルカリ電解糟を離れる希薄アルカリ
金属塩化物溶液に溶解され、そこで溶液の濃度は飽和に
近く調整される。この溶液は、精製された後、塩素−ア
ルカリ電解糟に戻される。
酸塩と塩化物が、中和工程で、水またはアルカリ金属塩
化物もしくは塩素酸塩の溶液とアルカリ金属塩化物を含
む反応容器に導入される。アルカリ金属炭酸塩を塩素で
中和するときは、アルカリ金属の塩化物と塩素酸塩が生
成する。溶液は塩化物について過飽和になり、アルカリ
金属塩化物が結晶として溶液から分離される。このアル
カリ金属塩化物は、伝統的な方法で、塩素、アルカリ金
属水酸化物、水素を生成すべく電解に使用される。好ま
しくは、塩素の少なくとも一部は上記の反応容器に再循
環される。塩素酸塩に関して反応容器内溶液が過飽和に
ならないように反応容器から別の流れが取り出され、塩
素酸塩を別に処理する。反応容器から得られるアルカリ
金属塩化物は好ましくは塩素−アルカリ電解工場の循環
流すなわち塩素−アルカリ電解糟を離れる希薄アルカリ
金属塩化物溶液に溶解され、そこで溶液の濃度は飽和に
近く調整される。この溶液は、精製された後、塩素−ア
ルカリ電解糟に戻される。
【００１４】第二の好適実施態様によれば、アルカリ金
属炭酸塩と塩素は中和段階で塩素−アルカリ電解工程を
去る希薄アルカリ金属塩化物溶液に混合さる。アルカリ
金属炭酸塩の塩素による中和においてアルカリ金属の塩
化物と塩素酸塩が生成する。アルカリ金属塩素酸塩は得
られる溶液から除かれるか、既知の方法で所望の製品に
変えられる。このようにして得られた濃縮アルカリ金属
塩化物溶液は不純物を除去された後に塩素−アルカリ電
解工程に戻されて、アルカリ金属水酸化物と塩素と水素
が生産される。好ましくは得られた塩素の少なくとも一
部は上記の中和工程に供給される。
属炭酸塩と塩素は中和段階で塩素−アルカリ電解工程を
去る希薄アルカリ金属塩化物溶液に混合さる。アルカリ
金属炭酸塩の塩素による中和においてアルカリ金属の塩
化物と塩素酸塩が生成する。アルカリ金属塩素酸塩は得
られる溶液から除かれるか、既知の方法で所望の製品に
変えられる。このようにして得られた濃縮アルカリ金属
塩化物溶液は不純物を除去された後に塩素−アルカリ電
解工程に戻されて、アルカリ金属水酸化物と塩素と水素
が生産される。好ましくは得られた塩素の少なくとも一
部は上記の中和工程に供給される。
【００１５】第三の好適実施態様によれば、中和は、ア
ルカリ金属炭酸塩を、塩化水素ガスを吸収した、電解糟
を去るアルカリ金属塩化物溶液に加えることによって行
なわれる。このようにして得られたアルカリ金属塩化物
は不純物除去の後に電解糟に供給される。
ルカリ金属炭酸塩を、塩化水素ガスを吸収した、電解糟
を去るアルカリ金属塩化物溶液に加えることによって行
なわれる。このようにして得られたアルカリ金属塩化物
は不純物除去の後に電解糟に供給される。
【００１６】第四の好適実施態様によれば、中和は、ア
ルカリ金属炭酸塩を、電解糟を去る、アルカリ金属塩化
物溶液に加え、その炭酸塩を塩化水素ガスによって中和
し、このようにして得られたアルカリ金属塩化物溶液は
不純物除去の後に電解糟に供給される。
ルカリ金属炭酸塩を、電解糟を去る、アルカリ金属塩化
物溶液に加え、その炭酸塩を塩化水素ガスによって中和
し、このようにして得られたアルカリ金属塩化物溶液は
不純物除去の後に電解糟に供給される。
【００１７】第五の好適実施態様によれば、最初に水ま
たはアルカリ金属塩化物溶液のいずれかを含む閉鎖循環
系によって行なわれる。この循環系にアルカリ金属炭酸
塩と塩化水素ガスまたは塩酸が加えられる。アルカリ金
属炭酸塩が脱炭酸されると溶液はアルカリ金属塩化物に
ついて過飽和になり、アルカリ金属塩化物は結晶として
分離される。この結晶は塩素−アルカリ電解循環系に戻
され、塩素とアルカリ金属水酸化物と水素が生産され
る。
たはアルカリ金属塩化物溶液のいずれかを含む閉鎖循環
系によって行なわれる。この循環系にアルカリ金属炭酸
塩と塩化水素ガスまたは塩酸が加えられる。アルカリ金
属炭酸塩が脱炭酸されると溶液はアルカリ金属塩化物に
ついて過飽和になり、アルカリ金属塩化物は結晶として
分離される。この結晶は塩素−アルカリ電解循環系に戻
され、塩素とアルカリ金属水酸化物と水素が生産され
る。
【００１８】従って、従来の塩素−アルカリ電解工場の
アルカリ金属塩化物溶液が中和において生成する。この
アルカリ金属塩化物溶液は問題となっている電解糟の方
式にしたがって既知の方法で不純物を除去される。
アルカリ金属塩化物溶液が中和において生成する。この
アルカリ金属塩化物溶液は問題となっている電解糟の方
式にしたがって既知の方法で不純物を除去される。
【００１９】塩素−アルカリ電解工程に供給されるアル
カリ金属塩化物溶液は好ましくは飽和に近くあるべきで
ある。中和における溶液のｐＨは３以上、特に３ないし
１１である。
カリ金属塩化物溶液は好ましくは飽和に近くあるべきで
ある。中和における溶液のｐＨは３以上、特に３ないし
１１である。
【００２０】中和は広い温度範囲、２０ないし１００℃
で、連続的または回分的に行なうことができる。中和に
塩素が使用されるときは、取り出される溶液のアルカリ
金属塩素酸塩とアルカリ金属塩化物の濃度は温度に影響
される。中和は一段階または数段階に行なうことができ
る。
で、連続的または回分的に行なうことができる。中和に
塩素が使用されるときは、取り出される溶液のアルカリ
金属塩素酸塩とアルカリ金属塩化物の濃度は温度に影響
される。中和は一段階または数段階に行なうことができ
る。
【００２１】本発明によれば、アルカリ金属塩化物は電
解糟で既知の方法で電解され、アルカリ金属水酸化物が
生産される。電解は水銀カソード隔壁（隔膜）電解糟で
実施できる。電解後に生ずるアルカリ金属水酸化物溶液
の品質は従来の電解法によって得られるものと同じであ
る。
解糟で既知の方法で電解され、アルカリ金属水酸化物が
生産される。電解は水銀カソード隔壁（隔膜）電解糟で
実施できる。電解後に生ずるアルカリ金属水酸化物溶液
の品質は従来の電解法によって得られるものと同じであ
る。
【００２２】アルカリ金属炭酸塩の中和に使用される塩
素ガスは好ましくは電解によって生ずるものである。塩
素は溶液中で天然産炭酸塩を脱炭酸しアルカリ金属塩化
物とアルカリ金属塩素酸塩と二酸化炭素を再生する。二
酸化炭素は既知の方法で精製し液化して再使用される。
アルカリ金属塩化物はアルカリ金属塩素酸塩の製造工程
に供給され、またアルカリ金属塩素酸塩が消費される工
程、または塩酸によってアルカリ金属塩化物溶液に転化
されてもよいし、廃棄されてもよいし、なんらかの方法
で、精製してもよい。
素ガスは好ましくは電解によって生ずるものである。塩
素は溶液中で天然産炭酸塩を脱炭酸しアルカリ金属塩化
物とアルカリ金属塩素酸塩と二酸化炭素を再生する。二
酸化炭素は既知の方法で精製し液化して再使用される。
アルカリ金属塩化物はアルカリ金属塩素酸塩の製造工程
に供給され、またアルカリ金属塩素酸塩が消費される工
程、または塩酸によってアルカリ金属塩化物溶液に転化
されてもよいし、廃棄されてもよいし、なんらかの方法
で、精製してもよい。
【００２３】アルカリ金属炭酸塩の中和に使用される塩
化水素は好ましくは合成装置において塩素と水素から製
造される。塩化水素合成に必要な過剰の水素が装置に導
入される。合成後、生成した水素を含む塩化水素ガスは
既知の方法で水または希塩酸溶液に吸収させる。濃縮塩
酸溶液を加熱することによって、純粋な塩化水素ガスを
発生させ、それを電解糟を離れるアルカリ金属塩化物溶
液に加えられる。得られた酸性アルカリ金属塩化物溶液
は天然産炭酸塩を脱炭酸してアルカリ金属塩化物と二酸
化炭素を再生する。二酸化炭素は既知の方法で精製し液
化して使用に供する。
化水素は好ましくは合成装置において塩素と水素から製
造される。塩化水素合成に必要な過剰の水素が装置に導
入される。合成後、生成した水素を含む塩化水素ガスは
既知の方法で水または希塩酸溶液に吸収させる。濃縮塩
酸溶液を加熱することによって、純粋な塩化水素ガスを
発生させ、それを電解糟を離れるアルカリ金属塩化物溶
液に加えられる。得られた酸性アルカリ金属塩化物溶液
は天然産炭酸塩を脱炭酸してアルカリ金属塩化物と二酸
化炭素を再生する。二酸化炭素は既知の方法で精製し液
化して使用に供する。
【００２４】本発明の顕著な利点は既存の使用されてい
る塩素−アルカリ電解設備を使用できることである。本
発明によれば、アルカリ金属炭酸塩の量を加減すること
により、電解において生成する塩素の量を、販売可能な
量に調整することができる。
る塩素−アルカリ電解設備を使用できることである。本
発明によれば、アルカリ金属炭酸塩の量を加減すること
により、電解において生成する塩素の量を、販売可能な
量に調整することができる。
【００２５】本発明の本質的特徴の一つは特に販売可能
の塩素のアルカリ金属水酸化物に対する比を、アルカリ
金属炭酸塩から得られ、工程に供給される塩の量を加減
することにより無段階的におよそ０％からほとんど１０
０％までの間で調整することができることである。電解
に必要なアルカリ金属塩化物の残りの部分は循環溶液に
アルカリ金属塩化物を供給することによってまかなわれ
る。
の塩素のアルカリ金属水酸化物に対する比を、アルカリ
金属炭酸塩から得られ、工程に供給される塩の量を加減
することにより無段階的におよそ０％からほとんど１０
０％までの間で調整することができることである。電解
に必要なアルカリ金属塩化物の残りの部分は循環溶液に
アルカリ金属塩化物を供給することによってまかなわれ
る。
【００２６】本発明の他の重要な利点は炭酸塩の塩素化
において好ましい塩素酸塩が形成され、それは容易に経
済的に利用されることである。反応容器の温度を調整す
ることにより、得られる溶液の塩素酸塩と塩化物の量が
調整され、意図される用途に適する組成の溶液が得られ
ることである。
において好ましい塩素酸塩が形成され、それは容易に経
済的に利用されることである。反応容器の温度を調整す
ることにより、得られる溶液の塩素酸塩と塩化物の量が
調整され、意図される用途に適する組成の溶液が得られ
ることである。
【００２７】第三の本発明の重要な利点は塩素−アルカ
リ電解によって得られる水素が他の化学方法やエネルギ
ー生産における環境問題に好ましい燃料として使用され
得ることである。
リ電解によって得られる水素が他の化学方法やエネルギ
ー生産における環境問題に好ましい燃料として使用され
得ることである。
【００２８】アルカリ金属炭酸塩の中和の程度は水素と
塩化水素の量を加減することによって得られ、それによ
って、アルカリ金属塩素酸塩溶液の精製と電解とに関し
て適当な条件を提供することができる。
塩化水素の量を加減することによって得られ、それによ
って、アルカリ金属塩素酸塩溶液の精製と電解とに関し
て適当な条件を提供することができる。
【００２９】既存の塩素−アルカリ電解プラントに関し
て最も顕著な利点として、次の諸点をあげることができ
る。電気分解の用途に適していれば、安価な、未精製で
さえあるアルカリ金属炭酸塩を使用できる。副生物とし
て有害な硫黄化合物を生じない。電解槽における現存能
力を全部利用することができる。既存の設備に対する投
資は同様の量のアルカリ金属水酸化物を生産する別の方
法に比し、極めて僅少である。塩素とアルカリに対する
需要が変動するとき、本発明の方法は融通性に富む。本
発明によって達成されるアルカリ金属水酸化物の生産コ
ストは他の方法に比して非常に低廉である。塩素が中和
に使用されるとき、塩素と水素が副生するが、それは経
済的に利用することができ、したがって、この方法は経
済的に、より安定である。
て最も顕著な利点として、次の諸点をあげることができ
る。電気分解の用途に適していれば、安価な、未精製で
さえあるアルカリ金属炭酸塩を使用できる。副生物とし
て有害な硫黄化合物を生じない。電解槽における現存能
力を全部利用することができる。既存の設備に対する投
資は同様の量のアルカリ金属水酸化物を生産する別の方
法に比し、極めて僅少である。塩素とアルカリに対する
需要が変動するとき、本発明の方法は融通性に富む。本
発明によって達成されるアルカリ金属水酸化物の生産コ
ストは他の方法に比して非常に低廉である。塩素が中和
に使用されるとき、塩素と水素が副生するが、それは経
済的に利用することができ、したがって、この方法は経
済的に、より安定である。
【００３０】
【発明の具体的開示】以下、図面を参照してより詳細に
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００３１】図１において、電解工程は１で示されてい
る。電解工程へは塩化ナトリウム溶液が不純物除去工程
４から導入される。電解工程１から所望量の水酸化ナト
リウム溶液と水素が得られ、それらは既知の方法でさら
に処理される。電解工程１によって生じた塩素ガスは反
応容器２に移される。この場合、塩素ガスは液化装置
６、蒸発装置７を経由しても良い。反応容器２におい
て、塩素とナトリウムの反応の結果生じる塩化ナトリウ
ムの結晶が反応溶液から分離され、飽和工程３で電解工
程１から戻る希薄塩溶液に加えられる。この場合、必要
ならば、さらに塩化ナトリウムが添加される。飽和塩溶
液は飽和工程３から不純物除去工程４に導かれ、そこか
らさらに電解工程１に戻される。反応容器２においては
二酸化炭素と塩素酸ナトリウムが生成し、それらは別の
処理工程５、８に送られる。処理工程５は塩素酸ナトリ
ウムの溶液からの分離であってもよいし、他の化学工程
での使用であってもよい。
る。電解工程へは塩化ナトリウム溶液が不純物除去工程
４から導入される。電解工程１から所望量の水酸化ナト
リウム溶液と水素が得られ、それらは既知の方法でさら
に処理される。電解工程１によって生じた塩素ガスは反
応容器２に移される。この場合、塩素ガスは液化装置
６、蒸発装置７を経由しても良い。反応容器２におい
て、塩素とナトリウムの反応の結果生じる塩化ナトリウ
ムの結晶が反応溶液から分離され、飽和工程３で電解工
程１から戻る希薄塩溶液に加えられる。この場合、必要
ならば、さらに塩化ナトリウムが添加される。飽和塩溶
液は飽和工程３から不純物除去工程４に導かれ、そこか
らさらに電解工程１に戻される。反応容器２においては
二酸化炭素と塩素酸ナトリウムが生成し、それらは別の
処理工程５、８に送られる。処理工程５は塩素酸ナトリ
ウムの溶液からの分離であってもよいし、他の化学工程
での使用であってもよい。
【００３２】図２において、塩化ナトリウム溶液は電解
工程１に不純物除去工程４を経て供給される。電解工程
１から、所望の水酸化ナトリウムと水素が得られ、既知
の方法で処理され利用される。炭酸ナトリウムと電解工
程１で生成する塩素は、反応容器２中の塩素−アルカリ
電解の循環液に導かれる。塩素ガスは、また、液化工程
６、蒸発工程７を経て反応容器２に導いてもよい。反応
工程２では生成した塩素酸塩が循環溶液とともに工程９
において所望の化合物に転化され、それから濃縮塩溶液
が不純物除去工程４に移され、さらに電解工程１に導か
れる。販売用製品として塩素が所望の場合には、循環溶
液に追加の塩素が、例えば、工程２において加えられ
る。
工程１に不純物除去工程４を経て供給される。電解工程
１から、所望の水酸化ナトリウムと水素が得られ、既知
の方法で処理され利用される。炭酸ナトリウムと電解工
程１で生成する塩素は、反応容器２中の塩素−アルカリ
電解の循環液に導かれる。塩素ガスは、また、液化工程
６、蒸発工程７を経て反応容器２に導いてもよい。反応
工程２では生成した塩素酸塩が循環溶液とともに工程９
において所望の化合物に転化され、それから濃縮塩溶液
が不純物除去工程４に移され、さらに電解工程１に導か
れる。販売用製品として塩素が所望の場合には、循環溶
液に追加の塩素が、例えば、工程２において加えられ
る。
【００３３】図３において、電解工程１に、塩化ナトリ
ウム不純物除去工程４で処理された塩化ナトリウム溶液
が供給される。電解工程１から所望の水酸化ナトリウム
溶液が得られ、それはさらに既知の方法で処理され利用
される。電解工程１で発生するガス状塩素と水素は塩酸
合成工程１０に導かれ、そこから塩酸が塩化水素ガス分
離工程１１に導かれる。得られる純塩化水素ガスは塩化
水素吸収工程１２で電解糟を出た希薄塩化ナトリウム溶
液に吸収される。得られる酸性塩化ナトリウム溶液は中
和工程２に導かれ、そこでさらにソーダが加えられる。
中和工程２では、酸性塩化物溶液がソーダを脱炭酸して
塩化ナトリウムが生成する。それは塩化ナトリウム精製
工程４に送られ、二酸化炭素は二酸化炭素不純物除去工
程８に送られる。
ウム不純物除去工程４で処理された塩化ナトリウム溶液
が供給される。電解工程１から所望の水酸化ナトリウム
溶液が得られ、それはさらに既知の方法で処理され利用
される。電解工程１で発生するガス状塩素と水素は塩酸
合成工程１０に導かれ、そこから塩酸が塩化水素ガス分
離工程１１に導かれる。得られる純塩化水素ガスは塩化
水素吸収工程１２で電解糟を出た希薄塩化ナトリウム溶
液に吸収される。得られる酸性塩化ナトリウム溶液は中
和工程２に導かれ、そこでさらにソーダが加えられる。
中和工程２では、酸性塩化物溶液がソーダを脱炭酸して
塩化ナトリウムが生成する。それは塩化ナトリウム精製
工程４に送られ、二酸化炭素は二酸化炭素不純物除去工
程８に送られる。
【００３４】図４において、塩化ナトリウム溶液は飽和
工程３から電解工程１に供給され、販売用塩素が生産さ
れる場合には、さらに外部から塩化ナトリウムが加えら
れる。電解工程１から所望の水酸化ナトリウムが得ら
れ、それはさらに既知の方法で処理され利用される。電
解工程１で発生した塩素と水素のガスは塩酸合成工程１
０に送られ、そこで得られる塩酸は、そのままか、蒸発
工程１１を経て反応容器１２に送られる。反応容器１２
では、塩酸がソーダを脱炭酸して塩化ナトリウムと二酸
化炭素と水を生じる。溶液は塩化物に関して過飽和とな
り塩化ナトリウムが溶液から結晶として分離される。こ
の結晶は飽和工程３に送られる。反応容器１２からは塩
溶液がソーダ分解工程２へ戻される。そこからさらに溶
液は不純物除去工程４を経て反応容器１２に送られる。
生成する二酸化炭素は工程８で精製され、さらに処理さ
れ利用される。
工程３から電解工程１に供給され、販売用塩素が生産さ
れる場合には、さらに外部から塩化ナトリウムが加えら
れる。電解工程１から所望の水酸化ナトリウムが得ら
れ、それはさらに既知の方法で処理され利用される。電
解工程１で発生した塩素と水素のガスは塩酸合成工程１
０に送られ、そこで得られる塩酸は、そのままか、蒸発
工程１１を経て反応容器１２に送られる。反応容器１２
では、塩酸がソーダを脱炭酸して塩化ナトリウムと二酸
化炭素と水を生じる。溶液は塩化物に関して過飽和とな
り塩化ナトリウムが溶液から結晶として分離される。こ
の結晶は飽和工程３に送られる。反応容器１２からは塩
溶液がソーダ分解工程２へ戻される。そこからさらに溶
液は不純物除去工程４を経て反応容器１２に送られる。
生成する二酸化炭素は工程８で精製され、さらに処理さ
れ利用される。
【００３５】本発明方法の操業性が数回の実験室規模の
試験によって試された。これらの試験において目的は反
応進行における温度、ｐＨ、濃度の影響を見出すことで
あった。その結果によれば、塩素は塩素酸塩の５倍また
はそれ以上の割合で生成した。最終ｐＨは、塩素化の程
度によるが、３を超える。塩素酸塩／塩化物溶解度曲線
に従って、反応容器から取り出されるべき溶液の組成を
決定する相関関係を有する。
試験によって試された。これらの試験において目的は反
応進行における温度、ｐＨ、濃度の影響を見出すことで
あった。その結果によれば、塩素は塩素酸塩の５倍また
はそれ以上の割合で生成した。最終ｐＨは、塩素化の程
度によるが、３を超える。塩素酸塩／塩化物溶解度曲線
に従って、反応容器から取り出されるべき溶液の組成を
決定する相関関係を有する。
【００３６】次に、本発明を実施例によって例示する。
【００３７】（実施例１） ＮａＣｌ １７０ ｇ／リットル ＮａＣｌＯ3 ４００ ｇ／リットル Ｎａ2 ＣＯ3 ５０ ｇ／リットル 温度 ＜３０℃ 上記の組成と温度を有する溶液２５０ｍｌが反応容器に
装入され、炭酸ナトリウムのすべてが塩素と反応するま
で、塩素ガスが該溶液に導入された。混合によって得ら
れた溶液から残留塩素が駆出され、塩素化され溶液と生
成した結晶が分析された。その結果は、溶液は ＮａＣｌ １８５．２ ｇ／リットル ＮａＣｌ０3 ４０６．２ ｇ／リットル を含んでおり、９．３ｇの結晶塩が得られ、それは０．
４２ｇのＮａＣｌ０3 と、８．９２ｇのＮａＣｌを含有
し、最終ｐＨは４．７であった。
装入され、炭酸ナトリウムのすべてが塩素と反応するま
で、塩素ガスが該溶液に導入された。混合によって得ら
れた溶液から残留塩素が駆出され、塩素化され溶液と生
成した結晶が分析された。その結果は、溶液は ＮａＣｌ １８５．２ ｇ／リットル ＮａＣｌ０3 ４０６．２ ｇ／リットル を含んでおり、９．３ｇの結晶塩が得られ、それは０．
４２ｇのＮａＣｌ０3 と、８．９２ｇのＮａＣｌを含有
し、最終ｐＨは４．７であった。
【００３８】（実施例２）１リットルの水に１００ｇの
Ｎａ2 ＣＯ3 を溶解した。得られた溶液のｐＨは１０．
２であった。この溶液をＮａ2 ＣＯ3 が消費されるまで
塩素化した。得られた溶液は８３．９ｇのＮａＣｌと２
５．５ｇのＮａＣｌＯ3 と５．５ｇの活性塩素を含み、
最終ｐＨは６．２であった。
Ｎａ2 ＣＯ3 を溶解した。得られた溶液のｐＨは１０．
２であった。この溶液をＮａ2 ＣＯ3 が消費されるまで
塩素化した。得られた溶液は８３．９ｇのＮａＣｌと２
５．５ｇのＮａＣｌＯ3 と５．５ｇの活性塩素を含み、
最終ｐＨは６．２であった。
【００３９】（実施例３）反応容器に温度６５℃、濃度
２５３ｇ／リットルの塩化ナトリウム溶液１０００ｍｌ
を入れた。この溶液に、３０ｇの塩化水素ガスをゆっく
り吸収させた。その塩化水素ガスは３３％の塩酸を加熱
して得られたものである。この酸性塩溶液に４５ｇの純
度９９．３％の工業用Ｎａ2 ＣＯ3 をゆっくり加えた。
二酸化炭素の発生がやんだ後、塩濃度は２９８ｇ／リッ
トルであった。溶液の最終温度は５５℃で最終ｐＨは５
であった。分析によれば、４９ｇの塩化ナトリウムが生
成し、理論値とよく一致していた。得られた溶液は電解
に供給できる充分の品位を有していた。
２５３ｇ／リットルの塩化ナトリウム溶液１０００ｍｌ
を入れた。この溶液に、３０ｇの塩化水素ガスをゆっく
り吸収させた。その塩化水素ガスは３３％の塩酸を加熱
して得られたものである。この酸性塩溶液に４５ｇの純
度９９．３％の工業用Ｎａ2 ＣＯ3 をゆっくり加えた。
二酸化炭素の発生がやんだ後、塩濃度は２９８ｇ／リッ
トルであった。溶液の最終温度は５５℃で最終ｐＨは５
であった。分析によれば、４９ｇの塩化ナトリウムが生
成し、理論値とよく一致していた。得られた溶液は電解
に供給できる充分の品位を有していた。
【００４０】本発明は水酸化ナトリウムの製造について
具体的に例示したが、本発明方法が水酸化カリウムの製
造にも適用できることは当業者には自明である。
具体的に例示したが、本発明方法が水酸化カリウムの製
造にも適用できることは当業者には自明である。
【図１】図１は本発明のアルカリ金属水酸化物製造方法
の原理を示すブロックダイアグラムである。
の原理を示すブロックダイアグラムである。
【図２】図２は本発明のアルカリ金属水酸化物製造方法
の別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラムであ
る。
の別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラムであ
る。
【図３】図３は本発明のアルカリ金属水酸化物製造方法
のさらに別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラ
ムである。
のさらに別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラ
ムである。
【図４】図４は本発明のアルカリ金属水酸化物製造方法
のさらに別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラ
ムである。
のさらに別の実施態様の原理を示すブロックダイアグラ
ムである。
１ 塩素−アルカリ電解工程 ２ 反応工程、 １０ 塩酸合成工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許3755068（ＵＳ，Ａ) 千谷利三著「新版 無機化学 （上 巻）」（昭40−５−10）産業図書株式会 社、第100頁第18−22行
Claims (19)
- 【請求項１】 (a)アルカリ金属塩化物の濃厚な仕込み溶
液を得る工程と、 (b)前記仕込み溶液を電解して、アルカリ金属水酸化物
溶液と、塩素と、水素と、希薄アルカリ金属塩化物溶液
とを生成させる工程と、 (c)前記アルカリ金属水酸化物溶液を回収する工程と、 (d)前記希薄アルカリ金属塩化物溶液に、アルカリ金属
塩化物を加えて、アルカリ金属塩化物の濃厚な仕込み溶
液を得る工程と、 (e)工程(d) で得られた仕込み溶液を、塩素−アルカリ
電解に戻す工程とを有する、塩素−アルカリ電解による
アルカリ金属水酸化物の製造方法であって、工程(d) に
おいて、前記希薄アルカリ金属塩化物溶液に添加される
アルカリ金属塩化物の少なくとも一部を、水溶液中で、
塩素又は塩化水素によってアルカリ金属炭酸塩を中和す
ることにより調製することを特徴とするアルカリ金属水
酸化物の製造方法。 - 【請求項２】 アルカリ金属炭酸塩を、水、又はアルカ
リ金属塩化物を含む溶液、若しくはアルカリ金属塩化物
とアルカリ金属塩素酸塩とを含む溶液に加え、次いで前
記溶液に塩素ガスを仕込み、アルカリ金属塩化物の結晶
を沈殿させることによって中和を行ない、次いでアルカ
リ金属塩化物の結晶を前記溶液から分離し、それを塩素
−アルカリ電解からの希薄アルカリ金属塩化物溶液に導
入して濃厚なアルカリ金属塩化物の溶液を得、不純物を
除去したのちにこの溶液をアルカリ金属電解工程に戻す
請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 中和において生成する塩素酸塩−塩化物
溶液を再度中和に利用する請求項２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 アルカリ金属炭酸塩を塩素によって中和
し、アルカリ金属塩化物とアルカリ金属塩素酸塩とを含
有する溶液を形成し、前記中和によって生成した塩素酸
塩−塩化物溶液の少なくとも一部を、アルカリ金属塩素
酸塩を製造する工程、アルカリ金属塩素酸塩を使用する
工程、アルカリ金属塩素酸塩をアルカリ金属塩化物に変
換する工程、又はアルカリ金属塩素酸塩を分解する工程
に供給する、請求項１または２に記載の製造方法。 - 【請求項５】 塩素−アルカリ電解からの希薄アルカリ
金属塩化物溶液に、アルカリ金属炭酸塩を添加し、次い
で前記溶液に塩素ガスを仕込み、アルカリ金属塩素酸塩
を含有する、濃厚アルカリ金属塩化物溶液を生成させる
ことにより、中和を行い、その後、このようにして得ら
れた濃厚溶液からアルカリ金属塩素酸塩を除去し、得ら
れた濃厚溶液を、塩素−アルカリ電解工程に戻す、請求
項１に記載の製造方法。 - 【請求項６】 アルカリ金属塩化物電解工程に戻される
濃厚溶液中のアルカリ金属塩素酸塩を、既知の方法によ
って所望の化合物に転化する請求項５に記載の製造方
法。 - 【請求項７】 電解工程からの希薄アルカリ金属塩化物
溶液に塩化水素ガスを吸収させ、その後で前記溶液にア
ルカリ金属炭酸塩を添加することによって中和を行な
い、このようにして得られたアルカリ金属塩化物溶液を
不純物除去の後に電解工程に戻す、請求項１に記載の製
造方法。 - 【請求項８】 電解工程からの希薄アルカリ金属塩化物
溶液にアルカリ金属炭酸塩を加え、その後に前記溶液に
塩化水素ガスを仕込むことによって中和を行って、アル
カリ金属塩化物溶液の濃厚溶液を得、前記濃厚アルカリ
金属塩化物溶液を不純物除去の後に電解工程に戻す、請
求項１に記載の製造方法。 - 【請求項９】 アルカリ金属炭酸塩と、塩酸又は塩化水
素ガスとが仕込まれる、溶液の閉じた循環系中で中和を
行ない、前記循環系で得られたアルカリ金属塩化物結晶
を分離し、塩素−アルカリ電解工程で得られた希薄アル
カリ金属塩化物溶液に、前記アルカリ金属塩化物結晶を
添加して濃厚アルカリ金属塩化物溶液を得、これを塩素
−アルカリ電解工程に戻す、請求項１に記載の製造方
法。 - 【請求項１０】 塩素−アルカリ電解工程に導入される
アルカリ金属塩化物溶液の濃度が塩化物の飽和濃度に近
い、前記いずれかの請求項に記載の製造方法。 - 【請求項１１】 中和時の溶液のｐＨが３以上である、
前記いずれかの請求項に記載の製造方法。 - 【請求項１２】 中和を連続的または回分的に一ないし
数段階でおこなう、前記いずれかの請求項に記載の製造
方法。 - 【請求項１３】 中和温度が２０〜１００℃である、前
記いずれかの請求項に記載の製造方法。 - 【請求項１４】 アルカリ金属塩化物溶液の電解を、水
銀カソード電解槽、隔膜電解槽、または膜電解糟で実施
する、前記いずれかの請求項に記載の製造方法。 - 【請求項１５】 アルカリ金属塩化物溶液の電解によっ
て得られる塩素の少なくとも一部がアルカリ金属炭酸塩
の中和工程に導入される、請求項１から６までの何れか
１項に記載の製造方法。 - 【請求項１６】 中和において塩素ガスを仕込む前に、
塩素ガスを、液化及び気化させて精製する、請求項１５
に記載の製造方法。 - 【請求項１７】 塩素ガスを精製することなく、直接ア
ルカリ金属炭酸塩の中和に用いる、請求項１５に記載の
製造方法。 - 【請求項１８】 中和に使用する塩化水素が、アルカリ
金属塩化物溶液の電解で生成した塩素と水素との少なく
とも一部を反応させて製造した塩化水素である請求項
１、及び請求項７から９の何れか１項に記載の製造方
法。 - 【請求項１９】 塩化水素ガスを液化及び蒸発させる
か、または、最も好ましくは、水若しくは塩酸溶液に吸
収させ、純粋な塩化水素ガスを蒸留して、塩化水素ガス
を精製する、請求項１８に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI921108A FI90356C (fi) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | Menetelmä alkalimetallihydroksidin valmistamiseksi |
| FI921108 | 1992-03-13 | ||
| FI930758A FI92844C (fi) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Menetelmä alkalimetallihydroksidin, -kloraatin ja vedyn valmistamiseksi |
| FI930758 | 1993-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197285A JPH07197285A (ja) | 1995-08-01 |
| JP2755542B2 true JP2755542B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=26159197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051805A Expired - Lifetime JP2755542B2 (ja) | 1992-03-13 | 1993-03-12 | アルカリ金属水酸化物の製造方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5651875A (ja) |
| EP (1) | EP0560316B1 (ja) |
| JP (1) | JP2755542B2 (ja) |
| AT (1) | ATE185855T1 (ja) |
| AU (1) | AU657842B2 (ja) |
| CA (1) | CA2092651C (ja) |
| DE (1) | DE69326788T2 (ja) |
| ES (1) | ES2137203T3 (ja) |
| RU (1) | RU2091509C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP5114820B2 (ja) * | 2000-09-13 | 2013-01-09 | 旭硝子株式会社 | 塩化ナトリウムの精製方法及び水酸化ナトリウムの製造方法 |
| JP2003252610A (ja) * | 2001-12-27 | 2003-09-10 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 硫化リチウムの再生方法及びポリアリーレンスルフィドの製造方法 |
| EP1900688A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | SOLVAY (Société Anonyme) | Method for obtaining sodium carbonate crystals |
| DE102008051694A1 (de) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Abtrennung von Kohlenmonoxid aus einem HCI-Rohgas |
| WO2022226589A1 (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | University Of Wollongong | Electrochemical capture of carbon dioxide and production of carbonate mineral |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755068A (en) | 1971-02-23 | 1973-08-28 | Erco Envirotech Ltd | Regeneration of chlorine dioxide for pulp treatment |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU590852B2 (en) * | 1986-06-24 | 1989-11-16 | Water Research Commission, The | Effluent treatment |
| FR2691479B1 (fr) * | 1992-05-20 | 1994-08-19 | Atochem Elf Sa | Procédé de fabrication de chlorate de métal alcalin et dispositif pour sa mise en Óoeuvre. |
-
1993
- 1993-03-09 AU AU34098/93A patent/AU657842B2/en not_active Ceased
- 1993-03-10 DE DE69326788T patent/DE69326788T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1993-03-12 RU RU9393004606A patent/RU2091509C1/ru not_active IP Right Cessation
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- 1993-03-12 JP JP5051805A patent/JP2755542B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-16 US US08/558,350 patent/US5651875A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755068A (en) | 1971-02-23 | 1973-08-28 | Erco Envirotech Ltd | Regeneration of chlorine dioxide for pulp treatment |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 千谷利三著「新版 無機化学 （上巻）」（昭４０−５−１０）産業図書株式会社、第１００頁第１８−２２行 |
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| AU657842B2 (en) | 1995-03-23 |
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| CA2092651C (en) | 2002-01-22 |
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