JP2764623B2 - 電解槽 - Google Patents
電解槽Info
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- JP2764623B2 JP2764623B2 JP1309092A JP30909289A JP2764623B2 JP 2764623 B2 JP2764623 B2 JP 2764623B2 JP 1309092 A JP1309092 A JP 1309092A JP 30909289 A JP30909289 A JP 30909289A JP 2764623 B2 JP2764623 B2 JP 2764623B2
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- electrolysis
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融塩電解法による三弗化窒素ガスの製造
の際に使用される電解槽に関する。
の際に使用される電解槽に関する。
三弗化窒素（NF3）ガスは半導体のドライエッチング
剤やCVD装置のクリーニンクーガスとして、近年需要が
増加しており、これらの用途においては特に四弗化炭素
（CF4）の少ない高純度なガスが好んで使用される。
剤やCVD装置のクリーニンクーガスとして、近年需要が
増加しており、これらの用途においては特に四弗化炭素
（CF4）の少ない高純度なガスが好んで使用される。
従来、NF3ガスは種々の方法で製造されるが、中でも
溶融塩電解法は収率がよく、しかも量産が他の方法より
容易であるので工業的な製造方法として有利に製造され
る。更に、前述したようなCF4の少ない高純度のガスを
得るには、溶融塩電解法で得られるNF3が最も低コスト
であることから有力視されている。
溶融塩電解法は収率がよく、しかも量産が他の方法より
容易であるので工業的な製造方法として有利に製造され
る。更に、前述したようなCF4の少ない高純度のガスを
得るには、溶融塩電解法で得られるNF3が最も低コスト
であることから有力視されている。
該溶融塩電解法によるNF3ガスの製造は酸性弗化アン
モニウムまたは弗化アンモニウムと弗化水素を原料とす
るNH4F・HF系や、これに更に酸性弗化カリウムまたは弗
化カリウムを原料として加えたKF・NH4F.HF系溶融塩を
電解する方法によって行なわれる。
モニウムまたは弗化アンモニウムと弗化水素を原料とす
るNH4F・HF系や、これに更に酸性弗化カリウムまたは弗
化カリウムを原料として加えたKF・NH4F.HF系溶融塩を
電解する方法によって行なわれる。
そして、溶融塩電解法によるNF3ガスの製造において
は、、陽極からはNF3ガスと窒素（N2）ガスが発生し、
陰極からは水素（H2）ガスが発生する、いわゆる両電極
共にガス発生反応である。そして陽極から発生したNF3
ガスと陰極から発生したH2ガスが混合すると爆発を引き
起こす危険性があり、爆発を引き起こさないように安全
対策を行なう必要がある。
は、、陽極からはNF3ガスと窒素（N2）ガスが発生し、
陰極からは水素（H2）ガスが発生する、いわゆる両電極
共にガス発生反応である。そして陽極から発生したNF3
ガスと陰極から発生したH2ガスが混合すると爆発を引き
起こす危険性があり、爆発を引き起こさないように安全
対策を行なう必要がある。
従って、この爆発を防止するため電解槽には第１図及
び第２図に示すように、陽極発生ガスと陰極発生ガスと
の気相での混合を防止するための隔板が設けられてい
る。
び第２図に示すように、陽極発生ガスと陰極発生ガスと
の気相での混合を防止するための隔板が設けられてい
る。
なお、隔板は腐食及び隔板自体が電極化するのを防止
するため、通常、弗化系樹脂を用いるか、あるいは弗素
系樹脂で被覆するのが好ましい。
するため、通常、弗化系樹脂を用いるか、あるいは弗素
系樹脂で被覆するのが好ましい。
ここで、陽極はカーボン（Ｃ）またはニッケル（Ni）
電極が使用可能であるが、よりCF4の少ない高純度ガス
を得るには陽極にNi電極を使用するのが最も好ましい。
電極が使用可能であるが、よりCF4の少ない高純度ガス
を得るには陽極にNi電極を使用するのが最も好ましい。
しかしながら、Ni電極を用いた際には、このNiがわず
かに溶解する欠点を有する。本発明者等が長期間使用を
行なったところ、電解槽の底にこの溶解したNiの一部が
Niの弗化物となって堆積し、長期間使用により次第に電
解槽の底面に堆積する。電解槽の底面に堆積することに
より電極板下端と堆積物との距離が小さくなることがわ
かった。従って、電極の下端と電解槽の底面との距離が
小さ過ぎると電解槽の底面に近い方の電極の下端から徐
々にNiの弗化物に埋もれて行き、埋もれた部分はもはや
電極としては作用できなくなる。したがって、電極が電
極として作用する面積が少なくなって電流密度が大きく
なり電解槽の電圧が上昇したり、また、収率が悪くなる
ので好ましくない。さらに溶解したNiの堆積が進んで両
方の電極が埋まると短絡して、極端な場合は爆発や火災
発生の原因となり非常に危険である。このように電極の
下端と電解槽の底面との距離は長期間使用する上におい
て、安全上重要な問題点であることがわかった。
かに溶解する欠点を有する。本発明者等が長期間使用を
行なったところ、電解槽の底にこの溶解したNiの一部が
Niの弗化物となって堆積し、長期間使用により次第に電
解槽の底面に堆積する。電解槽の底面に堆積することに
より電極板下端と堆積物との距離が小さくなることがわ
かった。従って、電極の下端と電解槽の底面との距離が
小さ過ぎると電解槽の底面に近い方の電極の下端から徐
々にNiの弗化物に埋もれて行き、埋もれた部分はもはや
電極としては作用できなくなる。したがって、電極が電
極として作用する面積が少なくなって電流密度が大きく
なり電解槽の電圧が上昇したり、また、収率が悪くなる
ので好ましくない。さらに溶解したNiの堆積が進んで両
方の電極が埋まると短絡して、極端な場合は爆発や火災
発生の原因となり非常に危険である。このように電極の
下端と電解槽の底面との距離は長期間使用する上におい
て、安全上重要な問題点であることがわかった。
また、電解槽内での電解浴の対流状況は、両電極より
発生するガスにより各電極の近傍のガスが上昇する部分
においては電解浴が下から上に、それより電極から離れ
るとその上昇した電解浴が逆に上から下に流れて、この
対流により電解の両電極間で発生するジュール熱が外部
または内部冷却により除熱され電解槽内の電解浴の温度
分布がほぼ均一に保たれていることがわかった。
発生するガスにより各電極の近傍のガスが上昇する部分
においては電解浴が下から上に、それより電極から離れ
るとその上昇した電解浴が逆に上から下に流れて、この
対流により電解の両電極間で発生するジュール熱が外部
または内部冷却により除熱され電解槽内の電解浴の温度
分布がほぼ均一に保たれていることがわかった。
このための電極下端と電解槽の底面との距離が大き過
ぎると、電解槽の底部付近の電解浴は電極下端から離れ
ているためガス発生による対流を起こさず、また、ジュ
ール熱の発生もないので、電極付近で対流してジュール
熱により加熱されている電解浴の温度差が大きくなり、
除熱が充分行なわれなくなる。この結果、電極近傍の電
解浴の除熱が不十分となって電解浴の温度が上昇し極端
な場合は電解浴が沸騰して、もはや電解が継続不可能と
なる操業上重要な問題点が発生する。
ぎると、電解槽の底部付近の電解浴は電極下端から離れ
ているためガス発生による対流を起こさず、また、ジュ
ール熱の発生もないので、電極付近で対流してジュール
熱により加熱されている電解浴の温度差が大きくなり、
除熱が充分行なわれなくなる。この結果、電極近傍の電
解浴の除熱が不十分となって電解浴の温度が上昇し極端
な場合は電解浴が沸騰して、もはや電解が継続不可能と
なる操業上重要な問題点が発生する。
以上述べたように溶融塩電解法によるNF3ガスの製造
において陽極または陰極の何れか一方の電極の下端と電
解浴の底面との距離が安全、かつ、安定操業上大変重要
であるが、電解槽の構造の検討は殆どなされておらず、
特に電極の下端と電解浴の底面との距離の具体的構造に
ついての報告例は知られていない。
において陽極または陰極の何れか一方の電極の下端と電
解浴の底面との距離が安全、かつ、安定操業上大変重要
であるが、電解槽の構造の検討は殆どなされておらず、
特に電極の下端と電解浴の底面との距離の具体的構造に
ついての報告例は知られていない。
本発明者等は上記状況に鑑み溶融塩電解法によるNF3
製造用電解槽において、陽極および陰極両方の電極の下
端と電解槽の底面との距離について種々検討を重ねた結
果、その距離を一定の範囲に限定すれば、安全に、かつ
長期間にわたってNF3ガスが製造可能であることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。
製造用電解槽において、陽極および陰極両方の電極の下
端と電解槽の底面との距離について種々検討を重ねた結
果、その距離を一定の範囲に限定すれば、安全に、かつ
長期間にわたってNF3ガスが製造可能であることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。
即ち、本発明は溶融塩電解法による三弗化窒素ガス製
造用電解槽であって、溶融塩が電解浴を形成し、電解浴
中に陽極及び陰極が電解槽の底面に対して、ほぼ垂直に
なるように浸漬してなる電解槽において、該陽極および
該陰極両方の電極の下端と該電解槽の底面との距離が30
〜300mmの範囲で電解することを特徴とする電解槽に関
する。
造用電解槽であって、溶融塩が電解浴を形成し、電解浴
中に陽極及び陰極が電解槽の底面に対して、ほぼ垂直に
なるように浸漬してなる電解槽において、該陽極および
該陰極両方の電極の下端と該電解槽の底面との距離が30
〜300mmの範囲で電解することを特徴とする電解槽に関
する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいう電解槽とは、NF3ガスを安全に、かつ長
期間にわたって製造するための電解槽であって、溶融塩
が電解浴を形成し、電解浴中に陽極及び陰極が電解槽の
底面に対して、ほぼ垂直になるように浸漬してなる電解
槽において、陽極および陰極両方の電極の下端と電解槽
の底面との距離を一定の範囲に定めた電解槽である。
期間にわたって製造するための電解槽であって、溶融塩
が電解浴を形成し、電解浴中に陽極及び陰極が電解槽の
底面に対して、ほぼ垂直になるように浸漬してなる電解
槽において、陽極および陰極両方の電極の下端と電解槽
の底面との距離を一定の範囲に定めた電解槽である。
溶融塩電解法は、NF3ガスの製造において用いられる
電解法であって、通常は、酸性弗化アンモニウムまたは
弗化アンモニウムと弗化水素を原料とするNH4F・HF系
や、これに更に酸性弗化カリウムまたは弗化カリウムを
原料として加えたKF・NH4F・HF系溶融塩を電解する方法
によって行なわれる。
電解法であって、通常は、酸性弗化アンモニウムまたは
弗化アンモニウムと弗化水素を原料とするNH4F・HF系
や、これに更に酸性弗化カリウムまたは弗化カリウムを
原料として加えたKF・NH4F・HF系溶融塩を電解する方法
によって行なわれる。
以下、本発明を添付する図面を参照にしながら詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施に好適なNF3ガス製造用電解槽
の一例を示す縦断面図であり、第２図は第１図における
Ａ−Ａ′矢視図を示す。
の一例を示す縦断面図であり、第２図は第１図における
Ａ−Ａ′矢視図を示す。
尚、溶融塩電解法によるNF3ガス製造用電解槽におい
ては、電解槽本体の底板部には通常弗素系樹脂の板が敷
いてあり、これにより該底板部の腐食を防止している
が、本発明の電解槽においても、第１図及び第２図に示
すように弗素系樹脂板２が設けてある。従って、この場
合の本発明で言う電解槽の底面とはこの弗素系樹脂板の
上面と電解浴との接液面を意味する。尚、この弗素系樹
脂板の厚みは通常１〜20mmのものが使用されるがこの厚
さにこだわる必要はない。
ては、電解槽本体の底板部には通常弗素系樹脂の板が敷
いてあり、これにより該底板部の腐食を防止している
が、本発明の電解槽においても、第１図及び第２図に示
すように弗素系樹脂板２が設けてある。従って、この場
合の本発明で言う電解槽の底面とはこの弗素系樹脂板の
上面と電解浴との接液面を意味する。尚、この弗素系樹
脂板の厚みは通常１〜20mmのものが使用されるがこの厚
さにこだわる必要はない。
また、電解槽は底板部のみならず溶融塩及び電解によ
り発生したガスと接する部分は、弗素系樹脂で被覆（ラ
イニングまたはコーティング）することが電解槽の腐食
を防止する上で好ましい。
り発生したガスと接する部分は、弗素系樹脂で被覆（ラ
イニングまたはコーティング）することが電解槽の腐食
を防止する上で好ましい。
従って、本発明で言う電解槽の底面とは弗素系樹脂被
覆物の上面の電解浴との接液面を意味する。一方、この
ような底板の腐食防止物が無い場合は、本発明で言う電
解槽の底面とはこの底板部の上面の電解浴との接液面を
意味する。何れの場合でも本発明を有効に実施できる
が、効果は同様であるので以後の説明は第１図に示した
弗素系樹脂板２が設けてある場合についてのみ説明す
る。
覆物の上面の電解浴との接液面を意味する。一方、この
ような底板の腐食防止物が無い場合は、本発明で言う電
解槽の底面とはこの底板部の上面の電解浴との接液面を
意味する。何れの場合でも本発明を有効に実施できる
が、効果は同様であるので以後の説明は第１図に示した
弗素系樹脂板２が設けてある場合についてのみ説明す
る。
ここで、前述した弗素系樹脂を例示すると、例えばポ
リテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエ
チレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン
共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体、クロロトリフルオロエチ
レン−エチレン共重合体等通常公知のものが何れも使用
可能であるが、これらの中でもポリテトラフルオロエチ
レン及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体が耐熱性、耐酸性が優れてい
るので、特に好ましい。
リテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエ
チレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン
共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体、クロロトリフルオロエチ
レン−エチレン共重合体等通常公知のものが何れも使用
可能であるが、これらの中でもポリテトラフルオロエチ
レン及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体が耐熱性、耐酸性が優れてい
るので、特に好ましい。
前述したように、電解槽底面とは第１図に示す弗素系
樹脂板２の上面の電解浴との接液面を意味する。尚、陽
極と陰極の長さはどちらが長くても、又同じ長さでもよ
く、ここでは陽極が長い場合についてのみ説明するが、
陰極が長い場合についても同様である。
樹脂板２の上面の電解浴との接液面を意味する。尚、陽
極と陰極の長さはどちらが長くても、又同じ長さでもよ
く、ここでは陽極が長い場合についてのみ説明するが、
陰極が長い場合についても同様である。
本発明においては、陽極５の下端と電解槽の底面との
距離は30〜300mmで、好ましくは50〜200mmである。
距離は30〜300mmで、好ましくは50〜200mmである。
陽極５の下端と電解槽の底面（弗素系樹脂板２）との
距離が30mmより小さくなると長期間使用した場合、陽極
のNi電極の溶解に伴い電解槽のて底面上に溶解したNiの
一部がNiの弗化物となって堆積し、時間の経過とともに
次第に堆積物が増加して陽極の下端と堆積物の距離が小
さくなって行き、最終的には、陽極の下端がNiの堆積物
に埋もれる。堆積物に埋もれた部分はもはや電極として
は作用できないため、電極が電極として作用する面積が
少なくなり、その結果、電流密度が大きくなり電解槽の
電圧が上昇したり、また、これにより収率（NF3生成の
電流効率）が悪くなる。これらのことはコストを悪化さ
せる要因であるので大変重要である。さらに、堆積物が
増加して両方の電極が溶解したNiに埋まると短絡して極
端な場合は爆発や火災の原因となる。このことは安全上
非常に大きな問題点であり絶対に避けねばならない。
距離が30mmより小さくなると長期間使用した場合、陽極
のNi電極の溶解に伴い電解槽のて底面上に溶解したNiの
一部がNiの弗化物となって堆積し、時間の経過とともに
次第に堆積物が増加して陽極の下端と堆積物の距離が小
さくなって行き、最終的には、陽極の下端がNiの堆積物
に埋もれる。堆積物に埋もれた部分はもはや電極として
は作用できないため、電極が電極として作用する面積が
少なくなり、その結果、電流密度が大きくなり電解槽の
電圧が上昇したり、また、これにより収率（NF3生成の
電流効率）が悪くなる。これらのことはコストを悪化さ
せる要因であるので大変重要である。さらに、堆積物が
増加して両方の電極が溶解したNiに埋まると短絡して極
端な場合は爆発や火災の原因となる。このことは安全上
非常に大きな問題点であり絶対に避けねばならない。
一方、陽極５の下端と電解槽の底面（弗素系樹脂板
２）との距離が300mmより大きくなると、電解槽の底部
付近の電解浴は電極から離れているためNF3ガス発生に
よる対流を起こさず、また、ジュール熱の発生もないの
で、電極付近で対流してジュール熱により加熱されてい
る電解浴との温度差が大きくなり、電極付近の除熱が充
分行なわれなくなる。この結果、電極付近の電解浴温度
と電解槽の底面との温度差が大きくなり、次第に電極付
近の電解浴温度が上昇し極端な場合は電解浴が沸騰す
る。このために電解が継続不可能となり操業上重要な問
題点であり、このことも絶対に避けねばならない。
２）との距離が300mmより大きくなると、電解槽の底部
付近の電解浴は電極から離れているためNF3ガス発生に
よる対流を起こさず、また、ジュール熱の発生もないの
で、電極付近で対流してジュール熱により加熱されてい
る電解浴との温度差が大きくなり、電極付近の除熱が充
分行なわれなくなる。この結果、電極付近の電解浴温度
と電解槽の底面との温度差が大きくなり、次第に電極付
近の電解浴温度が上昇し極端な場合は電解浴が沸騰す
る。このために電解が継続不可能となり操業上重要な問
題点であり、このことも絶対に避けねばならない。
さらに、陽極５の下端と電解槽の底面部（弗素系樹脂
板２）との距離が300mmより大きくなると、それに伴い
電解槽が大きくなり、過剰な設備となる欠点が生じる。
また、この電解浴は非常に吸湿性が強いので、原料調製
の段階で空気中の水分を吸湿しやすい性質がある。従っ
てNF3の製造に際しては、予め本電解時の電流密度より
も低い電流を流して行なう脱水電解が不可欠であり、脱
水電解終了後引続いて本電解に移行する。このような脱
水電解を行なうので、電解槽が大きくなるに従い、この
脱水電解の時間を長く必要とするので効率が悪くなると
いう欠点が生じる。
板２）との距離が300mmより大きくなると、それに伴い
電解槽が大きくなり、過剰な設備となる欠点が生じる。
また、この電解浴は非常に吸湿性が強いので、原料調製
の段階で空気中の水分を吸湿しやすい性質がある。従っ
てNF3の製造に際しては、予め本電解時の電流密度より
も低い電流を流して行なう脱水電解が不可欠であり、脱
水電解終了後引続いて本電解に移行する。このような脱
水電解を行なうので、電解槽が大きくなるに従い、この
脱水電解の時間を長く必要とするので効率が悪くなると
いう欠点が生じる。
実施例１ NF4・HF系（HF/NF4Fモル比＝1.8）の溶融塩を用い、
これを第１図に示す陽極５または陰極６と電解槽の底面
（弗素系樹脂板２）の距離が各々40mmである電解槽を使
用して、50アンペア（Ａ）の電流を流して（陽極平均電
流密度2A/dm2）120℃にて脱水電解を開始した。陽極発
生ガス中のO2濃度をガスクロマトグラフィーで分析した
ところ、徐々に減少していき80時間後から２％（以下容
量％）付近で一定となり脱水電解が終了したと判断し
た。
これを第１図に示す陽極５または陰極６と電解槽の底面
（弗素系樹脂板２）の距離が各々40mmである電解槽を使
用して、50アンペア（Ａ）の電流を流して（陽極平均電
流密度2A/dm2）120℃にて脱水電解を開始した。陽極発
生ガス中のO2濃度をガスクロマトグラフィーで分析した
ところ、徐々に減少していき80時間後から２％（以下容
量％）付近で一定となり脱水電解が終了したと判断し
た。
脱水が完了したと考えられる80時間後に引続いて本電
解に移行し、電流250A（陽極平均電流密度10A/dm2）で
３カ月長期連続電解を行ないながら、電解槽の電圧及び
温度分布とNF3ガス生成の電流効率をモニターしたとこ
ろ、電解槽の電圧は8Vより小さく、また電解槽内の温度
分布は120〜125℃内に保たれ、さらにNF3ガス生成の電
流効率も65％で正常値を示し、もちろん爆発発生の危険
性を生ずることなく長期間にわたって高収率で安全にNF
3ガスを製造することができた。
解に移行し、電流250A（陽極平均電流密度10A/dm2）で
３カ月長期連続電解を行ないながら、電解槽の電圧及び
温度分布とNF3ガス生成の電流効率をモニターしたとこ
ろ、電解槽の電圧は8Vより小さく、また電解槽内の温度
分布は120〜125℃内に保たれ、さらにNF3ガス生成の電
流効率も65％で正常値を示し、もちろん爆発発生の危険
性を生ずることなく長期間にわたって高収率で安全にNF
3ガスを製造することができた。
実施例２〜４ 陽極５または陰極６と電解槽の底面（弗素系樹脂板
２）との距離が第１表に示す数値位である以外は、実施
例１と同様にして第１表に示す条件で脱水電解及び本電
解を行なった（溶融塩は実施例１と同一のものを使用し
た）。
２）との距離が第１表に示す数値位である以外は、実施
例１と同様にして第１表に示す条件で脱水電解及び本電
解を行なった（溶融塩は実施例１と同一のものを使用し
た）。
脱水電解が終了したと判断した陽極発生ガスのガスク
ロマトグラフィー分析によるO2濃度の値が、徐々に減少
して２％付近で一定となった時間は第１表に示す通りで
あり、実施例１と同様に３カ月長期連続電解を行ないな
がら、電解槽の電圧及び温度分布とNF3ガス生成の電流
効率をモニターしたところ、電解槽の電圧は8Vより小さ
く、また、電解槽内の温度分布は120〜125℃内に保た
れ、さらにNF3ガス生成の電流効率も65％で正常値を示
し、もちろん爆発の危険性を生ずることなく長期間にわ
たって高収率で安全にNF3を製造することができた。
ロマトグラフィー分析によるO2濃度の値が、徐々に減少
して２％付近で一定となった時間は第１表に示す通りで
あり、実施例１と同様に３カ月長期連続電解を行ないな
がら、電解槽の電圧及び温度分布とNF3ガス生成の電流
効率をモニターしたところ、電解槽の電圧は8Vより小さ
く、また、電解槽内の温度分布は120〜125℃内に保た
れ、さらにNF3ガス生成の電流効率も65％で正常値を示
し、もちろん爆発の危険性を生ずることなく長期間にわ
たって高収率で安全にNF3を製造することができた。
比較例１〜２ 陽極５または陰極６と電解槽の底面（弗素系樹脂板
２）との距離が第２表に示す数値のもの（本発明で規定
する数値を越えるもの）を使用して、実施例１と同様に
して脱水電解及び本電解を行なった（溶融塩は実施例１
と同一のものを使用した）。脱水電解が終了したと判断
した陽極発生ガスのガスクロマトグラフィー分析による
O2温度の値が、徐々に減少して２％付近で一定となった
時間は第１表に示す通りである。引き続き実施例１〜４
と同様に３カ月長期連続電解を目指して本電解を行な
い、電解槽の電圧及び温度分布とNF3ガス生成の電流効
率をモニターしたところ、第２表に示す様に約１カ月付
近で電解槽の電圧が8Vを越し、また、電解槽内の温度分
布が130℃を越え、さらにNF3ガス生成の電流効率も50％
より小さくなる異常を示したため、それ以上の電解続行
は不可能と判断し、直ちに電解を中止した。
２）との距離が第２表に示す数値のもの（本発明で規定
する数値を越えるもの）を使用して、実施例１と同様に
して脱水電解及び本電解を行なった（溶融塩は実施例１
と同一のものを使用した）。脱水電解が終了したと判断
した陽極発生ガスのガスクロマトグラフィー分析による
O2温度の値が、徐々に減少して２％付近で一定となった
時間は第１表に示す通りである。引き続き実施例１〜４
と同様に３カ月長期連続電解を目指して本電解を行な
い、電解槽の電圧及び温度分布とNF3ガス生成の電流効
率をモニターしたところ、第２表に示す様に約１カ月付
近で電解槽の電圧が8Vを越し、また、電解槽内の温度分
布が130℃を越え、さらにNF3ガス生成の電流効率も50％
より小さくなる異常を示したため、それ以上の電解続行
は不可能と判断し、直ちに電解を中止した。
比較例３〜４ 陽極５または陰極６と電解槽の底面（弗素系樹脂板
２）との距離が第３表に示す数値のもの（本発明で規定
する数値を越えるもの）を使用して、実施例１と同様に
して脱水電解及び本電解を行なった（溶融塩は実施例１
と同一のものを使用した）。
２）との距離が第３表に示す数値のもの（本発明で規定
する数値を越えるもの）を使用して、実施例１と同様に
して脱水電解及び本電解を行なった（溶融塩は実施例１
と同一のものを使用した）。
脱水電解が終了したと判断した陽極発生ガスのガスク
ロマトグラフィー分析によるO2濃度の値が、徐々に減少
して２％付近で一定となった時間は第３表に示す通りで
あり、実施例１〜４と比較して非常に長い時間を有し脱
水効率が悪いことがわかった。
ロマトグラフィー分析によるO2濃度の値が、徐々に減少
して２％付近で一定となった時間は第３表に示す通りで
あり、実施例１〜４と比較して非常に長い時間を有し脱
水効率が悪いことがわかった。
〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明は溶融塩電解法に
よるNF3製造用電解槽であって、陽極または陰極の少な
くとも一方の電極の下端と電解槽の底面との間の距離を
特定することにより、NF3ガスを安全、かつ長期にわた
って製造することを可能にしたものである。
よるNF3製造用電解槽であって、陽極または陰極の少な
くとも一方の電極の下端と電解槽の底面との間の距離を
特定することにより、NF3ガスを安全、かつ長期にわた
って製造することを可能にしたものである。
したがって、前述のように電極の下端と電解槽の底面
との間の距離を特定することにより、Ni電極の溶解によ
り電解槽の底面に堆積し、時間の経過とともに堆積物に
埋もれて、やがては電極が電極として作用しなくなる事
態は避けることが可能になった。その結果、Ni電極が短
絡して爆発や火災の発生も皆無となり長期間安全に、NF
3ガス操業を可能にしたことはNF3ガスを工業的に製造す
る上で極めて有意義なことで、NF3業界に与える影響は
大なるものがある。
との間の距離を特定することにより、Ni電極の溶解によ
り電解槽の底面に堆積し、時間の経過とともに堆積物に
埋もれて、やがては電極が電極として作用しなくなる事
態は避けることが可能になった。その結果、Ni電極が短
絡して爆発や火災の発生も皆無となり長期間安全に、NF
3ガス操業を可能にしたことはNF3ガスを工業的に製造す
る上で極めて有意義なことで、NF3業界に与える影響は
大なるものがある。
第１図は本発明の実施に好適な、NF3ガス製造用電解槽
の一例を示す縦断面図であり、第２図は第１図における
Ａ−Ａ′矢視図を示す。 図において、 １……電解槽本体、２……弗素系樹脂板、 ３……蓋板、４……電解浴、 ５……陽極、６……陰極、 7a,7b……接続棒、8a,8b……絶縁材、 9a,9b……接続棒固定用袋ナット、 10……隔板、 11……隔板固定用蓋板、 12……陽極発生ガス出口管、 13……陰極発生ガス出口管、 14……パッキング、 15……蓋板用ボルトナット、 16……隔板固定用ボルト を示す。
の一例を示す縦断面図であり、第２図は第１図における
Ａ−Ａ′矢視図を示す。 図において、 １……電解槽本体、２……弗素系樹脂板、 ３……蓋板、４……電解浴、 ５……陽極、６……陰極、 7a,7b……接続棒、8a,8b……絶縁材、 9a,9b……接続棒固定用袋ナット、 10……隔板、 11……隔板固定用蓋板、 12……陽極発生ガス出口管、 13……陰極発生ガス出口管、 14……パッキング、 15……蓋板用ボルトナット、 16……隔板固定用ボルト を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】溶融塩電解法による三弗化窒素ガス製造用
電解槽であって、溶融塩が電解浴を形成し、電解浴中に
陽極及び陰極が電解槽の底面に対して、ほぼ垂直になる
ように浸漬してなる電解槽において、該陽極および該陰
極両方の電極の下端と該電解槽の底面との距離が30〜30
0mmの範囲で電解することを特徴とする電解槽。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309092A JP2764623B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 電解槽 |
| DE69018761T DE69018761T2 (de) | 1989-10-26 | 1990-10-10 | Methode zur Herstellung von Stickstofftrifluorid. |
| EP90119385A EP0424727B1 (en) | 1989-10-26 | 1990-10-10 | Method for producing nitrogen trifluoride |
| US07/595,284 US5085752A (en) | 1989-10-26 | 1990-10-10 | Electrolytic cell |
| KR1019900017250A KR930001975B1 (ko) | 1989-10-26 | 1990-10-26 | 전해조 |
| US07/660,743 US5084156A (en) | 1989-10-26 | 1991-02-26 | Electrolytic cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309092A JP2764623B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170687A JPH03170687A (ja) | 1991-07-24 |
| JP2764623B2 true JP2764623B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17988793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1309092A Expired - Lifetime JP2764623B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-11-30 | 電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764623B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3340273B2 (ja) * | 1995-02-21 | 2002-11-05 | 三井化学株式会社 | 複合電極及びそれを用いる三フッ化窒素ガスの製造方法 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1309092A patent/JP2764623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03170687A (ja) | 1991-07-24 |
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