JPH01123606A

JPH01123606A - フッ酸の回収方法

Info

Publication number: JPH01123606A
Application number: JP62278237A
Authority: JP
Inventors: Kimiyasu Satou; 佐藤　公庸; Yasuhiro Kurauchi; 庫内　康博; Yoshiyuki Miyaki; 義行宮木; Michihiro Akazawa; 赤沢　道博
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1989-05-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電気透析法によるフッ酸の回収、再生方法に
関するものであり、資源の有効利用ならびに公害防止を
目的としたものである。

（従来技術）近年、各種産業から排出される７、酸廃液の量は莫大な
ものである。フッ酸廃液からフッ酸を回収して再利用す
ることは、環境上あるいは経済上の重要な課題の一つで
ある。したがって、各種産ムの開発が要望されている。

例えば、電゛子産業においては金属イオンを含むフッ酸
の酸溶液が大量に排出される。すなわち、電子製品の表
面処理工程、工、チング工程にフ。

酸が使用されるためである。

フッ酸の回収法として、例えば蒸留法、溶媒抽出法、拡
散透析または凝集沈殿法等〜・くつかの方法が知られて
いる。しかしながら、それらのいずれによっても回収す
るには複雑な工程を要し、コストが高くなるなど多くの
欠点を有している。

また、陰極と陽極の間を一価選択性の陰イオン交換膜で
仕切り、陰極室と陽極室をつくり、その陰極室にフッ酸
／硝酸廃液を入れ、陽極室よりフは、電極がフッ酸によ
って腐蝕されズしまい、電極の耐久性、経済性および回
収液に金属イオンが不純物として混入してしまうという
問題がある。

更に、フッ酸廃液な一価選択性の陽イオン交換膜と陰イ
オン交換膜を装着し、電気透析器を用いて電気透析を行
いフッ酸を回収する方法もあるが、この方法でも電極の
耐久性、経済性および回収液に金属イオンが不純物とし
て混入してしま５などの問題がある。

そこで苛酷な条件で安定した運転ができ、かつ効率の良
いフッ酸の回収方法の開発が強く望まれている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は資源の活用と環境保護等業界の要望に応する目
的でなされたものであり、従来の蒸留法。

溶媒抽出法、拡散透析法、凝集沈殿法、イオン交換電解
法、電気透析法等に見られる欠点もなく、簡便な工程で
、効率が高く、安定に運転できるフ、酸の回収方法を提
供するものである。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明者等
は上記問題点を解決するために鋭意検討を行った結果、
フッ酸と電極が接触することのな〜・電気透析槽を見出
し本発明を完成するに至った。本発明において用いられ
る電気透析槽は、陽極室、中央区分室および陰極室から
成り、陽イオン交換膜を介して陽極室と中央区分室が接
し、中央区分室が陽極室側より回収液室、陰イオン交換
膜、供給液室、＠イオン交換膜の順で構成されるユニッ
トを１組以上有し、中央区分室と陰極室が陰極室側のユ
ニット中の陽イオン交換膜を介して接する構造を基本構
造とするものである。

本発明で用いる電気透析槽の一例を第１図に概略図で示
す。図中２は供給液室であり、この供給液室には、金属
イオン等の不純物が混入しているフッ素含有液が流入す
るようになっている。３は回収液室である。供給液室２
よりフッ素イオンをはじめその他の酸イオンが陰イオン
交換膜８を透過し、陽極室４より水素イオンが陽イオン
交換膜９を透過し、回収液室３でフッ酸が回収される。

陽イオン交換膜は陰イオンであるフッ素イオンを通さな
いので、陽極室４．陰極室５に７ツ酸はほとんど混入し
ない。したがって、電極がフッ酸によって腐蝕されるの
を防止することができ、これにより電極の寿命がのび、
７．酸によって電極が溶解し不純物となる金属イオンが
生ずることもなくなる。更に陰イオン交換膜は陽イオン
である金属イオンを通さないので、回収液室２には金属
イオンの混入はほとんどなくなる。

本発明に用いる電気透析槽の一極及び陰極とし゛ては、
一般的に使用される公知の電極材料を用いることができ
るが、フッ酸の回収を目的とするプロセスに用〜・る場
合、安価で低電圧を示し、かつ耐蝕性の優れた、特に耐
酸性のある電極材料を用いることが望ましい。例えば陽
極としては、Ｔ１゜Ｔａ、　Ｚｒ、　Ｍ１３等の耐蝕性
基材の表面に、Ｐｔ。

工ｒ、Ｒｈ　等の白金属及び／又は白金属金属の酸化物
を被覆したものが用〜・ることかでき、陰極としては、
アｅ、Ｍ１．Ｏｕ等の金属、又はこれらの合金や、これ
らの表面に低過電圧を示す物質を被覆したものを用、い
ることができる。

また、用いる電気透析槽中の中央区分室は回収液室、陰
イオン交換膜、供給液室、＠イオン交換膜で構成される
ユニットを有するが、このユニ。

トは第１図に示すとおり１組、第２図に示すとおり２組
ある〜・はそれ以上のユニット数として更に、多室型と
することもできる。ここで、隣り合う膜間の距離は（Ｌ
ｓ、〜ＳＯ，であることが望ましく、さらに望ましくは
、１．０１１Ｊ〜２０．である。また陽極と陽極に最も
近い膜との距離、陰極と陰極に最も近い膜との距離はα
５ｗ〜５０鶴であることが望ましく、さらに１Ｇ、〜２
０．とすることが望ましい。

陽極室液、陰極室液は）、酸銀外の酸溶液を用いること
ができるが、塩酸、硝酸、硫酸などの強酸を用いること
が好ましい。この濃度はどの濃度でもかまわないが、１
〜３０　ｗｔ％が好ましい。陽極液の酸が高濃度の場合
、酸によるカチオン交換膜と電極の耐久性が問題となり
、低濃度の場合、陽極液の電位が高くなってしまうおそ
れがある。

一般にフッ酸溶液は、フッ酸のみの他に、硝酸。

硫酸などの酸との混合液として、酸洗浄、金属の表面処
理などに用いられるが、例えば供給液としてこれらの廃
液を用いることができる。その組成としては、フッ酸、
硝フッ酸、硫フッ酸に金属イオン等の不純物が含まれる
もの等を挙げることができ、この不純物としては、鉄イ
オン、二、ケルイオン、クロムイオン等の重金属イオン
やケイ素化合物などがある。また、供給液のフッ酸濃度
は、数ｗｔ％から数十ｗｔ％まで多種にわたっている。

回収液は、供給液によってフッ酸の他に硝酸。

硫酸などの酸が含まれる場合がある。実際に回収液を利
用する場合、その用途によって回収液の７、酸濃度を変
えることができる。回収液のフッ酸濃度はｌ１１〜８０
　ｖｔ％、硝酸、硫酸など他の酸の濃度は０〜８０　ｖ
ｔ％で、供給液に他の酸が含まれない場合、７ツ酸濃度
５０　ｗｔ％以上で７．酸な回収することができる。

陽極液、供給液１回収液、陰極液の温度は、室温から１
００℃まで可能であり　、液温か高ければ電圧を低（保
つことができるが、液の蒸発等を考慮すれば、４０〜８
０℃とすることが好ましい。

はまた、電気透析装置のイオン交換膜、特に限定しないが
、耐熱性、耐酸性の優れた）、素糸のイオン交換膜を用
いることが望ましい。

電気透析における電流密度は、１〜５０Ａ／（１−で可
能であるが、５〜３０Ａ／Ｌ１−とすることが好ましい
。電流密度が低い場合、時間に対するこの電気透析プロ
セスの運転方式としては、回分式、連続式などが考えら
れる。回分式は、規模が小規模の時速しており、連続式
は大規模に適している。

（本発明の効果）以上述べた様に、陽イオン交換膜を用いてフ。

酸より電極を保護することにより、電気透析プロセスで
、経済的に、効率の良いフッ酸の回収が工業プロセスと
して実現可能となる。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明するために実施例を示すが、
本発明は以゛トの実施例に特に限定されるものではない
。

実施例第１図に示す基本構造を有する電気透析槽を用いてフッ
酸の回収を行った。

陰イオン交換膜８として７．素系陰イオン交換膜（東ソ
ー■１）、イオン交換容量［１９１ミリ当量／ｇ・乾燥
膜、含水率ｃＬ１５９／ｇ・乾燥膜）、陽イオン交換膜
９としてＮａｆｉｏｎ　５２４　（デュポン社製）を膜
間距離が１０．となるように装着して用いた。陽極電極
６．陰極電極７には白金被覆チタンを用い、各々陽イオ
ン交換膜との距離を１０Ｍとした。また、陽極室４液、
陰極室５液には１Ｎ硫酸水溶液を用い、回収液室５には
１０ｗｔ％フッ酸水溶液を５００９　（）、酸量１．５
ｇ当量）入れ、供給液室２に鉄イオン、二、ケルイオン
を含む２０　ｗｔ％フッ酸水溶液１００（１（〕。

酸量１（ＬＯｇ当量）を循環しながら電気透析を行った
０このときの電気透析条件は液温７０℃、電流密度５０Ａ
／ａ−とした。

運転開始１００時間後の回収液室の７．酸濃度は６２　
ｖｔ％であり、電流効率は７０％であった。また、回収
液に鉄イオン、二、ケルイオンの混入はな（、陽極、陰
極電極の腐食はみられなかった。

比較例第３図に示す２室型電気透析槽を用いて）、酸の回収を
行った。

陰イオン交換膜８として実施例１で用いたものと同じフ
ッ素系の陰イオン交換膜を陽極６．陰極７として実施例
１で用いた電極と同様のものを、陽極室４には１０ｗｔ
％フッ酸水溶液を３００ｇ入れ、陰極室５に鉄イオン、
二、ケルイオンを含む２０　ｗｔ％フ、酸水溶液１００
０ｇを循環しながら電気透析を行った。

運転開始２０時間後、電極特に陽極電極は激しく腐食し
、電気透析に耐えなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明で用いられる電気透析槽の
一例を示す図である。第５図は比較例において用いた電気透析槽を示す図であ
る。１・・・電気透析槽　　　２・・・供給液室３・・・回
収液室　　　　４・・・陽極室５・・・陰極室　、　　
　６・・・陽極電極７・・・陰極電極　　　　８・・・
陰イオン交換膜９・・・陽イオン交換膜

Claims

【特許請求の範囲】

電気透析によるフッ酸の回収方法において陽極室、中央
区分室および陰極室から成り、陽イオン交換膜を介して
陽極室と中央区分室が接し、中央区分室が陽極室側より
回収液室、陰イオン交換膜、供給液室、陽イオン交換膜
の順で構成されるユニットを１組以上有し、中央区分室
と陰極室側のユニット中の陽イオン交換膜を介して接す
る構造を基本構造とした電気透析槽を用いることを特徴
とするフッ酸の回収方法。