JPH0230783A

JPH0230783A - ヨウ素隔膜電解方法

Info

Publication number: JPH0230783A
Application number: JP63179664A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Hirako; 平子　衛; Nobuyasu Ezawa; 江沢　信泰
Original assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Current assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-02-01

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、ヨウ素隔膜電解に於ける、電解方法に関する
ものである。

（従来技術とその問題点）ヨウ素（■２）を生成する方法には各種あるが、そのひ
とつとしてヨウ化カリウムなどのヨウ素化合物を含む電
解液を隔膜電解法によって電解して陽極側にヨウ素を生
成する方法がある。

こうしたヨウ素の隔膜電解では、生産効率の向上や電力
コストの低減のために、電流密度を高めたり、極間距離
を狭くしたりする試みがなされている。

しかし、電流密度を高めて陽極でのヨウ素の生成量を多
くすると、陽極で析出したヨウ素（■２）（１式）と析
出したヨウ素が電解液に溶ける反応（２式）とのバラン
スがくずれ、析出したヨウ素が電解液に溶は間に合わな
い現象が生じる。

２ＫＩ　　　→Ｉ２＋Ｋ”　＋２ｅ　　　　　１式１２
　＋ＫＩ−４Ｋ”　＋Ｉ　　３−　　　　　　２式こう
した現象は、極間電圧を上昇させ電力単価を増加させる
ばかりでなく、電極付近での電解液の流れを阻害して一
部分に電流が集中して流れたりすることにより電極の損
傷をまねく。

極間距離を狭くすると、隔膜と電極との間の電解液の流
れが阻害されるなどして、前記と同様の現象を生じるの
で、電力単価の上昇や電極の損傷を起こしやすくなると
いった問題点がある。

（発明の目的）本発明は、従来法の問題点を解決するために成されたも
ので、極間の狭い隔膜電解において、高い効率でヨウ素
を生成することのできるヨウ素の隔膜電解方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明・は、ヨウ素の隔膜電解において、電極を網状ま
たは開孔率３０％以上の多孔状電極を用いて行うことを
特徴とするヨウ素隔膜電解方法である。

（作用）以下、本発明をより明瞭ならしめるために、本発明の作
用について説明する。

本発明のよう素踊膜電解において、隔膜とヨウ素を生成
するための陽極との距離が１０ｍｍ以下である。隔膜を
介して電解することから、隔膜と電極との間の電解液を
攪拌して電解液の均一性を保つことが従来極めて困難で
あった。

従来の板状電極では、数Ａ／ｄｍ’程度の電流密度で　
これらの現象が起こり、極間距離が短くなれば短くなる
ほどこの傾向は顕著であった。

しかし、ヨウ素隔膜電解において用いる陽極及び、陰極
を網状または開孔率３０％以上の多孔状電極を用いて行
うことで、従来法の欠点を解決することができる。

本発明における網状または多孔状電極を使用した場合は
、僅かな攪拌であっても電極付近の電解液の流れの自由
度が向上する。該ヨウ素電解で析出したヨウ素が電解液
中に溶ける反応は、電極付近での流れが良ければ、溶解
も速やかに進む傾向があり、陽極に析出したヨウ素（Ｉ
２）は、電解液に速やかに溶解するようになる。

この結果、陽極でヨウ素が異常析出したりする現象を低
減することができるので、従来のものよりも高電流密度
化が可能になるとともに、極間距離を短くして使用電力
の低減をはかることができる。また陽極での酸素の発生
などの副反応も低減することができるなどの別の効果も
あり、電流効率の向上も可能である。

類似の電解工業の例として苛性ソーダ製造工業があるが
、該苛性ソーダ製造工業では陽極生成物質は塩素ガスで
ある。電解の進行とともに陽極に析出した塩素は、気泡
となって電極より離脱するので前述のヨウ素電解におけ
る問題点は起こりに＜＜、顕著ではない。

該電極の形状で、網状としては、菱形状、格子状、蜂の
巣状等であるが、好ましくは、菱形状でしかも、表面が
波状となすものが良い。その形状の一例として、第１図
ａに示すように板１に任意の長さの切り込み２を、千鳥
模様に入れたのち、該切り込み２に対して横方向に引き
伸ばすことで第１図すに示すように上記の形状としたよ
うなものが、電極が液の流れに対して方向性を有し、電
極付近で乱流及び／又は渦流となるので最も好ましい。

また、多孔状としては、板に丸形、四角形、五角形、六
角形、多角ル等の開孔を施したものであり、好ましくは
、千鳥模様に開孔した形状のものが良い。

開孔率を３０％以上とするのは、３０％以下では、電解
液の電極付近での流れの自由さが不足してヨウ素の電解
による特異な現象を解決することができないからである
。

電極の材質としては、白金や白金合金などの無垢材料や
チタニウムやニオブ、タンタルなどに白金や白金合金、
貴金属酸化物などからなる被覆を施したいわゆる不溶性
電極などが特に良いが、このほかヨウ素の電解生成に電
極の腐蝕などの問題をおこさない電極ならば良い。

本発明におけるヨウ素の電解条件は、電解液の濃度、液
温度、電解槽内での流速など電極以外の要素で異なって
くるが、電流密度で２〜５０Ａ／ｄｍ’程度であり、５
Ａ／ｄｍ’以上の電流密度とするとより効果的である。

極間距離は、陽極と隔膜との距離で１０ｍｍ以下とする
と本発明の効果が大きくなり、陽極と隔膜との距離が小
さい程より効果的である。

以下、本発明に係わる実施例を記載するが、該実施例は
本発明を限定するものではない。

（実施例　ｌ）模式図　図−２に示す装置を使って本発明を適用した。

電解液として、ヨウ化カリウム３モル／ｐをふくむｐＨ
＝１０の溶液を陽極液４　（４０Ａ）　、水酸化カリウ
ム０．１モル／ｌを含む溶液を陰極液５（４０１）に使
用した。

陽極６　　（７，５ｄｍ’）にはチタニウム板に開孔率
３０％で千鳥状に３φの丸孔をあけたものに白金被覆（
２即）したものを使用した。陰極７には同じ寸法のＳＵ
Ｓ　３０４の平板を使用した。

極間距離を２　ｍｍとし、隔膜にはテフロン系スルホン
酸型の陽イオン交換膜８を使用し、電解条件は２ＯＡ／
　ｄｍ’とじ１５０Ａを通電した。

陽極室９内及び陰極室１０内を電解液が流れる速さは平
均１ｃｍ／秒とし電解液の温度は７０℃にした。

陽極液４のｐ　Ｈを約１０に維持するように陰極液５の
一部を陽極液４側に戻しながら電解して電解中の電圧を
１２０分毎に測定するとともに６時間の電解によるヨウ
素の生成量からヨウ素の生成効率を算出した。

表−１に結果を示す。

（実施例　２）第２図に示す装置を使って本発明を適用した。

電解液として、ヨウ化カリウム３モル／βをふくむｐＨ
＝１０の溶液を陽極液４　　（４０Ａ）　、水酸化カリ
ウム０．１モル／βを含む溶液を陰極液５（４０β）に
使用した。

陽極６　　（７，５ｄｍ’）にはチタニウム板に開孔率
５０％で千鳥状に丸孔をあけたものに白金被覆（２虜）
シたものを使用した。陰極７には同じ寸法のＳＵＳ　３
０４の平板を使用した。

極間距離を２＋＋ｕｎとし、隔膜にはテフロン系スルホ
ン酸型の陽イオン交換膜８を使用し、電解条件は２ＯＡ
／　ｄｍ’とじ１５０Ａを通電した。

表−１に結果を示す。

（従来例　１）第２図に示す装置を使って従来例を適用した。

電解液として、ヨウ化カリウム３モル／βをふくむｐＨ
＝ｌＯの溶液を陽極液４（４０β）、水酸化カリウム０
．１モル／１を含む溶液を陰極液５（４０ｊｉ）に使用
した。

陽極６（７，５ｄｍ″）には、チタニウムの平板に白金
被覆（２Ａｍ）シたものを使用した。陰極７には同じ寸
法のＳＵＳ　３０４の平板を使用した。

極間距離を２ｍｍとし、隔膜にはテフロン系スルホン酸
型の陽イオン交換膜８を使用し、電解条件は２ＯＡ／　
ｄｍ’とじ１５０Ａを通電した。

陽極液４のｐＨを約１０に維持するように陰極液５の一
部を陽極液４側に戻しながら電解して電解中の電圧を１
２０分毎に測定するとともに６時間の電解によるヨウ素
の生成量からヨウ素の生成効率を算出した。

測定結果を表−１に示す。

（以下余白）表−１表−１からもわかるように、本発明方法によるヨウ素の
電解では、従来例１に比べて約２０％電圧が低下する。

また電圧が低いので、酸累の発生などの副反応が起こら
ず、ヨウ素の生成効率も向上する。

（実施例　３）第２図に示す装置を使って本発明を適用した。

電解液として、ヨウ化カリウム３モル／１をふくむｐＨ
＝１０の溶液を陽極液４　（４０ｊ２）　、水酸化カリ
ウム０．１モル／ｌを含む溶液を陰極液５（４０１に使
用した。

陽極６　（７，５ｄｍ’）には第１図すに示すような菱
形の開口部を有するチタニウム板３に、白金被覆（２Ｉ
Ｊｆｎ）シたものを使用した。陰極７には同じ寸法のＳ
ＵＳ　３０４の平板を使用した。

極間距離を２ｍｍとし、隔膜にはテフロン系スルホン酸
型の陽イオン交換膜８を使用した。

陽極室９内及び陰極室１０内を電解液が流れる速さは平
均３ｃｍ／秒とし電解液の温度は５０℃にした。

陽極液４のｐＨを約ｌＯに維持するように陰極液５の一
部を陽極液４側に戻しながら電解して、２．５Ａ／ｄｍ
’、５．ＯＡ／　ｄｍ’、ｌｏ、ＯＡ／　ｄｍ’、２０
．ＯＡ／　ｄｍ’、５０．０Ａ／　ｄｍ’の各電流密度
における電圧を測定した。

測定結果を表−２に示す。

（従来例　２）第２図に示す装置を使って従来例を適用した。

電解液として、ヨウ化カリウム３モル／βをふくむｐＨ
＝１０の溶液を陽極液４　（４０１、水酸化カリウム０
．１モル／Ａを含む溶液を陰極液５（４０Ｉりに使用し
た。

陽極６　　（７，５ｄｍ’）には、厚さ２　ｍｍのチタ
ニウム平板に白金被覆（２燗）したものを使用した。

陰極７には同じ寸法の５ＵＳ３０４の平板を使用した。

陽極液４のｐＨを約ｌＯに維持するように陰極液５の一
部を陽極液４側に戻しながら電解して、２．５Ａ／　ｄ
ｍ’、　　５．ＯＡ／　ｄｍ’、ｌｏ、ＯＡ／　ｄｍ’
、２０．０Ａ／　ｄｍ’、５０．ＯＡ／　ｄｍ’の各電
流密度におケル電圧を測定した。

測定結果を表−２に示す。

表−２からもわかるように、本発明方法によるヨウ素の
電解では、電流密度をあげても電圧の上昇が少ない。本
発明方法と従来例２では、電流密度が２．５Ａ／　ｄｍ
’では電圧に大きな差がみられないものの、高電流密度
になるに従って電圧の差が大きくなる。

（比較例　１）第２図に示す装置を使って苛性ソーダの電解製造に本発
明を適用した。

電解液として、塩化す）　ＩＪウム３モル／βをふくむ
ｐＨ＝１０の溶液を陽極液４　（４０Ｉｌ）　、水酸化
カリウム０．１モル／βを含む溶液を陰極液５（４０ｊ
２）に使用した。

陽極６　　（７，５ｄｍ’）には図−１に示すような菱
形の開口部を有するチタニウム板に枠を取付け、白金被
覆（２燗）したものを使用した。陰極７には同じ寸法の
ＳＵＳ　３０４の平板を使用した。

陽極液４のｐ　Ｈを約１０に維持するように陰極液５の
一部を陽極液４側に戻しながら電解して、２．５Ａ／ｄ
ｍ’、５、ＯＡ／ｄｍ’、１０．ＯＡ／　ｄｍ’、２０
．０Ａ／　ｄｍ’、５０．ＯＡ／　ｄｍ’の各電流密度
における電圧を測定した。

測定結果を表−３に示す。

（比較例　２）第２図に示す装置を使って苛性ソーダの電解製造に従来
例を適用した。

第２図に示す装置を使って本発明を適用した。

電解液として、塩化ナトリウム３モル／βをふくむｐＨ
＝１０の溶液を陽極液４　（４０１、水酸化カリウム０
，１モル／βを含む溶液を陰極液５（４０β）に使用し
た。

陽極６　　（７，５ｄｍ’）には厚さ２１１１１１１の
チタニウム平板に白金被覆（２虜）したものを使用した
。陰極７には同じ寸法のＳＵＳ　３０４の平板を使用し
た。

極間距離を２ｎ＋＋ｎとし、隔膜にはテフロン系スルホ
ン酸型の陽イオン交換膜８を使用した。

陽極液４のｐＨを約１０に維持するように陰極液５の一
部を陽極液４側に戻しながら電解して、２．５Δ／　ｄ
ｍ’、　　５．ＯＡ／　ｄｍ’、　１０．ＯＡ／　ｄｍ
’、２０．０Ａ／　ｄｍ’、５０．ＯＡ／　ｄｍ’の各
電流密度における電圧を測定した。

測定結果を表−３に示す。

苛性ソーダの電解製造においては、電流密度を上げても
両者の間に電圧の大きな差はみられなかった０これは、苛性ソーダの電解製造では、陽極生成物質が塩
素ガスであるので気泡の生成に伴い容易に電極から離脱
する理由による。

しかし、ヨウ素の電解製造では、ヨウ素が半金属として
の性質から電極上に析出するので、析出したヨウ素が電
解液に溶解することが反応の律速となっているからに他
ならない。

本発明方法をヨウ素の電解に適用すると、析出したヨウ
素の電解液への溶解を良くするので、結果として操作電
圧を低くすることができ、また高電流密度化させること
も可能になるなど、従来の方法にくらべて優れていると
いえる。

（発明の効果）本発明は、ヨウ素隔膜電解において、電極を網状または
開孔率３０％以上の多孔状電極を用いてヨウ素化合物を
含む電解液を電解するようにしている。

多孔状電極が、電極付近の電解液の流れの自由度を向上
させるので、該電解の律速であるところの析出したヨウ
素の電解液への溶解が促進されるので、操作電圧を低く
したり、高電流密度化させて生産効率の向上をはかるこ
とができる。結果として電力単価が低下するなどの優れ
た効果を得ることができる。

本発明は、ヨウ素やヨウ素化合物の製造ばかりでなく、
本出願人が出願済みの金や貴金属に係わるヨウ素を用い
た回収や精製、エツチングなどのプロセスにも適用する
ことができるなど、ヨウ素を扱う工業の上で画期的なも
のであり、本発明の効果大なるものといえる。

（実施態様）本発明は、特許請求の範囲に記載した特徴を有するもの
であるが、その実施態様を例示すると次のとおりである
。

（１）ヨウ素隔膜電解において、多孔状電極と隔膜との
距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に
記載の方法。

（２）ヨウ素隔膜電解において、電解時の電流密度が５
Ａ／ｄｍ’以上であることを特徴とする請求項１に記載
の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及び第１図すは、本発明の電極形状の一例とし
て、その電極形状を得るための製法と形状について表し
たものである。第２図は、本発明を実施するために用いた装置の模式図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１、ヨウ素隔膜電解において、電極を網状または開孔率
３０％以上の多孔状電極を用いて行うことを特徴とする
ヨウ素隔膜電解方法。