JPH0243541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は副生塩酸等の鉄イオンを含有する粗製
塩酸の精製に用いられ、粗製塩酸中の鉄イオンを
イオン交換してイオン交換能力の減退した強塩基
性陰イオン交換樹脂層を、該層内に残存する塩酸
及び工業用水等の水を利用し該強塩基性陰イオン
交換樹脂層を効率良く再生する方法に関するもの
である。

有機化合物の塩素化工程で生成する副生塩酸等
の粗製塩酸は不純物として鉄イオンを含有してい
るため黄色に着色している。この着色の原因物質
である鉄イオンを除去し精製する方法として、上
記粗製塩酸をCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層
に通液して鉄イオンをイオン交換させて除去し精
製塩酸を得る方法が知られている。また鉄イオン
とイオン交換してイオン交換能力の減退した強塩
基性陰イオン交換樹脂層の再生法として工業用水
等の水を流通させて行う方法が知られている。

従来工業的には、Cl型の強塩基性陰イオン交換
樹脂層が形成されたイオン交換塔の上部から鉄イ
オンを含有する副生塩酸等の粗製塩酸を下向流で
通液してイオン交換塔の下部より流出させること
により鉄イオンをイオン交換させて除去し、精製
塩酸を得、そして該Cl型の強塩基性陰イオン交換
樹脂層のイオン交換能力が減退し、流出する精製
塩酸中に規定量以上の鉄イオンが形成されると粗
製塩酸の通液を停止し強塩基性陰イオン交換樹脂
層の再生が行なわれている。再生はイオン交換塔
内に残留している塩酸をイオン交換塔の下部より
抜き出し回収した後、イオン交換塔下部より工業
用水等の水を強塩基性陰イオン交換樹脂層の上端
面付近まで注入し、続いてイオン交換塔下部より
加圧空気を流通して該強塩基性陰イオン交換樹脂
層を流動させ層内に残存している塩酸と工業用水
等とを混合して希塩酸にする混合工程を行う。次
にイオン交換塔の上部より所定量の工業用水等を
下向流で流通し、イオン交換塔内の希塩酸をさら
に希釈しながらイオン交換塔の下部より排出させ
ることにより鉄イオンをイオン交換した強塩基性
陰イオン交換樹脂層に希塩酸を接触させ、鉄イオ
ンを脱離してCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層
に再生する再生工程を行う。次いでイオン交換塔
の下部より工業用水等を流通してCl型の強塩基性
陰イオン交換樹脂層を洗浄する逆洗工程を行う。
以上の工程を順次行うことによりCl型の強塩基性
陰イオン交換樹脂層に再生されると再び粗製塩酸
の精製に供される。

すなわち、上述の方法は粗製塩酸に溶存してい
る鉄イオンは、イオン形態としてクロロ錯イオン
を形成して溶存しているため陰イオン交換される
こと、さらにクロロ錯イオンに対する強塩基性陰
イオン交換樹脂のイオン交換能力がイオン交換す
る際の塩酸濃度に支配され、塩酸能度が大きくな
るとイオン交換能力が増大し、一方塩酸濃度が小
さくなるとイオン交換能力は減少し、濃度が大き
い時にイオン交換したクロロ錯イオンは脱離して
くるという性質を利用している。

ところが上述のような従来の再生方法において
は、混合工程で生成する希塩酸の比重は水のそれ
よりも大きいにもかかわらず、次工程の再生工程
では水をイオン交換塔の上部より下向流で流通さ
せるためイオン交換塔内では比重の大きい希塩酸
が下層に、比重の小さい水が上層に位置すること
になり、イオン交換塔内で希塩酸が拡散してさら
に希釈された希塩酸にならないうちに希塩酸の大
部分は塔外に押し出されてしまい、鉄イオンをイ
オン交換した強塩基性陰イオン交換樹脂層は十分
な量の希塩酸と接触しないために鉄イオンの脱離
が不完全となり、完全なCl型の強塩基性陰イオン
交換樹脂層にならない。そのために精製塩酸中に
鉄イオンが漏洩して純度が向上しない欠点があつ
た。

そこで本発明者は上述のような従来の再生方法
の欠点を解消するために鋭意検討した結果本発明
に到達した。

すなわち本発明は、Cl型の強塩基性陰イオン交
換樹脂層が形成されたイオン交換塔に鉄イオン含
有塩酸を下向流で通液し、上記鉄イオンをイオン
交換してイオン交換能力が減退した上記強塩基性
陰イオン交換樹脂層に水を流通して再生するにあ
たり、イオン交換塔の下部より該イオン交換塔内
に残留する塩酸を抜き出した後、該イオン交換塔
の下部より強塩基性陰イオン交換樹脂層の上端面
付近まで水を注入し、続いて加圧空気を流通して
該強塩基性陰イオン交換樹脂層を混合する第１工
程と、該イオン交換塔の上部から加圧水又は加圧
空気を該イオン交換塔内に下向流で流入し、該強
塩基性陰イオン交換樹脂層の上方の位置に内設し
た散集水管より再生廃水及び該加圧水又は該加圧
空気を排出して該強塩基性陰イオン交換樹脂層が
流動しないように保持しつつ該イオン交換塔の下
部から上向流で水を流通してCl型の強塩基性陰イ
オン交換樹脂層に再生する第２工程と、次いで該
イオン交換塔の下部より上部に水を流通しCl型の
該強塩基性陰イオン交換樹脂層を逆洗する第３工
程とを順次行うことを特徴とするCl型の強塩基性
陰イオン交換樹脂層の再生方法を要旨とするもの
である。

以下本発明を添付図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は本発明を実施するための装置略図であ
る。イオン交換塔１にはCl型の強塩基性陰イオン
交換樹脂層２が形成され、強塩基性陰イオン交換
樹脂層２の上端面から10〜30cm上方に散集水管３
が内設されている。本発明で採用される強塩基性
陰イオン交換樹脂としてはゲル型、ポーラス型い
ずれでも良い。散集水管３には再生廃水流出管４
と原水供給管５が配管接続されており、さらに原
水供給管５は原液槽６に接続している。またイオ
ン交換塔１の上部には第２工程時に加圧水あるい
は加圧空気を流入させるための支持流体流入管７
と逆洗水を排出する逆洗水排出管８が接続されて
おり、さらにイオン交換塔１の下部には精製塩酸
が流出する処理液流出管９、強塩基性陰イオン交
換樹脂層２を混合するための加圧空気が流入する
加圧空気流入管１２、再生に用いられる水が流入
する再生水供給管１０が設けられており、処理液
流出管９にはイオン交換塔内に残留する塩酸を回
収するための回収管１３、再生水供給管１０には
再生水槽が配管接続されている。

次に第１図を用いて本発明方法について説明す
る。原液槽６に貯えられた鉄イオンを含有する粗
製塩酸は原液供給管５を通じてイオン交換塔１に
導入され、散集水管３より流出してCl型の強塩基
性陰イオン交換樹脂層２と接触し、粗製塩酸中の
鉄イオンはCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層の
Clイオンと交換される。鉄イオンがイオン交換さ
れ除去された精製塩酸は処理液流出管９より流出
し採取される。Cl型の強塩基性陰イオン交換樹脂
層２のイオン交換能力が減退して流出する精製塩
酸中に規定量以上の鉄イオンの存在が認められた
ら粗製塩酸の通液を停止し強塩基性陰イオン交換
樹脂層をCl型にするための再生を行う。

まずイオン交換塔１内に残留する塩酸を回収管
１３より流出させ原液槽６に回収する。次いで再
生水槽１１に貯えられた水を再生水供給管１０を
通じてイオン交換塔１に導入し強塩基性陰イオン
交換樹脂層２の上端面付近まで水を注入し、続い
て加圧空気流入管１２より加圧空気を流通して強
塩基性陰イオン交換樹脂層２を混合する第１工程
を行う。この第１工程では強塩基性陰イオン交換
樹脂層内に残留している塩酸と水とを均一に混合
して希塩酸を生成するために行う。加圧空気の流
通は強塩基性陰イオン交換樹脂が流動する程度の
圧力で通常５〜10分間程度行なえば良い。再生に
用いられる水としては少なくとも工業用水程度の
水質であれば良く特に限定されるものではない。

次にイオン交換塔１内に再生水供給管１０より
水を上向流で流入させ、同時にイオン交換塔１の
上部の支持流体流入管７より加圧水あるいは加圧
空気を下向流で流入して、散水管３を経て再生廃
水流出管４より再生廃水及び加圧水あるいは加圧
空気を排出して、鉄イオンをイオン交換して能力
の減退した強塩基性陰イオン交換樹脂層が流動し
ないように保持してCl型の強塩基性陰イオン交換
樹脂層に再生する第２工程をを行う。この第２工
程では水は３〜５ｍ／hr程度の流速で流入させ、
その際加圧水あるいは加圧空気の流入速度は２
ｍ／hr前後で良い。

また水の流通量は強塩基性陰イオン交換樹脂量
の３〜５倍程度で良い。

このように上向流で水を流通すれば第１工程で
生成した比重の大きい希塩酸は比重の小さい水中
にむだなくかつ均一に拡散し、さらに希釈された
希塩酸となり、鉄イオンをイオン交換した強塩基
性陰イオン交換樹脂層と接触して鉄イオンを脱離
させ効率良くCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層
に再生することができる。

次に再生水供給管１０より水を流入させ逆洗水
排出管８より排出してCl型の強塩基性陰イオン交
換樹脂層２を逆洗する第３工程を行う。

この工程は粗製塩酸に同伴してイオン交換塔１
に持ち込れた濁質を塔外に排出するために行い、
通常流入流速４〜７ｍ／hrで20〜30分間行なう。

第３工程が終了し、Cl型になつた強塩基性陰イ
オン交換樹脂層は沈静させた後再び鉄イオンを含
有する粗製塩酸の精製に供される。

以上のように本発明によれば、鉄イオン含有の
粗製塩酸を通液後イオン交換能力の減退した強塩
基性陰イオン交換樹脂層内に残存する塩酸をむだ
なく水中に拡散させて希塩酸にすることができる
ので、鉄イオンをイオン交換した強塩基性陰イオ
ン交換樹脂層には十分な量の希塩酸が接触して鉄
イオンの脱離が効率良く行なわれ、Cl型の強塩基
性陰イオン交換樹脂層に再生することができるの
で高純度の精製塩酸を得ることができる。

以下に実施例及び比較例を用いて説明する。

実施例 直径40mm、高さ1500mm、下部より950mmの位置
に散集水管を設けたアクリル製カラムにCl型の強
塩基性陰イオン交換樹脂ダイヤイオン（三菱化成
工業株式会社登録商標）SA10Aを1000ml充填し
た。次に鉄イオン濃度460mg／で塩酸濃度30％
（重量）の副生塩酸40を散集水管より流速２
ｍ／hrの下向流で通液して副生塩酸の精製を行な
い、鉄イオンをイオン交換した強塩基性陰イオン
交換樹脂層の再生は次のようにして行なつた。ま
ずカラム内に残留している塩酸をカラム下部によ
り抜き出した後、カラム下部により水道水を流速
７ｍ／hrで強塩基性陰イオン交換樹脂層上端面ま
で注入し、続いてカラム下部より加圧空気を５分
間注入し強塩基性陰イオン交換樹脂層を流動させ
混合した。次にカラム下部より流速3.4ｍ／hrで
４の水道水を流通し、同時にカラムの上部より
加圧水を流速1.7ｍ／hrで流通し再生廃水として
散集水管より排出し全量採取した。さらにカラム
下部より水道水を流速７ｍ／hrで15分間流通して
逆洗し、逆洗廃水も全量採取して再生を終了し
た。

採取した再生廃水及び逆洗廃水に含有される鉄
イオン量を測定し次式による再生率を求めた。

再生率（％）＝再生廃液及び逆洗廃水中の鉄イオ
ンの量／Cl型強塩基性陰イオン交換樹脂層がイオン交換
した鉄イオンの量×100 再生率は96％であつた。

また再生後再び上記副生塩酸を通液したところ
流出する精製塩酸中の鉄イオンの漏出濃度は第２
図曲線１のようであつた。

尚、鉄イオンの分析はJISK8180に基づいて行
なつた。

比較例 従来の再生方法と比較するために次の実験を行
なつた。

実施例と同一装置を用いて同一条件で副生塩酸
を通液し副生塩酸の精製を行なつた。副生塩酸の
通液後、カラム内部に残留している塩酸をカラム
下部より抜き出した後、カラム下部より水道水を
流速７ｍ／hrで強塩基性陰イオン交換樹脂層上端
面まで注入し、続いてカラム下部より加圧空気を
注入し強塩基性陰イオン交換樹脂層を５分間流動
させた。次に散集水管より４の水道水を流速
3.4ｍ／hrの下向流で流通し、カラム下部から流
出する再生廃水は全量採取した。続いてカラムの
下部から水道水を流速７ｍ／hrで15分間流通して
逆洗し、逆洗廃水も全量採取して再生を終了し
た。

実施例と同様にして再生率を求めたところ78％
であつた。

また再生後再び上記副生塩酸を通液したところ
流出する精製塩酸中の鉄イオン漏出濃度は第２図
曲線２のようであつた。

このように本発明によれば粗製塩酸に含有され
る鉄イオンをイオン交換してイオン交換能力の減
退した強塩基性陰イオン交換樹脂層を効率良く再
生することができ、かつ高純度の精製塩酸を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置略図であ
り、第２図曲線１及び２は本発明及び比較例によ
り得られた塩酸中の各々の鉄イオン漏出濃度曲線
を示す。 第１図中１はイオン交換塔、２は強塩基性陰イ
オン交換樹脂層、３は散集水管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Cl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層が形成さ
   れたイオン交換塔に鉄イオン含有塩酸を下向流で
   通液し、上記鉄イオンをイオン交換してイオン交
   換能力が減退した上記強塩基性陰イオン交換樹脂
   層に水を流通して再生するにあたり、イオン交換
   塔の下部より該イオン交換塔内に残留する塩酸を
   抜き出した後、該イオン交換塔の下部より強塩基
   性陰イオン交換樹脂層の上端面付近まで水を注入
   し、続いて加圧空気を流通して該強塩基性陰イオ
   ン交換樹脂層を混合する第１工程と、該イオン交
   換塔の上部から加圧水又は加圧空気を該イオン交
   換塔内に下向流で流入し、該強塩基性陰イオン交
   換樹脂層の上方の位置に内設した散集水管より再
   生廃水及び該加圧水又は該加圧空気を排出して該
   強塩基性陰イオン交換樹脂層が流動しないように
   保持しつつ該イオン交換塔の下部から上向流で水
   を流通してCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂層に
   再生する第２工程と、次いで該イオン交換塔の下
   部より上部に水を流通しCl型の該強塩基性陰イオ
   ン交換樹脂層を逆洗する第３工程とを順次行うこ
   とを特徴とするCl型の強塩基性陰イオン交換樹脂
   層の再生方法。