JPH03150389A - 隔膜電解装置及びこのような装置を使用して金属イオンを除去する方法 - Google Patents
隔膜電解装置及びこのような装置を使用して金属イオンを除去する方法Info
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- JPH03150389A JPH03150389A JP2226778A JP22677890A JPH03150389A JP H03150389 A JPH03150389 A JP H03150389A JP 2226778 A JP2226778 A JP 2226778A JP 22677890 A JP22677890 A JP 22677890A JP H03150389 A JPH03150389 A JP H03150389A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、隔膜電解装置、及び、水性溶液から金属イオ
ンを除去するため、特に水性廃液から望ましくないイオ
ンを除去するためのこのような装置の使用に関する。
ンを除去するため、特に水性廃液から望ましくないイオ
ンを除去するためのこのような装置の使用に関する。
本発明を要約すると、水性溶液から金属イオンを除去す
るための隔膜電解槽は、アノード室（１）と、該水性溶
液が入っているカソード室（２）と、該アノード室と該
カソード室を隔離する壁として配列された半透膜（６）
を有する。アノード溶液を補給する必要を回避するため
に、アノード（４）は、消耗性であり、例えば鉄であり
、膜（６）はアニオン交換性であって、アニオンをカソ
ード室からアノード室に通過させる。
るための隔膜電解槽は、アノード室（１）と、該水性溶
液が入っているカソード室（２）と、該アノード室と該
カソード室を隔離する壁として配列された半透膜（６）
を有する。アノード溶液を補給する必要を回避するため
に、アノード（４）は、消耗性であり、例えば鉄であり
、膜（６）はアニオン交換性であって、アニオンをカソ
ード室からアノード室に通過させる。
水性溶液から金属を含む汚染物を除去するための公知の
隔膜電解槽は、少なくとも二つの区画室と、アノードと
、カソードと、この二つの区画室の間に配置された半透
膜を有しており、第一の区画室にアノードが設けられて
おり、第二の区画室にカソードが設けられており、第二
区画室は水性溶液を保持するのに適している。このよう
な隔膜電解装置は、例えば、Ｐ Ｔ −Ｐ ｒｏｃｅｓ
ｔｅｃｈｎｉｅｋ４２（１９８７）、■２号、１２３頁
に記載されている。この公知の装置では、水性、溶液を
廃液流の形態で連続法で第二区画室に供給する。廃液流
には例えばＺｎｌＰｂｌＮｉ又はＣｕの塩が溶解してお
り、廃液流を廃棄する前にこのカチオンを除去すること
が望まれる。
隔膜電解槽は、少なくとも二つの区画室と、アノードと
、カソードと、この二つの区画室の間に配置された半透
膜を有しており、第一の区画室にアノードが設けられて
おり、第二の区画室にカソードが設けられており、第二
区画室は水性溶液を保持するのに適している。このよう
な隔膜電解装置は、例えば、Ｐ Ｔ −Ｐ ｒｏｃｅｓ
ｔｅｃｈｎｉｅｋ４２（１９８７）、■２号、１２３頁
に記載されている。この公知の装置では、水性、溶液を
廃液流の形態で連続法で第二区画室に供給する。廃液流
には例えばＺｎｌＰｂｌＮｉ又はＣｕの塩が溶解してお
り、廃液流を廃棄する前にこのカチオンを除去すること
が望まれる。
第一区画室には、多くはステンレス鋼製のアノードと、
例えばＮａＯＨの４％溶液が入っている。
例えばＮａＯＨの４％溶液が入っている。
第一区画室と第二区画室との間には、例えばすフイオン
（Ｎａｆ ｉｏｎＸデュポン社の商標）カチオン交換膜
が設けられている。
（Ｎａｆ ｉｏｎＸデュポン社の商標）カチオン交換膜
が設けられている。
この公知の装置には下記の問題が起こる。操作中に第一
区画室からのナトリウムイオンがアノードとカソード間
の電流を維持する作用をする。これらのナトリウムイオ
ンは第一区画室から隔膜を通って第二区画室に移動する
。第一区画室に残っている水酸化物イオンは電流の影響
下に解離し、従って酸素を発生する。結果として、水酸
化ナトリウム濃度を電流が維持されるように絶えず補給
する必要がある。移送されたナトリウムイオンは第二区
画室で濃度の増加を引き起こす。ナトリウム塩の析出に
導くこの濃度増加を防止するために、第二区画室の水性
溶液を連続的に変える必要がある。しかしながら、第二
区画室から廃液流を排出することは、それに伴う環境上
の影響の点から問題である。
区画室からのナトリウムイオンがアノードとカソード間
の電流を維持する作用をする。これらのナトリウムイオ
ンは第一区画室から隔膜を通って第二区画室に移動する
。第一区画室に残っている水酸化物イオンは電流の影響
下に解離し、従って酸素を発生する。結果として、水酸
化ナトリウム濃度を電流が維持されるように絶えず補給
する必要がある。移送されたナトリウムイオンは第二区
画室で濃度の増加を引き起こす。ナトリウム塩の析出に
導くこの濃度増加を防止するために、第二区画室の水性
溶液を連続的に変える必要がある。しかしながら、第二
区画室から廃液流を排出することは、それに伴う環境上
の影響の点から問題である。
本発明に従う隔膜電解装置及び方法は、アノードが消耗
性金属アノードであり、半透膜がアニオン交換膜である
ことを特徴とする特 電解に際しては、消耗性アノードは溶解し、カソードに
接触する溶液中の金属イオンはカソードに析出する。ア
ノードの金属は、析出するイオンの金属と同じであって
も異なっていてもよい。
性金属アノードであり、半透膜がアニオン交換膜である
ことを特徴とする特 電解に際しては、消耗性アノードは溶解し、カソードに
接触する溶液中の金属イオンはカソードに析出する。ア
ノードの金属は、析出するイオンの金属と同じであって
も異なっていてもよい。
好適なアノードは、Ｆｅ、Ｃｕ及びＮｉであり、そして
高純度であることが好ましい。
高純度であることが好ましい。
アノードが鉄である場合Ｉこは、ＦｅＣｌ□の溶液を第
一区画室に導入するのが好ましい。鉄は特にアノードと
して好ましい。
一区画室に導入するのが好ましい。鉄は特にアノードと
して好ましい。
本発明では、電流の維持は、水性溶液から除去されるべ
き金属の塩の負イオン、例えば塩化物イオンによる。こ
のために、隔膜はアニオン交換膜、例えば、ネオセプタ
ｌｉ（Ｎｅｏｓｅｐｔａ ｍｅｍｂｒａｎｅ）（ネオセ
プタは日本の徳山ソーダ株式会社の商標である）である
必要がある。かくして塩化物イオンは、アノードに配置
されたアノード由来の金属イオンにアノード室で出会っ
て塩を形成する。この塩は、例えばそれが凝集剤として
有用な製品であるＦｅＣｌ、であるならば、有用な製品
として回収することができる。
き金属の塩の負イオン、例えば塩化物イオンによる。こ
のために、隔膜はアニオン交換膜、例えば、ネオセプタ
ｌｉ（Ｎｅｏｓｅｐｔａ ｍｅｍｂｒａｎｅ）（ネオセ
プタは日本の徳山ソーダ株式会社の商標である）である
必要がある。かくして塩化物イオンは、アノードに配置
されたアノード由来の金属イオンにアノード室で出会っ
て塩を形成する。この塩は、例えばそれが凝集剤として
有用な製品であるＦｅＣｌ、であるならば、有用な製品
として回収することができる。
従って本発明は、公知の装置に勝る環境上の利点を有し
、これは、公知の装置が環境上有害な残留塩を生成する
のに対して、本発明に従う装置の使用は環境に対して都
合の良い可使用可能な残留製品を生成することができる
ことを意味する。操業経済性にも利点があり、電流の維
持のために、公知の装置のようにアノード室に溶液を連
続的に補給する必要がない。実際、本発明では、電流を
供給するイオンは金属イオンが除去されるべき溶液から
得られる。
、これは、公知の装置が環境上有害な残留塩を生成する
のに対して、本発明に従う装置の使用は環境に対して都
合の良い可使用可能な残留製品を生成することができる
ことを意味する。操業経済性にも利点があり、電流の維
持のために、公知の装置のようにアノード室に溶液を連
続的に補給する必要がない。実際、本発明では、電流を
供給するイオンは金属イオンが除去されるべき溶液から
得られる。
本発明を添付図面を参照して説明する。
第１図と第２図において、同じ参照番号は対応する部品
を示す。
を示す。
第１図と第２図は、それぞれ、先行技術の装置と本発明
の装置を示す。各々は、それぞれアノード４とカソード
５が配置されている第一（アノード）区画室と第二（カ
ソード）区画室を有する電解槽３を備えて成る。半透膜
６は第一区画室ｌを第二区画室２から隔離している。清
浄化されるべき水性溶液は第二区画室２にあり、これは
典型的には金属塩の形態にある汚染物を含有する廃液で
ある。
の装置を示す。各々は、それぞれアノード４とカソード
５が配置されている第一（アノード）区画室と第二（カ
ソード）区画室を有する電解槽３を備えて成る。半透膜
６は第一区画室ｌを第二区画室２から隔離している。清
浄化されるべき水性溶液は第二区画室２にあり、これは
典型的には金属塩の形態にある汚染物を含有する廃液で
ある。
第１図の公知の装置では、アノード４はステンレス鋼製
であり、膜６は例えばナフィオンのカチオン交換膜であ
る。４％水酸化ナトリウム溶液をアノード室１に導入し
、電流は区画室１から膜６を通って区画室２へのナトリ
ウムイオンの輸送により供給される。
であり、膜６は例えばナフィオンのカチオン交換膜であ
る。４％水酸化ナトリウム溶液をアノード室１に導入し
、電流は区画室１から膜６を通って区画室２へのナトリ
ウムイオンの輸送により供給される。
第１図の装置と第２図の装置の両方において、カソード
５は亜鉛であるが、他の適当な材料も使用することがで
きる。第１図の公知の装置の欠点は、水厳化ナトリウム
溶液を絶えず補給する必要があることと、ナトリウムイ
オンが塩の形態でカソード室２に蓄積するということで
ある。これらの塩はその区画室から除去されなければな
らないが、それらを排出することは環境上有害である。
５は亜鉛であるが、他の適当な材料も使用することがで
きる。第１図の公知の装置の欠点は、水厳化ナトリウム
溶液を絶えず補給する必要があることと、ナトリウムイ
オンが塩の形態でカソード室２に蓄積するということで
ある。これらの塩はその区画室から除去されなければな
らないが、それらを排出することは環境上有害である。
本発明の態様である第２図の装置では、膜６はアニオン
交換膜、例えばネオセブタ膜であり、アノード４は高純
度の鉄の消耗性アノードである。
交換膜、例えばネオセブタ膜であり、アノード４は高純
度の鉄の消耗性アノードである。
連続操作で廃液流としてカソード室２に連続的に供給さ
れうる水性溶液から塩化亜鉛を除去しなければならない
。その場合には電流輸送は電解槽３において塩化物イオ
ンにより達成される。アノード室ｌにおいてはこれらの
塩化物イオンはアノード４由来の溶解した鉄イオンと再
化合して塩化第一鉄となる。この塩化第一鉄は、集まっ
ても環境に有害ではなく、後に凝集剤としての用途を見
出だすことができる。亜鉛はカソードで析出される。
れうる水性溶液から塩化亜鉛を除去しなければならない
。その場合には電流輸送は電解槽３において塩化物イオ
ンにより達成される。アノード室ｌにおいてはこれらの
塩化物イオンはアノード４由来の溶解した鉄イオンと再
化合して塩化第一鉄となる。この塩化第一鉄は、集まっ
ても環境に有害ではなく、後に凝集剤としての用途を見
出だすことができる。亜鉛はカソードで析出される。
この方法は、例えば４％Ｆ ｅＣｌ！溶液を区画室ｌで
溶液中に導入することにより開始される。その後の蔦理
の間、溶液を補給する必要はない。
溶液中に導入することにより開始される。その後の蔦理
の間、溶液を補給する必要はない。
電解は、アノードとカソード間に適当なレベルの電圧を
供給することにより行なわれて、下記の反応を生じる。
供給することにより行なわれて、下記の反応を生じる。
アノードでは、Ｆｅ ４ Ｆｅ＋中＋２ｅ−カソー
ドでは、Ｚｎ”＋２ｅ−→ Ｚｎ本発明の経済上の利点
は下記の実施例から明らかである。
ドでは、Ｚｎ”＋２ｅ−→ Ｚｎ本発明の経済上の利点
は下記の実施例から明らかである。
実施例
Ｎｉの塩を廃液流から除去する。ＮａＯＨを使用する慣
用の方法においてはｌ ｋｇのＮａＯＨにより７３フー
５ｇ１７）Ｎｉを析出させることができる。従って、０
−８０Ｆｌ／ｋｇのＮａＯＨＪＩ価（１９８９）で、Ｎ
ｉ ｌ ｋｇの回収には慣用の方法では１．０８Ｆｌ
のコストがかかる。本発明に従えば、約１−−Ｆｌ／ｋ
ｇ（１９８９）の原価で、１ｋｇのＮｉを回収するのに
約０−９４ｋｇのＦｅが必要である。故に、１ｋｇのＮ
ｉｔｒ回収するには、本発明の方法では、０゜９４Ｆｌ
のコストがかかる。
用の方法においてはｌ ｋｇのＮａＯＨにより７３フー
５ｇ１７）Ｎｉを析出させることができる。従って、０
−８０Ｆｌ／ｋｇのＮａＯＨＪＩ価（１９８９）で、Ｎ
ｉ ｌ ｋｇの回収には慣用の方法では１．０８Ｆｌ
のコストがかかる。本発明に従えば、約１−−Ｆｌ／ｋ
ｇ（１９８９）の原価で、１ｋｇのＮｉを回収するのに
約０−９４ｋｇのＦｅが必要である。故に、１ｋｇのＮ
ｉｔｒ回収するには、本発明の方法では、０゜９４Ｆｌ
のコストがかかる。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
１、アノード室（１）と、カソード室（２）と、該アノ
ード室内に液体と接触するように配置されているアノー
ド（４）と、カソード室内に水性溶液と接触するように
配置されているカソード（５）と、該アノード室と該カ
ソード室を隔離する壁として配列された半透膜（６）と
を有する電解槽を備えて成る、水性溶液から金属イオン
を除去するための隔膜電解装置において、該アノード（
４）が消耗性金属アノードであり、該膜（６）がアニオ
ンを該カソード室から該アノード室に通過させるように
なっているアニオン交換膜であることを特徴とする隔膜
電解装置。
ード室内に液体と接触するように配置されているアノー
ド（４）と、カソード室内に水性溶液と接触するように
配置されているカソード（５）と、該アノード室と該カ
ソード室を隔離する壁として配列された半透膜（６）と
を有する電解槽を備えて成る、水性溶液から金属イオン
を除去するための隔膜電解装置において、該アノード（
４）が消耗性金属アノードであり、該膜（６）がアニオ
ンを該カソード室から該アノード室に通過させるように
なっているアニオン交換膜であることを特徴とする隔膜
電解装置。
２、該アノードがＦｅ％Ｃｕ又はＮｉから製造されたも
のである、上記ｌに記載の隔膜電解装置。
のである、上記ｌに記載の隔膜電解装置。
３、該アノードが鉄から製造されたものであり、該アノ
ード室（１）がＦ ｅＣ１２を含有して成る溶液を含む
、上記ｌに記載の隔膜電解装置。
ード室（１）がＦ ｅＣ１２を含有して成る溶液を含む
、上記ｌに記載の隔膜電解装置。
４、水性廃液をカソード（５）と接触させ且つ該水性廃
液をアノード（４）と接触しているアノード溶液から半
透膜（６）により隔離して、該水性廃液を電解すること
より成る水性廃液から金属イオンを除去する方法におい
て、該アノード（４）が消耗性金属アノードであり、該
半透膜（６）がアニオン交換膜であることを特徴とする
特許 ５、該アノードが鉄から製造されたものである、上記４
に記載の方法。
液をアノード（４）と接触しているアノード溶液から半
透膜（６）により隔離して、該水性廃液を電解すること
より成る水性廃液から金属イオンを除去する方法におい
て、該アノード（４）が消耗性金属アノードであり、該
半透膜（６）がアニオン交換膜であることを特徴とする
特許 ５、該アノードが鉄から製造されたものである、上記４
に記載の方法。
６、該アノード溶液がＦａＣｌｔを含有している、上記
４に記載の方法。
４に記載の方法。
７、該金属イオンが、Ｚ ｎｌＰ ｂｌＮ ｉ及びＣｕ
イオンから選ばれる、上記４に記載の方法。
イオンから選ばれる、上記４に記載の方法。
第１図は、先行技術に従う隔膜電解装置の該略図である
。 第２図は、本発明に従う隔膜電解装置の該略図である。 図において、ｌ・・・第一区画室（アノード室）、２・
−第二区画室（カソード室）、３・・−電解槽、４・−
・アノード、５・・・カソード、ロー・・半透膜、であ
る。 １１１ｑ −−１１・ １１１１、 ．Ｉｌｌ １１１１１ Ｆｌ（Ｉｔ Ｉ ｅ ｉｌｌｓ ” ！Ｉド １ロー ２
。 第２図は、本発明に従う隔膜電解装置の該略図である。 図において、ｌ・・・第一区画室（アノード室）、２・
−第二区画室（カソード室）、３・・−電解槽、４・−
・アノード、５・・・カソード、ロー・・半透膜、であ
る。 １１１ｑ −−１１・ １１１１、 ．Ｉｌｌ １１１１１ Ｆｌ（Ｉｔ Ｉ ｅ ｉｌｌｓ ” ！Ｉド １ロー ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アノード室（１）と、カソード室（２）と、該アノ
ード室内に液体と接触するように配置されているアノー
ド（４）と、カソード室内に水性溶液と接触するように
配置されているカソード（５）と、該アノード室と該カ
ソード室を隔離する壁として配列された半透膜（６）と
を有する電解槽を備えて成る、水性溶液から金属イオン
を除去するための隔膜電解装置において、該アノード（
４）が消耗性金属アノードであり、該膜（６）がアニオ
ンを該カソード室から該アノード室に通過させるように
なっているアニオン交換膜であることを特徴とする隔膜
電解装置。 ２、水性廃液をカソード（５）と接触させ且つ該水性廃
液をアノード（４）と接触しているアノード溶液から半
透膜（６）により隔離して、該水性廃液を電解すること
より成る水性廃液から金属イオンを除去する方法におい
て、該アノード（４）が消耗性金属アノードであり、該
半透膜（６）がアニオン交換性であることを特徴とする
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8902195A NL8902195A (nl) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Membraanelektrolyse-inrichting. |
| NL8902195 | 1989-08-31 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2226778A Pending JPH03150389A (ja) | 1989-08-31 | 1990-08-30 | 隔膜電解装置及びこのような装置を使用して金属イオンを除去する方法 |
Country Status (8)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010532818A (ja) * | 2007-06-27 | 2010-10-14 | ユニベルシテ ポール ベルレーヌ | 溶液中の電気化学的輸送による選択的カチオン抽出のための方法、装置およびその方法の使用法 |
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