JPH03166323A - 電気透析による溶解種の分離方法 - Google Patents

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５分野） 本発明は電気透析による溶解種の分離方法、より詳細に
は水性系中における非イオン化種からイオン化種の電気
透析による分離方法に関する。

（従来の技術） 陽イオン、陰イオン又は基の形態で溶解した１つ又はそ
れ以上の元素を含有する溶液の処理において、１つ又は
それ以上のイオン又は基の分離は電気透析を用いて達或
することができる。電気透析においては、供給溶液を交
互に位置する多数の陰イオン、陽イオン選択性交換膜に
よって互いに分離された陽極室内と陰極室内に位置する
陽極と陰極とからなる電気透析セルを通して循環させる
。

適当に配置された交互の膜及びこれと関連したガスケッ
トは交互の濃縮セル及び希釈セルを形成する。直流が両
電極の間に流され、溶液が希釈セルに供給される。膜を
通過したイオンで濃化した濃縮液は濃縮セルから取り出
す。

電気透析は多くの適用において使用されてきたが、その
なかには、多価イオン、同一又は異なった電荷のイオン
種から１価の陽イオン、陰イオンの分離、イオン形態の
元素、両性元素、溶液中における伝導度、解離度の異な
った化合物から酸の分離、及び非解離有機化合物からイ
オン種の分離を含む。

電気透析によるイオン化種の除去に関する報文は多いが
、非イオン化橿からイオン化種の分離を取り扱った文献
は少ない。米国特許第２８５４３９３号によると、電気
透析は陽イオン、陰イオン、有機、無機イオンの分別、
溶液中の非極性、非解離化合物の分離、及びｍ液中の伝
導度、解離度の異なった異種の化合物の分離に使用され
る。非極性化合物の分離の例はすべて有機化合物に関す
るものである。解離度の異なった化合物の分離は、単に
ついでに言及されているにすぎず、塩化ナトリウム、ホ
ウ酸、酢酸ナトリウム、及び酢酸の水溶液に関するもの
である。しかしながら、これらの分別、分離はすべて機
械的又は重力による加速度の適用のもとで行われ、結果
としてセル内において分離した流体層を形或し、このセ
ルから分離されるべき１つの種が増加した濃度で含有さ
れる溶液を取り出す。

ホウ酸からの塩素イオン及び不純物の電気透析による分
離については、ロシアの著者によって論議された（ケミ
カル　アブストラクト（　Ｃ　ｈ　ｅｔ　　Ａ　ｂｓ．
）第６０巻１１４０４ｂ及び第７８巻１４０７７２Ｐ）
。電気透析によるリン酸からのカルシウムイオンの分離
はベルギー特許第６４３４６４号中に開示されている。

日本未審査出願第７９１３２４９６号は、ｐＨ１〜３に
おいて３〜２５％の８１０２をＯ．　ＳＮ塩化ナトリウ
ム溶液と共に含有するケイ酸ナトリウム水溶液の電気透
析について開示している。ナトリウムイオンと硫酸がシ
リカゾルから除去された。

（発明が解決しようとする課題） これらの参考文献から、電気透析による非イオン化種か
らイオン化種の分離は、非常に限定された数の元素につ
いて行われたにすぎないことが明らかである。

本発明の第１の目的は、溶解した種の電気透析による分
離方法の提供である。他の目的は、水含有余におけるイ
オン化種の非イオン化種からの電気透析による分離方法
の提供である。さらに他の目的は、ｐＨ値若しくは酸化
状態の値又は両者を調整した溶液中における種の電気透
析的分離方法の提供である。本発明のこれら及び他の目
的は、本発明による方法の実施態様６こついての以下の
詳細な記載から明らかとなるであろう。

（課題を解決するための手段〉 われわれは、イオン化形態の非常に多数の元素が、水性
系中において非イオン化形態で存在しうる多数の元素か
ら電気透析によって分離できることを見出した。より詳
細には、電気透析による分離が、溶液中にイオン化形態
において存在する第１のグループの元素の少なくとも１
つの元素と、非イオン化形態において存在する第２のグ
ループの元素の少なくとも１つの元素との間において、
溶液のｐｉと第２のグループの元素の酸化状態が適当な
値を有するという条件の下では達成できることを見出し
た。必要ならば、ｐｎ若しくは酸化状態のいずれか又は
両者を分離が達成されるように調整する。イオン化種を
非イオン化種から分離する電気透析は、慣用のラインに
沿って電気透析セル内で行うが、これは適当な陰極を含
む陰極室と適当な陽極を含む陽極室とが互いに、交互に
濃縮セルと希釈セルとを形成する交互に位置する多数の
適当な陽イオン選択透過性交換膜と適当な陰イオン選択
透過性交換膜によって分離されている。

般的に、陰イオン膜は陽極室に隣接して配置され、陽イ
オン膜は陰極室に隣接して配置される。ある実施態．様
においては、陽イオン膜が陽極室に隣接し、陰イオン膜
が陰極室に隣接し、又は溶液が陰極性的に沈積する金属
イオンを含有する場合には陰イオン膜が画室に隣接する
。

溶解した種を含有する供給溶液が電気透析ユニットの希
釈セルに供給される。必要ならば、供給溶液は、所定値
のｐＨ若しくは非イオン化形態で存在することが望まし
い元素の酸化状態、又は所定値のｐＲ及び酸化状態に調
整して、元素周期表の第１のグループの元素の少なくと
も１つの種が溶液中においてイオン化形態で存在し、か
つ元素周期表の元素を含有する第２のグループの種の少
なくとも１つの種が溶液中において非イオン化形態で存
在するよう６こする。供給溶液は水含有溶液であり、有
機化合物を含有することもある。適当な直流がユニット
の電極室内の電極間に流されるが、電流の値は分離を達
成するのに充分であるが、水のスブリフティング（Ｓｐ
目ｔｔｉｎｇ）を実質的に防止するものとする。イオン
化種は膜を通過して希釈セル内の溶液から濃縮セル内の
溶液中へ移動する。

非イオン化種は実質的に希釈セル内に残る。電気透析中
に、濃縮セル内の循環溶液はイオン化種が濃縮し、希釈
セル内の循環溶液はイオン化種が枯渇する。イオン化種
が濃縮した濃縮セルから溶液を取り出し、イオン化種が
枯渇した希釈セルからも溶液を取り出す。電気透析は、
セル内を乱流状態とし、温度６０℃まで、膜の差圧１ｓ
ＯｋＰａ以下、電流密度ｌＯ〜５００＾／−２の範囲で
行う。電極室は好ましくは適−当な循環すすぎ溶液又は
共通のすすぎ溶液ですすぐ。電気透析は所望の分離、濃
縮の程度を達戊するために、単一又は多段で行うことか
でき　る。

本発明の主要な実施態様に従って、冶金的、化学的プロ
セッシングから得られた水含有溶液中に溶解した種の電
気透析による分離方法が提供されており、同方法は、 （ａ）元素の周期表のフランシウムを除＜ＩＡ，ＩＢ，
１１Ａ，Ｉ［Ｂ．　　ホウ素を除くＨＡ，　　ｍＢ，　
　■Ｂ，　　■Ｂ，オスミウムを除く■の各族の各元素
、バナジウム．クロム，スズ，鉛，　ビスマスの各元素
、窒素，硫黄，フッ素，塩素，臭素，ヨウ素の各酸から
なる第１のグループから遺択された少なくとも１つのあ
る濃度をもった種と、ホウ素，炭素，ケイ素，ゲルマニ
ウム，　リン，砒素，アンチモン，セレン，テルル．フ
ッ素からなるグループから遺ばれた元素を含有する各酸
からなる第２のグループから選択された少なくとも１つ
のある濃度をもった種とを含み、下記（ａ１）で特定す
る供給溶液を形或すること、 （ｂ）前記供給液を下記（ｂｉ）で特定する電気透析ユ
ニノトの希釈セルに供給すること、 （ｃ）電気透析による分離を違戒するのに充分であるが
水のスブリフティングを実質的に防止する値の電流密度
が得られるように前記陽極と陰極との間に電流を流すこ
と、 （ｄ）前記前記希釈セルを通して希釈液の流れを通過さ
せ、前記濃縮セルを通して濃縮液の流れを通過させるこ
と、 （ｅ）前記希釈セルを通る希釈液の前記流れと前記濃縮
セルを通る濃縮液の前記流れとをそれぞれ前記希釈セル
、濃縮セル内において乱流を維持するのに充分な線速度
において通過させること、及び前記イオン化種を前記希
釈セル内の前記希釈液から前記濃縮セル内の前記濃縮液
へ前記陽・イオン交換膜と前記陰イオン交換膜を透し通
過させ、実質的に前記希釈液内に非イオン化種を残すこ
と、（ｆ）前記供給溶液中に存在した前記第２のグルー
プの前記少なくとも１つの種を実質的に含有する希釈液
を前記希釈セルから取り出し、また前記第１のグループ
の前記少なくとも１つの種が増加した濃度で含有される
濃縮液を前記濃縮セルから取り出すこと、 の各ステップからなるものである。

但し、 （ａｔ）：　前記供給溶液はあるｐｌｌ値を有し、かつ
同溶液中の第２のグループの種はある酸化状態の値を有
し、これにより前記第１のグループの前記少なくとも１
つの種は同溶液中において実質的にイオン化形態で存在
し、また前記第２のグループの前記少なくとも１つの種
は同溶液中において実質的に非イオン化形態で存在する
。

（ｂｉ）：　前記電気透析ユニットは、交互に希釈セル
と濃縮セルを形成する交互に位置した多数の適当な陽イ
オン遺択透過性交換膜と適当な陰イオン選択透過性交換
膜、陽極室と陰極室、陽極室に位置する陽極及び陰極室
に位置する陰極からなる。

好ましくは、前記第１のグループの元素は、イオン化形
態において存在し、かつＨ”，ＬＩゝＮａ”，Ｋ”，Ｃ
ａ”，Ｂｅ”，Ｍｇ”←，Ｃａ２◆，Ｓｒ２◆，Ｂａ２
◆，Ｔ　Ｉ　”，Ｚ　ｒ　’◆ｙＳ◆．Ｃｒ”，Ｍｎ２
◆Ｆｅ　　２◆，Ｆｅ　　３◆，Ｃｏ”，Ｒｈ”，Ｉ　
　ｒ’中，Ｎ　１　２啼Ｐｄ”，Ｐｔ”，Ｃｕ”，Ａｇ
’，Ａｕ”，Ｚｎ２′″Ｃ　ｄ”，Ｈ　ｇ”．Ａ　Ｉ　
”，Ｇ　ａ　”，　Ｉ　　ｎ”，Ｔ　　Ｉ　”Ｓｎ”，
Ｐｂ”，Ｂｉ”，　　Ｎｏｔ−，　　ＳＯ３２−Ｆ３Ｃ
）ａ２−．Ｃ１−，Ｂｒ−，Ｉ一及びＦ一からなるイオ
ンのグループから選択される。

好ましくは、前記第２のグループの種は、非イオン化形
態において存在し、かつＨ　３　Ｂ　Ｏ　３＋Ｈ２Ｃ　
０３，　　Ｈ　Ｃ　０２Ｈ，　　Ｈ２Ｓ　ｉ　０！，　
　Ｈ２Ｇ　ｅ　Ｏ３，Ｈ３Ｐ　Ｏａ，　　ＨｓＡ　ｓ　
Ｏ’ａ，　　Ｈ　Ａｓ０２，　　Ｈ　Ｓ　ｂ　０２１Ｈ
２Ｓ　ｅ　０３，　　Ｈ２Ｔ　ｅ　Ｏａ及びＨＦからな
るグループから選択される。

（発明の効果） 本発明の方法は、冶金的、化学的プロセス溶液、廃液、
廃水等の処理又は精製に特に有用である。

（実施例） 本発明のプロセスにおいて処理できる溶液は、材料の冶
金的、化学的プロセッシングにおいて存在し、又はこれ
らプロセッシングから若しくはブロセッソングの中途で
得られる溶液であり、冶金的、化学的中間溶液、最終溶
液及び廃溶液を含む。

処理しうる溶液は、水含有溶液中に溶解させた固体材料
から調製することができる。溶液は一般的に元素周期表
の元素の陽イオン、陰イオン、又は基の溶解した種を含
有する水含有溶液である。溶液はその一部として有機質
液を含有することもあるが、充分な量の水が存在して、
電気伝導性を有し、かつ種が溶解した形態で存在し、残
留すべきである。有機化合物の性質は、膜の汚れが実際
的、経済的レベルに限定されるようなものでなければな
らない。かくして、有機溶岐中に溶解した種の分離を達
成するためには、いくらかの水が存在し又は添加されな
ければならない。適当した有機質液には、低粘度の水と
混和しない液及び水と混和する液が含まれる。例えば、
粘性油又はグリースは膜を汚す可能性があるので不適当
である。

本発明の方法によって分離できる種は２つのグループに
分けられる。第１のグループは、水含有溶液中において
イオン化形態において存在する元素周期表の元素を含み
、第２のグループは、非イオン化形態において存在する
元素を含有する種を含む。より詳細には、第１のグルー
プには、Ｆｒを除＜ＩＡ，　　ＩＢ，ｎＡ，　　！ＩＢ
，　　Ｂを除＜■Ａ，ランタニドとアクチニドを含むｍ
Ｂ，ＩＶＢ，　　■Ｂ，Ｏｓを除く■の各族の各元素、
Ｖ，　　Ｃｒ，　　Ｓｎ，Ｐｂ．ＢＩｌ７）各元素、Ｎ
，　　Ｓ，　　Ｆ，　　ＣＩ，　　Ｂｒ，■の各元素の
各酸のイオン化形態が含まれる。第１のグループに含ま
れる酸には、例えばＨ　Ｎ　Ｏ　！＋Ｈ２ＳＯ４，Ｈ２
ＳＯ３，ＨＦ，ＦＣＩ，ＨＢｒ，Ｈｌ，　　ＨＯＣＩ，
　　ＨＣＩＯ．が含まれる。

第２のグループニハ、Ｂ，Ｃｒ　　Ｓ　ｌｒ　　Ｇ　ｅ
，　　Ｐ＋Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｆの各元素を含有
する種が含まれる。第２のグループに挙げた元素を含有
する種は、非イオン化形態で存在し、通常は水素と酸素
を含む。かくして、第２のグループはＢ，Ｃ，　　９１
，　　Ｇｅ，　　Ｐ，　　Ａｓ，　　Ｓｂ，　　Ｓｅ，
　　Ｔｅ，Ｆから選ばれた元素を含有する酸からなる。

第２のグループに含まれる酸には、例えばＨ３ＢＯ３，
Ｈ２ＣＯ３，ＨＣＯ２Ｈ，Ｈ２ＳＩ０３，Ｈ２Ｇｅ０３
，ＨｓＰＯａ，ＨＡｓＯ２，Ｈ３ＡｓＯａ，ＨＳｂＯ２
，Ｈ２Ｓ　ｅＯｓ，Ｈ２ＴｅＯａ，ＨＦが含まれる。こ
れらの種は、溶液のｐＨ若しくは第２のグループの元素
の酸化形態又はこの両者が適当な値を有する場合に、水
含有溶液中において非イオン化形態で存在する。ＨＦは
溶液中においてイオン化形態、非イオン化形態のいずれ
においても存在しうるので、両方のグループの列挙に現
れている。

一般的に、第１のグループの少なくとも１つのメンバー
が第２のグループの種の少なくとも１つのメンバーから
分離される。本発明による分離は第１及び第２のグルー
プに対して列挙されたすべての元素、酸及び種に対して
実施可能であるが、実際には溶液は通常第２のグループ
のある限定された数の非イオン化種から分離されるべき
第１のグループのある限定された数の元素及び酸を含有
する。

処理されるべき溶液は、分離されるべき種が所望のイオ
ン化、非イオン化形態において存在すれば、直接に電気
透析セルに供給することができる。

多くの場合には、溶液のｐｌｌ又は溶液中の第２のグル
ープの元素の酸化状態を、またある場合にはこの両者を
調整することが必要であって、これにょり第１のグルー
プの種がイオン化形態で存在し、かつ第２のグループの
種が非イオン化形態に固定されるのを確実にする。

ｐＨ又は／及び酸化状態の特定値は、溶液と存在する第
１及び第２のグループの種に依存する。ｐＨの調整は、
所望のｐＨ値に達するのに充分な量の適当な酸性又はア
ルカリ性材料を添加することによって行うことができる
。第２のグループの元素の酸化状態の値の調整は、多く
の適当な方法のいずれかによって要求されるように、溶
液を酸化又は還元することによって行うことができる。

酸化状態の調整は通常適当な酸化剤又は還元剤、例えば
酸素、オゾン、過酸化水素、塩素、ヒドラジン、二酸化
ユオウを所望の酸化状態の値に達するに必要な量だけ添
加することによって行われる。二者択一的に、溶液の酸
化、還元は電解的に行うこともできる。溶液の酸化還元
電位の測定は、酸化、還元に伴う電気．化学的反応の平
衡状態を決定するために便利なガイドとなる。ｐＨ及び
／又は酸化状態の調整は、第１のグループの種が溶液中
においてイオン化形態で存在し続け、かつ第２のグノレ
ープの種から分離可能に残留するために行う。

第２のグループの元素に対して、第２のグノレーブの種
を水含有溶液中に好ましい非イオン化形態において存在
させるようにするｐＨの実際値及び酸化状態の値が、第
１表に示されている。また、第２のグループの元素の好
ましい酸化状態を達或するためのガイドとして、熱力学
データから求めた標準状態に基づく酸化還元電位の値も
示されてし）る。これらの値の例えば所与の系の温度、
化学的活動度に基づく予見可能な偏差は当然考えられる
。

（以下余白） 第　　１ 表 元素 Ｂ Ｃ Ｃ ＳＩ Ｇｅ Ｐ Ａｓ Ａｓ ｓｂ Ｓｅ Ｔｅ Ｆ ｐＨ 好ましい 酸化状態 く５ 〈６ 〈４ 〈９ く７ 〈１．８ ０．５〜５．５ ０　５〜３．５ １〜ｌＯ ０．５〜２ 〈６ く２ 純粋溶液 酸化還元電位 （ｍ　Ｖ） ２００〜１２００ ４００〜ｌ０００ ＜−４００ ＞−２００ ＞−１００ ＞−１５０ 〉２００ 〉２００ −１００〜４００ ８００〜９００ ＞１２００ １００〜１１００ 好ましい種 ｝｛　３　Ｂ　　Ｏ　３ Ｈ２ＣＯ３ ＨＣＯ２Ｈ Ｈ２ＳＩ０３ Ｈ　２ＧｅＯ　　３ Ｈ３ＰＯ　４ Ｈ　　Ａ　　ｓ　　Ｏ　　２ Ｈ　３ＡｓＯａ Ｈ　Ｓ　ｂ　Ｏ　２ Ｈ　２ＳｅＯ　　３ Ｈ　２Ｔ　　ｅ　　Ｏ　　ａ ＨＦ さらに、第１表のｐＨ及び酸化還元電位の値は、第２の
グループの元素の好ましい種に対する最大値又は最も広
い範囲であり、かつ第１のグループの種をイオン化形態
において存続することを確実にするために、多くの場合
により低い値又はより狭い範囲を用いなければならない
ことが理解される。また、酸化還元電位は第２のグルー
プの種が主となっている溶液に対するガイドとして示さ
れている。さらに複雑な溶液に対してはここに示された
値からの偏差が予期できる。それにもかかわらず、好ま
しい酸化状態への変換は通常は標準的方法によって達成
することができる。

要するに、ｐｌ＋若しくは酸化状態又はこの両者を調整
し、又は調整しないで、第１のグループの種はイオン化
形態において存在し、かつＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ”，Ｋ”
，Ｃｓ”，Ｂｅ””，Ｍｇ２啼　（　ａ　２＋Ｓ　ｒ　
”　　Ｂ　ａ　’◆　Ｔｉ’◆　Ｚｒ’◆　■６◆　Ｃ
ｒ”◆Ｍｎ　　２◆　　　　Ｆｅ　　２令　　　　Ｆｅ
’◆　　　　Ｃ　　ｏ　　”　　　　　Ｒ　　ｈ　　”
１−ｒ”　　Ｎｌ”　　Ｐｄ”　　Ｐｔ”　　Ｃｕ２°
Ａｇ寺，Ａｕ”，Ｚｎ２°＊　　Ｃ　ｄ　”，　　Ｈ　
ｇ　２”，　　Ａ　Ｉ　”Ｇ　ａ　”″，　　Ｉｎ”，
ＴＩ”，Ｓｎ”，Ｐｂ”Ｂｌ”°，　　Ｎ　Ｏ　ｓ−，
　　Ｓ　Ｏ　３２−，　　Ｓ　Ｏ　ａ２−，　　Ｃ　Ｉ
　−，Ｂｒ−，Ｉ一及びＦ一からなるグループの少なく
とも１つのイオンから選択され、また第２のグループの
種は非イオン形態において存在し、かつＨ３Ｂ　Ｏｓ，
　　Ｈ２Ｃ　Ｏｓ，　　Ｈ　Ｃ　０２Ｈ，　　Ｈ２Ｓ　
ｉ　０３，Ｈ　２　Ｇ　ｅ　Ｏ　３，　　Ｈ　３　Ｐ　
Ｏ　ａ＊　　Ｈ　３Ａ　ｓ　Ｏ　４ｒ　　Ｈ　Ａ　ｓ　
Ｏ　２＋ＨＳｂＯ２，Ｈ２ＳｅＯ３，Ｈ２ＴｅＯａ及び
ＨＦからなるグループから選択された少なくとも１つの
種である。

供給溶液中のいずれの固体含有量も電気透析に先だって
、多くの適当な手段のいずれかによって、５　ｐｐｍ以
下、好ましくは１　ｐｐｍ以下に減少させる。

供給溶液を電気透析ユニットに供給する。電気透析ユニ
ノトは、垂直に配列され交互に位置する多数の陽イオン
選択透過性交換膜、陰イオン選択透過性交換膜、陰極室
及び陽極室からなる。陽イオン及び陰イオン遺択透過性
交換膜は、第１のグループのイオン化種に対しては高い
遺択透過性を有し、また非イオン化種に対しては低い選
択透過性を有する膜である。適当な陽イオン選択透過性
膜としては、例えば、ポリビニルクロライド　ベースの
上にスチレンジビニルベンゼン共ＩＩ１合体の膜マトリ
ックスを有し、かつ活性グループとしてスルホニックア
シド基（Ｒ−ＳＯ３Ｈ）をもつ強酸性膜である。活性グ
ループは乾レジンＩｇ当たり３〜５ミリ当量からなり、
これは陽イオンに対し所望の選択性を与えるのに充分で
ある。特に、われわれは、適当な陽イオン選択透過性膜
はセレミオンＴＭ型膜（ＳｅｌｅｍｉｏｎＴＭ−ｔｙｐ
ｅ　ｍｅｖｂｒａｎｅ）　．例えばセレミオンＴＭ　Ｃ
ＭＲ．セレミオ７　７Ｍ　　Ｃ　Ｍ　Ｖ，　　セレミオ
ンＴＭ　ＣＳｖ及びセレミオンＴＭＣＳＲであることを
見出した。

適当な陰イオン遺択透過性膜は、例えば第３アミン又は
第４アンモニウム活性グループを有する塩基性膜、例え
ばトリメチルアミン（例えばＲ−Ｎ（ＣＨｓ）ａ・ＣＩ
）から誘導され、乾レジンＩｇ当たり３〜５ミリ当量で
、ポリビニルクロライド　ベースの上にスチレンジビニ
ルベンゼン共重合体のマトリノクスを有するものである
。他の適当な陰イオン選択透過性膜は、より低い電気抵
抗を有するある脂肪族陰イオン膜である。セレミオンＴ
Ｍ　ＡＳｖ，セレミｔ７ＴＭ　　ＡＳＲ，　　セ１／ミ
オンＴＭＡＭＶ及びセレミオンＡＡＶが特に適している
。セレミオンＴＭ膜は、日本国東京の旭硝子（Ａｓａｈ
ｉ　Ｇｌａｓｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造される
もので所望の性質をもつ。他の製造業者により生産され
た類似の性質をもつ膜、例えば日本国の徳山曹達（　Ｔ
ｏｋｕｙａｍａ　Ｓｏｄａ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ．　）によ
って生産されたネオセブタＴＭ膜（　Ｎｅｏｓｅｐｔａ
　ＴＭ　ｍｅｍｂｒａｎｅ）及びイオナブクケミカルカ
ンパニー（　Ｉｏｎａｃ　Ｃｈｅ璽ｉｃａｌＣｏｍｐａ
ｎｙ）によって生産されたイオナ，クＴＭ膜（　Ｉｏｎ
ａｃ　ＴＭ　ｍｅｍｂｒａｎｅ）も同様に適しているこ
と、また他の膜の組み合せ使用でも所望の結果が得られ
ることが理解される。

交互に位置する陽イオン膜、陰イオン膜は、陽極室と陰
極室との間に位置する交互の多数の希釈セルと濃縮セル
を形或する。それぞれの室にある陽極と陰極は、適当な
材料、すなわち陽極における酸素の発生、陰極における
水素の放出に適合する材料を用いて作る。例えば、陽極
はｐｔ又はｐｔでコートされたＴＩにより、陰極はステ
ンレス鋼で作ることができる。また、陰極は低い水素過
電圧を有する材料、例えばｐｔでコートされたＴｉを用
いるのも有利であって、これによって陰極上の材料の沈
積物上の水素放出を助ける。直流電源を電極に接続する
。

供給溶液が希釈セルへ供給され、希釈液を希釈セルから
取り出す。濃縮液、すなわち第１のグループのイオン化
種で濃縮された溶液は、好ましくは電気透析中に希釈液
から濃縮液への正味の水の移動割合と同一の割合で、濃
縮セルから取り出す。

濃縮、希釈両セル内に乱流状態を維持することが重要で
ある。このことは、セルを通して溶液を充分な割合で通
過させること、例えば希釈液の一部と濃縮液の一部とを
それぞれ希釈セルと濃縮セルへ再循環させることによっ
て達成される。

電気透析中に、水の輸送は浸透と電気浸透とによって、
通常は反対方向でありかつ異なった割合で起こる。正味
の水の輸送は一般的に希釈セルから濃縮セルの方向に向
かって起こる。この水の輸送は、多くの場合に、取り出
しＣこ対して充分な濃縮液流の流れを形成するのに充分
である。濃縮セルへの正味の水の移動割合が濃縮セルか
ら濃縮液の所望の取り出し割合よりも小さい場合には、
受け取り溶液（　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏ
ｎ）を濃縮セルへ供給することが必要であろう。受け取
り溶液は、例えば処理される溶液及び電気透析の一般的
操作に適合した水、希薄酸、希薄塩の溶液から遺ぶこと
かできる。

陽極室及び陰極室においては、主な反応はそれぞれ水素
、酸素の放出である。しかしながら、少量の材料がそれ
ぞれ陽極及び陰極に沈積することがある。電極上の沈積
は望ましくなく、最小に保つべきである。沈積は多くの
手段によって制御され、かつ最小に保たれる。例えば、
電気透析ユニット内の膜の配置を陰イオン膜が端末膜を
形戊する、すなわち陰極室に隣接した膜である（このと
きには陽イオン膜が陽極室に隣接する）ようにすること
、充分に大きな電極すすぎの流れを遺ぶことによってい
ずれの汚染物、すなわち供給溶液から移動する種の濃縮
を最小にすること、陰極室内においてｐＨを約４より小
さく維持すること、又は低い水素過電圧の材料を使用す
ることによって沈積金属上の水素の放出を促進すること
である。例えば、陰極材料としてｐｔでコートされたＴ
Ｉの使用は有益である。前記手段のいずれも単独で、又
は他の１つ又はそれ以上の手段と組み合わせて使用して
電極における沈積を制御することができる。

陰極室及び陽極室は循環すすぎ溶液によってすすぐ。も
し状態のより低い制御が許されるならば、共通のすすぎ
溶液を両電極室に循環させることができる。すすぎ溶液
は、ｐＨを約０〜４の範囲に保った水、希薄酸、硫酸ナ
トリウム溶液から遺ぶことができる。溶液は硫酸ナトリ
ウム溶液であることが望ましい。適当なすすぎ溶液は硫
酸ナトリウムを約０．１−１．０Ｍの範囲の濃度で含有
し、ｐｌｌ値を約０．５〜４．０の範囲に保つ。このｐ
Ｈ範囲の高い方の端末の値は陽極をすすぐのに好ましい
。すすぎ溶液は、膜を通しての差圧を約１５０ｋ　Ｐ　
ａ以下、好ましくは約５０ｋＰａ以下とするのに充分な
割合で電極室を循環させる。この割合は一般的に約２５
〜９０Ｌ／ｈ−ｍ２の範囲、好ましくは約４０〜ｇＯＬ
／ｈ．ｍ２の範囲である。これらの範囲の割合は、望ま
しくない化合物、例えば溶液中に砒素が存在するときに
アルシンを沈積し又は生じることのある汚染物の濃度を
確実に低くする。すすぎ溶液の一部は循環から取り除き
、実質的に同等部分の新鮮な溶液と取り換えることがで
きる。すすぎ溶液中の汚染物の濃度は、好ましくは約５
０ｍｇ／Ｌ又はこれ以下に保つ。

電気透析中に、供給溶液中のイオン化種は陽イオン選択
透過性膜、陰イオン選択透過性膜を通って希釈セルから
濃縮セルへ通過し、希釈セル内に実質的にすべての非イ
オン化種を残す。電極で放出されたガスは陰極室、陽極
室からすすぎ溶液中へ運ばれる。

電気透析ユニットは、溶液温度として、溶液の凝固温度
のすぐ上から６０℃まで、すなわち、Ｏ〜６０℃の範囲
で操作する。温度を高くすれば、プロセスはより効率．
的であるが、膜の寿命は低下する。

プロセスは好ましくは約２０〜５０℃の範囲の溶液温度
で操作する。

電気透析ユニットへの溶液の供給割合は膜ベア一当たり
約２〜４０Ｌ／ｈ−ｍ２の範囲内において選択されるが
、選択される値は供給溶液中の種の濃度と、電流密度の
値に依存している。濃縮セル、希釈セルを通る液の流速
は乱流を生じるものでなければならない。濃縮セル、希
釈セルを通る流れの割合と、陽極室、陰極室を通る流れ
の割合とを実質的にバランスさせて、膜を通しての差圧
を約１５０ｋ　Ｐ　ａを越えず好ましくは５０ｋＰａ以
下に保たなければならない。

電極に流す電流は、膜電流密度く膜の表面積当たりに流
される）が種の所望の分離を達成するのに充分であるが
、水のスプリッティングを最小にするように制御する。

電流は約１０〜ＳＯＯＡ／ｍ２の範囲の電流密度と等価
であり、選択される特定値は供給溶液中の種の濃度の関
数である。約１０Ａ／ｍ２以下では、イオンの移動速度
が低すぎ、約５００Ａ　／　ｍ　’以上では、拡散層か
ら移動したイオンをイオン化種が膜に補給するのに充分
ではなく、結果として水のスプリソティング及び／又は
選択透過性の損失が望ましくない程度に起るであろう。

水のスプリフティングと選択透過性の損失は、濃縮セル
、希釈セル内における乱流の条件下で、好ましい範囲で
ある約５０〜３５０Ａ／ｍ２の電流密度で操作すれば実
質的に回避することができる。

電気透析は１つ又はそれ以上の段数で行うことができる
。１段電気透析は希釈液中のイオン化種の濃度を所望の
低密度にまで低下させるためには効果的であろうが、１
段以上とすることが望ましい。１段以上においては、こ
れらの段は直列に連結することが望ましく、１つの段か
ら取り出した希釈液が次の段の希釈セルに供給され、イ
オン化種の濃度をさらに低下できる。望ましい場合には
、第１段の電気透析の濃縮セルから取り出した濃縮液を
次の段の希釈セルに供給することによって、濃縮液を電
気透析によってさらに濃縮することができる。このよう
なステップはより進んだ分離を達成するために有益であ
ろう。濃縮液のこのような次の段の電気透析からの希釈
液は第１段の電気透析に供給溶液として返すことができ
る。プロセスから回収された濃縮液及び希釈液は次の処
理に向けることができる。この先の処理は、電気透析又
は他の既知の処理方法によって、特に濃縮液と希釈液が
多数の種を含有するときに、価値の回収と分離のために
行われる。

必要があれば、膜を定期的に、かつ機械的に掃除をして
固体沈積物を除く。また、膜は適当な酸性溶液を用いて
化学的に掃除をし、あとで水でよくすすぐ。電極は希硫
酸で掃除をしてもよい。

本発明を次の非限定的な例によって説明する。

（以下余白〉 例．　　ｌ 冶金的プロセスの模擬溶液が．セレミオンＴＭＣＭＶ陽
イオン膜とセレミオンＴＭＡＭＶ陰イオン膜を交互に備
えた７室からなる電気透析装置において本発明の方法を
用いて処理された。端末室は、それぞれ陰イオン膜と陽
イオン膜によって隣接した室から分離された陽極室及び
陰極室であった。そして、Ｐｔ陽極とステンレス鋼陰極
が用いられた。

希釈セルは最初に供給溶液で満たされ、濃縮セルは希硫
酸（ｐＨ２）で満たされた。希硫酸をｐＨ２に調整する
ためのＮａ２ＳＯａ１５ｇ／Ｌを含んだすすぎ溶液を両
電極室を通して循環させた。両電極間には直流電流が加
えられ、その電流密度はイオン化種が希釈セルにおいて
枯渇するにつれて、各試験の終わりに向けて減少させた
。酸素と水素がそれぞれ陽極と陰極において発生し、陰
極ではいくらかの金属の析出が起こった。

第１の試験においては、砒素やカドミウムを含んだ合成
製錬ガススクラパー溶１（ｉＨ１１ｓＯ４５．５ｇ／Ｌ
を加えてｐＨを１．７に調整した後に処理された。第２
の試験においては、ｐＨ４．　　７でｐＨｇ整の必要の
無い亜鉛，砒素含有溶液が処理された。第３の試験にお
いては、銅，ニッケル，砒素含有供給溶液がＨａＳＯ４
２０ｇ／Ｌの添加によって　０、　８にｐｐｍ整された
後に処理された。３つの全ての試験において、砒素はＡ
ｓ（ｍ）が供給されたが、Ａｓ（ｍ）が分離のために適
しているからである。３つの場合の酸化還元電位は，Ｐ
ｔ（Ａｇ／ＡｇＣ１）プローブによる測定の結果２７０
から３５０ｍＶの範囲にあった。試験結果は第２表に示
す。　　　　　　　　　（以下余白）これらの試験は、
供給溶液を適当なｐＨで電気透析することによってイオ
ン化種が非イオン化種から効果的に分離されることを示
している。

次の例は、冶金的プロセス溶液が、電極部分から陰イオ
ン膜によって分離された１１の希釈セルと１０の濃縮セ
ルを備えた電気透析装置によって処理された。電極はＰ
ｔで被覆されたＴＩを使用した。陽イオンセレミオンＴ
Ｍ膜と陰イオンセレミオンＴＭ膜が用いられた。試験の
終了後、分離係数Ｓ　Ａ／Ｂが計算された。ここで、Ａ
はイオン化種を表しＢは非イオン化種を表す。

分離係数Ｓ＾／Ｂは次式で定義される。

ここで、　　Ａ（濃縮液），Ａ（希釈液〉，Ｂ（濃縮液
）及びＢ（希釈液）は濃縮液中と希釈液中におけるＡと
Ｂの４度を表している。

（以下余白） 例．　２ Ｃｄ，　　ＣＩ，　　Ｆイオン，Ｈ２ＳＯ４、砒素（３
価の状態にある）を含んだ鉛製錬からの合成スクラバー
パージ溶液は希釈セルを通して再循環する希釈流のなか
に供給された。最初は希硫酸（ｐｌ｛２）濃縮流が濃縮
セルを通して循環される。電極室はＨ２ＳＯａを加えて
ｐＨ２に保たれたＮａ２ＳＯａｌ５ｇ／Ｌを含む循環す
るすすぎ溶液で洗われた。希釈セルと濃縮セル中におい
て乱流状態を確保するために、室を通る溶液の線速度が
５ｃｍ／ｓｅｅに保たれた。すすぎ溶液は希釈流とすす
ぎ流間の差圧が２　０　ｋＰａより小さいような割合で
循環させた。

供給溶岐はｐＨ１．　　８であり調整の必要がなく、そ
して７Ｌ／ｈ−ｍ２（膜ベア面積あたり）で供給された
。すすぎ溶液は４４Ｌ／ｈ−ｍ２（’ｉ！極面積〉で供
給された。電気透析は３２℃かつ１３５Ａ／ｍ２の定電
流密度で７時間行われた。試験の終了時での、供給溶液
，希釈液，濃縮液中における種の濃度を第３表に示す。

星」ヒ表 Ａ　　ｓ　　　　　　　１１．５　　　　　　　　１１
．３　　　　　　　　　　１．ＩＣ　　ｄ　　　　　　
　　４．０　　　　　　　　　　Ｇ．１　　　　　　　
　　　２１．０Ｃ　　Ｉ　　　　　　　　１．２　　　
　　　　　　　０．０７　　　　　　　　　　６．１Ｆ
　　　　　　　　　　１．　４　　　　　　　　　　０
．　９　　　　　　　　　　　１．　８Ｈ２Ｓ　　Ｏａ
　　　　５．０　　　　　　　　　　０．５　　　　　
　　　　２８．５分離係数は、次のように計算された： Ｓ　Ｃｄ／＾ｓ＝　２　１　５　７，　　ＳＣＩ／Ａｓ
＝　８　９　５，Ｓ　Ｈ２ＳＯａ／Ａｓ＝　５　８　６
．この結果は、Ｃｄ，　　ＣＩ，Ｈ２ＳＯ４は非イオン
化種として砒素から効率よく除かれたがＦの除去はわず
か３５％であったということを示す。フッ素の除去は、
ＨＦをさらに完全に解離するためｐＨを３．５から５．
０に希釈演を中和することによって増加させることがで
きる。膜の配列とすすぎ溶液の流量の割合を高くした結
果、陰極上への金属の析出は無視することができた。

例．　３ 例．２と同様な方法，すすぎ溶液、割合及び速度を用い
て、銅の製造の冶金的ブロセ１ンングに用いられるよう
な供給溶液で、ＮｌやＣｕイオン，Ｈ２ＳＯａやＡｓ　
（Ｉ［Ｉ）の砒素を含んだものが、３７℃＋　　１　９
　０　Ａ　／　ｍ　２の定電流密度で７時間電気透析さ
れた。供給溶液はｐＨ１．６で、３３０ｍＶ　（Ｐ　ｔ
−Ａｇ／ＡｇＣ　１）の酸化還元電位であった。結果は
第４表に示す。

Ａｓ　　　　　　　　　３．８ Ｃｕ　　　　　　　　　４．４ Ｎｉ　　　　　　　　　１．Ｏ Ｈ２ＳＯ　　４　　　４。Ｏ ｐＨ　　　　　　　　１．６ ３．　３　　　　　　　　　　２．　１０．１２　　　
　　　　　３３．０ ０．０４　　　　　　　　　６．２ ０，３　　　　　　　　　３４．０ ２．　３　　　　　　　　　　０．　６この結果は、（
ｕ， ＮｌとＨ２ＳＯａは砒素から 効率よく分離された。

陰極上への金属の析出は無 視することができた。分離係数は次のように計算された
： Ｓ　Ｃｕ／＾ｓ＝４３２，　　　ＳＮＩ／＾ｓ＝＝　２
　　４　　４，Ｓ　Ｈ２ＳＯ４／Ａｓ＝　１　７　８．
例．　４ 亜鉛の製造において、アンチモンを含んだ供給材・料を
浸出することが結果として亜鉛電解質中ヘのアンチモン
の溶解をもたらす（効果的なＺｎの電解抽出のために、
他の添加物と共に小量のアンチモンを亜鉛電解質｛こ加
えることもある）。

例．２におけるのと同様な方法，すすぎ溶液．割合及び
速度を用いて、供給溶液例えば亜鉛の製造において生成
し亜鉛や三価のアンチモンや硫酸を含んだものが、２種
類の異なった値のｐｌｌと電流密度で７時間電気透析さ
れた。イオン化形態に亜鉛を維持するためには、ｐｌ＋
の値を５．４以下に維持しなければならなかった。一方
、アンチモンは非イオン化形態のＨＳｂＯ２として存在
した。結果を第５表に示す。

ェヨニニミニニミ 猛ｉ１ この結果は、亜鉛がアンチモンから効果的に分離され、
ｐＨの値が分離において顕著な効果を持ち、ｐＨがｔ．
　　９から３に増加したとき（たぶんＳｂＯイオンが減
少する）分離係数が約１１倍増加することを示す。

例．　５ 例．２におけるのと同様な方法，すすぎ溶液、及び速度
を用いて、カドミウムやほとんどＡｓ（■）の形の砒素
を含んだ合成スクラバーパージ溶液が、ｐｎを約２に調
整した後に多段の電気透析に適用された，ＡｓがＡｓ（
ｍ）として存在すれば、ｐＨの範囲は０．５から５．５
であり好ましくは２から４であり、またＡｓ（Ｖ）とし
て存在すれば、ｐｌ｛の範囲は０．５から３．５であり
好ましくは１．　　５である。

第１段の電気透析においゝて形成される濃縮流及び希釈
流は第２段の電気透析において分離して取り扱われる。

結果を第６表に示す。

段と 供亜１１二 第１段． 原供給溶液 玉亙１ 供給割合　電流密度　温 島Ｄ」乙Ｌｍ己ユ　工 ７　　　　１３０　　　　　３ 第２段， 第１段の 希釈液 第２段． 第１段の 濃縮液 種と Ｌ １１．５ ４．０ ２．Ｏ ｔｉ．３ ０．　１２ １．９ １，０ ２２．０ １．４ ｌ１，３ ０．１２ １．９ １１。２ ０．０２ １．８ ０，９ ０．３ １．４ 分離係数 ２０７２ この結果は、砒素とカドミウムを含む溶液が、これらの
種を分離するために２段で効果的に取扱われ、実質的に
Ｃｄを含まない最終的なＡｓ有流と実質的にＡｓを含ま
ない最終的なＣｄ含有流をもたらす、ということを示し
ている。

例．　６ ＺｎやＧｅを含む亜鉛プラントから得られる溶液が、ゲ
ルマニウムの回収用に適した希釈液を回収するために処
理された。例．２におけるのと同様な方法，すすぎ溶液
、流れの割合及び速度を用いて、供給溶液がＨ　２　Ｓ
　Ｏ　４によりｐＨ２に調整された。分離のための適当
なｐＨはｌから５の範囲で選ばれるべきである。１，２
Ｌの供給溶液が、１００分間希釈セルを通して再循環さ
れ、濃縮流（最初は希硫酸でｐＨ２である）は濃縮セル
を通して再循環された。電流密度は１００分の期間の終
期に最大３２０Ａ／ｍ２から３ＯＡ／ｍ２に変更された
。温度は２８℃であった。結果を第７表に示凰］二表 Ｇｅ　　　　　　　　　　　１．７　　　　　　　　　
　１．５　　　　　　　　　　０．７Ｚ　　ｎ　　　　
　　　　　　　２．４　　　　　　　　　　０．０３　
　　　　　　　　９．２原溶液の一部は、ＮａＯＨで処
理してＧｅを沈澱させるためにｐＨの値を９に増加させ
た。沈澱物は２８％のＧｅと３９％のＺｎを含んでいた
。電気透析分離で得られた希釈液が同様に取り扱われた
とき、沈澱物は６６％のＧｅと１．４％のＺｎを含んで
いた。この結果は、ＧｅがＺｎから効果的に分離されＧ
ｅ濃縮液は２８％から６６％にグレードが上がり、Ｚｎ
による汚染を１．　　４％に減少させた。さらなるグレ
ードの上昇は、第２段の希釈液を第１段に再循環し、か
つより濃縮されたＺｎ溶液を生成する２段の電気透析に
おいて得られる。

例．　７ 本例はばい焼炉ガスの処理から回収される粗カロメル（
ＨｇｇＣ１２）を処理することにより、ＳｅからＨｇ，
Ｎａ，ＣＩを分離すること例示する。乾燥重量基準で７
４．３％Ｈｇ，０，６５％Ｓｅ，３．　６５％Ｐｂとナ
トリウムを含む粗カロメルがスラリーの形にされた。そ
のスラリーは、酸化還元電位が３５０ｍＶから１１６０
ｍＶ（１’！ｔ−Ａｇ／ＡｇＣ１）に増加し、実質的に
水銀の全てが溶解し残さ中に鉛を残すようにするまで塩
素ガスで処理された。結果の溶液はＨｇ　　７５ｇ／Ｌ
，　　Ｓ　ｅ　１．　　４　６　ｇ／ＬとＮａｌ０．２
ｇ／Ｌを含む。溶液は、水で希釈してＨｇ３７．５ｇ／
Ｌ　　，Ｓｅ０．７３ｇ／ＬとＮａ５．１ｇ／Ｌを含む
電気透析用供給溶液を得た。

供給溶液のＰＲは１．　　１で調整を要しなかった。

例．２と同じ方法を用いて、電気透析は電流密度３２０
Ａ／ｍ”でかつ希釈セルに対する供給溶液の供給割合５
Ｌ／ｈ−ｍ”でおこなわれる。ＨｇとＮａの大部分は濃
縮流に移行し、Ｓｅは実質的に希釈流内に留まる。濃縮
流と希釈流の解析結果は、第Ｂ表に示す。

Ｈｇ ７．２ ５５．６ Ｎａ １．６ ８．３ Ｓｅ １．３ ０．０３ 分離係数は計算され次のようになる： Ｓ　Ｈｚ／Ｓｅ＝　３　３　５及びＳ　ｌｌａ／Ｓｓ　
−　２　２　５例．　８ 本例はＮａ，Ｋ，Ｌ１，Ｃａ，Ｍｇを主として塩化物及
び若干の硫化物として含む塩水からのＡｓとＢの分離に
ついて例示する。塙水中のｐＨは７．３であったが、分
離を効果的に行うために、ｐＨは塩酸を加えて１．　　
３に調整した。電気透析中は希釈液のｐｌｌは２．０に
保たれた。

例．２におけるのと同じ方法，すすぎ溶液．流れ速度，
差圧を用いて、電気透析が周囲温度，電流′ｆｉ度２　
５　０　Ａ　／　ｍ”，　　希釈セルζこ対するｐＨｉ
整された供給溶液の供給割合７Ｌ／ｈ−ｍ’で行われた
。

電気透析ユニットはセレミオンＴＭＣＭＶ膜とＡＳＲＩ
ｓの供給されたアサヒ　ガラス　モデルＣＳ−Ｏ　　ユ
ニットであった。電気透析は８時間行われた。供給溶液
と最終希釈液と最終濃縮液の或分と分離係数の計算値を
第９表に示す。

（以下余白） 麦主量 處並一 供給溶液 希釈液 濃縮液 ＳＭ／Ａｓ ＳＭ／Ｂ 」偽一Ｌ １００　　　９７ １０６ ６１０　　　５９０ ２４５　　　４０９ ｔｉｏ　　ｓｏｓ ユ１　」≧　］悼 ６００　　　１０　　１１０００ ６０　　　０．５　　８００ ３５００　　　７５　　６５０００ ２４２　　６２３　　　３３８ １８１　　４６６　　　２５２ 皿は １４００ ２３０ ８２００ １４１１ １１０ ５０４ ２６５０ ７００ １２３００ ７３ ５５ コ臘 ２８００ ３２００ ７７０ この結果は，ＡｓとＢが本発明の方法により、Ｎａ，Ｋ
，Ｌｌ，Ｃａ，Ｍｇ，ＨＣＩ，Ｈ２ＳＯ４から分離でき
ることを示している。

例．　９ 本例は、Ｇｅ，Ａｓ，ＦがＮ　ａ，　　Ｋ＋　　Ｍ　ｇ
，Ｚｎ，　　Ｆｅ，　　Ｎｌ，　　Ｃｏ，　　ＨＣＩ，
　　Ｈ２ＳＯａから分離されることを例示している。ゲ
ルマニウムと砒素はそれぞれ４価と３価の酸化状態にあ
った。

例．２におけるのと同じ方法，すすぎ溶液．流れ速度，
差圧を用いて、電気透析が周囲温度，電流密度２５０Ａ
／ｍ２，　　希釈セルに対するｐＨＭ整された供給溶液
の供給割合７Ｌ／ｈ−ｍ２で行われた。

希釈液のｐｉは、人供給溶液に対し硫酸を加えることに
より１．６に保たれた。希釈液の流れ割合は５．９５Ｌ
／ｈ−ｍ２であり、濃縮液の流れ割合は１．０５Ｌ／ｈ
−ｍ２であった。供給流と希釈流と濃縮流の成分を第１
０表に示す。

第１０表 Ｎａ Ｋ Ｍｇ Ｚｎ Ｆｅ ＮＩ Ｃｏ ＣＩ Ｈ２Ｓ Ｆ Ｇｅ Ａｓ ｌ０００ ２０ ８００ １５０００ ｌ１００ ５９５ ２００ ６７７０ ０ａ　　　６８００ １１０ ４６０ ｌ２００ ５３００ １０２ ３９００ ７３０００ ５７００ ２８５０ ９００ ３９２００ ２７６００ ２９５ １２０ １！００ 分離係数は次のよう Ｓ　Ｃｌ／Ｆ＝　１　２， Ｓ　Ｃｌ／Ａｓ＝　５　９． ｐＨ１．　　６の値が希釈液 に計算された： ７，　　Ｓ　Ｃｌ／Ｇａ＝　２　５．　　７．４ 中で維持されていることは、 ゲルマニウムからほぼ完全に分離するために好ましいこ
とであるが、砒素とフッ素の同時分離に対しての妥協で
あることに注意すべきである。砒素のみから効率的に分
離するためには、ｐＨは２から４の間にあることが好ま
しく、一方フッ素（ＩＦ）から効率的に分離するために
はｐ■の値が０．５であることが好ましい。

例．１０ 本例は、湿式工程による不純リン酸を処理することによ
り、３１，　　Ｆ，　　Ａｓ，　　ＰからのＺｎ，Ｆｅ
，Ｎａ，Ｍｇ，Ｈ２ＳＯ４の分離について例示する。例
．　２に記載された方法により、リン酸は電気透析セル
に対して７Ｌ／ｈ−ｍ２の割合で供給された。酸の見か
けのｐＨは０．０８であった。電気透析は５００Ａ／ｍ
２及び３７℃で行われた。希釈流と濃縮流が分析された
。流れにおける種の酸化状態とそれらの濃度を第１１表
に示す。

達或された分離が、第１２表に示した分離係数の計算値
に反映されている。

ＳＭ／Ｓｉ Ｓ　Ｍ／Ｆ ＳＭ／Ａｓ Ｓ　Ｍ／Ｐ 』Ｕユ盟 湿式工程リン酸は、上記した不純物に加え、Ｍｎ，　　
Ｙ，　　Ｌａ，　　Ｕ，　　ＡＩ，　　Ｃｒ，　　Ｃａ
のような要素をｐｐｍの程度で含む。これらの要素もま
た分離することができるが、しかしその分離は第１１表
において特定される高濃度の種によってマスクされる。

適当な分離は、電気透析の前に酸を希釈しかつ生産物流
を次いで濃化すること又は択一的に多段の電気透析によ
って達成する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冶金的、化学的プロセッシングから得られた水含
   有溶液中に溶解した種の電気透析による分離方法であっ
   て、 （ａ）元素の周期表のフランシウムを除く I Ａ、 I Ｂ
   、IIＡ、IIＢ、ホウ素を除くIIIＡ、IIIＢ、IIIＢ、VI
   IＢ、オスミウムを除くVIIIの各族の各元素、バナジウ
   ム、クロム、スズ、鉛、ビスマスの各元素、窒素、硫黄
   、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各酸からなる第１のグ
   ループから選択された少なくとも１つのある濃度をもっ
   た種と、ホウ素、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、リン、
   砒素、アンチモン、セレン、テルル、フッ素からなるグ
   ループから選ばれた元素を含有する各酸からなる第２の
   グループから選択された少なくとも１つのある濃度をも
   った種とを含み、下記（ａ＿ｉ）で特定する供給溶液を
   形成すること、 （ｂ）前記供給液を下記（ｂ＿ｉ）で特定する電気透析
   ユニットの希釈セルに供給すること、 （ｃ）電気透析による分離を達成するのに充分であるが
   水のスプリッティングを実質的に防止する値の電流密度
   が得られるように前記陽極と陰極との間に電流を流すこ
   と、 （ｄ）前記前記希釈セルを通して希釈液の流れを通過さ
   せ、前記濃縮セルを通して濃縮液の流れを通過させるこ
   と、 （ｅ）前記希釈セルを通る希釈液の前記流れと前記濃縮
   セルを通る濃縮液の前記流れとをそれぞれ前記希釈セル
   、濃縮セル内において乱流を維持するのに充分な線速度
   において通過させること、及び前記イオン化種を前記希
   釈セル内の前記希釈液から前記濃縮セル内の前記濃縮液
   へ前記陽イオン交換膜と前記陰イオン交換膜を透し通過
   させ、実質的に前記希釈液内に非イオン化種を残すこと
   、（ｆ）前記供給溶液中に存在した前記第２のグループ
   の前記少なくとも１つの種を実質的に含有する希釈液を
   前記希釈セルから取り出し、また前記第１のグループの
   前記少なくとも１つの種が増加した濃度で含有される濃
   縮液を前記濃縮セルから取り出すこと、 を特徴とする電気透析による溶解種の分離方法。 但し、 （ａ＿ｉ）：前記供給溶液はあるｐＨ値を有し、かつ同
   溶液中の第２のグループの種はある酸化状態の値を有し
   、これにより前記第１のグループの前記少なくとも１つ
   の種は同溶液中において実質的にイオン化形態で存在し
   、また前記第２のグループの前記少なくとも１つの種は
   同溶液中において実質的に非イオン化形態で存在する。 （ｂ＿ｉ）：前記電気透析ユニットは、交互に希釈セル
   と濃縮セルを形成する交互に位置した多数の適当な陽イ
   オン選択透過性交換膜と適当な陰イオン選択透過性交換
   膜、陽極室と陰極室、陽極室に位置する陽極及び陰極室
   に位置する陰極からなる。
2. （２）前記第１のグループの元素はイオン化形態におい
   て存在し、かつＨ＾＋、Ｌｉ＾＋、Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、
   Ｃｓ＾＋、Ｂｅ＾２＾＋、Ｍｇ＾２＾＋、Ｃａ＾２＾＋
   、Ｓｒ＾２＾＋、Ｂａ＾２＾＋、Ｔｌ＾４＾＋、Ｚｒ＾
   ４＾＋、Ｖ＾５＾＋、Ｃｒ＾３＾＋、Ｍｎ＾２＾＋、Ｆ
   ｅ＾２＾＋、Ｆｅ＾３＾＋、Ｃｏ＾２＾＋、Ｒｈ＾３＾
   ＋、Ｉｒ＾４＾＋、Ｎｉ＾２＾＋、Ｐｄ＾２＾＋、Ｐｔ
   ＾４＾＋、Ｃｕ＾２＾＋、Ａｇ＾＋、Ａｕ＾＋、Ｚｎ＾
   ２＾＋、Ｃｄ＾２＾＋、Ｈｇ＾２＾＋、Ａｌ＾３＾＋、
   Ｇａ＾３＾＋、ｉｎ＾３＾＋、Ｔｉ＾＋、Ｓｎ＾４＾＋
   、Ｐｂ＾２＾＋、Ｂｉ＾３＾＋、ＮＯ＿３＾−、ＳＯ＿
   ３＾２＾−、ＳＯ＿４＾２＾−、Ｃｌ＾−、Ｂｒ＾−、
   Ｉ＾−及びＦ＾−からなるイオンのグループから選択さ
   れる第１項に記載の方法。
3. （３）前記第２のグループの種は、非イオン化形態にお
   いて存在し、かつＨ＿３ＢＯ＿３、Ｈ＿２ＣＯ＿３、Ｈ
   ＣＯ＿２Ｈ、Ｈ＿２ＳｉＯ＿３、Ｈ＿２ＧｅＯ＿３、Ｈ
   ＿３ＰＯ＿４、Ｈ＿３ＡＳＯ＿４、ＨＡｓＯ＿２、ＨＳ
   ｂＯ＿２、Ｈ＿２ＳｅＯ＿３、Ｈ＿２ＴｅＯ＿４及びＨ
   Ｆからなるグループから選択される第１項又は第２項に
   記載の方法。