JPH0328102A - 粗塩酸の精製方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、粗塩酸を活性炭床及びＣｉ型強塩基性陰イオ
ン交換樹脂床に通液し精製する方法に関するものである
。詳しくは、本発明は、反応工程から回収される鉄イオ
ン及び遊離塩素を不純物として含む粗塩酸を活性炭床及
びＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床を用いて精製する
方法の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

有機化合物の塩素化反応工程、有機塩素化合物の燃焼工
程等で副生物として生戒する塩化水素ガスを回収して得
られる粗塩酸中には、反応工程で使用される触媒に含ま
れる鉄或分が混入し、それらは鉄イオンとしてクロロ錯
イオンの形態をなし不純物として含有されている。

この粗塩酸に含まれる鉄イオンを除去し精製する方法と
して、粗塩酸をＣｌ型の強塩基性陰イオン交換樹脂床に
通液して精製する方法が知られている。しかしながら、
反応系から回収される粗塩酸中には、不純物である鉄イ
オンの他に遊離塩素も含有されていることが多く、粗塩
酸を直接Ｃｊ２型の強塩基性陰イオン交換樹脂床に通液
するとイオン交換樹脂が酸化されイオン交換能力が急激
に低下するおそれがあるため、一般には、Ｃｌ型強塩基
性陰イオン交換樹脂床へ通液する前にあらかじめ活性炭
床に通液し、遊離塩素を除去することが行われている。

ところが、この方法では活性炭床により遊離塩素は除去
されるものの、一方では鉄イオンが３価から２価へ還元
される反応が起こる。

塩酸溶液中では２価の鉄イオンは３価の鉄イオンに比べ
てクロロ錯イオンの形戒能が低いため、陰イオンの形成
度合が減少し、その結果活性炭床に引き続いて通液され
るＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床によりイオン交換
されない２価の鉄イオンとして精製塩酸中に漏出し、精
製塩酸の純度が向上しないという欠点があった。

そのために、従来法においては活性炭床より流出する粗
製塩酸を一旦貯蔵しエアレーションを行うことにより、
含有されている２価の鉄イオンを３価に酸化した後（ｌ
型強塩基性陰イオン交換樹脂床に通し２価の鉄イオンの
漏出を防止する方法がとられているが、この方法は完全
酸化をするために長時間を要し、さらには塩素ガスが発
生するなど操作が非常に煩雑であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の活性炭床とＣｌ型強塩基性陰イオン交換
樹脂床を用いる粗塩酸の精製方法において、遊離塩素を
含む粗塩酸中に不純物として含まれている鉄イオンが活
性炭床内で３価（ＩＩ［）から２価（ｎ）への還元反応
が生じるのを活性炭床に極めて簡単な方法で特別の処理
を施すことにより防止し、高純度の塩酸を取得する方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、鉄イオン及び遊離塩素を含む粗塩酸を
活性炭床及びＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床に順次
通液して精製する方法において、該活性炭床にあらかじ
め塩化鉄（ＩＩＩ）水溶液又は塩化鉄（ＩＩＩ）と次亜
塩素酸塩を含有する水溶液を通液した後、粗塩酸を通液
することよりなる粗塩酸の精製方法に存する。

以下本発明を、実施態様の一例を表す第１図を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の一実施態様を示す装置概略図である。

活性炭塔１には粒状活性炭が充填され、活性炭床２が形
威される．イオン交換塔３にはＣｌ型強塩基性陰イオン
交換樹脂床４が形成される。Ｃｌ型の強塩基性陰イオン
交換樹脂としては、ポーラス型、ゲル型のいずれでも良
く、またこれらの樹脂の再生は従来より行なわれている
上水、純水等を用いる慣用的な方法で行うことが出来る
。

薬液槽５には、塩化鉄（ＩＩ［）水溶液又は塩化鉄（Ｉ
［Ｉ）と次亜塩素酸塩を含む水溶液が貯えられる。

水洗水槽６には、上水又は純水が貯えられ、これらは活
性炭床２の洗浄用水及びＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹
脂床４の再生用水として利用される。

上記薬液槽５に貯えられた薬液を活性炭床２へ通液した
際の活性炭塔ｌからの流出液を循環利用するための循環
用配管１０が設けられている。また、活性炭床２の洗浄
廃水及びＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床４の再生廃
水は廃液槽８に排出され、精製された塩酸は処理液槽９
に貯えられる。

次に本発明方法の操作順序を第１図に従って説明する。

まず、薬液槽５に貯えられた塩化鉄（Ｉ［Ｉ）水溶液又
は塩化鉄（ＩＩ）と次亜塩素酸塩とを含む水溶液を配管
１１を経て活性炭塔ｌに導入し、活性炭床２と接触させ
活性炭表面の処理を行う。その際の活性炭塔ｌからの流
出液は、循環配管１０により薬液槽に戻し、再利用でき
るようにすれば、薬液の有効利用が計れ好ましい。

この際、処理液として塩化鉄（１）水溶液を用いる場合
、その濃度は通常１０〜２０ｗ／ｖ％であり、空間速度
１−１０Ｈｒ−’、通液１１−１０ｆ／ｌ一活性炭の条
件が採用される。また、塩化鉄（１）と次亜塩素酸塩を
含む水溶液を用いる場合には、あらかじめ、塩化鉄（Ｉ
Ｉ［）水溶液と次亜塩素酸塩水溶液を調製しておき使用
する際に混合して用いる。その場合、塩化鉄（ＩＩＩ）
水溶液の濃度は１０〜２０ｗ／ｖ％、次亜塩素酸塩水溶
液の濃度は！−１２ｗ／ｖ％とし、その混合比（容積比
）は両液の濃度によっても異なるが、通常塩化鉄水溶液
／次亜塩素酸塩水溶液＝　１　０　０／１〜３／ｌ、好
ましくは５０／ｌ〜３／１とし、空間速度１〜１０Ｈｒ
”、通液１１．０　〜１０ｆ／４１！一活性炭で行うの
が好ましい。次亜塩素酸塩としては次亜塩素酸ナトリウ
ム、次亜塩素酸カリウムがあげられる。

あらかじめ調整しておいた塩化鉄（Ｉ）水溶液と次亜塩
素酸塩水溶液を混合して液を調整する際に、混合比によ
ってはｐＨの上昇が生し酸化鉄（ＩＩ［）の沈殿が生成
する場合がある。その場合は、該混合液に少量の塩酸を
添加して沈殿を溶解した後使用すると良い。また、塩化
鉄（Ｉ）と次亜塩素酸塩を一緒にあるいは順次溶解する
と塩素ガスが発生し、作業が困難になるおそれがある。

また、精製処理に付される原液の粗塩酸中の塩酸濃度、
鉄イオン及び遊離塩素濃度は原液が由来する回収工程に
よって異なるが、通常、塩酸濃度１０〜３５（重量）％
、鉄イオンｉ．　ｏ〜５００■／ｌ、遊離塩素３０〜５
０■／ｌ含有している。

塩Ｍ濃度が２５％以上の場合には、活性炭床２での鉄イ
オンの還元反応速度は極めて穏やかであるために、塩化
鉄（ＩＩＩ）水溶液のみによる処理で十分であるが、塩
酸濃度がこれより低い場合には、塩化鉄（Ｉ［）と次亜
塩素酸塩を併用するのが好ましい。上記の薬液を活性炭
塔１に通液する際の活性炭床２への通液方向は上向流、
下向流のいずれでも良い。

次に水洗水槽６に貯えられた水を導入して、上記薬液に
よる処理後の活性炭床２中に残留する薬液を押出し、洗
浄する。この際の流出液は廃液槽８に排出される。

また、この水洗時の通水は、空間速度１〜２０Ｈ（’、
導入水量２〜２　０　１／ｌ一活性炭を目安に行うと良
い。

さらに、この水洗工程の前に、前工程により活性炭床２
の活性炭表面に鉄が沈着しているおそれがあるため、そ
れらを洗浄・除去する目的で塩酸を導入して塩酸処理を
行うとよい。その際の塩酸濃度は３．５％前後、通液量
は５〜１　０　Ｅ／ｌ一活性炭を目安とする。

以上のような前処理を行なった活性炭床２に粗製塩酸を
通液すると、活性炭床２では鉄イオンは２価に還元され
ることなく遊離塩素が除去され、流出する塩酸には３価
の鉄イオンのみが含まれることになり、続＜ＣＩ型の強
塩基性陰イオン交換樹脂床４により不純物である鉄イオ
ンは完全は除去されるのでイオン交換塔４から流出する
精製塩酸には高純度のものが得られ、それらは処理液槽
９に貯えられる。

所定量の粗塩酸を通液して鉄イオンを吸着して機能が減
退したＣＺ型の強塩基性陰イオン交換樹脂床４は水洗水
槽６に貯えられた水を導入して、従来から行なわれてい
る方法により再生後、再び利用される。

このように本発明によれば、活性炭床による鉄イオンの
還元反応が抑制され、そのために続くＣｉ型の強塩基性
陰イオン交換樹脂床では鉄イオンが完全に除去されるの
で高純度の塩酸を得ることができる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例及び比較例により詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例によって限定されるものでは
ない。

〔実施例１］ 内径１４ｍｍ、高さ５００ｍＩｌ１のガラス力ラムを２
本用意し、一方には粒状活性炭゜゛ダイヤホープ”（三
菱化或株式会社登録商標）００６を５０ｍｌ充填して活
性炭床を形成し、他方にはＣｌ型の強塩基性陰イオン交
換樹脂“ダイヤイオン゜′　（三菱化或株式会社登録商
標）ＳＡ１　０Ａ５　０　ｍｌを充填し、強塩基性陰イ
オン交換樹脂床を形威した。

次に活性炭床にはＬｏｗ／ｖ％の塩化鉄（１）水溶液１
００Ｉｏ１をカラム底部より、空間流速２Ｈｒ−”で通
液した後、１．ＯＮ−ＨＣｆ２５０　ｍｌを５Ｈｒ”、
純水５００ｎ／！を１０Ｈｒ−’で順次通液し、処理を
行い、また強塩基性イオン交換樹脂床は純水５００ｍｆ
ｆｉを１０Ｈｒ−’で通水し、洗浄した。

続いて有機塩素化合物の燃焼工程で回収された鉄（ＩＩ
Ｉ）イオン濃度４００■／ｌ、遊離塩素５０ｔａｇ／／
！、塩酸濃度３３％の粗塩酸ｌ５ｌを流速５Ｈｒ−’で
活性炭床、強塩基性陰イオン交換樹脂床の順に下向流で
通液した。

強塩基性陰イオン交換樹脂床から流出する精製塩酸中の
鉄イオン濃度は第２図の曲線−■のようであった。なお
、鉄イオンの分析はオルトフエナントロリン法（ＪＩＳ
　　Ｋ−０１０２）により行なった。

〔比較例一ｌ〕

実施例−１と同一の装置を用いて、各カラムには実施例
−１と同一の活性炭とｃｐ型の強塩基性陰イオン交換樹
脂を同一量充填した。

活性炭床に塩化鉄（ＩＩ［）水溶液による処理を行なわ
なかったほかは、実施例一ｌと同様にして粗塩酸を実施
例−ｌと同一条件で通液した。

その際の強塩基性陰イオン交換樹脂床から流出する精製
塩酸中の鉄イオン濃度は第２図の曲線２のようであった
。

実施例−２ 実施例−１で用いた装置に実施例−１と同一条件で活性
炭床、強塩基性陰イオン交換樹脂床を形戒した。活性炭
床には１　０　ｗ　／　ｖ％塩化鉄（ＩＩ［）水溶液３
５０ｍｊｌ！と２．　４　ｗ　／　ｖ％次亜塩素酸ナト
リウム溶液５０ｍｌの混合液を上向流で流速４Ｈｒ−’
で通液し、次いで１．ＯＮ−ＨＣｆ２５０　ｓｊ！を１
０Ｈｒ−’、純水５００ｍｆを１０Ｈｒ−’で順次下向
流で通液し処理を行なった．又強塩基性陰イオン交換樹
脂床には純水５００ｎ＋１を１０Ｈｒ−’で通水し洗浄
した。

続いて鉄（ＩＩＩ）イオン濃度１００ｍｇ／ｊＬ遊離塩
素濃度５０■／ｌ、塩酸濃度１９％の粗塩酸１．５１を
流速５Ｈｒ−’で活性炭床、強塩基性陰イオン交換樹脂
床の順に通液した。その際の強塩基性陰イオン交換樹脂
床から流出する精製塩酸中の鉄イオン濃度は第３図曲線
−１のようであった。

〔比較例−Ｉ〕

比較例−■と同一の条件で、実施例−２で使用した粗塩
酸を通液した。

その際の流出する精製塩酸中の鉄イオンは第３図曲線−
２のようであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための装置概略図であり、図
中１・・・活性炭塔、２・・・活性炭床、３・・・イオ
ン交換塔、４・・・Ｃｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床
、５・・・薬液槽、６・・・水洗水槽、７・・・処理原
液槽、８・・・廃液槽、９・・・処理液槽、１０・・・
循環用配管を示す。 第２図及び第３図は鉄イオンの漏出曲線を表わし、図中
、曲線１及び３は本発明方法、曲線２及び４は従゜来法
による漏出曲線を各々示す。 出　願人　日本錬水株式会社 代　理　人　弁理士　長谷川 （ほか１名） 第１図 通 液 量 ００ 通 液 量 （ｍＡ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄イオン及び遊離塩素を含む粗塩酸を活性炭床及
   びＣｌ型強塩基性陰イオン交換樹脂床に順次通液して精
   製する方法において、該活性炭床にあらかじめ塩化鉄（
   III）水溶液又は塩化鉄（III）と次亜塩素酸塩を含有す
   る水溶液を通液した後、粗塩酸を通液することを特徴と
   する粗塩酸の精製方法。