JPH0413881A - フィルタープレス型複極式電解槽 - 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、フィルタープレス型複極式電解槽に関し、特
にハロゲン含有溶液を無隔膜電解して次亜ハロゲン酸塩
またはハロゲン酸塩の製造に適したフィルタープレス型
複極式電解槽に関する。

（従来の技術） 従来、ハロゲン酸塩、次亜ハロゲン酸塩等を製造するた
めの電解装置には単極式がもっばら採られてきたが、最
近、フィルタープレス型複極式が使われ始めた。単極式
は電解槽構造としては簡単であるが、大型化し設置面積
が広くなり、かつ、大電流低電圧のため整流器が高価と
なり太いブスバーを必要とし、また、通過流量も大にな
るなど欠点が多い。

これに対しフィルタープレス型複極式はコンパクト化し
やすく、整流器も小電流高電圧となり極めて安価で電気
接続も簡略化され、また通過流量も少なくてすむほか、
電流効率が向上するなど多くの利点をもっている。

このフィルタープレス型複極式電解槽の一具体例として
は特公昭５９−２４１９２号公報に開示されるように、
電解液流通孔を有する複数の複極電極板と額縁状のガス
ケットを交互に積層したものの両端に電解液流通孔と電
流端子を備えた陽極。

板と陰極板を置き、さらにその両端に電解液入口を持つ
供給板と電解液出口を持つ排出板を置き、これらの両側
に端板を当て、通しボルトにより一括締め合わせて複極
電解槽を構成する。

ところで、前記複極電解槽においては、陽極面と対向す
る陰極面ばかりでなく電解液流通孔を通して一つ隔てた
陰極面にも電流が流れる、いわゆる複極式電解槽に特有
なリーク電流が存在するため用いる電極板の陽極面には
陽極活物質を全面にわたり施すものではなく、電解液流
通孔から離れた電極板の中央部に施すことによりリーク
電流を最少にするよう工夫がなされている。

従って、電極板の陽極面には電極板素地と電解液が接す
る部分が生じることになるが、電解液流通孔と対向する
面の電位は陽極活物質を被覆した部分に比べ極めて高く
なっており、電極板の材質であるチタンが活性溶解する
。これを防止するために、従来は次亜ハロゲン酸塩、ハ
ロゲン酸塩等の目的物に耐食性のある塩化ビニール樹脂
あるいはポリエチレン製のシートや薄板を接着剤により
貼っていたが、製作に手間を要し、また長期間使用する
と接着剤が膨潤して電解液が侵入し電極板素地にピッテ
ィングを生じる場合があり、電極活物質が残存している
にもかかわらず電極板を交換しなければならないことが
あった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、電解液流通孔と対向するチタン面の活性溶解
を防止し、これにより長期間電解を安定して操縦できる
フィルタープレス型複極式電解槽を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、電解液流通孔と対向するチタン面の活性
溶解の防止法について鋭意努力した結果、電極板の中央
部に施す電極活物質よりもはるかに電気化学的活性の低
いタンタル酸化物含有被覆を前記チタン面に施すことに
より前記課題を克服し本発明に至ったものである。

すなわち本発明は、電解液流通孔を有する複数の電極板
と複数の額縁状ガスケットとを交互に積層して構成した
電解室に電解液を流通させて目的物を製造する複極式電
解槽において、該電極板の陽極面上の陽極活物質を被覆
した部分以外の接液部分に、酸化タンタルを３０モル％
以上含有する卑金属酸化物の被覆が施された電極板を用
いるフィルタープレス型複極式電解槽である。酸化タン
タルの含有率が３０モル％より少ないとチタン基体の活
性溶解を防止する効果が小さくなる。

以下、本発明を電解液としてハロゲン含有溶液を用いた
場合について図面に基づき詳細に説明する。第１図およ
び第２図において、電解液流通孔１を片側の上、下端部
分に設けた２枚の複極電極板２、片側下端に電解液流通
孔１および電流端子１４を備えた陽極板３、片側上下端
部分に電解液流通孔１および電流端子１４を設けた陰極
板７と、３枚の中央部分を切り抜いた額縁状ガスケット
４を交互に重ねたものを、片側下端に電解液入口配管１
２を取付けた供給板５と片側の上下端部に電解液出口配
管１３を取付けた排出板５′との間にはさみ、３室の電
解室６を構成させ、さらに通しボルト用孔１０および片
側下端部に電解液配管用孔１１を設けた端板８と、片側
上、下端部分に電解液配管用孔１１および通しボルト用
孔１０を有する端板８を両端に当て、通しボルト９によ
り一括締合わせて複極式電解槽を構成する。

ハロゲン含有溶液は電解液入口配管１２により供給され
、順次に各電解室６を水平蛇行して通過する間に電解さ
れ、電解廃生ガスをほとんど含まない電解液は下方の電
解液流通孔１を、電解液中を上昇分離した発生ガスを多
く含んだ電解液は上方の電解液流通孔１を通り電解液出
口配管１３より次亜ハロゲン酸塩またはハロゲン酸塩含
有溶液として排出される。

なお、上述の複極式電解槽は本発明の主旨を平易に説明
するための基本的な構造であり、塩の利用率を高め、ま
た高電流効率を実現するために特公昭５９−２４１９２
号公報にみられるような適宜ガス抜き手段、あるいは熱
交換が行なわれる。

本発明に用いる酸化タンタルを３０モル％以上含有する
卑金属酸化物の被覆は次のようにして調整される。まず
タンタルと、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウ
ム、タングステン、バナジン、アルミニウム、スス、ビ
スマス、アンチモン、ゲルマニウム、モリブデン等から
選ばれた１種以上の塩化物、アルコキシド、硫酸塩等を
所定の割合に秤量して、イソプロパツール等の有機溶媒
に溶解して塗布液を調整する。タンタルの含有率は１０
０％でもよい。次にチタン表面を脱脂後、フ炉内に置き
、大気中４．５０〜６００　’Ｃの温度で１０〜３０分
間加熱する。塗布、加熱を繰り返し所望の厚みの被覆を
得る。

本発明の酸化タンタル含有被覆を施す部分は電極板の陽
極面であって、電解液流通孔と対向する部分であるが、
陽極活物質を被覆した部分（電極板の中央部）以外の接
液面すべてに施せばより完全である。本発明における酸
化タンタルを３０モル％以上含有する酸化物被覆の厚み
は、５〜１０ｇ／ｍ”程度で十分である。

本発明の複極式電解槽に用いる陽極活物質は従来公知の
ものが用いられ、−船釣には上記酸化タンタル含有被覆
同様に熱分解法により白金族金属およびそれらの酸化物
が施される。例えば白金酸化パラジウム−酸化ルテニウ
ムから成る被覆は、塩素発生効率が高く、高濃度の次亜
塩素酸ソーダを製造することができる。また、白金−イ
リジウムから成る被覆は高効率で塩素酸ナトリウムを製
造することができる。

（作　　用） 本発明における酸化タンタルを３０モル％以上含有する
酸化物被覆をチタン板上に施し、これを陽極とし、チタ
ン、白金等を陰極にして３重量％程度の食塩水溶液中で
定電圧を負荷した場合、負荷直後は小電流が流れるが、
数分の内にごく微弱な電流しか流れなくなり、実質上不
動態度化する。

そのためにチタン基体が保護されるものと考えられる。

（実施例） 実施例１〜４ 第１図および第２図に示す構成のように、厚さ２ｍｍの
チタン板からなる電極板の陽極面中央部に、白金２５重
量％、酸化パラジウム２０重量％、二酸化ルテニウム５
５重量％の混合物に対し、３０重量％の二酸化チタンを
加えた混合物の被覆３０ｇ／ｍ’（金属換算）を施した
。

陽極板１枚および１９枚の複極電極板にポンチで電極番
号を１〜２０番まで刻印し、１〜５番（陽極板１枚と４
枚の複極電極板）までのガスケットしろを除いた他の部
分に、酸化タンタル６５モル％と二酸化チタン３５モル
％とからなる酸化物被膜を施し、以下同様に第１表に示
した組成の被覆を２０番まで５枚毎にタンタルとして８
ｇ／ｍ’となように施した。これらの被覆を施した陽極
板１枚および１９枚の複極電極板と、１枚の被覆のない
陰極板、および２０枚の額縁状の軟質塩化ビニール製ガ
スケットを交互に重ね合わせて２０室の電極室を構成し
、さらに供給板と排出板を両側に置き、この両端を２枚
の端板ではさみ、有効塩素発生量２．５ｋｇ／ｈの海水
電解槽を組み立てた。

外形寸法は横６５０×巾２５０×縦４５０ｍｍであつた
・ 第　　１ 表 沖縄系の臨海化学工場にこの複極式電解槽を設置し、海
水を６０　Ｑ　／ｍｉｎ、の液量で電解成人［］配管よ
り複極式電解槽へ供給し、整流器より１２５Ａ、９０Ｖ
の直流を通電して電解試験を行なった。

その結果、電流効率は９０〜９７％、有効塩素濃度８０
０〜９２０ｐｐｍの高い性能が示され、電極寿命は５年
であった。試験終了後、電極にピッティングの後は見ら
れなかった。

実施例５ 塩素酸ナトリウム製造工場に実施例１〜４で用いたもの
と同一構造の電解槽（ただしガスケットはフッ素系ガス
ケットを使用した）を設置した。

陽極被覆は白金７０重量％、酸化イリジウム３０重量％
の合金を用い、酸化タンタル含有被覆は実施例１で用い
たＴａ、Ｏ，−Ｔｉｅ、被覆を用いた。

塩素酸ナトリウム６０ｇ／Ｑ、食塩２８０ｇ／Ｑ、重ク
ロム酸ナトリウムＩｇ／Ｑの電解液を５０Ｑ／分の流量
で供給した。電解電流１５５Ａ、６７Ｖを通電して電解
試験を行なった結果、３年を経てなお、電解継続中であ
り、電極面にピッティングの跡は見られていない。

実施例６ 実施例１〜４で用いた電極板２枚の陽極面中央部に、塩
化白金酸と塩化イリジウム酸のアミルアルコール溶液を
刷毛塗りし、電気炉内で５００℃、３０分間の加熱処理
を行なった。この塗布〜焼成工程を７回繰り返して白金
７０重量％、酸化イリジウム３０重量％の被覆（２０ｇ
／ｍ’）を調製した。

この陽極被覆を施した面のガスケットしろを除いた他の
部分に、Ｔａ、０．１００モル％からなる被覆を施した
電極板１枚と、Ｔ　ａ　、　Ｏ、Ｂ　ｉ　＊　ＯａＳｎ
Ｏ，から成る被覆を施こした電極板１枚をそれぞれ製作
し、実施例１と同様に３室の電極室を有する電解槽を構
成した。

この電解槽に、臭化ソーダ２８０ｇ／Ω、臭素酸ソーダ
６０ｇ／ｆｆ、重クロム酸ソーダ１ｇ／Ｑから成る電解
液を供給し、７０℃、２０Ａ／ｄｍ”で臭素酸ソーダの
電解製造を行なった。

半年後、電解槽を分解し、電極板を点検したところ、ピ
ッティングは見られなかった。

（発明の効果） 本発明によれば、酸イリタンタルを３０モル％以上含有
する被覆を施すことにより、チタン面の活性溶解を防止
でき、従来半年毎に行なっていた合成樹脂製シートによ
る活性溶解防止法の補修が必要でなくなり、電極活物質
の消耗による本来の意味での電極寿命に至るまでの長期
間安定に操業できるフィルタープレス型複極式電解槽が
実現した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複極式電解槽の基本的な構造を示す分
解斜視図であり、第２図は第１図のＡＡ′線の横断面図
である。 １・・電解液流通孔　　　２・・複極電極板３・・陽極
板　　　４・・額縁状ガスケット５・・供給板　　　５
′・・排出板 ６・・電解室　　　７・・陰極板　８・・端板９・・通
しボルト　１０・・通しボルト用孔１１・・電解液流通
孔　■２・・電解液入口配管１３・・電解液出口配管　
　１４・・電流端子特許出願人　日本カーリット株式会
社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電解液流通孔を有する複数の電極板と複数の額縁状
   ガスケットとを交互に積層して構成した電解室に電解液
   を流通させて目的物を電解製造するフィルタープレス型
   複極式電解槽において、該電極板の陽極面上の陽極活物
   質を被覆した部分以外の接液部分に、酸化タンタルを３
   ０モル％以上含有する卑金属酸化物の被覆が施されてい
   ることを特徴とするフィルタープレス型複極式電解槽。 ２　電解液がハロゲン含有溶液であり、目的物が次亜ハ
   ロゲン酸塩またはハロゲン酸塩である請求項１記載のフ
   ィルタープレス型複極式電解槽。