JPH05184877A - Production of acid - Google Patents
Production of acidInfo
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- JPH05184877A JPH05184877A JP3359210A JP35921091A JPH05184877A JP H05184877 A JPH05184877 A JP H05184877A JP 3359210 A JP3359210 A JP 3359210A JP 35921091 A JP35921091 A JP 35921091A JP H05184877 A JPH05184877 A JP H05184877A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラ膜および陰
イオン交換膜そして必要により陽イオン交換膜を使用し
た電気透析法により水を解離させ、中性塩から高い電流
効率にて高濃度の酸および場合により水酸化アルカリを
製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention is to dissociate water by an electrodialysis method using a bipolar membrane, an anion exchange membrane and, if necessary, a cation exchange membrane, and to dissociate water from a neutral salt at a high current efficiency with a high concentration of acid. And optionally a method for producing an alkali hydroxide.
【０００２】[0002]
【従来の技術】陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の複層
膜、いわゆるバイポーラ膜は、陰イオン交換層を陽極側
に、陽イオン交換層を陰極側にして電圧を印加せしめる
と、水が解離して水素イオンと水酸イオンを生成するこ
とは、Ｆｒｉｌｅｔｔｅが１９５６年にＪ．Ｐｈｙｓ．
Ｃｈｅｍ．，に報告している。このバイポーラ膜、陰イ
オン交換膜および陽イオン交換膜を１ユニットにして電
気透析することにより中性塩が分解し、酸とアルカリが
生成される。この中性塩からの酸およびアルカリの製造
方法についてはいくつかの提案がなされている。2. Description of the Related Art A multi-layered film of an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, a so-called bipolar membrane, has a structure in which an anion exchange layer is placed on the anode side and a cation exchange layer is placed on the cathode side, and when a voltage is applied, water is removed. Dissociation to generate hydrogen ions and hydroxide ions was described by Frilette in 1956. Phys.
Chem. ,. By electrodialyzing the bipolar membrane, the anion exchange membrane and the cation exchange membrane as one unit, the neutral salt is decomposed to generate an acid and an alkali. Several proposals have been made regarding the method for producing an acid and an alkali from this neutral salt.
【０００３】一方、上記バイポーラ膜、陰イオン交換膜
および陽イオン交換膜を用いて電気透析することによ
り、酸とアルカリを製造する方法は、フッ素化合物製造
の際の副性塩からのフッ酸の回収方法として特公昭５６
−４９８４２に開示され、またビスコースレーヨン湿式
紡糸浴中のアルカリ金属硫酸塩からの硫酸および水酸化
アルカリの製造方法として特公昭６３−１８６６９に開
示されている。On the other hand, a method for producing an acid and an alkali by electrodialysis using the above-mentioned bipolar membrane, anion exchange membrane and cation exchange membrane is a method of producing hydrofluoric acid from a by-product salt during the production of a fluorine compound. Japanese Patent Publication Sho 56
-49842 and a method for producing sulfuric acid and alkali hydroxide from alkali metal sulfate in a viscose rayon wet spinning bath are disclosed in JP-B-63-18669.
【０００４】しかしながら、これらの従来例に用いられ
ている酸およびアルカリを製造回収する場合、酸濃度が
１０重量％を超えると、電流効率が極端に低下してしま
う。このため、高濃度の酸を製造する場合には、電流効
率上の問題があるばかりでなく、場合により全く適用で
きない場合もあった。However, when the acids and alkalis used in these conventional examples are produced and recovered, if the acid concentration exceeds 10% by weight, the current efficiency is extremely lowered. Therefore, when producing a high-concentration acid, not only there is a problem in current efficiency, but it may not be applicable at all in some cases.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のバイ
ポーラ膜を使用した中性塩からの酸とアルカリの製造方
法における欠点であった生成酸濃度の制約を取り除き、
高濃度の酸を高電流効率で製造または回収できる電気透
析法による中性塩からの高濃度の酸製造法を提供するも
のである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention eliminates the limitation of the concentration of produced acid, which is a drawback in the conventional method for producing an acid and an alkali from a neutral salt using a bipolar membrane,
It is intended to provide a method for producing a high-concentration acid from a neutral salt by an electrodialysis method capable of producing or recovering a high-concentration acid with high current efficiency.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、バイポーラ
膜、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜を使用した電
気透析法による中性塩からの酸の製造法において、陰イ
オン交換膜として、The present invention provides a method for producing an acid from a neutral salt by an electrodialysis method using a bipolar membrane, an anion exchange membrane and a cation exchange membrane.
【０００７】[0007]
【化２】 [Chemical 2]
【０００８】の繰り返し単位を含む重合体（なお、化２
において、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は水素原子または炭素数２
までのアルキル基を示す。）からなり、イオン交換容量
が、１〜５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂を有する陰イオン交換
膜を使用することを特徴とする酸の製造方法である。A polymer containing a repeating unit of
In, R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms or carbon atoms of 2
Up to alkyl groups are shown. And an ion-exchange capacity of 1 to 5 meq / g dry resin is used.
【０００９】本発明によれば、バイポーラ膜と従来の陰
イオン交換膜を用いる電気透析法では得られなかった濃
度５〜２５重量％、特には１０〜２０重量％の酸が従来
と比べて高電流効率で製造できるので、従来コストの点
から工業的に実施できなかった中性塩を含む種々の排液
からの効率的な酸の回収ができ、公害防止対策上から、
更に資源の有効利用上からも極めて有用である。According to the present invention, an acid having a concentration of 5 to 25% by weight, particularly 10 to 20% by weight, which cannot be obtained by the electrodialysis method using the bipolar membrane and the conventional anion exchange membrane, is higher than the conventional one. Since it can be manufactured with current efficiency, it is possible to efficiently recover acid from various waste liquids containing neutral salts that could not be industrially implemented from the viewpoint of conventional cost, and in terms of pollution prevention measures,
It is also extremely useful from the viewpoint of effective use of resources.
【００１０】本発明において、バイポーラ膜、陰イオン
交換膜および陽イオン交換膜を使用した電気透析により
高濃度の酸を製造または回収する場合、好ましくは、図
１または図２に示した原理の電気透析槽が使用される。In the present invention, when a high-concentration acid is produced or recovered by electrodialysis using a bipolar membrane, an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, it is preferable to use the electricity of the principle shown in FIG. 1 or 2. A dialysis tank is used.
【００１１】図１においては、陽極および陰極の間に、
バイポーラ膜Ｓを中心に陽極側に陽イオン交換膜Ｃが配
置され、陰極側には陰イオン交換膜Ａが配置され、これ
で１ユニットが構成される。かくして構成される電気透
析層の陽イオン交換膜の陽極側の画室および陰イオン交
換膜の陰極側の画室には、何れも原料たる中性塩（図１
ではボウ硝）を含有する水溶液が供給され、バイポーラ
膜Ｓと陰イオン交換膜Ａとで形成される画室およびバイ
ポーラ膜と陽イオン交換膜Ｃとで形成される画室にはそ
れぞれ酸およびアルカリ水溶液または希釈用の水が供給
され、電流密度５〜４０Ａ／ｄｍ2 好ましくは５〜１５
Ａ／ｄｍ2 、槽温２５〜９０℃好ましくは２５〜５０℃
にて通電される。In FIG. 1, between the anode and the cathode,
A cation exchange membrane C is arranged on the anode side and a anion exchange membrane A is arranged on the cathode side centering on the bipolar membrane S, and one unit is constituted by this. In the thus constituted electrodialysis layer, in the compartment on the anode side of the cation exchange membrane and the compartment on the cathode side of the anion exchange membrane, both of the neutral salts as raw materials (see FIG.
Is supplied to the compartment formed by the bipolar membrane S and the anion exchange membrane A and the compartment formed by the bipolar membrane and the cation exchange membrane C, respectively. Water for dilution is supplied and the current density is 5 to 40 A / dm 2, preferably 5 to 15
A / dm 2 , bath temperature 25 to 90 ° C, preferably 25 to 50 ° C
Is energized at.
【００１２】かくすることにより、バイポーラ膜Ｓにお
いて水が水素イオンと水酸イオンに解離するので、バイ
ポーラ膜Ｓと陽イオン交換膜Ｃとによって形成される画
室には水酸化アルカリ（図１では水酸化ナトリウム）が
生成され、バイポーラ膜Ｓと陰イオン交換膜Ａとによっ
て形成される画室には酸（図１では硫酸）が生成され
る。図１では陽極と陰極の間に１ユニットを形成したも
のを例示したが、通常は５０〜５００ユニット好ましく
は１００〜２００ユニットが形成される。As a result, water dissociates into hydrogen ions and hydroxide ions in the bipolar membrane S, so that the compartment formed by the bipolar membrane S and the cation exchange membrane C has an alkali hydroxide (water in FIG. 1). Sodium oxide) is produced, and acid (sulfuric acid in FIG. 1) is produced in the compartment formed by the bipolar membrane S and the anion exchange membrane A. In FIG. 1, one unit is formed between the anode and the cathode, but usually 50 to 500 units, preferably 100 to 200 units are formed.
【００１３】図２においては、陽極と陰極の間にバイポ
ーラ膜Ｓを配置し、その両側に陰イオン交換膜Ａを配置
して、１ユニットが形成される。かくして形成される電
気透析槽のバイポーラ膜Ｓの陽極側の画室には中性塩
（図２の場合にはボウ硝）を含有する水溶液が供給さ
れ、バイポーラ膜Ｓの陰極側の画室には生成される酸水
溶液或いは希釈用の水が供給され、図１と同様に通電さ
れる。In FIG. 2, a bipolar membrane S is arranged between an anode and a cathode, and anion exchange membranes A are arranged on both sides of the bipolar membrane S to form one unit. An aqueous solution containing a neutral salt (Glauber's salt in the case of FIG. 2) is supplied to the compartment on the anode side of the bipolar membrane S of the electrodialysis tank thus formed, and the compartment on the cathode side of the bipolar membrane S is produced. The acid aqueous solution or the water for dilution is supplied, and electricity is supplied in the same manner as in FIG.
【００１４】かくすることにより、バイポーラ膜Ｓにお
いて水が水素イオンと水酸イオンに解離することによ
り、バイポーラ膜Ｓの陰極側で酸（図１の場合硫酸）が
生成され、一方、陽極側で水酸化アルカリ（図１の場合
水酸化ナトリウム）が生成される。図２には陽極および
陰極の間に１ユニットを形成したものを例示したが、通
常は５０〜５００ユニット好ましくは１００〜２００ユ
ニットが形成される。Thus, in the bipolar film S, water is dissociated into hydrogen ions and hydroxide ions to generate an acid (sulfuric acid in the case of FIG. 1) on the cathode side of the bipolar film S, while on the other hand, on the anode side. Alkali hydroxide (sodium hydroxide in the case of FIG. 1) is produced. Although FIG. 2 shows an example in which one unit is formed between the anode and the cathode, usually 50 to 500 units, preferably 100 to 200 units are formed.
【００１５】本発明において使用されるバイポーラ膜
は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とにて形成され、
通電によりその界面にて水が解離する機能を有する限
り、何れのバイポーラ膜も使用できる。バイポーラ膜は
好ましくは、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を密着す
ることによって製造されるが、その好ましい例として
は、特公昭５９−４７２３５、特公平１−５０２６７
３、特開平２−１３１１２５などに示されているものが
使われる。The bipolar membrane used in the present invention comprises a cation exchange membrane and an anion exchange membrane,
Any bipolar film can be used as long as it has a function of dissociating water at its interface by energization. The bipolar membrane is preferably produced by closely adhering a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, and preferable examples thereof include JP-B-59-47235 and JP-B-1-50267.
3, those disclosed in JP-A-2-131125 are used.
【００１６】上記図１および図２のようにバイポーラ膜
および陰イオン交換膜そして必要により陽イオン交換膜
を使用する電気透析により酸、必要により更にアルカリ
を製造する場合、その際の電流効率は使用する陰イオン
交換膜によって大きく異なるが、特に高濃度の酸を製造
する場合は、多くの場合高々３０％にとどまり高い電流
効率を得ることはできなかった。As shown in FIGS. 1 and 2, when an acid and optionally an alkali are produced by electrodialysis using a bipolar membrane, an anion exchange membrane and optionally a cation exchange membrane, the current efficiency at that time is used. Depending on the type of anion exchange membrane used, the current efficiency was often at most 30% and high current efficiency could not be obtained especially when producing a high concentration of acid.
【００１７】しかしながら、本発明によると、上記化２
の繰り返し単位を含む重合体からなり、イオン交換容量
が１〜５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、好ましくは１．５〜３
ミリ当量／グラム乾燥樹脂の陰イオン交換膜を使用した
場合に予想外の高電流効率が得られることが判明した。
なお、化２において、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、好ましくは
水素原子である。またピリジン環の水素原子は必要に応
じて低級アルキル基で置換されていてもよい。However, according to the present invention,
A polymer containing a repeating unit of 1 to 5 meq / g dry resin, preferably 1.5 to 3
It has been found that unexpectedly high current efficiencies are obtained when using anion exchange membranes of meq / g dry resin.
In the chemical formula 2 , R 1 , R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms. The hydrogen atom of the pyridine ring may be optionally substituted with a lower alkyl group.
【００１８】上記化２の繰り返し単位を含む重合体とし
ては、好ましくは４−ビニルピリジンとジビニルベンゼ
ンとの共重合体、２−ビニルピリジンとジビニルベンゼ
ンとの共重合体、２，６−ジメチル−４−ビニルピリジ
ンとジビニルベンゼンとの共重体などが使用される。か
かる共重合体には、必要に応じて他の単量体、例えば、
スチレン、アクリル酸、メタアクリル酸、エチレン、プ
ロピレン等を１０〜４０重量％共重合することができ
る。いずれにせよ、本発明ではこれら共重合体中、上記
化２の繰り返し単位は、好ましくは２０〜６０重量％、
特には３０〜５０重量％含まれるのが好ましい。そし
て、かかる重合体のピリジン複素環の窒素を好ましくは
塩酸あるいは硫酸などの酸によりプロトン化しピリジニ
ウム化することにより陰イオン交換膜とされる。The polymer containing the repeating unit of the above chemical formula 2 is preferably a copolymer of 4-vinylpyridine and divinylbenzene, a copolymer of 2-vinylpyridine and divinylbenzene, 2,6-dimethyl- A copolymer of 4-vinylpyridine and divinylbenzene or the like is used. Such a copolymer may contain other monomers, for example, if necessary.
Styrene, acrylic acid, methacrylic acid, ethylene, propylene and the like can be copolymerized at 10 to 40% by weight. In any case, in the present invention, in these copolymers, the repeating unit of the above chemical formula 2 is preferably 20 to 60% by weight,
In particular, it is preferable that the content is 30 to 50% by weight. The nitrogen of the pyridine heterocycle of such a polymer is preferably protonated with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid to form a pyridinium, thereby forming an anion exchange membrane.
【００１９】本発明で使用される陰イオン交換膜は、種
々の方法にて製造されるが、好ましくは必要に応じて補
強し、機械的強度を改善することができる。かかる場
合、重合体のフィルムに上記陰イオン交換膜を構成する
単量体混合物を含浸させて放射線にてグラフト重合し、
しかる後に上記単量体混合物を共重合する方法、あるい
は重合体の織布あるいは不織布等に陰イオン交換膜を構
成する単量体を含浸させ、その後共重合させる方法が採
用される。The anion exchange membrane used in the present invention can be manufactured by various methods, but preferably it can be reinforced if necessary to improve the mechanical strength. In such a case, the polymer film is impregnated with the monomer mixture forming the anion exchange membrane and graft-polymerized by radiation,
Then, a method of copolymerizing the above-mentioned monomer mixture, or a method of impregnating a woven fabric or a non-woven fabric of the polymer with the monomer constituting the anion exchange membrane and then copolymerizing is adopted.
【００２０】上記補強のために使用される重合体として
は、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリテレフタル
酸エチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレン
サルファイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ペ
ルフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリ酢酸ビニルまたはポリメタクリル酸メチル等の
重合体が使用される。The polymer used for the above reinforcement is preferably polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, butylene polyterephthalate, ethylene polyterephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, poly Polymers such as tetrafluoroethylene, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate or polymethylmethacrylate used.
【００２１】本発明において使用される陰イオン交換膜
の厚さは、好ましくは１０μｍ以上、特に好ましくは５
０μｍ〜２００μｍである。膜厚が薄いと機械的強度の
面で不十分になる可能性があり、一方あまり厚いと膜の
電気抵抗が大きくなり好ましくない。The thickness of the anion exchange membrane used in the present invention is preferably 10 μm or more, particularly preferably 5 μm.
It is 0 μm to 200 μm. If the film thickness is thin, the mechanical strength may be insufficient, whereas if it is too thick, the electric resistance of the film becomes large, which is not preferable.
【００２２】本発明においてバイポーラ膜および陰イオ
ン交換膜とともに必要に応じて使用される陽イオン交換
膜は何れの陽イオン交換膜でも使用できるが、製造する
水酸化アルカリの濃度に応じて、水酸イオンの透過性の
小さい膜を使用することが好ましい。かかることによ
り、高濃度の酸とともに高濃度の水酸化アルカリも製造
することができる。In the present invention, the cation exchange membrane used as necessary together with the bipolar membrane and the anion exchange membrane may be any cation exchange membrane. However, depending on the concentration of the alkali hydroxide to be produced, hydroxide may be used. It is preferable to use a membrane having low ion permeability. As a result, a high concentration of alkali hydroxide can be produced together with a high concentration of acid.
【００２３】本発明において、酸およびアルカリの製造
に使用される原料である中性塩としては、水溶液中で殆
どイオンに解離する電解質でかつ、対応するカチオンの
水酸化物またはアニオンの水素イオン化合物の溶解性が
良いものであれば何れも使用できる。その例としてはア
ルカリ金属の塩、アミン類の塩化合物、アンモニウムの
塩等が挙げられる。In the present invention, the neutral salt, which is a raw material used for the production of acids and alkalis, is an electrolyte which is almost dissociated into an ion in an aqueous solution, and a corresponding cation hydroxide or anion hydrogen ion compound. Any of those having good solubility can be used. Examples thereof include alkali metal salts, amine salt compounds, ammonium salts and the like.
【００２４】本発明による具体例としては、ボウ硝、食
塩からそれぞれ酸として硫酸、塩酸、アルカリとして苛
性ソーダを製造する中性塩の複分解による酸とアルカリ
の製造の他に、金属精錬で排出される排液の処理、排煙
脱硫の際に副生されるボウ硝排液の処理、あるいはビス
コースレーヨン湿式紡糸の際に副生されるボウ硝排液な
どからの高濃度の酸、およびアルカリの回収処理が挙げ
られる。As a specific example according to the present invention, sulfuric acid and hydrochloric acid as acids are respectively produced from Glauber's salt and sodium chloride, and acid and alkali are produced by metathesis of neutral salt to produce caustic soda as alkali, and also discharged by metal refining. Treatment of effluent, treatment of Glauber's effluent produced as a by-product during flue gas desulfurization, or high-concentration acid and alkali from the Glauber's effluent produced as a by-product of viscose rayon wet spinning Recovery processing can be mentioned.
【００２５】以下実施例により本発明を説明するが、か
かる実施例により本発明が制限されるものではない。The present invention is described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
【００２６】[0026]
［実施例１］陰イオン交換膜としては、４−ビニルピリ
ジン、スチレン、ジビニルベンゼンの単量体混合溶液を
ポリ塩化ビニル製織布に含浸させた後共重合させて得ら
れる膜（イオン交換容量２．２ミリ当量／ｇ、厚さ１２
０μｍ）を１０重量％の塩酸に５５℃で１８時間浸漬さ
せることによりピリジニウム化した陰イオン交換膜を使
用した。バイポーラ膜としては、陰イオン交換膜として
強塩基性陰イオン交換膜（旭硝子社商品名セレミオン
「ＡＭＰ」）と強酸性陽イオン交換膜（旭硝子社商品名
セレミオン「ＣＭＶ」）を重ね合わせたものを使用し
た。陽イオン交換膜としては、フッ素系強酸性陽イオン
交換膜（旭硝子社商品名フレミオン）を使用した。[Example 1] As an anion exchange membrane, a membrane obtained by impregnating a polyvinyl chloride woven cloth with a monomer mixed solution of 4-vinylpyridine, styrene and divinylbenzene and then copolymerizing the same (ion exchange capacity) 2.2 meq / g, thickness 12
0 μm) was immersed in 10% by weight of hydrochloric acid at 55 ° C. for 18 hours to use a pyridinium-ized anion exchange membrane. As the bipolar membrane, an anion exchange membrane in which a strongly basic anion exchange membrane (Asahi Glass Co., Ltd. trade name "Selemion" AMP ")" and a strongly acidic cation exchange membrane (Asahi Glass Co., Ltd. trade name "Sermion" CMV ") are superposed. used. As the cation exchange membrane, a fluorinated strong acid cation exchange membrane (Flemion, trade name of Asahi Glass Co., Ltd.) was used.
【００２７】バイポーラ膜の陰イオン交換膜側を陽極側
に、陽イオン交換膜側を陰極側になるようにして、図１
に示すように、陽極室／陰イオン交換膜／中性塩室／陽
イオン交換膜／アルカリ生成室／バイポーラ膜／酸生成
室／陰イオン交換膜／中性塩室／陰極室の順に電気透析
槽を組みあげた。各室の厚さは１ｃｍとした。The anion exchange membrane side of the bipolar membrane is the anode side, and the cation exchange membrane side is the cathode side.
As shown in, electrodialysis in the order of anode chamber / anion exchange membrane / neutral salt chamber / cation exchange membrane / alkali generation chamber / bipolar membrane / acid generation chamber / anion exchange membrane / neutral salt chamber / cathode chamber. I assembled the tank. The thickness of each chamber was 1 cm.
【００２８】次いで、両極室および中性塩室に１５重量
％の硫酸ナトリウム（ボウ硝）水溶液を、アルカリ生成
室には２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を、酸生成
室には１０〜２５重量％の硫酸水溶液を満たした。電流
密度１０Ａ／ｄｍ2 の直流電流にて電気透析を実施し
た。酸生成室に表１で示す酸を生成する場合の各電流効
率を算出した。その結果を表１に示す。Then, a 15 wt% sodium sulfate (Glauber's salt) aqueous solution is placed in the bipolar chamber and the neutral salt chamber, a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution is placed in the alkali producing chamber, and 10 to 25 wt% in the acid producing chamber. % Sulfuric acid aqueous solution. Electrodialysis was performed with a direct current having a current density of 10 A / dm 2 . Each current efficiency in the case of generating the acid shown in Table 1 in the acid generation chamber was calculated. The results are shown in Table 1.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】［実施例２］陰イオン交換膜およびバイポ
ーラ膜は実施例１で使用したものと同様の膜を用い、図
２に示すように、陽極室／バイポーラ膜／酸生成室／陰
イオン交換膜／中性塩室／バイポーラ膜／酸生成室／陰
イオン交換膜／中性塩室／バイポーラ膜／陰極室の順に
電気透析層を組みあげた。[Example 2] As the anion exchange membrane and the bipolar membrane, the same membranes as those used in Example 1 were used, and as shown in Fig. 2, the anode chamber / bipolar membrane / acid generation chamber / anion exchange. An electrodialysis layer was assembled in the order of membrane / neutral salt chamber / bipolar membrane / acid generation chamber / anion exchange membrane / neutral salt chamber / bipolar membrane / cathode chamber.
【００３１】各室の厚さは１ｃｍとした。次いで両極室
および中性塩室に１５重量％の硫酸ナトリウム（ボウ
硝）水溶液を、酸生成室には１０〜２５重量％の硫酸水
溶液を満たした。電流密度１０Ａ／ｄｍ2 の直流電流を
流し、電気透析を実施した。酸生成室に表２で示す酸を
生成した場合の各電流効率を算出した。その結果を表２
に示す。The thickness of each chamber was 1 cm. Then, the bipolar chamber and the neutral salt chamber were filled with a 15 wt% sodium sulfate (Glauber's salt) aqueous solution, and the acid generating chamber was filled with a 10 to 25 wt% sulfuric acid aqueous solution. A direct current having a current density of 10 A / dm 2 was passed and electrodialysis was performed. Each current efficiency when the acids shown in Table 2 were generated in the acid generation chamber was calculated. The results are shown in Table 2.
Shown in.
【００３２】[0032]
【表２】 [Table 2]
【００３３】［比較例１］陰イオン交換膜として４級ア
ンモニウム塩をイオン交換基とする陰イオン交換膜（セ
レミオンＡＭＶ（旭硝子社商品名）：イオン交換容量
２．２ミリ当量／ｇ、厚さ１２５μｍ）を用いた。バイ
ポーラ膜および陽イオン交換膜は実施例１と同様のもの
を用いた。実施例１と同様に図１に示すように順次電気
透析層を組みあげて、電気透析を行った。Comparative Example 1 Anion exchange membrane having a quaternary ammonium salt as an ion exchange group as anion exchange membrane (Selemion AMV (trade name of Asahi Glass Co.): ion exchange capacity 2.2 meq / g, thickness) 125 μm) was used. The same bipolar membrane and cation exchange membrane as in Example 1 were used. As in Example 1, electrodialysis was carried out by sequentially constructing electrodialysis layers as shown in FIG.
【００３４】実施例１の場合と同様に、両極室および中
性塩室には１５重量％の硫酸ナトリウム（ボウ硝）水溶
液を、アルカリ生成室には２０重量％の水酸化ナトリウ
ム水溶液を、酸生成室には１０〜２５重量％の硫酸水溶
液を満たし、電流密度は１０Ａ／ｄｍ2 とした。実施例
１と同様に酸生成室にて表３に示す濃度の酸を生成する
場合の各電流効率を算出した。その結果を表３に示す。
この場合、実施例１と比較して、酸生成電流効率が大幅
に低下していることがわかる。In the same manner as in Example 1, a 15 wt% sodium sulfate (Glauber's salt) aqueous solution was placed in the bipolar chamber and the neutral salt chamber, and a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution was placed in the alkali production chamber. The generation chamber was filled with 10 to 25 wt% sulfuric acid aqueous solution, and the current density was 10 A / dm 2 . In the same manner as in Example 1, the current efficiencies when the acid having the concentration shown in Table 3 was generated in the acid generation chamber were calculated. The results are shown in Table 3.
In this case, it can be seen that the acid generation current efficiency is significantly reduced as compared with Example 1.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、ボウ硝などの中性塩か
ら５〜２５重量％の高濃度の酸および必要に応じてアル
カリが電流効率５０％以上で製造でき、従来品質上およ
びコスト上の理由から工業的に実施できなかった中性塩
を含む種々の産業排液からの高濃度酸および必要に応じ
てアルカリが回収でき、これを通じて公害防止の上で、
更にまた、資源回収による有効利用の上からも極めて有
用である。According to the present invention, it is possible to produce an acid having a high concentration of 5 to 25% by weight and an alkali as required with a current efficiency of 50% or more from a neutral salt such as Glauber's salt. Due to the above reasons, it is possible to recover high-concentration acid from various industrial effluents containing neutral salts, which could not be industrially implemented, and alkali if necessary, and to prevent pollution through this,
Furthermore, it is extremely useful in terms of effective utilization by resource recovery.
【図１】本発明を実施するための好ましい電気透析槽の
原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of a preferred electrodialysis tank for carrying out the present invention.
【図２】本発明を実施するための他の好ましい電気透析
槽の原理説明図FIG. 2 is an explanatory view of the principle of another preferable electrodialysis tank for carrying out the present invention.
Ａ：陰イオン交換膜 Ｃ：陽イオン交換膜 Ｓ：バイポーラ膜 A: Anion exchange membrane C: Cation exchange membrane S: Bipolar membrane
Claims (3)
必要により陽イオン交換膜を使用した電気透析法による
中性塩からの酸の製造方法において、陰イオン交換膜と
して、 【化１】 の繰り返し単位を含む重合体（化１において、Ｒ1 ，Ｒ
2 ，Ｒ3 は水素原子または炭素数２までのアルキル基を
示す。）からなり、イオン交換容量が１〜５ミリ当量／
ｇ乾燥樹脂を有する陰イオン交換膜を使用することを特
徴とする酸の製造方法。1. A method for producing an acid from a neutral salt by an electrodialysis method using a bipolar membrane, an anion exchange membrane, and optionally a cation exchange membrane, wherein the anion exchange membrane is: A polymer containing a repeating unit of (in the formula 1 , R 1 , R
2 , R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having up to 2 carbon atoms. ), The ion exchange capacity is 1-5 meq /
A method for producing an acid, which comprises using an anion exchange membrane having a dry resin.
ニルベンゼンの共重合体であって、ピリジン複素環の窒
素を酸によりプロトン化しピリジニウム化した陰イオン
交換膜である請求項１の酸の製造方法。2. The production of an acid according to claim 1, wherein the anion exchange membrane is a copolymer of vinylpyridine and divinylbenzene, and is an anion exchange membrane in which nitrogen of a pyridine heterocycle is protonated with an acid to form pyridinium. Method.
ある請求項１または２の酸の製造方法。3. The method for producing an acid according to claim 1, wherein the concentration of the produced acid is 5 to 25% by weight.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007222779A (en) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Astom:Kk | Recovery process of very pure inorganic acid |
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-
1991
- 1991-12-28 JP JP35921091A patent/JP3387517B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
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