JPH06184781A - 芒硝水溶液の電解方法 - Google Patents
芒硝水溶液の電解方法Info
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- JPH06184781A JPH06184781A JP4336160A JP33616092A JPH06184781A JP H06184781 A JPH06184781 A JP H06184781A JP 4336160 A JP4336160 A JP 4336160A JP 33616092 A JP33616092 A JP 33616092A JP H06184781 A JPH06184781 A JP H06184781A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】イオン交換膜法により芒硝水溶液を電気分解し
て苛性ソーダを製造する方法に於いて，３０℃以上の温
度で，固体のソーダ灰および／または重炭酸ソーダに硫
酸水溶液を接触させ，ｐＨ７以上の芒硝水溶液を得た
後，該水溶液に硫酸を添加してｐＨ６以下の酸性とし，
５０℃以上の温度で電気分解する事を特徴とする芒硝水
溶液の電解方法であり、芒硝水溶液の濃度が２０重量％
以上であり、陽極に水素ガス拡散電極を使用することを
特徴とする芒硝水溶液の電解方法。 【効果】 本発明の方法により，ソーダ灰および／また
は重炭酸ソーダと硫酸水溶液から，濃厚かつ安定した組
成の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解する事により
高い生産効率が得られると共に，固形物の堆積やスケー
リングなどによる電槽や配管の閉塞等のトラブルがな
く，ガス拡散電極を使用する電解等に於いて特に電槽内
でのＣＯ2ガスの発生による阻害がなく、電解電圧が殆
ど上昇せず、安定した操業が達成される。
て苛性ソーダを製造する方法に於いて，３０℃以上の温
度で，固体のソーダ灰および／または重炭酸ソーダに硫
酸水溶液を接触させ，ｐＨ７以上の芒硝水溶液を得た
後，該水溶液に硫酸を添加してｐＨ６以下の酸性とし，
５０℃以上の温度で電気分解する事を特徴とする芒硝水
溶液の電解方法であり、芒硝水溶液の濃度が２０重量％
以上であり、陽極に水素ガス拡散電極を使用することを
特徴とする芒硝水溶液の電解方法。 【効果】 本発明の方法により，ソーダ灰および／また
は重炭酸ソーダと硫酸水溶液から，濃厚かつ安定した組
成の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解する事により
高い生産効率が得られると共に，固形物の堆積やスケー
リングなどによる電槽や配管の閉塞等のトラブルがな
く，ガス拡散電極を使用する電解等に於いて特に電槽内
でのＣＯ2ガスの発生による阻害がなく、電解電圧が殆
ど上昇せず、安定した操業が達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン交換膜法により芒
硝水溶液を電気分解して苛性ソーダを製造する方法に関
するものである。更に詳しくは本発明は，ソーダ灰およ
び／または重炭酸ソーダを原料とし，芒硝水溶液を効率
よくかつ安定的に電気分解して苛性ソーダを製造する方
法を提供するものである。
硝水溶液を電気分解して苛性ソーダを製造する方法に関
するものである。更に詳しくは本発明は，ソーダ灰およ
び／または重炭酸ソーダを原料とし，芒硝水溶液を効率
よくかつ安定的に電気分解して苛性ソーダを製造する方
法を提供するものである。
【０００２】
【従来技術】従来，イオン交換膜法により食塩水を電気
分解して苛性ソーダと塩素を製造する方法が工業的に広
く実施されており，高い生産効率と安定した操業が確立
されている。
分解して苛性ソーダと塩素を製造する方法が工業的に広
く実施されており，高い生産効率と安定した操業が確立
されている。
【０００３】一方，食塩水の代わりに芒硝水溶液を電気
分解して苛性ソーダを製造する方法が知られている。
分解して苛性ソーダを製造する方法が知られている。
【０００４】芒硝水溶液の電解反応では，(1) 式で示さ
れるように苛性ソーダと硫酸が生成するが，生成した硫
酸を(2) 式で示されるようにソーダ灰および／または重
炭酸ソーダと反応させて再び芒硝水溶液とし，これを電
気分解すれば硫酸がリサイクルされ，全体として(3) 式
で示されるようにソーダ灰および／または重炭酸ソーダ
から苛性ソーダと炭酸ガスを製造するプロセスとなる。
れるように苛性ソーダと硫酸が生成するが，生成した硫
酸を(2) 式で示されるようにソーダ灰および／または重
炭酸ソーダと反応させて再び芒硝水溶液とし，これを電
気分解すれば硫酸がリサイクルされ，全体として(3) 式
で示されるようにソーダ灰および／または重炭酸ソーダ
から苛性ソーダと炭酸ガスを製造するプロセスとなる。
【０００５】 （電解） Ｎａ2ＳＯ4 ＋ ２Ｈ2Ｏ → ２ＮａＯＨ＋Ｈ2ＳＯ4 (1) Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2ＳＯ4 → Ｎａ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2↑ (2) Ｎａ2ＣＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ → ２ＮａＯＨ ＋ ＣＯ2↑ (3) 又，従来の電解方法では(4) 式に示すように水分子が電
気分解され，陽極で酸素ガス、陰極で水素ガスが発生す
る。このため，余分の電力が消費されることになる。
気分解され，陽極で酸素ガス、陰極で水素ガスが発生す
る。このため，余分の電力が消費されることになる。
【０００６】 ＳＯ4 2-＋Ｈ2Ｏ → Ｈ2ＳＯ4 ＋ 1/2Ｏ2＋ ２ｅ- (4) これに対し，陽極に水素ガス拡散電極を使用し，電極部
に水素ガスを供給しながら電気分解すると陽極部での酸
素ガスの発生がなくなり，消費電力が大幅に低減され
る。
に水素ガスを供給しながら電気分解すると陽極部での酸
素ガスの発生がなくなり，消費電力が大幅に低減され
る。
【０００７】 ＳＯ4 2-＋Ｈ2 → Ｈ2ＳＯ4 ＋ ２ｅ- (5) 以上のように芒硝電解法は，塩素を副生しない点および
消費電力が大幅に低減できる点などに於いて工業的に大
きな利点を有している。しかしながら，ガス拡散電極を
使用する方法については初期電解電圧の低減は可能であ
るものの，長期に亘り安定した電解効率を達成するには
至っていないのが現状である。
消費電力が大幅に低減できる点などに於いて工業的に大
きな利点を有している。しかしながら，ガス拡散電極を
使用する方法については初期電解電圧の低減は可能であ
るものの，長期に亘り安定した電解効率を達成するには
至っていないのが現状である。
【０００８】電解質水溶液の電解に於いては一般に，希
薄な水溶液を電気分解する事は電解工程の生産効率が低
下するために好ましくない。更に，芒硝水溶液の電解の
場合には，低濃度の芒硝水溶液を電気分解すると生成す
る硫酸水溶液の濃度が希薄となり，硫酸水溶液をリサイ
クル使用する場合，あるいは高濃度の硫酸水溶液を得る
場合には濃縮を必要とし，エネルギー多消費となり好ま
しくない。
薄な水溶液を電気分解する事は電解工程の生産効率が低
下するために好ましくない。更に，芒硝水溶液の電解の
場合には，低濃度の芒硝水溶液を電気分解すると生成す
る硫酸水溶液の濃度が希薄となり，硫酸水溶液をリサイ
クル使用する場合，あるいは高濃度の硫酸水溶液を得る
場合には濃縮を必要とし，エネルギー多消費となり好ま
しくない。
【０００９】したがって，(2) 式のソーダ灰および／ま
たは重炭酸ソーダと硫酸との反応により芒硝水溶液を得
る工程に於いては，濃厚な芒硝水溶液を得ることが重要
である。
たは重炭酸ソーダと硫酸との反応により芒硝水溶液を得
る工程に於いては，濃厚な芒硝水溶液を得ることが重要
である。
【００１０】従来，芒硝水溶液を得る方法としてはソー
ダ灰および／または重炭酸ソーダ水溶液と硫酸水溶液と
を混合する方法が知られているが，この方法ではソーダ
灰および／または重炭酸ソーダの水への溶解度が低いた
めに２０重量％以上の濃厚な芒硝水溶液を得る事が困難
である。すなわち，ソーダ灰の水への溶解度は５０℃で
約３２重量％，８０℃で約３０重量％であり，約３０重
量％のソーダ灰水溶液と約２０重量％の硫酸水溶液とを
反応させた場合，得られる芒硝水溶液の濃度は約１８重
量％となる。又，これを電気分解して得られる硫酸水溶
液の濃度は約１３重量％となり，硫酸水溶液をリサイク
ルするためには濃縮が必要となる。
ダ灰および／または重炭酸ソーダ水溶液と硫酸水溶液と
を混合する方法が知られているが，この方法ではソーダ
灰および／または重炭酸ソーダの水への溶解度が低いた
めに２０重量％以上の濃厚な芒硝水溶液を得る事が困難
である。すなわち，ソーダ灰の水への溶解度は５０℃で
約３２重量％，８０℃で約３０重量％であり，約３０重
量％のソーダ灰水溶液と約２０重量％の硫酸水溶液とを
反応させた場合，得られる芒硝水溶液の濃度は約１８重
量％となる。又，これを電気分解して得られる硫酸水溶
液の濃度は約１３重量％となり，硫酸水溶液をリサイク
ルするためには濃縮が必要となる。
【００１１】又，重炭酸ソーダの水への溶解度は３０℃
付近で約１０重量％にすぎず，重炭酸ソーダ水溶液に硫
酸水溶液を反応させて得られる芒硝水溶液の濃度は希薄
なものとなる。
付近で約１０重量％にすぎず，重炭酸ソーダ水溶液に硫
酸水溶液を反応させて得られる芒硝水溶液の濃度は希薄
なものとなる。
【００１２】ソーダ灰および／または重炭酸ソーダと約
２０重量％の硫酸水溶液とを反応させて２０重量％以上
の濃厚な芒硝水溶液を得るためには，固体のソーダ灰お
よび／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液とを直接反応さ
せる必要がある。
２０重量％の硫酸水溶液とを反応させて２０重量％以上
の濃厚な芒硝水溶液を得るためには，固体のソーダ灰お
よび／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液とを直接反応さ
せる必要がある。
【００１３】すなわち，固体のソーダ灰と約２０重量％
の硫酸水溶液とを反応させると，約２５重量％の芒硝水
溶液が得られ，これを電気分解して得られる硫酸水溶液
の濃度も約２０重量％となって，殆ど濃縮なしにリサイ
クルする事が可能となる。又，固体の重炭酸ソーダと約
２０重量％の硫酸水溶液とを反応させると，この場合も
約２５重量％の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解し
て得られる硫酸水溶液の濃度も約２０重量％となって，
同様に殆ど濃縮なしに硫酸水溶液のリサイクルが可能と
なる。
の硫酸水溶液とを反応させると，約２５重量％の芒硝水
溶液が得られ，これを電気分解して得られる硫酸水溶液
の濃度も約２０重量％となって，殆ど濃縮なしにリサイ
クルする事が可能となる。又，固体の重炭酸ソーダと約
２０重量％の硫酸水溶液とを反応させると，この場合も
約２５重量％の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解し
て得られる硫酸水溶液の濃度も約２０重量％となって，
同様に殆ど濃縮なしに硫酸水溶液のリサイクルが可能と
なる。
【００１４】しかしながら，この方法に於いては芒硝水
溶液中に過剰のソーダ灰および／または重炭酸ソーダが
含まれてくるために，電槽内あるいは配管中にこれらの
固形物が堆積したり，ソーダ灰と芒硝とが固溶体を形成
してスケーリングし，トラブルの原因となるという問題
があった。更に，水素ガス拡散電極を使用して電気分解
する場合に，陽極室でＣＯ2ガスが発生し該ガス拡散電
極での水素ガスの拡散を阻害するために電解効率が低下
するといった問題があった。
溶液中に過剰のソーダ灰および／または重炭酸ソーダが
含まれてくるために，電槽内あるいは配管中にこれらの
固形物が堆積したり，ソーダ灰と芒硝とが固溶体を形成
してスケーリングし，トラブルの原因となるという問題
があった。更に，水素ガス拡散電極を使用して電気分解
する場合に，陽極室でＣＯ2ガスが発生し該ガス拡散電
極での水素ガスの拡散を阻害するために電解効率が低下
するといった問題があった。
【００１５】又，ソーダ灰および／または重炭酸ソーダ
と硫酸とを当量混合して中和反応を行う方法は，連続的
に溶解させる事が困難であり，得られる芒硝水溶液のｐ
Ｈが安定せず，過剰のソーダ灰および／または重炭酸ソ
ーダが含まれる場合などに於いて上記トラブルが発生し
安定した操業が困難であった。
と硫酸とを当量混合して中和反応を行う方法は，連続的
に溶解させる事が困難であり，得られる芒硝水溶液のｐ
Ｈが安定せず，過剰のソーダ灰および／または重炭酸ソ
ーダが含まれる場合などに於いて上記トラブルが発生し
安定した操業が困難であった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ソー
ダ灰および／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液から芒硝
水溶液を調製し，高効率でかつ安定的に電解する方法を
提供することにある。
ダ灰および／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液から芒硝
水溶液を調製し，高効率でかつ安定的に電解する方法を
提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決する為、鋭意検討した結果、３０℃以上の温度で固
体のソーダ灰および／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液
とを接触させ，ｐＨ７以上のアルカリ性の濃厚芒硝水溶
液を得た後，これに硫酸を添加してｐＨを６以下の酸性
とし，５０℃以上の温度で電気分解する事により上記の
問題が解決する事を見出し本発明を完成した。
解決する為、鋭意検討した結果、３０℃以上の温度で固
体のソーダ灰および／または重炭酸ソーダと硫酸水溶液
とを接触させ，ｐＨ７以上のアルカリ性の濃厚芒硝水溶
液を得た後，これに硫酸を添加してｐＨを６以下の酸性
とし，５０℃以上の温度で電気分解する事により上記の
問題が解決する事を見出し本発明を完成した。
【００１８】固体のソーダ灰および／または重炭酸ソー
ダと硫酸水溶液とを反応させるには，反応塔に固体のソ
ーダ灰および／または重炭酸ソーダを充填し，これに硫
酸水溶液を流通させながらバブリング等の方法によりこ
れらを十分に接触させる方法などにより行う事ができ
る。反応は３０℃以上の温度で行い，硫酸を完全に芒硝
に転化させる。
ダと硫酸水溶液とを反応させるには，反応塔に固体のソ
ーダ灰および／または重炭酸ソーダを充填し，これに硫
酸水溶液を流通させながらバブリング等の方法によりこ
れらを十分に接触させる方法などにより行う事ができ
る。反応は３０℃以上の温度で行い，硫酸を完全に芒硝
に転化させる。
【００１９】出発原料となるソーダ灰および／または重
炭酸ソーダは合成品のみならず天然品ないしその精製品
も使用可能であり，それぞれの単独，あるいはその混合
品のいずれもが使用可能である。
炭酸ソーダは合成品のみならず天然品ないしその精製品
も使用可能であり，それぞれの単独，あるいはその混合
品のいずれもが使用可能である。
【００２０】固体のソーダ灰および／または重炭酸ソー
ダと接触させる硫酸水溶液の濃度は，高濃度の芒硝水溶
液を得るために，約１０重量％以上である事が好まし
く，より好ましくは約１５重量％〜約３０重量％の範囲
が望ましい。又，上記硫酸水溶液中には，芒硝が含まれ
ていてもなんら差し支えない。すなわち，本発明の方法
で使用する硫酸水溶液としては，電解後の電解槽からの
リターン液を使用するのが好適である。
ダと接触させる硫酸水溶液の濃度は，高濃度の芒硝水溶
液を得るために，約１０重量％以上である事が好まし
く，より好ましくは約１５重量％〜約３０重量％の範囲
が望ましい。又，上記硫酸水溶液中には，芒硝が含まれ
ていてもなんら差し支えない。すなわち，本発明の方法
で使用する硫酸水溶液としては，電解後の電解槽からの
リターン液を使用するのが好適である。
【００２１】上記反応は，硫酸に対しソーダ灰および／
または重炭酸ソーダが過剰に存在する条件下で行い，得
られる芒硝水溶液がアルカリ性となる事が必要である。
得られる芒硝水溶液のｐＨとしては７以上である事が必
要であり，より好ましくは８以上である事が望ましい。
または重炭酸ソーダが過剰に存在する条件下で行い，得
られる芒硝水溶液がアルカリ性となる事が必要である。
得られる芒硝水溶液のｐＨとしては７以上である事が必
要であり，より好ましくは８以上である事が望ましい。
【００２２】このようにしてｐＨ７以上の濃厚芒硝水溶
液を得た後，硫酸を添加して過剰のソーダ灰および／ま
たは重炭酸ソーダを中和し，更にｐＨを６以下の酸性溶
液とする。この溶液のｐＨとしては，６以下である事が
必要であり，より好ましくは３〜５の範囲が好適であ
る。
液を得た後，硫酸を添加して過剰のソーダ灰および／ま
たは重炭酸ソーダを中和し，更にｐＨを６以下の酸性溶
液とする。この溶液のｐＨとしては，６以下である事が
必要であり，より好ましくは３〜５の範囲が好適であ
る。
【００２３】この事により，水溶液中に溶解した大部分
の炭酸イオンがＣＯ2ガスとして放散され除去される。
添加する硫酸としては濃硫酸あるいは希硫酸水溶液のい
ずれでもよく，電解後の電解槽からのリターン液を使用
する事も可能である。又，電解液としてフィードする前
に，フィルター等により芒硝水溶液中に残存する固形分
等を除去する事が望ましい。
の炭酸イオンがＣＯ2ガスとして放散され除去される。
添加する硫酸としては濃硫酸あるいは希硫酸水溶液のい
ずれでもよく，電解後の電解槽からのリターン液を使用
する事も可能である。又，電解液としてフィードする前
に，フィルター等により芒硝水溶液中に残存する固形分
等を除去する事が望ましい。
【００２４】芒硝の水への溶解度は，３０℃付近で最大
値をとり約３２重量％である。又，５０℃〜９０℃の範
囲では約３０重量％である。本発明の方法に於いて，電
解液の芒硝の濃度は本発明の効果を得る上で約２０重量
％以上である事が望ましい。本発明の方法に於いて好適
な電解条件としては，安定性および電解効率の点から，
５０℃以上の温度である事が好ましく，より好ましい条
件としては６０℃〜９０℃の範囲が好適である。又，電
解で得られる硫酸水溶液をリサイクル使用する場合に
は，電解反応で芒硝をすべて硫酸に転化する必要はな
く，芒硝を約２〜１０重量％残留させてリサイクル使用
するのが好ましい。
値をとり約３２重量％である。又，５０℃〜９０℃の範
囲では約３０重量％である。本発明の方法に於いて，電
解液の芒硝の濃度は本発明の効果を得る上で約２０重量
％以上である事が望ましい。本発明の方法に於いて好適
な電解条件としては，安定性および電解効率の点から，
５０℃以上の温度である事が好ましく，より好ましい条
件としては６０℃〜９０℃の範囲が好適である。又，電
解で得られる硫酸水溶液をリサイクル使用する場合に
は，電解反応で芒硝をすべて硫酸に転化する必要はな
く，芒硝を約２〜１０重量％残留させてリサイクル使用
するのが好ましい。
【００２５】本発明の方法により，芒硝水溶液を電気分
解して苛性ソーダを製造するには，従来公知のイオン交
換膜法により実施する事ができる。隔膜として使用する
イオン交換膜としてはデュポン社製ナフィオン膜に代表
される含フッ素イオン交換膜の他，炭化水素系イオン交
換膜，あるいは変性バイポーラ膜などが挙げられる。
又，本発明の方法はガス拡散電極を使用する芒硝電解法
に於いてより大きな効果が得られ，低電力原単位で安定
した苛性ソーダの製造が可能である。陽極に水素ガス拡
散電極を使用し，陽極部に水素ガスを供給しながら電解
する場合について例示すると，図１のような電解槽の構
成となる。
解して苛性ソーダを製造するには，従来公知のイオン交
換膜法により実施する事ができる。隔膜として使用する
イオン交換膜としてはデュポン社製ナフィオン膜に代表
される含フッ素イオン交換膜の他，炭化水素系イオン交
換膜，あるいは変性バイポーラ膜などが挙げられる。
又，本発明の方法はガス拡散電極を使用する芒硝電解法
に於いてより大きな効果が得られ，低電力原単位で安定
した苛性ソーダの製造が可能である。陽極に水素ガス拡
散電極を使用し，陽極部に水素ガスを供給しながら電解
する場合について例示すると，図１のような電解槽の構
成となる。
【００２６】すなわち，陽イオン交換膜１を隔膜とし陽
極室２と陰極室３とを仕切る。該陽極室２には水素ガス
拡散電極４，該陰極室３には金属陰極５を設ける。更
に，該水素ガス拡散電極へ水素ガスを供給するための水
素室１０を設ける。６は被電解液である芒硝水溶液の入
口，７は生成硫酸水溶液の出口である。又，８は陰極室
への希薄苛性ソーダ水溶液の入口であり，９は生成した
濃厚苛性ソーダ水溶液および水素ガスの出口である。１
１および１２はそれぞれ水素ガスの入口及び出口であ
る。本発明の方法は又，上記例示の２室構造の電解槽だ
けでなく，３室構造あるいは４室構造の電解槽を用いる
芒硝電解においても適用が可能である。
極室２と陰極室３とを仕切る。該陽極室２には水素ガス
拡散電極４，該陰極室３には金属陰極５を設ける。更
に，該水素ガス拡散電極へ水素ガスを供給するための水
素室１０を設ける。６は被電解液である芒硝水溶液の入
口，７は生成硫酸水溶液の出口である。又，８は陰極室
への希薄苛性ソーダ水溶液の入口であり，９は生成した
濃厚苛性ソーダ水溶液および水素ガスの出口である。１
１および１２はそれぞれ水素ガスの入口及び出口であ
る。本発明の方法は又，上記例示の２室構造の電解槽だ
けでなく，３室構造あるいは４室構造の電解槽を用いる
芒硝電解においても適用が可能である。
【００２７】ガス拡散電極としては，炭素質の導電性多
孔質体を基材とし，これに電極反応を促進する白金等の
金属触媒成分を分散担持させシート状にしたものなどが
使用される。本発明の方法は水素ガス拡散電極のみなら
ず，陰極に酸素電極を使用し酸素ガスを吹き込みながら
電解する方法にも適用可能である。又，イオン交換膜と
電極間の距離は特に限定されず，電極をイオン交換膜に
接して設ける方法やイオン交換膜−電極接合体などの使
用も可能である。
孔質体を基材とし，これに電極反応を促進する白金等の
金属触媒成分を分散担持させシート状にしたものなどが
使用される。本発明の方法は水素ガス拡散電極のみなら
ず，陰極に酸素電極を使用し酸素ガスを吹き込みながら
電解する方法にも適用可能である。又，イオン交換膜と
電極間の距離は特に限定されず，電極をイオン交換膜に
接して設ける方法やイオン交換膜−電極接合体などの使
用も可能である。
【００２８】
【実施例】以下，本発明による芒硝水溶液の調製ならび
にこれを電気分解する事による苛性ソーダの製造方法に
ついて実施例を挙げて説明するが，本発明はこれらに限
定されるものではない。
にこれを電気分解する事による苛性ソーダの製造方法に
ついて実施例を挙げて説明するが，本発明はこれらに限
定されるものではない。
【００２９】実施例１ 反応塔に固体のソーダ灰粉末を充填し，温度を約５０℃
に保持しながら２０重量％の硫酸水溶液を流通させて接
触させた。ソーダ灰を過剰に存在させた状態で液を抜き
だし，フィルターで固形分を濾過分離した。得られた芒
硝水溶液の濃度は２５．０重量％，ｐＨは８．７であっ
た。
に保持しながら２０重量％の硫酸水溶液を流通させて接
触させた。ソーダ灰を過剰に存在させた状態で液を抜き
だし，フィルターで固形分を濾過分離した。得られた芒
硝水溶液の濃度は２５．０重量％，ｐＨは８．７であっ
た。
【００３０】ついで，この芒硝水溶液に濃硫酸を添加し
ｐＨを５．０とした。
ｐＨを５．０とした。
【００３１】上記のようにして得られた酸性芒硝水溶液
を，図１に示す電解槽に供給して電解を行った。陽極は
白金を担持した多孔質膜からなり，陰極にはニッケル製
のエクスパンドメタルを使用した。隔膜に含フッ素イオ
ン交換膜であるデュポン社製ナフィオンＮ−９０２を使
用し，膜面積は約３０ｃｍ2である。
を，図１に示す電解槽に供給して電解を行った。陽極は
白金を担持した多孔質膜からなり，陰極にはニッケル製
のエクスパンドメタルを使用した。隔膜に含フッ素イオ
ン交換膜であるデュポン社製ナフィオンＮ−９０２を使
用し，膜面積は約３０ｃｍ2である。
【００３２】陽極側の水素ガス供給室に水素ガスを１リ
ットル／分の速度で供給しながら，電流密度３０Ａ／ｄ
ｍ2，温度８０℃，陰極室苛性ソーダの濃度３０重量％
で電解を行った。
ットル／分の速度で供給しながら，電流密度３０Ａ／ｄ
ｍ2，温度８０℃，陰極室苛性ソーダの濃度３０重量％
で電解を行った。
【００３３】初期の電解電圧は２．３６Ｖであり，２０
００時間経過後、電解電圧は０．０４Ｖしか上昇しなか
った。
００時間経過後、電解電圧は０．０４Ｖしか上昇しなか
った。
【００３４】比較例１ 固体のソーダ灰に２０重量％の硫酸水溶液を接触させて
得られる芒硝水溶液に，濃硫酸を添加しない外は実施例
１と同様にして芒硝水溶液を調製した。この芒硝水溶液
の濃度は２５．０重量％，ｐＨは８．７であった。この
芒硝水溶液を実施例１と同様の水素ガス拡散電極法で電
気分解した。電流密度３０Ａ／ｄｍ2，温度８０℃，陰
極室苛性ソーダの濃度３０重量％で電解を行った。
得られる芒硝水溶液に，濃硫酸を添加しない外は実施例
１と同様にして芒硝水溶液を調製した。この芒硝水溶液
の濃度は２５．０重量％，ｐＨは８．７であった。この
芒硝水溶液を実施例１と同様の水素ガス拡散電極法で電
気分解した。電流密度３０Ａ／ｄｍ2，温度８０℃，陰
極室苛性ソーダの濃度３０重量％で電解を行った。
【００３５】その結果，初期の電解電圧は２．５６Ｖで
あり，４００時間経過後に電解電圧が約０．３０Ｖ上昇
した。
あり，４００時間経過後に電解電圧が約０．３０Ｖ上昇
した。
【００３６】実施例２ 反応塔に固体重炭酸ソーダ粉末を充填し，温度を約６０
℃に保ちながら２０重量％の硫酸水溶液を接触させた。
重炭酸ソーダを過剰に存在させながら生成液を抜きだ
し，芒硝水溶液を得た。
℃に保ちながら２０重量％の硫酸水溶液を接触させた。
重炭酸ソーダを過剰に存在させながら生成液を抜きだ
し，芒硝水溶液を得た。
【００３７】芒硝の濃度は２４．２重量％であり，液の
ｐＨは８．５であった。ついで，この芒硝水溶液に濃硫
酸を添加しｐＨを４．５とした。
ｐＨは８．５であった。ついで，この芒硝水溶液に濃硫
酸を添加しｐＨを４．５とした。
【００３８】上記のようにして得られた酸性芒硝水溶液
を電解槽に供給し，実施例１と同様の方法で電解を行っ
た。電流密度３０Ａ／ｄｍ2，温度８０℃，陰極室苛性
ソーダの濃度３０重量％で電解を行った結果，初期の電
解電圧は２．４０Ｖであり，２０００時間経過後で電解
電圧の上昇は０．０４Ｖであった。
を電解槽に供給し，実施例１と同様の方法で電解を行っ
た。電流密度３０Ａ／ｄｍ2，温度８０℃，陰極室苛性
ソーダの濃度３０重量％で電解を行った結果，初期の電
解電圧は２．４０Ｖであり，２０００時間経過後で電解
電圧の上昇は０．０４Ｖであった。
【００３９】
【効果】本発明の方法により，ソーダ灰および／または
重炭酸ソーダと硫酸水溶液から，濃厚かつ安定した組成
の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解する事により高
い生産効率が得られると共に，固形物の堆積やスケーリ
ングなどによる電槽や配管の閉塞等のトラブルがなく，
ガス拡散電極を使用する電解等に於いて特に電槽内での
ＣＯ2ガスの発生による阻害がなく，高い電解効率と共
に、電解電圧が殆ど上昇せず、安定した操業が達成され
る。
重炭酸ソーダと硫酸水溶液から，濃厚かつ安定した組成
の芒硝水溶液が得られ，これを電気分解する事により高
い生産効率が得られると共に，固形物の堆積やスケーリ
ングなどによる電槽や配管の閉塞等のトラブルがなく，
ガス拡散電極を使用する電解等に於いて特に電槽内での
ＣＯ2ガスの発生による阻害がなく，高い電解効率と共
に、電解電圧が殆ど上昇せず、安定した操業が達成され
る。
【図１】実施例及び比較例で使用した電解槽の断面図で
ある。
ある。
１ 陽イオン交換膜１ ２ 陽極室 ３ 陰極室 ４ 水素ガス拡散電極 ５ 金属陰極 ６ 芒硝水溶液の入口 ７ 生成硫酸水溶液の出口 ８ 陰極室への希薄苛性ソーダ水溶液の入口 ９ 生成した濃厚苛性ソーダ水溶液および水素ガスの出
口 １０ 水素室 １１ 水素ガスの入口 １２ 水素ガスの出口
口 １０ 水素室 １１ 水素ガスの入口 １２ 水素ガスの出口
Claims (3)
- 【請求項１】イオン交換膜法により芒硝水溶液を電気分
解して苛性ソーダを製造する方法に於いて，３０℃以上
の温度で，固体のソーダ灰および／または重炭酸ソーダ
に硫酸水溶液を接触させ，ｐＨ７以上の芒硝水溶液を得
た後，該水溶液に硫酸を添加してｐＨ６以下の酸性と
し，５０℃以上の温度で電気分解する事を特徴とする芒
硝水溶液の電解方法。 - 【請求項２】芒硝水溶液の濃度が２０重量％以上である
特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】陽極に水素ガス拡散電極を使用する特許請
求の範囲第１項および第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33616092A JP3196382B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 芒硝水溶液の電解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33616092A JP3196382B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 芒硝水溶液の電解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184781A true JPH06184781A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3196382B2 JP3196382B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=18296301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33616092A Expired - Fee Related JP3196382B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 芒硝水溶液の電解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196382B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102899679A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-30 | 四川大学 | 利用石膏矿化co2联产硫酸的方法 |
| CN103060834A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 厦门紫金矿冶技术有限公司 | 一种电解硫酸钠的工艺流程 |
| CN110578178A (zh) * | 2019-10-11 | 2019-12-17 | 振德医疗用品股份有限公司 | 一种低温水洗聚乙烯醇纤维的装置及其方法 |
| KR20200006867A (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-21 | 주식회사 포스코 | 소결 배가스 탈황 부산물 처리방법 |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP33616092A patent/JP3196382B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103060834A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 厦门紫金矿冶技术有限公司 | 一种电解硫酸钠的工艺流程 |
| CN103060834B (zh) * | 2011-10-20 | 2016-08-24 | 厦门紫金矿冶技术有限公司 | 一种电解硫酸钠的工艺流程 |
| CN102899679A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-30 | 四川大学 | 利用石膏矿化co2联产硫酸的方法 |
| KR20200006867A (ko) * | 2018-07-11 | 2020-01-21 | 주식회사 포스코 | 소결 배가스 탈황 부산물 처리방법 |
| CN110578178A (zh) * | 2019-10-11 | 2019-12-17 | 振德医疗用品股份有限公司 | 一种低温水洗聚乙烯醇纤维的装置及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3196382B2 (ja) | 2001-08-06 |
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|---|---|---|---|
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