JPH06220675A - 電解槽 - Google Patents

電解槽

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JPH06220675A
JPH06220675A JP5008327A JP832793A JPH06220675A JP H06220675 A JPH06220675 A JP H06220675A JP 5008327 A JP5008327 A JP 5008327A JP 832793 A JP832793 A JP 832793A JP H06220675 A JPH06220675 A JP H06220675A
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JP
Japan
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electrolytic cell
anode
cathode
plate
electrode
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Application number
JP5008327A
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English (en)
Inventor
Hajime Suzuki
一 鈴木
Satoru Ito
覚 伊藤
Tomohiko Fujita
友彦 藤田
Toshio Harada
俊雄 原田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解槽上面からの熱エネルギ−ロスを抑制
し、陰極及び陽極の銅等の導体の腐食を防止し、経済的
で操作性の良い電解槽を提供する。 【構成】 陰極及び陽極を電解槽に挿入した状態で密閉
となる構造を有する電解槽。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硫酸マンガン水溶液を
電気分解して二酸化マンガンを得るための電解槽に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来における二酸化マンガンを得るため
の方法は以下の通りである。
【0003】上面が開放形の電解槽に硫酸マンガン水溶
液を連続的に供給してオ−バ−フロ−させる。次に、陰
極と陽極を交互に電解槽に設置した後、電解槽内の硫酸
マンガン水溶液を温度80〜98℃に昇温して通電を開
始する。通電を開始すると硫酸マンガン水溶液が電気分
解して二酸化マンガンが陽極に析出するとともに硫酸と
水素が生成する。生成した水素は陰極と陽極の隙間から
大気中に発散する。その反応式は化1に示す通りであ
る。
【0004】
【化1】
【0005】陽極に所定量の二酸化マンガンを析出させ
た後、陽極を電解槽より引上げ、二酸化マンガンを剥
離、回収する。この陽極を元の電解槽に戻し、通電を開
始して二酸化マンガンを陽極に析出させる操作が繰り返
される。
【0006】工業的に用いられる一般的な電解槽の大き
さは、幅1000〜2000mm,長さ2000〜70
00mm,深さ1000〜3000mmである。電極の
構造は、電気を導くための導体(極棒と呼ぶ)と、これ
に接続した極板から構成される。極棒には電気伝導性が
よく経済的な銅が一般に使用され、また、極板にはカー
ボン(陰極)及びチタン(陽極)が一般に使用される。
その極板の大きさは電解槽の大きさに応じて最適な大き
さが設計される。極板の形状は析出した二酸化マンガン
が剥離しないようにメ−カ−によって種々工夫がなされ
ている。
【0007】陰極板と陽極板の間隔は一般に数cm〜十
数cmで、その数は電解槽の大きさにもよるが、各々数
十枚が一般的である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術には大きな問題点がある。
【0009】第一に、電気分解温度が80〜98℃と高
温であり、開放形の電解槽を使用するために上面部から
の熱エネルギ−ロスが大きいことである。
【0010】このような上面部からの熱エネルギ−ロス
に対しては、電解槽に蓋をして防ぐ方法が容易に考えら
れるが、この場合には極棒も電解槽内に密閉化されこと
となり、高温の硫酸蒸気に晒されて銅が腐食され、製品
中の銅不純物が増加する原因となる。また、蓋には極棒
を通すための開孔部が多数必要となり、構造が複雑にな
るとともに、陽極に析出した二酸化マンガンを回収する
度に、大きく複雑な蓋を取り去る作業が伴い、煩雑とな
って現実的でない。
【0011】第二に、電解槽の上面からは硫酸を含んだ
蒸気が発生する他、硫酸マンガン水溶液の電気分解によ
り発生する水素に電解液が同伴することによって、銅製
極棒が腐食する問題が生ずることである。これは、導体
としてアルミニウムや炭素鋼を使用した場合も同様であ
る。この場合も前記と同様の理由で、製品中の銅、アル
ミ、鉄不純物が増加する原因となる。
【0012】この問題を解決するために、銅等の導体を
耐蝕性のあるチタン等でクラッド化した材料を使用する
例がみられる。
【0013】しかし、硫酸を含んだ蒸気や水素に同伴す
る電解液に接する部分を全てチタン等でクラッド化する
ことは、非常に高価な電解槽となるため、製品である二
酸化マンガンの生産コストに大きく影響することとな
る。
【0014】そのため、この問題点を解決するために工
業的に使用されている方法として、高温の電解液にパラ
フィンワックスを添加して、電解液面上にパラフィンワ
ックスの液層を形成させる方法がある。
【0015】しかし、この方法によっても、蒸気中の硫
酸の分圧はパラフィンの分圧分だけ低くなる程度であ
り、発生する水素に同伴する飛沫を完全に押さえること
は不可能である。さらに、火花によるパラフィンの着
火、火災の危険性もある。
【0016】その他の工業的方法として、電解液面上に
比重の小さい、中空状のプラスチック又はガラス状のボ
−ル等を浮かべる方法もある。
【0017】しかし、これらの方法によっても蒸気及び
飛沫を完全に押さえることは不可能である。
【0018】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、硫酸マンガン水溶液を電気分
解して二酸化マンガンを得る電解槽において、電解槽上
面からの熱エネルギ−ロスを抑制し、陰極及び陽極の銅
等の導体の腐食を防止し、経済的で操作性の良い電解槽
を提供するものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の問題
点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の発明
に至ったものである。すなわち、本発明は、硫酸マンガ
ン水溶液を電気分解して陽極に二酸化マンガンを析出さ
せた後、陽極を電解槽から取り出して二酸化マンガンを
回収する電解槽において、陰極及び陽極を電解槽に挿入
した状態で密閉となる構造を有することを特徴とする電
解槽である。
【0020】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。
【0021】本発明における電解槽は、陰極及び陽極を
電解槽に挿入した状態で密閉となる構造を有するもので
ある。
【0022】ここに、電解槽が密閉となる構造とは、特
に限定するものではないが、例えば、1)電解槽の上面
に板状の電極保持板を置き、電解槽の上面のフランジ面
をシ−ルし、この電極保持板には陰極及び陽極を挿入で
きるような開孔部があり、陰極及び陽極を挿入すること
により電極保持板と両電極がシ−ルされ密閉となる構
造、2)電解槽に陰極を設置し、その陰極の間に陽極を
設置することで陰極の最上部と陽極の最上部がゴム弾性
を有する絶縁材質を介して接触して密閉化される構造等
があげられる。
【0023】1)の構造においては、硫酸マンガン水溶
液を電気分解して、所定量の二酸化マンガンを析出させ
た後、陽極を引き上げて二酸化マンガンを回収する。回
収後は陽極を元の電極保持板に挿入することにより密閉
化が保たれる。
【0024】2)の構造においては、硫酸マンガン水溶
液を電気分解して、所定量の二酸化マンガンを析出させ
た後、陽極を引き上げて二酸化マンガンを回収する。回
収後は陽極を元の位置に挿入することにより密閉化が保
たれる。
【0025】電解槽における電極保持板は、陰極及び陽
極を挿入できるような開孔部を有するもので、両極を挿
入し、陽極に二酸化マンガンが析出した状態で、その重
さに十分耐える強度を有すること、十分にシ−ルできる
構造、材質を有していること、耐熱性があり硫酸、硫酸
マンガン水溶液に対する耐薬品性があれば、その材質、
構成等を限定するものではない。例えば、材質として
は、炭素鋼にゴムライニングしたもの、FRPライニン
グしたもの等があげられる。この電極保持板の開孔部の
数は両電極の挿入数で決定される。
【0026】また、両電極は、極棒部、シ−ル機構及び
極板から構成されており、最上部が電源から極板へ電気
を導くための極棒でありそれに極板が接続している。
【0027】シ−ル機構は極棒を構成する材質及び構造
により構成されるものであり、極棒自体の材質や両極板
の材質によって限定されるものではない。シール機構と
しては、電解槽が密閉できるものであれば特に限定する
ものではなく、例えば、スポンジガスケット、ゴム弾性
を有するガスケット等があげられる。
【0028】両電極間の絶縁性を保つために、陽極、陰
極、電極保持板の全て又はいずれかに絶縁材料を使用す
る必要がある。
【0029】陽極としては、例えば、チタン、チタン合
金、銅、カーボン等が使用され、陰極としては、例え
ば、カーボン等が使用される。
【0030】極棒は、電気の良導体であれば特に材質を
限定するものではなく、例えば、銅やアルミニウム、炭
素鋼等が使用される。さらに、極棒の腐食を防ぐために
耐熱性、耐食性の材料、例えば、ゴム、FRR、チタ
ン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金等で
覆うことも可能である。
【0031】以上のような密閉構造の電解槽を使用して
電気分解を行なう場合、電解槽の上面が密閉化されてい
るため、上面からの熱エネルギ−ロスが押さえられると
共に、硫酸を含んだ蒸気や飛沫の同伴がなくなり、導体
部の腐食もなくなる。
【0032】本発明の電解槽は硫酸マンガン水溶液の電
気分解に用いられる通常の電解槽に適用することができ
るが、それにとどまらず、目的とする電気分解生成物が
陰極又は陽極に析出し、これを回収するために陰極又は
陽極を電解槽から引き上げなければならない形式の電解
槽にも適用できるものである。
【0033】以下に、本発明を図1、図2、図3を用い
て説明するが、これら3例は例示でありこれらに限定さ
れるものではない。
【0034】図1の電解槽は、上面が開放形の電解槽本
体1、電極保持板3、極棒4、陰極板5及び陽極板6か
ら構成されている。
【0035】電解槽本体の上にゴム弾性を有する絶縁性
の電極保持板を設置し、電解槽本体のフランジ面と電極
保持板の間がシ−ルされている。
【0036】そして、電極保持板は両極板の数に相当す
る開孔部を設け、電極を挿入することにより電極と電極
保持板がシ−ルされる構造となっている。従って、開孔
部の間隔も挿入する電極の数によって決まる。
【0037】両電極は電源から電気を導く最上部の極棒
とその下の極板から構成され、極板は極棒4に接続され
ている。
【0038】極棒における導体は、耐熱性、耐蝕性の材
料で覆われ、ゴム弾性を有するガスケット等で電極保持
板の上面との間をシ−ルされる構造となっている。
【0039】図2の電解槽は、上面が開放形の電解槽本
体1、電極保持板3、極棒4、陰極板5及び陽極板6か
ら構成されている。
【0040】電解槽本体の上にゴム弾性を有する絶縁性
の電極保持板を設置し、電解槽本体のフランジ面と電極
保持板の間がシ−ルされている。
【0041】そして、電極保持板には両電極の数に相当
する開孔部を設け、電極を挿入することにより電極と電
極保持板がシ−ルされる構造となっている。従って、開
孔部の間隔も挿入する両電極の数によって決まる。
【0042】両電極は電源から電気を導く最上部の極棒
とその下の極板から構成され、極板は極棒4に接続され
ている。
【0043】極棒における導体は、耐熱性、耐蝕性の材
料で覆われ、両電極を電極保持板の開孔部に挿入したと
きに、極棒の側面と開孔部の側面が接してシ−ルされる
構造となっている。
【0044】図3の電解槽は、上面が開放形の電解槽本
体1、極棒4、陰極板5及び陽極板6から構成されてい
る。
【0045】そして両電極は導体を耐熱性、耐蝕性の材
質で覆った極棒4と、極板から構成されている。
【0046】陰極と陰極の間に陽極を挿入したとき、陽
極に付属したゴム弾性を有する絶縁性のガスケット等
で、陰極の上面との間をシ−ルする構造となっている。
【0047】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0048】実施例1 内寸法で幅1500mm,長さ5000mm,深さ15
00mmの内面をゴムライニングした上面が開放形の電
解槽に、図1に示す構造の電極保持板、陰極及び陽極を
設置した。硫酸マンガン水溶液を電解槽に連続的に供給
し、側面よりオ−バ−フロ−させた。また、電極保持板
の最端部には発生した水素を放出するためのノズル8を
設けた。電解槽温度は蒸気を使用して間接加熱で95℃
に保った。通電を開始して12日目に陽極を電解槽から
引き上げて3600kgの二酸化マンガンを回収した。
【0049】その電解条件を以下に示す。
【0050】電解液のマンガン濃度 30g/l 電解液の硫酸濃度 30g/l 電流密度 0.8A/dm2 大気温度 16℃ 電解槽の温度を所定の温度に保つために使用した蒸気の
量を測定し、二酸化マンガン1kgを得るために使用し
た蒸気量を求めた結果、1.30kg/kgとなった。
また、化学分析の結果、製品中の銅の含有率は0.3p
pmであった。
【0051】実施例2 実施例1における電解槽に、図2に示す構造の電極保持
板、陰極及び陽極を設置した以外は実施例1と同様の条
件で電解を行なった結果、二酸化マンガン1kgを得る
ために使用した蒸気量は1.27kg/kgとなった。
また、化学分析の結果、製品中の銅の含有率は0.3p
pmであった。
【0052】実施例3 実施例1における電解槽に、図3に示す構造の陰極及び
陽極を設置した以外は実施例1と同様の条件で電解を行
なった結果、二酸化マンガン1kgを得るために使用し
た蒸気量は1.28kg/kgとなった。また、化学分
析の結果、製品中の銅の含有率は0.3ppmであっ
た。
【0053】比較例 実施例1における電解槽に、図4に示す構造の陰極及び
陽極を設置し、また、同電解槽にパラフィンワックスを
添加して、厚み5cmの液状のパラフィン層を形成させ
た以外は、実施例1と同様の条件で電解を行なった結
果、二酸化マンガン1kgを得るために使用した蒸気量
は3.04kg/kgとなった。また、化学分析の結
果、製品中の銅の含有率は10ppmであった。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硫酸マン
ガン水溶液の電解槽は、陰極及び陽極を挿入することに
より密閉化され、従来の開放形の電解槽に比較して熱エ
ネルギ−ロスが少なく、蒸気原単位が向上し、また、導
体の腐食による銅等の不純物の混入も防止できる効果を
有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解槽の側面図である。
【図2】本発明の電解槽の側面図である。
【図3】本発明の電解槽の側面図である。
【図4】従来の開放形電解槽の側面図である。
【符号の説明】
1:電解槽本体 2:硫酸マンガン水溶液 3:電極保持板 4:極棒 5:陰極板 6:陽極板 7:スポンジガスケット 8:水素発散用ノズル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸マンガン水溶液を電気分解して陽極
    に二酸化マンガンを析出させた後、陽極を電解槽から取
    り出して二酸化マンガンを回収する電解槽において、陰
    極及び陽極を電解槽に挿入した状態で密閉となる構造を
    有することを特徴とする電解槽。
  2. 【請求項2】 上面が開放形の電解槽であり、電解槽の
    上面に陽極及び陰極を挿入する開孔部を有する電極保持
    板を置き、電極保持板の開孔部に陰極と陽極を交互に挿
    入する構造とし、陰極と陽極の上部が電極保持板に接し
    て密閉化する構造であることを特徴とする請求項1記載
    の電解槽。
  3. 【請求項3】 上面が開放形の電解槽であり、挿入した
    陰極及び陽極がゴム弾性を有する絶縁材を介して接する
    ことにより密閉化する構造であることを特徴とする請求
    項1記載の電解槽。
JP5008327A 1993-01-21 1993-01-21 電解槽 Pending JPH06220675A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103726067A (zh) * 2013-12-24 2014-04-16 柳州豪祥特科技有限公司 一种生产电解二氧化锰的电解系统
JP2016102228A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
CN106661740A (zh) * 2014-06-13 2017-05-10 冰岛大学 氨的电解生产

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103726067A (zh) * 2013-12-24 2014-04-16 柳州豪祥特科技有限公司 一种生产电解二氧化锰的电解系统
CN106661740A (zh) * 2014-06-13 2017-05-10 冰岛大学 氨的电解生产
CN106661740B (zh) * 2014-06-13 2019-03-22 冰岛大学 氨的电解生产
JP2016102228A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途

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