JPH0790659A - Removing method of chlorate in production process of caustic soda and analysis of chlorate - Google Patents
Removing method of chlorate in production process of caustic soda and analysis of chlorateInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、食塩溶解液を電気分解
してカセイソーダを製造する方法において、塩素酸塩を
含む溶液から塩素酸塩を除去する方法及び溶液中の塩素
酸塩の濃度を分析する方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for electrolyzing a sodium chloride solution to produce caustic soda, a method for removing chlorate from a solution containing chlorate, and a concentration of chlorate in the solution. Regarding how to analyze.
【0002】[0002]
【従来の技術】苛性ソーダ(NaOH)の製造法として
は、従来例えば隔膜法が実施されている。この他水銀法
やイオン交換膜法も知られており、これらの方法で製造
した苛性ソーダは隔膜法で製造したものに比べて品質が
優れているため、過去においては水銀法が主流をなして
きたが、水銀汚染を契機とする行政指導により、現在で
は実施されていない。2. Description of the Related Art As a method for producing caustic soda (NaOH), for example, a diaphragm method has been conventionally practiced. In addition, the mercury method and the ion exchange membrane method are also known. Since the quality of caustic soda produced by these methods is superior to that produced by the diaphragm method, the mercury method has been the mainstream in the past. However, it is not currently implemented due to administrative guidance triggered by mercury pollution.
【0003】ところで隔膜法は食塩溶解液を電気分解し
て苛性ソーダを製造する方法であり、その製造工程は、
原塩を溶解し原塩中の不純物を除去する塩水精製工程
と、塩水を電解槽にて電気分解し苛性ソーダを得る電解
工程と、電解槽により得られた10〜12重量%苛性ソ
ーダを約50重量%となるまで蒸発缶にて濃縮する蒸発
濃縮工程とからなる。By the way, the diaphragm method is a method for producing caustic soda by electrolyzing a salt solution, and the production process is as follows.
A salt water purification step of dissolving the raw salt and removing impurities in the raw salt, an electrolysis step of electrolyzing the salt water in an electrolytic cell to obtain caustic soda, and about 50 weight of 10 to 12% by weight caustic soda obtained by the electrolytic cell. The process consists of an evaporative concentration step of concentrating in an evaporator until the content becomes%.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上述
の隔膜法では、工場排水の低減のため、排水のクロ−ズ
ド化が推進され、処理水(析出塩の溶解塩水)の一部が
原塩の溶解に使われるため、原塩を溶解した塩水(食塩
溶解液)中にクロレートが存在し、またこのクロレート
(NaClO3 )は電気分解後の電解液(カセイソーダ
溶液)ではその含有量が増加することが知られている。
ここで塩水中にクロレートが多量に存在すると電気分解
時の電流効率が低下したり、電解槽や電解槽を仕切る隔
膜の寿命が短縮され、電力原単位の低下の原因となる。However, in the above-mentioned diaphragm method, in order to reduce the wastewater from the factory, the wastewater is promoted to be closed, and a part of the treated water (dissolved salt solution of precipitated salt) dissolves the original salt. Therefore, chlorate exists in salt water (saline solution) in which the original salt is dissolved, and the content of this chlorate (NaClO 3 ) increases in the electrolytic solution (caustic soda solution) after electrolysis. Are known.
If a large amount of chlorate is present in salt water, the current efficiency at the time of electrolysis will be reduced, and the life of the electrolytic cell or the diaphragm partitioning the electrolytic cell will be shortened, which will cause a reduction in power consumption.
【0005】また電解液中にクロレートが多量に存在す
ると蒸発濃縮工程で使用されるニッケル(Ni)製の蒸
発缶の使用寿命が短縮されるが、蒸発濃縮工程はこの製
造法において重要な工程であり、蒸発缶がトラブルを起
こして濃縮処理が停止されると大きな損失を招き、また
蒸発缶の材料となるニッケルは高価であるためその交換
回数が多くなると製造コストが高くなる。Further, the presence of a large amount of chlorate in the electrolytic solution shortens the service life of the nickel (Ni) evaporator used in the evaporative concentration step, but the evaporative concentration step is an important step in this manufacturing method. However, if the evaporator causes a trouble and the concentration process is stopped, a large loss is caused, and since nickel, which is a material of the evaporator, is expensive, the manufacturing cost increases if the number of times of replacement is large.
【0006】そこで塩水や電解液からクロレートを除去
することが必要となるが、この方法としては例えばクロ
レートを含む苛性ソーダ水溶液を強塩基性陰イオン交換
樹脂と接触させ、不純物を除去した後に活性炭と接触さ
せて苛性ソーダ水溶液を精製する方法や、塩素酸塩等の
不純物を含む苛性アルカリ液に、第一鉄塩または第二鉄
塩とナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートとを
微量添加後、この溶液を加熱処理して不純物を除去する
方法、あるいは塩素酸塩をルテニウム触媒の存在下でホ
ルムアルデヒド、アルコール、ホルマール化合物等の還
元剤の内少くとも1種の化合物の存在下でpH4以上の
水溶液中で分解させる方法等が提案されている。Therefore, it is necessary to remove the chlorate from the salt water or the electrolytic solution. For this method, for example, an aqueous caustic soda solution containing chlorate is contacted with a strongly basic anion exchange resin to remove impurities, and then contacted with activated carbon. A method of purifying an aqueous solution of caustic soda, or a caustic alkali solution containing impurities such as chlorate, after adding a small amount of ferrous salt or ferric salt and sodium formaldehyde sulfoxylate, heat treating this solution. To remove impurities, or to decompose chlorate in the presence of ruthenium catalyst in the presence of at least one reducing agent such as formaldehyde, alcohol or formal compound in an aqueous solution having a pH of 4 or more, etc. Is proposed.
【0007】しかしながらイオン交換樹脂による方法
は、苛性ソーダ水溶液をイオン交換樹脂や活性炭と接触
させる装置が必要となり、装置構成が複雑化すると共
に、隔膜法電解液中の多量のクロレ−トのため、イオン
交換樹脂や活性炭の交換頻度が多くなり運転コストが上
昇するという問題があり、また第一鉄塩等とナトリウム
ホルムアルデヒドスルホキシレートを添加する方法は、
運転コストの上昇や、処理後に添加物質を除去する工程
が必要となるという問題がある。さらにルテニウム触媒
の下でホルムアルデヒド等の還元剤を添加する方法は、
溶液をpH4以上に調整しなければならず処理が面倒で
あると共に、触媒層が必要な事、触媒寿命、食品にも苛
性ソ−ダが使用されることから有害なホルムアルデヒド
の残留等という問題がある。However, the method using an ion-exchange resin requires an apparatus for contacting an aqueous solution of caustic soda with an ion-exchange resin or activated carbon, which complicates the apparatus structure and causes a large amount of chlorate in the electrolytic solution for the diaphragm method. There is a problem that the exchange cost of the exchange resin or activated carbon increases and the operating cost rises, and the method of adding ferrous salt and sodium formaldehyde sulfoxylate is
There are problems that the operating cost rises and that a step of removing the added substance after the treatment is required. Furthermore, the method of adding a reducing agent such as formaldehyde under a ruthenium catalyst is
The solution must be adjusted to pH 4 or more, and the treatment is troublesome, and there are problems that a catalyst layer is required, the catalyst life is long, and harmful formaldehyde remains due to the use of caustic soda in foods. is there.
【0008】このようにクロレート等の塩素酸塩の除去
については従来より種々の手法が試みられて来たが、有
効な決め手は未だ見い出されていないのが現状であり、
さらに塩素酸塩の除去のために添加される添加剤として
は、有害でないこと、苛性ソーダの品質に著しい低下を
きたさないこと等の制約がある。As described above, various methods have been tried in the past for the removal of chlorates such as chlorate, but the effective decisive factor has not yet been found.
Further, as additives to be added for removing chlorate, there are restrictions such as not being harmful and causing no significant deterioration in the quality of caustic soda.
【0009】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は苛性ソ−ダの製造工程において、
食塩溶解液及び/または苛性ソ−ダ溶液から塩素酸塩を
効率よく除去できる塩素酸塩の除去方法を提供すること
にある。The present invention has been made under the circumstances as described above, and its purpose is in the manufacturing process of caustic soda.
It is an object of the present invention to provide a method for removing chlorate which can efficiently remove chlorate from a salt solution and / or a caustic soda solution.
【0010】また本発明の他の目的は、還元物質が存在
する溶液中の塩素酸塩の濃度を正確に測定することがで
きる塩素酸塩の分析方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for analyzing chlorate which can accurately measure the concentration of chlorate in a solution containing a reducing substance.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、食塩
溶解液を電気分解して苛性ソーダ溶液を製造する方法に
おいて、食塩溶解液及び/または苛性ソーダ溶液に亜硫
酸ナトリウムを添加することにより、前記食塩溶解液及
び/または苛性ソーダ溶液に含まれる塩素酸塩を分解し
て除去することを特徴とする。The invention according to claim 1 is a method for producing a caustic soda solution by electrolyzing a salt solution, wherein sodium sulfite is added to the salt solution and / or the caustic soda solution. It is characterized in that the chlorate contained in the salt solution and / or the caustic soda solution is decomposed and removed.
【0012】請求項2の発明は、pHが2以上の溶液中
に含まれる塩素酸塩を、当該溶液に亜硫酸ナトリウムを
添加して除去した後、塩素酸塩の残存量を定量分析する
方法において、前記溶液に過剰の次亜塩素酸ナトリウム
及び/または過酸化水素水を添加して未反応の亜硫酸ナ
トリウムを酸化する工程と、その後この溶液に過酸化銀
を添加して次亜塩素酸ナトリウム及び/または過酸化水
素水を分解する工程と、次いでこの溶液をろ過してろ過
液を得る工程と、を含む前処理を行い、この前処理で得
られたろ過液を用いて、塩素酸塩の残存量の定量分析を
行うことを特徴とする。The invention of claim 2 is a method for quantitatively analyzing the remaining amount of chlorate after removing chlorate contained in a solution having a pH of 2 or more by adding sodium sulfite to the solution. , A step of adding excess sodium hypochlorite and / or hydrogen peroxide solution to the solution to oxidize unreacted sodium sulfite, and thereafter adding silver peroxide to this solution to add sodium hypochlorite and And / or a step of decomposing hydrogen peroxide water, and then a step of obtaining a filtrate by filtering this solution, and using the filtrate obtained in this pretreatment, It is characterized in that the residual amount is quantitatively analyzed.
【0013】請求項3の発明は、食塩溶解液を電気分解
して苛性ソーダ溶液を製造する方法において、食塩溶解
液に亜硫酸ナトリウムを添加し、この溶液について前処
理を行うことを特徴とする。According to the third aspect of the invention, in a method for producing a caustic soda solution by electrolyzing a salt solution, sodium sulfite is added to the salt solution, and the solution is pretreated.
【0014】[0014]
【作用】食塩溶解液を電気分解して苛性ソ−ダを製造す
る方法において、原塩を溶解した食塩溶解液及び/また
は電気分解後の苛性ソ−ダ溶液に亜硫酸ナトリウムを添
加すると、各溶液中に含まれる次亜塩素酸塩及び塩素酸
塩と亜硫酸ナトリウムとが反応し、塩素酸塩はpH領域
により分解率は異なるものの、アルカリ性でも亜硫酸ナ
トリウムにより分解され、除去される。In the method for producing a caustic soda by electrolyzing a salt solution, sodium sulfite is added to the salt solution in which the original salt is dissolved and / or the electrolyzed caustic soda solution to add each solution. Hypochlorite and chlorate contained therein react with sodium sulfite, and although chlorate has a different decomposition rate depending on the pH range, it is decomposed and removed by sodium sulfite even if it is alkaline.
【0015】また塩素酸塩を除去した後の溶液に過剰の
次亜塩素酸ナトリウム及び/または過酸化水素水を添加
すると、未反応の亜硫酸ナトリウムが酸化される。さら
に溶液に過酸化銀を添加すると、未反応の次亜塩素酸ナ
トリウム及び/または過酸化水素水が分解され、未反応
の過酸化銀はろ過により除去される。このろ液を用いて
塩素酸塩の残存量の分析を行うと、分析時における塩素
酸塩と亜硫酸ナトリウムとの反応が回避でき塩素酸塩の
濃度が正確に分析できる。If excess sodium hypochlorite and / or hydrogen peroxide solution is added to the solution after removing the chlorate, unreacted sodium sulfite is oxidized. When silver peroxide is further added to the solution, unreacted sodium hypochlorite and / or hydrogen peroxide solution is decomposed, and unreacted silver peroxide is removed by filtration. When the residual amount of chlorate is analyzed using this filtrate, the reaction between chlorate and sodium sulfite at the time of analysis can be avoided, and the concentration of chlorate can be accurately analyzed.
【0016】[0016]
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。本発
明は食塩溶解液を電気分解して苛性ソーダを製造する方
法即ち隔膜法において、塩素酸塩例えばクロレートを含
む溶液に亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 )を添加し
て、クロレートを塩化ナトリウム(NaCl)に分解し
除去するものである。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. The present invention relates to a method of producing caustic soda by electrolyzing a salt solution, that is, a diaphragm method, in which sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) is added to a solution containing a chlorate, for example, chlorate to add chlorate to sodium chloride (NaCl). It is decomposed and removed.
【0017】実際に亜硫酸ナトリウムを添加する工程
を、図1に示す隔膜法の製造工程図により説明する。先
ず原料である原塩を溶解槽にて溶解し(原塩溶解工
程)、精製槽にてこの塩水中に例えば水酸化ナトリウム
(NaOH)、炭酸ナトリウム(Na2 CO3 )等を添
加し、原塩中に含まれるCa、Mg、Fe等の隔膜に有
害な不純物を除去する(一次精製工程)。The process of actually adding sodium sulfite will be described with reference to the manufacturing process diagram of the diaphragm method shown in FIG. First, the raw salt as a raw material is dissolved in a dissolving tank (raw salt dissolving step), and sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) or the like is added to the salt water in the refining tank. Impurities such as Ca, Mg and Fe contained in the salt that are harmful to the diaphragm are removed (primary purification step).
【0018】次にpH調整槽にて例えば塩酸(HCl)
を添加し、塩水を中和した後亜硫酸ナトリウムを添加す
る。ここで亜硫酸ナトリウムはクロレートに対して多量
に添加してもよいが、未反応の亜硫酸ナトリウムが存在
すると苛性ソーダの品質が劣化し、また亜硫酸ナトリウ
ムのコストも上昇することから、亜硫酸ナトリウムの添
加量は塩水中に存在するクロレートに対し1〜2当量で
あることが好ましい。亜硫酸ナトリウムの添加後、10
〜15分以上例えばポンプ循環又は攪拌機により溶液を
攪拌して反応させる。なおpH調整槽から次工程が行な
われる電解槽1へ供給される塩水の温度は約60〜80
℃であるので、特に加温する必要はないが、反応温度は
高い程好ましい。Next, in a pH adjusting tank, for example, hydrochloric acid (HCl)
Is added to neutralize the salt water, and then sodium sulfite is added. Here, sodium sulfite may be added in a large amount with respect to chlorate, but the presence of unreacted sodium sulfite deteriorates the quality of caustic soda and also increases the cost of sodium sulfite. It is preferably 1 to 2 equivalents relative to the chlorate present in the salt water. 10 after addition of sodium sulfite
The solution is stirred and reacted by, for example, pump circulation or a stirrer for 15 minutes or more. The temperature of the salt water supplied from the pH adjusting tank to the electrolytic cell 1 in which the next step is carried out is about 60-80.
Since it is at 0 ° C, it is not necessary to particularly heat it, but the higher the reaction temperature, the more preferable.
【0019】ここでクロレートと亜硫酸ナトリウムとを
反応させると次式に示すように、クロレートは塩化ナト
リウムに還元分解され、亜硫酸ナトリウム自体は硫酸ナ
トリウム(Na2 SO4 )に酸化される。 NaClO3 +3Na2 SO3 →3Na2 SO4 +NaCl…(1) クロレートの分解反応後、塩水を、例えば石綿繊維及び
石綿布からなる隔膜11で陽極室13と陰極室12とに
仕切られた電解槽1へ送り、電気分解を行なう(電気分
解工程)。この電気分解により陽極室13よりCl2 ガ
ス、陰極室12より苛性ソーダ溶液及びH2 ガスが得ら
れる。When chlorate is reacted with sodium sulfite, the chlorate is reductively decomposed into sodium chloride, and sodium sulfite itself is oxidized to sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) as shown in the following formula. NaClO 3 + 3Na 2 SO 3 → 3Na 2 SO 4 + NaCl (1) After the decomposition reaction of chlorate, salt water is divided into an anode chamber 13 and a cathode chamber 12 by a diaphragm 11 made of asbestos fiber and asbestos cloth, for example. 1 to perform electrolysis (electrolysis step). Cl 2 gas from the anode chamber 13 by the electrolysis, sodium hydroxide solution and H 2 gas is obtained from the cathode compartment 12.
【0020】なお各工程における溶液中のクロレート濃
度を測定すると、一次精製工程、pH調整工程では共に
約0.3〜0.6g/Lであるのに対し、電気分解工程
後の電解液即ち苛性ソーダ溶液では約1〜3g/Lであ
った。この結果よりクロレートは主として電気分解工程
において次のようなメカニズムで生成すると考えられ
る。即ち、陰極室12で生成した苛性ソーダが隔膜を通
して陽極室13へ拡散し、陽極室13で発生したCl2
ガスと反応して次式に示すように次亜塩素酸ナトリウム
(NaClO)が生成する。そしてこの次亜塩素酸ナト
リウムが陽極室13において、以下の(3)式、(4)
式に示すように、分解したり酸化されてクロレートが生
成する。 2NaOH+Cl2 →NaCl+NaClO…(2) 3NaClO→2NaCl+NaClO3 …(3) NaClO+O2 →NaClO3 …(4) 次に電気分解により得られた10〜12重量%苛性ソー
ダ溶液を一旦電解液貯留層2に貯留した後、例えばニッ
ケル製の蒸発缶よりなる蒸発装置3により濃縮し(蒸発
濃縮工程)、48重量%苛性ソーダ溶液を得、得られた
苛性ソ−ダ溶液は苛性ソ−ダ溶液貯留槽4に貯留され
る。この時未反応及びクロレートが分解して生成した塩
化ナトリウムは、48重量%苛性ソ−ダ溶液中の溶解度
を利用して析出分離され、原塩溶解工程へ送られて再使
用される。一方亜硫酸ナトリウムの酸化により生成した
硫酸ナトリウムも、48重量%苛性ソ−ダ溶液中の溶解
度を利用して析出分離される。When the chlorate concentration in the solution in each step is measured, it is about 0.3 to 0.6 g / L in both the primary refining step and the pH adjusting step, whereas the electrolytic solution after the electrolysis step, that is, caustic soda. The solution was about 1 to 3 g / L. From this result, it is considered that chlorate is mainly produced by the following mechanism in the electrolysis process. That is, the caustic soda generated in the cathode chamber 12 diffuses into the anode chamber 13 through the diaphragm, and Cl 2 generated in the anode chamber 13
Reacting with gas produces sodium hypochlorite (NaClO) as shown in the following formula. Then, this sodium hypochlorite is stored in the anode chamber 13 by the following equation (3), (4)
As shown in the formula, it is decomposed or oxidized to form chlorate. 2NaOH + Cl 2 → NaCl + NaClO (2) 3NaClO → 2NaCl + NaClO 3 (3) NaClO + O 2 → NaClO 3 (4) Next, the 10-12 wt% caustic soda solution obtained by electrolysis was once stored in the electrolyte reservoir layer 2. After that, it is concentrated by a vaporizer 3 composed of, for example, an evaporator made of nickel (evaporative concentration step) to obtain a 48 wt% caustic soda solution, and the obtained caustic soda solution is stored in a caustic soda solution storage tank 4. It At this time, unreacted and sodium chloride produced by decomposition of chlorate are separated by precipitation utilizing the solubility in a 48 wt% caustic soda solution, and sent to the raw salt dissolving step for reuse. On the other hand, sodium sulfate produced by the oxidation of sodium sulfite is also separated by precipitation utilizing the solubility in a 48 wt% caustic soda solution.
【0021】さらに固形の苛性ソ−ダを得る場合には、
48重量%苛性ソ−ダ溶液は例えばニッケル製の蒸発煮
詰め器5に送られて煮詰められ、図示しないシ−ルポッ
ト及びフレ−カ−により例えばフレ−ク状の苛性ソ−ダ
固形物とされて苛性ソ−ダ受槽6に送られる。Further, when solid caustic soda is obtained,
The 48 wt% caustic soda solution is sent to an evaporative simmer 5 made of, for example, nickel to be boiled down, and made into a flaky caustic soda solid by a seal pot and a flaker not shown. It is sent to the caustic soda receiving tank 6.
【0022】なお亜硫酸ナトリウムは図1に破線で示す
ように、pH調整工程前や電気分解後の電解液に添加し
てもよく、蒸発煮詰め器5に供給する前の苛性ソ−ダ溶
液に添加してもよい。As shown by the broken line in FIG. 1, sodium sulfite may be added to the electrolytic solution before the pH adjusting step or after the electrolysis, or added to the caustic soda solution before being supplied to the evaporative boiling device 5. You may.
【0023】次に本発明の効果を確認するために行った
クロレートの除去試験について比較例と共に説明する。 〈実験例1〉クロレート濃度0.21g/LのpH調整
後の塩水に無水亜硫酸ナトリウムを1g/L添加し、室
温下で溶液を60分間攪拌して反応させた後、溶液中の
クロレート濃度を測定し、除去率を求めた。また亜硫酸
ナトリウムを2g/L添加して同様の実験を試みた。結
果は〈表1〉に示す。Next, a chlorate removal test conducted to confirm the effect of the present invention will be described together with a comparative example. <Experimental Example 1> 1 g / L of anhydrous sodium sulfite was added to salt water after pH adjustment to a chloride concentration of 0.21 g / L, and the solution was stirred at room temperature for 60 minutes to react, and then the chloride concentration in the solution was adjusted. The removal rate was measured. The same experiment was tried by adding sodium sulfite at 2 g / L. The results are shown in Table 1.
【0024】〈実験例2〉クロレート濃度2.40g/
Lの電気分解後の電解液に無水亜硫酸ナトリウムを5g
/L添加し、室温下で溶液を60分間攪拌して反応させ
た後、溶液中のクロレート濃度を測定し、除去率を求め
た。また亜硫酸ナトリウムを10g/L添加して同様の
実験を試みた。結果は〈表1〉に示す。<Experimental Example 2> Chlorate concentration 2.40 g /
5 g of anhydrous sodium sulfite is added to the electrolytic solution after electrolysis of L.
/ L was added and the solution was stirred at room temperature for 60 minutes to cause a reaction, and then the chlorate concentration in the solution was measured to determine the removal rate. Further, the same experiment was tried by adding 10 g / L of sodium sulfite. The results are shown in Table 1.
【0025】〈比較例1〉クロレート濃度2.40g/
Lの電解液に水素化リチウムアルミニウム(LiAlH
4 )を3g/L添加し、室温下で溶液を60分間攪拌し
て反応させた後、溶液中のクロレート濃度を測定した
が、クロレート濃度はほとんど変化なく、クロレート除
去の効果はなかった。Comparative Example 1 Chlorate concentration 2.40 g /
Lithium aluminum hydride (LiAlH
4 ) was added at 3 g / L, and the solution was stirred for 60 minutes at room temperature to react, and then the chlorate concentration in the solution was measured. The chlorate concentration was almost unchanged, and there was no effect of removing chlorate.
【0026】〈比較例2〉クロレート濃度0.21g/
Lの塩水に硫化ナトリウム(Na2 S・7H2 O)を
0.35g/L添加し、室温下で溶液を60分間攪拌し
て反応させた後、溶液中のクロレート濃度を測定し、除
去率を求めた。結果は〈表1〉に示す。<Comparative Example 2> Chlorate concentration 0.21 g /
0.35 g / L of sodium sulfide (Na 2 S.7H 2 O) was added to L salt water, the solution was stirred at room temperature for 60 minutes to react, and then the chlorate concentration in the solution was measured to remove the solution. I asked. The results are shown in Table 1.
【0027】[0027]
【表1】 以上の実験結果より亜硫酸ナトリウムをクロレートの含
有量に対して1定量以上添加することにより塩水及び電
解液に含まれるクロレートを40〜60%の除去率で除
去できることが確認された。[Table 1] From the above experimental results, it was confirmed that the chlorate contained in the salt water and the electrolytic solution can be removed at a removal rate of 40 to 60% by adding sodium sulfite in a fixed amount of 1 or more with respect to the content of chlorate.
【0028】また塩水中に亜硫酸ナトリウムを添加した
後電気分解すると、塩水中のクロレートが減少すると共
に、未反応の亜硫酸ナトリウムが電解槽内で生成する次
亜塩素ナトリウムを分解し、クロレートの生成が抑えら
れると推察されることから、電解液に対してクロレート
の除去処理を行う場合に比べて塩水に対してクロレート
の除去処理を行うことが、pH領域による反応効率の面
からも亜硫酸ナトリウムの添加量が少くなるためコスト
を低減でき、電解槽や隔膜の使用寿命を長くすることが
できるので有効であると考えられる。When sodium sulfite is added to the salt water and then electrolyzed, the chlorate in the salt water is reduced and unreacted sodium sulfite decomposes sodium hypochlorite produced in the electrolytic cell to produce chlorate. Since it is estimated that this can be suppressed, it is more effective to add sodium sulphite from the viewpoint of reaction efficiency depending on the pH range than to remove chloride from salt water compared to the case of removing chloride from electrolyte. Since the amount is small, the cost can be reduced, and the useful life of the electrolytic cell and the diaphragm can be extended, which is considered to be effective.
【0029】さらに比較例1において水素化リチウムア
ルミニウムによるクロレート除去の効果はほとんど無い
ことが確認され、比較例2において硫化ナトリウムによ
るクロレート除去の効果は亜硫酸ナトリウムに比べて少
し劣り、また硫化水素(H2S)臭が強いことから実際
の適用は難しいことが確認された。なおこの反応の反応
式は以下の(5)式に示す通りである。4NaClO3
+3Na2 S→3Na2 SO4 +4NaCl…(5)次
に上述のクロレートの除去試験で亜硫酸ナトリウムと反
応させた後のクロレート濃度を測定するために用いたク
ロレート濃度の分析方法について説明する。この方法
は、本発明者らはクロレートはpHが0領域では亜硫酸
ナトリウムと非常によく反応するということを把握して
いたため、溶液を酸性とする分析工程においてクロレー
トが亜硫酸ナトリウムにより分解されることを懸念し
て、分析前に測定しようとする溶液中に含まれる未反応
の亜硫酸ナトリウムを除去した後、溶液のクロレート濃
度を分析することにより、クロレート濃度を正確に分析
するために見出されたものであり、具体的には以下に記
載する測定試料の前処理工程とクロレートの分析工程と
からなる。Furthermore, it was confirmed in Comparative Example 1 that the effect of removing chlorate by lithium aluminum hydride was almost nonexistent, and in Comparative Example 2, the effect of removing chlorate by sodium sulfide was slightly inferior to that of sodium sulfite, and hydrogen sulfide (H 2 S) It was confirmed that actual application is difficult due to strong odor. The reaction formula of this reaction is as shown in the following formula (5). 4NaClO 3
+ 3Na 2 S → 3Na 2 SO 4 + 4NaCl (5) Next, the method for analyzing the chlorate concentration used to measure the chlorate concentration after reacting with sodium sulfite in the above-mentioned chlorate removal test will be described. In this method, the present inventors have understood that chlorate reacts very well with sodium sulfite in the pH region of 0, and therefore, in the analysis step of acidifying the solution, chlorate is decomposed by sodium sulfite. Concerned, what was found to accurately analyze the chlorate concentration by analyzing the chlorate concentration of the solution after removing unreacted sodium sulfite contained in the solution to be measured before analysis Specifically, it comprises a pretreatment step of a measurement sample and a chlorate analysis step described below.
【0030】〈前処理工程〉測定溶液に例えば次亜塩素
酸ナトリウム、過酸化水素(H2 O2 )等の酸化剤を過
剰に添加し、未反応の亜硫酸ナトリウムを硫酸ナトリウ
ムに酸化する。次いで過酸化銀を添加し、未反応の酸化
剤を分解した後、過酸化銀をろ過して除去し、ろ過液を
測定試料とする。<Pretreatment Step> Excessive oxidizing agents such as sodium hypochlorite and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) are added to the measurement solution to oxidize unreacted sodium sulfite to sodium sulfate. Then, silver peroxide is added to decompose the unreacted oxidizing agent, and then the silver peroxide is removed by filtration, and the filtrate is used as a measurement sample.
【0031】〈分析工程〉前処理工程で調整した試料の
適量をホールピペットで正確に採取し、硫酸(H2 SO
4 )にて酸性とし、5%FeSO4 (NH4 )2 SO4
10mlを正確に採取し添加する。次いで約5〜10分
間煮沸した後冷却し、水約50mlを加えN/20過マ
ンガン酸カリウム(KMnO4 )溶液にて滴定する。こ
の時の過マンガン酸カリウム溶液の使用量をAmlとす
る。<Analysis step> An appropriate amount of the sample prepared in the pretreatment step was accurately sampled with a whole pipette, and sulfuric acid (H 2 SO
4 ) acidify 5% FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4
Accurately collect 10 ml and add. Then, after boiling for about 5 to 10 minutes, the mixture is cooled, about 50 ml of water is added, and the mixture is titrated with a N / 20 potassium permanganate (KMnO 4 ) solution. The amount of the potassium permanganate solution used at this time is Aml.
【0032】次に空試験を行なう。即ち水50mlに試
料に添加した量と同量の硫酸を添加し、更に5%FeS
O4 (NH4 )2 SO4 10mlを正確に採取し添加し
た後、N/20過マンガン酸カリウム溶液にて滴定す
る。この時の過マンガン酸カリウム溶液の使用量をBm
lとする。Next, a blank test is performed. That is, the same amount of sulfuric acid as that added to the sample was added to 50 ml of water, and 5% FeS was added.
Accurately collect and add 10 ml of O 4 (NH 4 ) 2 SO 4, and then titrate with a N / 20 potassium permanganate solution. At this time, the amount of the potassium permanganate solution used is Bm.
Let l.
【0033】滴定結果より、測定試料中のクロレート濃
度は以下の計算式より求められる。From the titration result, the chlorate concentration in the measurement sample can be calculated by the following formula.
【0034】 NaClO3 (g/L) =0.000887×(B−A)ml×F×1000/試料量(ml)…(6) なお分析工程におけるクロレートと硫酸鉄、次亜塩素酸
ナトリウムと硫酸鉄、過マンガン酸カリウムと硫酸鉄と
の反応はそれぞれ以下の(7)式、(8)式、(9)式
に示す通りである。NaClO 3 (g / L) = 0.000887 × (B−A) ml × F × 1000 / sample amount (ml) (6) Chlorate and iron sulfate, sodium hypochlorite and iron sulfate in the analysis step The reaction between potassium permanganate and iron sulfate is as shown in the following formulas (7), (8), and (9), respectively.
【0035】 NaClO3 +6FeSO4 +3H2 SO4 →NaCl+3Fe2 (SO4 )+3H2 O…(7) NaClO+2FeSO4 +H2 SO4 →NaCl+Fe2 (SO4 )+H2 O…(8) 2KMnO4 +10FeSO4 +8H2 SO4 →K2 SO4 +2MnSO4 +5FeSO4 (SO4 )3 +8H2 O …(9) このクロレートの分析方法の効果を確認するために以下
の実験を試みた。即ちクロレート濃度0.33g/Lの
塩水からpHの異なる3種類の溶液(pH2.0の酸性
溶液、pH7.0の中性溶液、pH12.1のアルカリ
性溶液)を調整し、それぞれの溶液に亜硫酸ナトリウム
を1当量添加して、室温で60分間溶液を攪拌した後、
上述の分析方法を用いて溶液中のクロレート濃度を測定
し、除去率を求めた。結果は酸性溶液は除去率が60
%、中性溶液は50%、アルカリ性溶液は20%であっ
た。NaClO 3 + 6FeSO 4 + 3H 2 SO 4 → NaCl + 3Fe 2 (SO 4 ) + 3H 2 O (7) NaClO + 2FeSO 4 + H 2 SO 4 → NaCl + Fe 2 (SO 4 ) + H 2 O ... (8) 2KMnO 4 + 10FeSO 4 + 8H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5FeSO 4 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O (9) The following experiment was attempted in order to confirm the effect of this chlorate analysis method. That is, three kinds of solutions having different pH (acid solution of pH 2.0, neutral solution of pH 7.0, alkaline solution of pH 12.1) were prepared from salt water having a chlorate concentration of 0.33 g / L, and sulfite was added to each solution. After adding 1 equivalent of sodium and stirring the solution at room temperature for 60 minutes,
The removal rate was determined by measuring the chlorate concentration in the solution using the above-described analysis method. The result shows that the acid solution has a removal rate of 60.
%, The neutral solution was 50%, and the alkaline solution was 20%.
【0036】このように添加した亜硫酸ナトリウムの量
は同じであっても、クロレートの除去率は酸性溶液、中
性溶液、アルカリ性溶液では異なったため、前処理工程
で未反応の亜硫酸ナトリウムを酸化して除去した後に、
分析工程で測定試料中のクロレートの濃度を滴定により
求めることにより、分析工程におけるクロレートと未反
応の亜硫酸ナトリウムの反応を抑え、クロレートの濃度
を正確に測定できることが確認された。Even if the amount of sodium sulfite added in this way was the same, since the removal rate of chlorate was different in the acidic solution, neutral solution and alkaline solution, unreacted sodium sulfite was oxidized in the pretreatment step. After removing
It was confirmed that by obtaining the concentration of chlorate in the measurement sample by titration in the analysis step, the reaction between chlorate and unreacted sodium sulfite in the analysis step can be suppressed and the concentration of chlorate can be accurately measured.
【0037】またクロレートはアルカリ性溶液中では非
常に安定であるため、従来はアルカリ性溶液中での亜硫
酸ナトリウムによるクロレートの分解は困難であると考
えられていたが、上述の実験結果により、pH12.1
のアルカリ性溶液においても約20%の分解率(除去
率)が得られ、中性溶液または酸性溶液中では約50〜
60%の分解率が得られることが確認された。Further, since chlorate is very stable in an alkaline solution, it has been conventionally considered difficult to decompose chlorate with sodium sulfite in an alkaline solution.
The decomposition rate (removal rate) of about 20% is obtained even in the alkaline solution of about 50% in a neutral solution or an acidic solution.
It was confirmed that a decomposition rate of 60% was obtained.
【0038】このように本実施例の方法では、溶液中に
含まれるクロレートに対して1〜2当量の亜硫酸ナトリ
ウムを添加して反応させるという簡単な方法で、クロレ
ートを塩化ナトリウムに還元分解して除去することがで
き、本実施例のクロレート分析方法を用いることによ
り、分析工程におけるクロレートと未反応の亜硫酸ナト
リウムとの反応が抑えられ、クロレート濃度を正確に測
定することができる。As described above, in the method of this embodiment, the chlorate is reduced and decomposed into sodium chloride by a simple method in which 1 to 2 equivalents of sodium sulfite is added to the chlorate contained in the solution to react. By using the chlorate analysis method of this embodiment, the reaction between chlorate and unreacted sodium sulfite can be suppressed and the chlorate concentration can be accurately measured.
【0039】また亜硫酸ナトリウムを添加する溶液はア
ルカリ性であっても約20%のクロレート除去率が得ら
れ、中性〜酸性であればさらに高い除去率が得られる。Even if the solution to which sodium sulfite is added is alkaline, a chlorate removal rate of about 20% can be obtained, and if it is neutral to acidic, a higher removal rate can be obtained.
【0040】さらに塩水、電解液のそれぞれのクロレー
ト除去に対応でき、同程度の除去率が得られる。従って
塩水に対してクロレートの除去処理を行った場合には、
電流効率を向上させ、電解槽や隔膜、蒸発缶等の使用寿
命を長くすることができる。また電解液に対してクロレ
ートの除去処理を行った場合には蒸発缶等の使用寿命を
長くすることができ、かかる装置の使用寿命を長くする
ことにより、装置の交換回数を減らし、製造コストを低
くすることができる。Further, it is possible to deal with the removal of chlorates of both salt water and the electrolytic solution, and the same removal rate can be obtained. Therefore, when chlorate is removed from salt water,
It is possible to improve the current efficiency and prolong the service life of the electrolytic cell, the diaphragm, the evaporator and the like. In addition, when chlorate removal treatment is performed on the electrolytic solution, it is possible to prolong the service life of the evaporator, etc., and by prolonging the service life of such a device, the number of times of replacement of the device is reduced and the manufacturing cost is reduced. Can be lowered.
【0041】なお亜硫酸ナトリウムの添加時期は、原塩
溶解工程後蒸発濃縮工程前であればいつでもよいが、ク
ロレートの除去率はアルカリ性溶液より中性〜酸性溶液
の方が高いこと、電気分解工程前の方が亜硫酸ナトリウ
ムの必要量が少いことを考慮するとpH調整工程後の塩
水に添加することが好ましい。これにより亜硫酸ナトリ
ウムのコストを低減できると共に、電気分解時のクロレ
ートの発生が抑えられる。The sodium sulfite may be added at any time after the raw salt dissolving step and before the evaporative concentration step, but the removal rate of chlorate is higher in the neutral to acidic solution than in the alkaline solution, and before the electrolysis step. Considering that the required amount of sodium sulfite is smaller, it is preferable to add it to the salt water after the pH adjusting step. This makes it possible to reduce the cost of sodium sulfite and suppress the generation of chlorate during electrolysis.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明の塩素酸塩の除去方法によれば、
塩素酸塩を含む溶液に亜硫酸ナトリウムを添加するとい
う簡単な方法で、塩素酸塩を分解して除去できると共
に、塩素酸塩が除去されることにより電解槽や蒸発缶等
の苛性ソーダの製造に必要な装置の使用寿命を長くする
ことができる。According to the method for removing chlorate of the present invention,
The simple method of adding sodium sulfite to a solution containing chlorate can decompose and remove chlorate, and the removal of chlorate is necessary for the production of caustic soda such as electrolytic cells and evaporators. The useful life of various devices can be extended.
【0043】また本発明の塩素酸塩の分析方法によれ
ば、未反応の亜硫酸ナトリウムを除去した後に溶液中の
塩素酸塩の濃度を測定しているので、分析時における亜
硫酸ナトリウムと塩素酸塩との反応を回避できるため塩
素酸塩の濃度を正確に分析することができる。According to the chlorate analysis method of the present invention, the concentration of chlorate in the solution is measured after removing unreacted sodium sulfite. Since it is possible to avoid the reaction with, it is possible to accurately analyze the concentration of chlorate.
【図1】隔膜法による苛性ソーダ製造の製造工程図であ
る。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of caustic soda production by a diaphragm method.
1 電解槽 2 電解液貯留槽 3 蒸発装置 4 苛性ソ−ダ溶液貯留槽 5 蒸発煮詰め器 6 苛性ソ−ダ受槽 1 Electrolysis tank 2 Electrolyte storage tank 3 Evaporator 4 Caustic soda solution storage tank 5 Evaporative boiler 6 Caustic soda receiving tank
Claims (3)
液を製造する方法において、食塩溶解液及び/または苛
性ソーダ溶液に亜硫酸ナトリウムを添加することによ
り、前記食塩溶解液及び/または苛性ソーダ溶液に含ま
れる塩素酸塩を分解して除去することを特徴とする苛性
ソーダの製造工程における塩素酸塩の除去方法。1. A method for producing a caustic soda solution by electrolyzing a salt solution, wherein sodium sulfite is added to the salt solution and / or the caustic soda solution so that the solution is contained in the salt solution and / or the caustic soda solution. A method for removing chlorate in a caustic soda manufacturing process, characterized by decomposing and removing chlorate.
塩を、当該溶液に亜硫酸ナトリウムを添加して除去した
後、塩素酸塩の残存量を定量分析する方法において、 前記溶液に過剰の次亜塩素酸ナトリウム及び/または過
酸化水素水を添加して未反応の亜硫酸ナトリウムを酸化
する工程と、 その後この溶液に過酸化銀を添加して次亜塩素酸ナトリ
ウム及び/または過酸化水素水を分解する工程と、 次いでこの溶液をろ過してろ過液を得る工程と、 を含む前処理を行い、 この前処理で得られたろ過液を用いて、塩素酸塩の残存
量の定量分析を行うことを特徴とする苛性ソーダの製造
工程における塩素酸塩の分析方法。2. A method for quantitatively analyzing the residual amount of chlorate after removing the chlorate contained in a solution having a pH of 2 or more by adding sodium sulfite to the solution, and adding the excess amount to the solution. Of sodium hypochlorite and / or hydrogen peroxide water to oxidize unreacted sodium sulfite, and then silver peroxide is added to this solution to add sodium hypochlorite and / or hydrogen peroxide. Quantitative analysis of the residual amount of chlorate using the filtrate obtained by pretreatment including the step of decomposing water, and then the step of filtering this solution to obtain a filtrate. A method for analyzing chlorate in a caustic soda production process, which comprises:
液を製造する方法において、食塩溶解液に亜硫酸ナトリ
ウムを添加し、この溶液について前処理を行うことを特
徴とする請求項2記載の苛性ソーダの製造工程における
塩素酸塩の分析方法。3. A method for producing a caustic soda solution by electrolyzing a salt solution, wherein sodium sulfite is added to the salt solution, and this solution is pretreated. Method for analyzing chlorate in manufacturing process.
Priority Applications (1)
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JP25228293A JP3320521B2 (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Chlorate removal method and chlorate analysis method in caustic soda production process |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5853597A (en) * | 1995-09-28 | 1998-12-29 | Kawasaki Steel Corporation | Method of and apparatus for discharging sedimentary solid particles |
US7815984B2 (en) | 2005-07-12 | 2010-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording medium and image forming method using the same |
JP2013205016A (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method for analyzing free residual chlorine |
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1993
- 1993-09-14 JP JP25228293A patent/JP3320521B2/en not_active Expired - Fee Related
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