JPH08133722A - イオン交換膜法電解用アルカリ塩化物水溶液の精密浄液方法 - Google Patents

イオン交換膜法電解用アルカリ塩化物水溶液の精密浄液方法

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JPH08133722A
JPH08133722A JP3223340A JP22334091A JPH08133722A JP H08133722 A JPH08133722 A JP H08133722A JP 3223340 A JP3223340 A JP 3223340A JP 22334091 A JP22334091 A JP 22334091A JP H08133722 A JPH08133722 A JP H08133722A
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JP
Japan
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ion exchange
solution
stage
exchange stage
value
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Application number
JP3223340A
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English (en)
Inventor
Karl Lohrberg
カール・ローアベルク
Rainer Dworak
ライネル・ドボラーク
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GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/14—Purification
    • C01D3/145—Purification by solid ion-exchangers or solid chelating agents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】イオン交換膜法電解に使用されるアルカリ塩化
物水溶液の従来の精密浄液方法を更に改良し、溶液のカ
ルシウム含量のみならず、特にそのマグネシウム含量を
もまた大幅に減少させる。 【構成】荒浄液済み溶液が、そのｐＨ値が約１０〜１１
に調整された後に精密浄液工程の初段のイオン交換段を
通過し、得られた溶液に酸が添加されてそのｐＨ値が少
なくとも０．５減少し、次いで同溶液が少なくとも更に
次段のイオン交換段を通過する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、先ず荒浄液工程を経て
得られた、カルシウムイオン、マグネシウムイオン並び
に不溶性マグネシウム化合物を含有するアルカリ塩化物
水溶液が、次いでカチオン交換体粒を備えた複数の精密
浄液工程（イオン交換段）を通過する、イオン交換膜法
電解に使用されるアルカリ塩化物水溶液の精密浄液方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の浄液方法は、ドイツ特許２８１
９５２７で公知である。この特許では、精密浄液後の溶
液中カルシウム濃度が０．０８ｍｇ／ｌを越えないよう
に調整することを目的としていた。荒浄液および精密浄
液の詳細に関しては、ドイツ特許３６３７９３９及び対
応米国特許４８３９００３によっても公知である。
【０００３】イオン交換膜法電解においてカチオン交換
膜が使用されているが、この場合において周知のように
電解液中のカルシウムイオン含量はできるだけ低いこと
が必要である。また、カチオン交換膜の寿命を延長する
ためには、電解液中のマグネシウムイオン含量もまた極
度に低くなければならないことが判明して来た。
【０００４】カルシウムおよびマグネシウムが電解液中
に持ち込まれるのは、アルカリ塩化物溶液の原料として
とりわけ岩塩が使用されることによる。
【０００５】従来から周知の精密浄液方法では、浄液後
の溶液中のカルシウム含量を低くすることに主眼が置か
れていた。その際に見過ごされていたのは、比較的難溶
性のマグネシウム化合物がイオン交換段（後述）を通り
抜けて電解液の貯液槽に入り込んでしまい、そこで次第
に溶解することであった。
【０００６】このような原因によって電解液中のマグネ
シウム含量が高くなると、イオン交換膜法電解の際にお
いてカチオン交換膜のトラブルを生ずる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオン交換
膜法電解に使用されるアルカリ塩化物水溶液の従来の精
密浄液方法を更に改良し、溶液のカルシウム含量のみな
らず、特にそのマグネシウム含量をもまた大幅に減少さ
せることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明により、先ず荒浄
液工程を経て得られた、カルシウムイオン、マグネシウ
ムイオン並びに不溶性マグネシウム化合物を含有するア
ルカリ塩化物水溶液を、次いでカチオン交換体粒を備え
た複数の精密浄液工程（イオン交換段）を通過させるこ
とによる、イオン交換膜法電解に使用されるアルカリ塩
化物水溶液の精密浄液方法において、上記荒浄液済み溶
液が、そのｐＨ値が約１０〜１１に調整された後に精密
浄液工程の初段のイオン交換段を通過し、得られた溶液
に酸が添加されてそのｐＨ値が少なくとも０．５減少
し、次いで同溶液が少なくとも更に次段のイオン交換段
を通過するように精密浄液工程を構成することにより、
最終的には不溶性マグネシウム化合物を実質的に含有し
ない溶液を得ることができる。
【０００９】本発明による精密浄液工程の初段のイオン
交換段を通過する上記アルカリ塩化物溶液の通常のｐＨ
値は約１０〜１１の領域に在るので、初段のイオン交換
段の受容能力は従って大きい。故に、上記溶液中に当初
存在したＣａイオンおよびＭｇイオンは初段のイオン交
換段を通過する際に大半は吸着されてしまう。
【００１０】次いで、初段のイオン交換段を通過した溶
液に酸を添加し、そのｐＨ値を少なくとも０．５減少さ
せる。この酸の添加により、マグネシウム化合物、特に
Ｍｇ（ＯＨ）2の溶解条件が非常に大きく改善される。
【００１１】この結果、実質的にはなんらの不溶性マグ
ネシウム化合物も次段のイオン交換段に移送されないこ
とになる。また、溶解したマグネシウムイオンは残りの
カルシウムイオンと共にこの次段のイオン交換段におい
て吸着除去され、流出溶液中には極微量残存するのみと
なる。
【００１２】上記初段のイオン交換段を通過した溶液に
酸を添加して、そのｐＨ値が５〜１０であって通常は９
を越えないように調整した溶液を次段のイオン交換段に
移送するのがよい。
【００１３】上記の精密浄液方法により、Ｃａイオンと
Ｍｇイオンとの合計濃度が０．０５ｍｇ／ｌを越えない
溶液を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例につき図１を参照しなが
ら説明する。
【００１５】先ず、荒浄液工程（図示されていない）を
経た塩化ナトリウムまたは塩化カリウムの水溶液を配管
１に供給する。この荒浄液工程には例えばシックナを使
用することができる。
【００１６】用心のために、精密浄液工程に入る以前に
上記溶液を吸着塔２、例えば粒状コークスを充填した固
定床３を通過させることにより、液中の固形物を部分的
に除去する。
【００１７】吸着塔２から流出する溶液は、配管５を通
って精密浄液工程に達する。この精密浄液工程は初段の
イオン交換段６、次段のイオン交換段７と第三段のイオ
ン交換段８とから成る。この第三段のイオン交換段８は
常時必要と云う訳ではなく、必要に応じて連結される。
【００１８】これらのイオン交換段全段においてカチオ
ン交換樹脂を使用するが、全段を通して同種の樹脂を使
用しても、各段ごとに異なった樹脂を使用してもよい。
市販の樹脂、例えばバイエル社（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）製
のヅオライト（Ｄｕｏｌｉｔｅ）ＥＳ４６７またはレヴ
ァティット（Ｌｅｗａｔｉｔ）ＴＰ２０８を使用するこ
とができる。
【００１９】通常は、各イオン交換段の温度は約４０〜
８０℃の範囲内に在る。また、イオン交換体床のおおよ
そ１０〜３０倍の容積に相当する液量を１時間当り各イ
オン交換段に供給する。
【００２０】精密浄液の初段のイオン交換段６に配管５
を通して供給される前記溶液のｐＨ値が約１０〜１１に
調整される理由は、この初段のイオン交換段の吸着能力
を最大限に利用するためである。
【００２１】配管１０内を流れる溶液はもはやＣａイオ
ンおよびＭｇイオンを殆ど含まない程度にまでに浄液さ
れており、通常の場合には両イオンの合計濃度は０．１
ｍｇ／ｌ以下である。
【００２２】しかし、上記溶液中には不溶性マグネシウ
ム化合物、特にＭｇ（ＯＨ）2が未だ残存している。こ
れらのＭｇ化合物はふつう非常に微細な結晶を形成して
おり、従って除去が困難である。
【００２３】配管１０ａ内の溶液に対して配管１１を通
して酸、例えばＨＣｌを添加し、これによって上記溶液
のｐＨ値を少なくとも０．５減少させ、結果としてこの
溶液のｐＨ値が５〜１０となるが通常は９を越えないよ
うに調整される。
【００２４】酸添加点の川下側においてｐＨメーター９
によりｐＨ値の低下度を測定し、信号回線１２および酸
添加配管内の弁１３により溶液のｐＨ値を所定値に調整
する。
【００２５】上記の如く酸を添加された溶液はそのの
ち、開弁された弁１５を通過し、配管１６を経て次段の
イオン交換段７に到達し、前述した酸の添加によって新
たに生成したマグネシウムイオンおよびカルシウムイオ
ンがここで除去される。
【００２６】このようにして精密浄液された溶液は、次
段のイオン交換段７を後にし配管１７を経たのち、更に
開弁された弁１８を通過し配管１９を経て貯液槽２０に
到達する。この貯液槽２０から精密浄液されたアルカリ
塩化物溶液が配管２１を経てイオン交換膜法電解（図示
されていない）に供される。
【００２７】上記工程順序の一変形として、常時または
必要に応じて第三段のイオン交換段８を組み込むことが
できる。通常の操業の場合、この第三段のイオン交換段
８が次段のイオン交換段７に引き続いて操業されるよう
に接続することができる。この場合、配管２４内の弁２
３を開弁しかつ弁１８を閉弁することにより、溶液が配
管２４および配管２５を経て追加的に第三段のイオン交
換段８をも通過してから最後に貯液槽２０に到達する。
【００２８】次段のイオン交換段７が再生作業中の時
は、第三段のイオン交換段８がその代役を勤めることが
できる。この場合、弁１５を閉弁することにより、溶液
は配管１０、開弁された弁２６、配管２５を経て第三段
のイオン交換段８に到達する。
【００２９】初段のイオン交換段６が再生作業中の時
は、操業を停止する必要はない。代わりに、配管５から
流出する溶液を図示されていないバイパスを通して配管
１０に直接導き、酸を添加した後、溶液を次段のイオン
交換段７および第三段のイオン交換段８を順々に通過さ
せるだけで十分である。
【００３０】勿論、上記の代替法として、初段のイオン
交換段６が再生作業中の時に、図示されていない別のイ
オン交換カラムをを接続することができる。
【００３１】初段、次段、第三段のイオン交換段６、
７、８のカチオン交換体粒の再生には、周知のように、
例えば１〜１０重量％ＨＣｌを含有する水溶液を使用す
る。
【００３２】以下本発明を適用した試験例につき図１を
参照しながら説明する。図１に示した工程経路に従って
岩塩水溶液を４０ｍ3/ｈの割合で浄液した。配管１に導
入された同溶液は、３０５ｇ／ｌのＮａＣｌ、０．５ｇ
／ｌのＮａ2 ＣＯ3 に加えて３ｍｇ／ｌのＣａイオンお
よびＭｇイオンならびに１０ｍｇ／ｌの不溶性Ｃａ化合
物およびＭｇ化合物を含んでいた。同溶液のｐＨ値は１
０．５であり、液温は７０℃であった。
【００３３】吸収塔２には活性コークスを使用し、初
段、次段、第三段のイオン交換段６、７、８には各々２
ｍ3 のカチオン交換樹脂レヴァティット（Ｌｅｗａｔｉ
ｔ）ＴＰ２０８を使用した。初段、次段、第三段のイオ
ン交換段６、７、８は直列に連結した。
【００３４】配管１１を通して、ＨＣｌを３０ｋｇ／ｈ
の割合で溶液に加え、これによりｐＨ値を１０．５から
７．５に減少させた。
【００３５】各配管内において測定されたＣａイオンお
よびＭｇイオンの合計濃度、Ｍｇ含有固形物濃度および
ｐＨ値を下記の表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】なお、Ｃａ含有固形物は配管１０内におい
て既に完全に消滅していた。
【００３８】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
イオン交換膜法電解に使用されるアルカリ塩化物水溶液
の従来の精密浄液方法を更に改良し、カルシウム含量の
みならず、特にマグネシウム含量をもまた大幅に減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】精密浄液工程図
【符号の説明】
３ 固定床 ６ 初段のイオン交換段 ７ 次段のイオン交換段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/66 ５１０ Ｚ ５２２ Ａ ５３０ Ｃ Ｌ Ｐ ５４０ Ａ Ｃ Ｃ２５Ｂ 1/26 // Ｃ２５Ｂ 15/00 ３０２ Ｚ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】先ず荒浄液工程を経て得られた、カルシウ
    ムイオン、マグネシウムイオン並びに不溶性マグネシウ
    ム化合物を含有するアルカリ塩化物水溶液が、次いでカ
    チオン交換体粒を備えた複数の精密浄液工程（イオン交
    換段）を通過する、イオン交換膜法電解に使用されるア
    ルカリ塩化物水溶液の精密浄液方法において、 上記荒浄液済み溶液が、そのｐＨ値が約１０〜１１に調
    整された後に精密浄液工程の初段のイオン交換段６を通
    過し、得られた溶液に酸が添加されてそのｐＨ値が少な
    くとも０．５減少し、次いで同溶液が少なくとも更に次
    段のイオン交換段７を通過するように精密浄液工程を構
    成することにより最終的には不溶性マグネシウム化合物
    を実質的に含有しない溶液が得られる、イオン交換膜法
    電解に使用されるアルカリ塩化物水溶液の精密浄液方
    法。
  2. 【請求項２】上記初段のイオン交換段６を通過した溶液
    に酸を添加して、そのｐＨ値を５〜１０に調整した溶液
    を次段のイオン交換段７に移送することを特徴とする請
    求項１記載の精密浄液方法。
  3. 【請求項３】精密浄液によってＣａイオンとＭｇイオン
    との合計濃度が０．０５ｍｇ／１を越えない溶液を得る
    ことを特徴とする請求項１または２記載の精密浄液方
    法。
  4. 【請求項４】ｐＨ値が９を越えないように酸を添加した
    溶液を次段のイオン交換段７に移送することを特徴とす
    る請求項２記載の精密浄液方法。
  5. 【請求項５】精密浄液工程の初段のイオン交換段６に入
    る前の溶液が、固形物を吸着する固定床３を通過するこ
    とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の精密浄
    液方法。
JP3223340A 1990-08-09 1991-08-08 イオン交換膜法電解用アルカリ塩化物水溶液の精密浄液方法 Pending JPH08133722A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4025195A DE4025195A1 (de) 1990-08-09 1990-08-09 Verfahren zum feinreinigen einer waessrigen alkalichloridloesung fuer die membranelektrolyse
DE4025195.0 1990-08-09

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JPH08133722A true JPH08133722A (ja) 1996-05-28

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BR (1) BR9103417A (ja)
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