JPH0878042A - Manufacture of electrolyte of redox flow type cell - Google Patents

Manufacture of electrolyte of redox flow type cell

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JPH0878042A
JPH0878042A JP6208458A JP20845894A JPH0878042A JP H0878042 A JPH0878042 A JP H0878042A JP 6208458 A JP6208458 A JP 6208458A JP 20845894 A JP20845894 A JP 20845894A JP H0878042 A JPH0878042 A JP H0878042A
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JP
Japan
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ions
hydrochloric acid
organic solvent
iron
solution containing
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Withdrawn
Application number
JP6208458A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Shigematsu
敏夫 重松
Tetsuji Ito
哲二 伊藤
Nobuyuki Tokuda
信幸 徳田
Seiji Nishida
清二 西田
Muneharu Kishida
宗治 岸田
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Kansai Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PURPOSE: To provide an electrolyte for a redox flow type cell with high charge/ discharge efficiency by mixing an organic solvent to a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium ions and impurity metal ions and extracting the impurity metal ions with the organic solvent for removing. CONSTITUTION: Ferrochrome and the like is dissolved in a specified concentration of hydrochloric acid aqueous solution to prepare a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium ions and other impurity metal ions, and this hydrochloric acid aqueous solution is mixed with an organic solvent comprising an organic extraction agent (trioctylmethylammonium chloride and the like) and a diluent (kerosine and the like), and the impurity metal ions are extracted in the organic solvent. The organic solvent is separated from the chromium- containing hydrochloric acid aqueous solution, and a specified concentration of hydrochloric acid aqueous solution is added to the organic solvent to extract Fe ions contained in the organic solvent. The hydrochloric acid aqueous solution containing Fe ions is separated from the organic solvent, mixed with the Cr ion-containing hydrochloric acid aqueous solution to use as an electrolyte of a redox flow type cell. The electrolyte with high charge/discharge efficiency is easily, simply manufactured at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レドックスフロー型電
池の電解液の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】我が国の電力需要の伸びは、年と共に増
大し続けているが、電力需要の変動も産業構造の高度化
と国民生活水準の向上を反映して、年々、著しくなる傾
向にある。
2. Description of the Related Art The growth of power demand in Japan continues to increase with the years, but the fluctuation of power demand tends to be remarkable year by year, reflecting the sophistication of the industrial structure and the improvement of national living standards. .

【0003】たとえば、夏季における昼間の電力需要量
を100とすると明け方のそれは30以下となっている
状況である。
For example, assuming that the daytime power demand in summer is 100, that at dawn is 30 or less.

【0004】一方、電力の供給面から見ると、出力変動
が望ましくない原子力発電や、大規模火力発電や大規模
水力発電の割合も増加する傾向にあるため、電力を貯蔵
する設備の必要性が高まっている。
On the other hand, from the viewpoint of power supply, the proportion of nuclear power generation, large-scale thermal power generation, and large-scale hydroelectric power generation, whose output fluctuations are not desirable, tends to increase, so that there is a need for a facility for storing power. It is rising.

【0005】現在の電力貯蔵は、揚水発電によって行な
われているが、その立地に限りがあることから、新しい
電力貯蔵技術、中でも、技術的、経済的に実現の可能性
が高いとされている二次電池が盛んに研究されており、
中でも、レドックスフロー型電池が特に注目されてい
る。
Current electric power storage is performed by pumped storage power generation, but it is said that there is a high possibility of realizing a new electric power storage technology, especially technically and economically, due to its limited location. Secondary batteries are being actively researched,
Among them, redox flow type batteries have been particularly attracting attention.

【0006】次に、レドックスフロー型電池の構造と動
作原理を以下に説明する。図6は、レドックスフロー型
電池の一具体例を概略的に示す構成図である。
Next, the structure and operating principle of the redox flow type battery will be described below. FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a specific example of a redox flow battery.

【0007】図6を参照して、このレドックスフロー型
電池31は、電池反応セル32、正極液タンク33、お
よび、負極液タンク34を備える。
Referring to FIG. 6, this redox flow type battery 31 comprises a battery reaction cell 32, a positive electrode liquid tank 33, and a negative electrode liquid tank 34.

【0008】電池反応セル32内は、たとえば、イオン
交換膜等からなる隔膜35により仕切られており、一方
側が正極セル32a、他方側が負極セル32bを構成す
る。
The inside of the battery reaction cell 32 is partitioned by a diaphragm 35 made of, for example, an ion exchange membrane, and one side constitutes a positive electrode cell 32a and the other side constitutes a negative electrode cell 32b.

【0009】正極セル32a内には、正極36が収容さ
れ、また、負極セル32b内には負極37が収容され
る。
A positive electrode 36 is accommodated in the positive electrode cell 32a, and a negative electrode 37 is accommodated in the negative electrode cell 32b.

【0010】正極セル32aと正極液タンク33とは、
正極電解液を正極液タンク33から正極セル32aに供
給する正極液供給用管路38と、正極電解液を正極セル
32aから正極液タンク33に回収する正極液回収用管
路39とにより連結される。
The positive electrode cell 32a and the positive electrode liquid tank 33 are
A positive electrode liquid supply conduit 38 for supplying the positive electrode electrolyte solution from the positive electrode liquid tank 33 to the positive electrode cell 32a and a positive electrode liquid recovery conduit 39 for recovering the positive electrode electrolyte solution from the positive electrode cell 32a to the positive electrode liquid tank 33 are connected. It

【0011】また、正極液供給用管路38には、正極電
解液の流通循環手段として、ポンプ40が設けられてお
り、正極セル32aと正極液タンク33との間におい
て、正極電解液が流通循環できるようになっている。
A pump 40 is provided in the positive electrode liquid supply conduit 38 as a circulating means for circulating the positive electrode electrolytic solution, and the positive electrode electrolytic solution flows between the positive electrode cell 32a and the positive electrode liquid tank 33. It can be circulated.

【0012】他方、負極セル32bと負極液タンク34
とは、負極電解液を負極液タンク34から負極セル32
bに供給する負極液供給用管路41と、負極電解液を負
極セル32bから負極液タンク34に回収する負極液回
収用管路42とにより連結される。
On the other hand, the negative electrode cell 32b and the negative electrode liquid tank 34
Means that the negative electrode electrolyte is supplied from the negative electrode liquid tank 34 to the negative electrode cell 32.
and a negative electrode liquid supply conduit 41 for supplying the negative electrode liquid to b, and a negative electrode liquid recovery conduit 42 for recovering the negative electrode electrolyte solution from the negative electrode cell 32b to the negative electrode liquid tank 34.

【0013】また、負極液供給用管路41には、負極電
解液の流通循環手段として、ポンプ43が設けられてお
り、負極セル32bと負極液タンク34との間におい
て、負極電解液が流通循環できるようになっている。
A pump 43 is provided in the negative electrode liquid supply conduit 41 as a means for circulating and circulating the negative electrode electrolytic solution, and the negative electrode electrolytic solution flows between the negative electrode cell 32b and the negative electrode liquid tank 34. It can be circulated.

【0014】正極液タンク43内には、正極電解液が蓄
えられており、また、負極液タンク34内には、負極電
解液が蓄えられる。
A positive electrode electrolyte solution is stored in the positive electrode solution tank 43, and a negative electrode electrolyte solution is stored in the negative electrode solution tank 34.

【0015】正極電解液としては、たとえば、鉄イオン
のような原子価の変化するイオンの水溶液が用いられ、
また、負極電解液としては、たとえば、クロムイオンの
ような原子価の変化するイオンの水溶液が用いられる。
As the positive electrode electrolyte, for example, an aqueous solution of ions whose valence changes, such as iron ions, is used.
Further, as the negative electrode electrolyte, for example, an aqueous solution of ions whose valence changes such as chromium ions is used.

【0016】たとえば、そのような正極電解液として
は、鉄の溶解度、充放電反応速度等の特性から、正極活
物質Fe3+/Fe2+を含む塩酸水溶液が用いられる。
For example, as such a positive electrode electrolyte, an aqueous hydrochloric acid solution containing a positive electrode active material Fe 3+ / Fe 2+ is used in view of characteristics such as iron solubility and charge / discharge reaction rate.

【0017】また、負極電解液としては、クロムの溶解
度、充放電反応速度等の特性から、負極活物質Cr2+
Cr3+を含む塩酸水溶液が用いられる。
As the negative electrode electrolyte, the negative electrode active material Cr 2+ /
A hydrochloric acid aqueous solution containing Cr 3+ is used.

【0018】このような電解液を用いたレドックスフロ
ー型電池31を用いて、充電時においては、負極液タン
ク34に蓄えられたCr3+イオンを含む塩酸水溶液が、
ポンプ43により、負極セル32bに送られ、負極37
において電子を受取り、Cr 2+イオンに還元されて、負
極液タンク34に回収される。
Redox flow using such an electrolytic solution
The negative electrode liquid tank is used when charging with the battery cell 31.
Cr stored in C343+Aqueous hydrochloric acid solution containing ions
It is sent to the negative electrode cell 32b by the pump 43, and the negative electrode 37
Received electrons at Cr 2+Reduced to ions, negative
It is collected in the polar liquid tank 34.

【0019】他方、正極液タンク33に蓄えられたFe
2+イオンを含む塩酸水溶液が、ポンプ40により正極セ
ル32aに送られ、正極36において外部回路に電子を
放出して、Fe3+に酸化され、正極液タンク33に回収
される。
On the other hand, Fe stored in the positive electrode liquid tank 33
The hydrochloric acid aqueous solution containing 2+ ions is sent to the positive electrode cell 32a by the pump 40, releases electrons to the external circuit at the positive electrode 36, is oxidized to Fe 3+ , and is collected in the positive electrode liquid tank 33.

【0020】また、放電時においては、負極液タンク3
4に蓄えられたCr2+イオンを含む塩酸水溶液が、ポン
プ43により負極セル32bに送られ、負極37におい
て外部回路に電子を放出して、Cr3+イオンに酸化さ
れ、負極液タンク34に回収される。
During discharge, the negative electrode liquid tank 3
The hydrochloric acid aqueous solution containing the Cr 2+ ions stored in 4 is sent to the negative electrode cell 32b by the pump 43, releases electrons to the external circuit at the negative electrode 37, is oxidized to Cr 3+ ions, and is stored in the negative electrode liquid tank 34. Be recovered.

【0021】他方、正極液タンク33に蓄えられたFe
3+イオンを含む塩酸水溶液は、ポンプ40により正極セ
ル32aに送られ、正極36において外部回路から電子
を受取り、Fe2+イオンに還元され、正極液タンク33
に回収される。
On the other hand, Fe stored in the positive electrode liquid tank 33
The hydrochloric acid aqueous solution containing 3+ ions is sent to the positive electrode cell 32a by the pump 40, receives electrons from the external circuit at the positive electrode 36 and is reduced to Fe 2+ ions, and the positive electrode liquid tank 33
Will be collected.

【0022】このようなレドックスフロー型電池におい
ては、正極36および負極37における充放電反応は、
下記の式のようになる。
In such a redox flow battery, the charge / discharge reaction at the positive electrode 36 and the negative electrode 37 is
It becomes like the following formula.

【0023】[0023]

【化1】 Embedded image

【0024】夜間になって余ってきた電力は、インバー
タ44を通じて、交直変換した後、レドックスフロー型
電池に充電され、上記(1)(2)式の充電方向の反応
によって、Fe3+/Cr2+の形で貯蔵される。
The electric power surplus at night is converted into alternating current through an inverter 44, and then charged into a redox flow type battery, and the reaction in the charging direction of the above formulas (1) and (2) causes Fe 3+ / Cr. Stored in 2+ form.

【0025】また、昼間に電力が足りなくなってくる
と、上記(1)(2)式の放電方向の反応によって、放
電させ、インバータ44で直交変換後、電力系統へ供給
される。
When the electric power becomes insufficient during the daytime, the electric power is discharged by the reaction in the discharge direction of the above equations (1) and (2), orthogonally converted by the inverter 44, and then supplied to the electric power system.

【0026】これが、レドックスフロー型電池を用いた
電力貯蔵システムである。ところで、上述したように、
レドックスフロー型電池で用いる電解液は、鉄、クロム
の溶解度、充放電反応速度等の特性から、塩酸酸性の塩
化物水溶液が使用される。
This is an electric power storage system using a redox flow battery. By the way, as mentioned above,
As the electrolytic solution used in the redox flow battery, an aqueous hydrochloric acid chloride solution is used because of its characteristics such as the solubility of iron and chromium and the charge / discharge reaction rate.

【0027】このうち、特に、クロム(Cr)を含有す
る塩酸水溶液は、副反応である水素発生を抑制するた
め、高純度の電解クロムが使用されており、これが高価
であることから、レドックスフロー型電池を実用化する
上で、大きな問題となっている。
Of these, in particular, the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) uses high-purity electrolytic chromium in order to suppress the generation of hydrogen, which is a side reaction, and since it is expensive, redox flow is used. This is a big problem in putting the type battery into practical use.

【0028】このような問題を解決する技術として、安
価なクロム鉱石、クロム鉱還元物、フェロクロム等から
クロム(Cr)を含有する塩酸水溶液を製造する、レド
ックスフロー型電池の電解液の製造方法が種々提案され
ている。
As a technique for solving such a problem, there is a method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery, which comprises producing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) from inexpensive chromium ore, a reduced substance of chromium ore, ferrochrome and the like. Various proposals have been made.

【0029】そのようなレドックスフロー型電池の電解
液の製造方法としては、たとえば、特開昭60−115
174号公報に記載されたような発明が存在する。
A method for producing an electrolytic solution for such a redox flow battery is disclosed in, for example, JP-A-60-115.
There is an invention as described in Japanese Patent Publication No. 174.

【0030】特開昭60−115174号公報に記載さ
れるレドックスフロー型電池の電解液の製造方法は、出
発原料としてクロム鉱石等を用い、クロム鉱石等を塩酸
に溶解し、クロム(Cr)イオンと、クロム(Cr)イ
オン以外の不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液
(以下、原料塩酸水溶液という)を準備する工程と、こ
の原料塩酸水溶液を電解槽の陰極室に導入し、電気分解
によって、陰極室の電極に不純物金属を電着させて、原
料塩酸水溶液中に含まれるクロム(Cr)イオン以外の
不純物金属イオンを除去し、クロム(Cr)イオンを含
有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程とを備えて
いる。
The method for producing an electrolyte for a redox flow battery described in JP-A-60-115174 uses a chromium ore or the like as a starting material, and dissolves the chromium ore or the like in hydrochloric acid to form chromium (Cr) ions. And a step of preparing a hydrochloric acid aqueous solution (hereinafter referred to as raw material hydrochloric acid aqueous solution) containing impurity metal ions other than chromium (Cr) ions, and introducing the raw material hydrochloric acid aqueous solution into the cathode chamber of the electrolytic cell to perform electrolysis. A step of electrodepositing an impurity metal on the electrode of the cathode chamber to remove impurity metal ions other than chromium (Cr) ions contained in the raw hydrochloric acid aqueous solution and taking out a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution. It has and.

【0031】また、特開昭63−76268号公報に
は、クロム鉱石還元物または、/およびフェロクロムを
酸素ガスを遮断した雰囲気下で塩酸に溶解し、その後、
酸素ガスを遮断した雰囲気下で残渣を濾別する、レドッ
クスフロー型電池の電解液の製造方法が提案されてい
る。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-76268, a reduction product of chromium ore and / or ferrochrome is dissolved in hydrochloric acid in an atmosphere in which oxygen gas is blocked, and thereafter,
There has been proposed a method for producing an electrolyte solution for a redox flow battery, in which a residue is filtered off under an atmosphere in which oxygen gas is blocked.

【0032】特開昭63−76268号公報によれば、
クロム鉱石還元物、フェロクロムを塩酸に溶解する溶解
操作を、酸素ガスを遮断した状態で行なうことにより、
鉄(Fe)は2価イオン、クロム(Cr)は2価または
3価のイオンの形で溶解し、そして、この溶解操作によ
り得られる溶解液の電位が、飽和甘こう電極基準で、−
0.4Vより卑な電位となるため、クロム鉱石還元物
や、フェロクロムに含まれる不純物金属が、溶解液中に
溶解しにくいとされている。
According to JP-A-63-76268,
By carrying out the dissolution operation of dissolving the chromium ore reduced product, ferrochrome in hydrochloric acid, with the oxygen gas blocked,
Iron (Fe) is dissolved in the form of divalent ions, and chromium (Cr) is dissolved in the form of divalent or trivalent ions, and the potential of the solution obtained by this dissolving operation is based on a saturated ampholytic electrode.
Since the electric potential becomes baser than 0.4 V, it is said that the chromium ore reduction product and the impurity metal contained in ferrochrome are difficult to dissolve in the solution.

【0033】その結果、特開昭63−76268号公報
に記載されるレドックスフロー型電池の電解液は、電解
液中に含まれる不純物金属イオンの濃度が、レドックス
フロー型電池の電解液として許容される不純物金属イオ
ンの濃度以下になるとされている。
As a result, the electrolyte solution of the redox flow type battery described in JP-A-63-76268 is acceptable as the electrolyte solution of the redox flow type battery because the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolyte solution is acceptable. It is said that the concentration will be less than the concentration of impurity metal ions.

【0034】また、特開昭63−76268号公報によ
れば、クロム鉱石還元物、フェロクロムを塩酸に溶解す
る溶解操作時に、導電性炭素材料を共存させることによ
り、溶解操作時に、ごくわずかに溶解した不純物金属イ
オンを、導電性炭素材料の表面に次式に従って析出させ
ることにより、溶解液中から不純物金属を除去すること
ができるとされている。
Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 63-76268, when a chromium ore reduction product and ferrochrome are dissolved in hydrochloric acid, a conductive carbon material is allowed to coexist during the dissolution operation, so that only a slight amount is dissolved during the dissolution operation. It is said that the impurity metal can be removed from the solution by precipitating the impurity metal ions thus formed on the surface of the conductive carbon material according to the following equation.

【0035】Mn++nCr2+→M↓+nCr3+ なお、上記式中Mは、不純物金属を示す。M n + + nCr 2+ → M ↓ + nCr 3+ In the above formula, M represents an impurity metal.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、高純
度の電解クロムを塩酸に溶解して、レドックスフロー型
電池の電解液を製造する方法では、出発原料の高純度の
電解クロムが高価であるため、電解液の製造コストが高
くなり、その結果、電力貯蔵システムの製造コストが高
くなり、電力貯蔵システムとしての経済性が得られない
という問題があった。
As described above, in the method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery by dissolving high-purity electrolytic chromium in hydrochloric acid, the starting high-purity electrolytic chromium is expensive. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost of the electrolytic solution becomes high, and as a result, the manufacturing cost of the power storage system becomes high, and the economical efficiency of the power storage system cannot be obtained.

【0037】また、特開昭60−115174号公報
や、特開昭63−76268号公報に記載されるよう
な、クロム鉱石、クロム鉱還元物、フェロクロム等のよ
うな安価な出発原料からレドックスフロー型電池の電解
液を電気化学的に、製造する方法では、電解液の製造コ
ストを低減できるという効果があるものの、電解液中に
混入する不純物金属イオン、特に、マンガン(Mn)イ
オンの除去ができず、これらの方法に従って製造される
電解液は、負極において、水素を発生する等の副反応が
あり、充放電効率が低いという欠点があった。
Further, as described in JP-A-60-115174 and JP-A-63-76268, redox flow can be obtained from inexpensive starting materials such as chrome ore, chrome ore reduction product, and ferrochrome. Although the method of electrochemically producing the electrolytic solution of the alkaline battery has the effect of reducing the production cost of the electrolytic solution, removal of impurity metal ions, particularly manganese (Mn) ions mixed in the electrolytic solution is not possible. However, the electrolytic solution produced according to these methods has a drawback that the negative electrode has a side reaction such as generation of hydrogen and the like, and the charge / discharge efficiency is low.

【0038】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたものである。すなわち、第1の発明は、クロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として用
いるレドックスフロー型電池の電解液の製造方法であっ
て、クロム(Cr)とクロム(Cr)以外の不純物金属
とを含有する安価な原料から、クロム(Cr)イオンと
不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備し、こ
の塩酸水溶液から、容易かつ簡単に、不純物金属イオン
をレドックスフロー型電池の電解液として許容される不
純物金属イオンの濃度以下に分離除去することのできる
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems. That is, the first invention is a method for producing an electrolytic solution of a redox flow battery using a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution, which comprises chromium (Cr) and an impurity metal other than chromium (Cr). An aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions is prepared from an inexpensive raw material containing and, and the impurity metal ions are easily and easily used as an electrolytic solution for a redox flow battery from the aqueous hydrochloric acid solution. It is an object of the present invention to provide a method capable of separating and removing impurities at a concentration not higher than an allowable concentration of impurity metal ions.

【0039】また、第2の発明または第4の発明は、鉄
(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として用
いるレドックスフロー型電池の電解液の製造方法であっ
て、鉄(Fe)と鉄(Fe)以外の不純物金属とを含有
する安価な原料から、鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを含有する塩酸水溶液を準備し、この塩酸水溶液
から、容易かつ簡単に、不純物金属イオンをレドックス
フロー型電池の電解液として許容される不純物金属イオ
ンの濃度以下に分離除去することのできる方法を提供す
ることを目的とする。
Further, the second invention or the fourth invention is a method for producing an electrolytic solution of a redox flow type battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution. An aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is prepared from an inexpensive raw material containing an impurity metal other than iron (Fe), and the impurity metal ions are easily and easily prepared from the aqueous hydrochloric acid solution. It is an object of the present invention to provide a method capable of separating and removing impurity metal ions at a concentration equal to or lower than the concentration allowed as an electrolytic solution of a redox flow battery.

【0040】また、第3の発明または第5の発明は、正
極活物質として、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶
液を電解液として用い、負極活物質として、クロム(C
r)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として用いる
レドックスフロー型電池の電解液の製造方法であって、
鉄(Fe)、クロム(Cr)および鉄(Fe)とクロム
(Cr)以外の不純物金属とを含有する安価な原料か
ら、鉄(Fe)イオンとクロム(Cr)イオンと不純物
金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備し、この塩酸
水溶液から、容易かつ簡単に不純物金属イオンをレドッ
クスフロー型電池の電解液として許容される不純物金属
イオンの濃度以下に分離除去することのできる方法を提
供することを目的とする。
In the third or fifth invention, a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions is used as an electrolytic solution as the positive electrode active material, and chromium (C) is used as the negative electrode active material.
r) A method for producing an electrolytic solution of a redox flow battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution,
Containing iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions and impurity metal ions from an inexpensive raw material containing iron (Fe), chromium (Cr) and iron (Fe) and impurity metals other than chromium (Cr) To provide a method capable of easily and easily separating and removing the impurity metal ions from the hydrochloric acid aqueous solution to a concentration equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery. To aim.

【0041】より特定的には、本発明の目的は、安価な
原料中に含まれる不純物金属のうち、従来の方法では、
技術的に不可能であったマンガン(Mn)についても、
レドックスフロー型電池の電解液として許容される濃度
以下まで分離除去することのできる、レドックスフロー
型電池の電解液の製造方法を提供することを目的とす
る。
More specifically, the object of the present invention is to obtain, among the impurity metals contained in inexpensive raw materials, the conventional method:
Regarding manganese (Mn), which was technically impossible,
An object of the present invention is to provide a method for producing an electrolyte solution for a redox flow battery, which can separate and remove to a concentration not higher than an allowable concentration as an electrolyte solution for a redox flow battery.

【0042】[0042]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、クロム鉱
石、クロム鉱石還元物、フェロクロム等の安価な原料中
に含まれる不純物金属のうち、従来の方法では、技術的
に不可能であったマンガン(Mn)についても、レドッ
クスフロー型電池の電解液として許容される濃度以下ま
で分離除去することのできる、レドックスフロー型電池
の電解液の製造方法について、長年研究を続けてきた。
The inventors of the present invention are technically impossible by the conventional method among the impurity metals contained in inexpensive raw materials such as chromium ore, reduced products of chromium ore, and ferrochrome. Also, manganese (Mn) has been researched for many years on a method for producing an electrolyte solution for a redox flow battery, which can separate and remove manganese (Mn) to a concentration below an allowable concentration as an electrolyte solution for a redox flow battery.

【0043】その結果、溶媒抽出法を用いることによ
り、安価な原料中に含まれる不純物金属のうち、従来の
方法では、技術的に不可能であったマンガン(Mn)に
ついても、レドックスフロー型電池の電解液として許容
される濃度以下まで分離除去することができることを知
見し、本発明を完成させるに至った。
As a result, by using the solvent extraction method, among the impurity metals contained in the inexpensive raw material, manganese (Mn), which was technically impossible by the conventional method, is also used in the redox flow battery. The inventors have found that they can be separated and removed to a concentration not higher than the concentration allowed as the electrolytic solution of, and have completed the present invention.

【0044】すなわち、第1の発明に従うレドックスフ
ロー型電池の電解液の製造方法は、クロム(Cr)イオ
ンを含有する塩酸水溶液を電解液として用いるレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法であって、クロム
(Cr)イオンとクロム(Cr)イオン以外の不純物金
属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備する工程と、塩
酸水溶液に有機溶媒を混合し、塩酸水溶液中に含まれる
不純物金属イオンを有機溶媒中に抽出し、その後不純物
金属イオンを含有する有機溶媒と、クロム(Cr)イオ
ンを含有する塩酸水溶液とを分離して、クロム(Cr)
イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程
とを備える。
That is, the method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the first invention is a method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery using an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution. A step of preparing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions; and mixing an organic solvent with the aqueous hydrochloric acid solution to remove the impurity metal ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution from the organic solvent. And then extracted into an organic solvent containing impurity metal ions and an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions to separate chromium (Cr)
And a step of taking out an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution.

【0045】クロム(Cr)イオンとクロム(Cr)イ
オン以外の不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液
は、たとえば、クロム鉱石、クロム鉱石還元物、フェロ
クロム、クロム(Cr)を含む廃棄物等の出発原料を、
塩酸に溶解すればよい。クロム(Cr)を含む廃棄物と
しては、たとえば、媒染染料による染色等の際に発生す
るクロム(Cr)廃液のほか、クロム(Cr)を含む、
種々の産業廃棄物等を挙げることができる。
The aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions is used as a starting material for chromium ore, reduced products of chromium ore, ferrochrome, wastes containing chromium (Cr), and the like. Raw materials,
It may be dissolved in hydrochloric acid. The waste containing chromium (Cr) includes, for example, a chromium (Cr) waste liquid generated at the time of dyeing with a mordant dye, as well as chromium (Cr),
Examples include various industrial wastes.

【0046】また、有機溶媒は、トリオクチルメチルア
ンモニウムクロリド等の第4級アンモニウム化合物や、
トリオクチルアミン等の第3級アミンや、トリn−ブチ
ルホスフェート、トリオクチルホスフィンオキサイド、
ビス(2、4、4−トリメチルペンチル)オクチルホス
フィンオキサイド等の有機リン酸化合物等からなる群よ
り選択される抽出剤(抽出試薬)を含む。
The organic solvent is a quaternary ammonium compound such as trioctylmethylammonium chloride,
Tertiary amines such as trioctylamine, tri-n-butyl phosphate, trioctylphosphine oxide,
It contains an extracting agent (extracting reagent) selected from the group consisting of organic phosphoric acid compounds such as bis (2,4,4-trimethylpentyl) octylphosphine oxide.

【0047】有機溶媒は、より好ましくは、抽出剤とし
て、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドを含む。
The organic solvent more preferably contains trioctylmethylammonium chloride as an extractant.

【0048】また、クロム(Cr)イオンと不純物金属
イオンとを含有する塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])は、有機溶媒の種類、出発原料の種類によって
も異なるが、上述した抽出剤(抽出試薬)を含む有機溶
媒を用いる場合は、特に以下の場合に限定されることは
ないが、たとえば、300グラム(g)/リットル(li
ter)以下、より好ましくは、230グラム(g)/リ
ットル(liter )以下に調整されていることが好まし
い。なお、クロム(Cr)イオンと不純物金属イオンと
を含有する塩酸水溶液の塩素濃度([Cl- ])は、水
による希釈や、塩化カルシウム(CaCl2 )に代表さ
れる塩化物からなる塩素濃度調整剤を添加することによ
り調整すればよい。
Further, the chlorine concentration of the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions ([C
l -]), the kind of organic solvent varies depending on the kind of the starting material, the case of using an organic solvent containing the above-mentioned extractant (extraction reagent), but are not limited to the case, especially below, For example, 300 grams (g) / liter (li
ter) or less, more preferably 230 g (g) / liter (liter) or less. Incidentally, chromium (Cr) concentration of chlorine hydrochloric aqueous solution containing ions and impurity metal ions ([Cl -]) is diluted and with water, the chlorine concentration adjusting consisting chlorides represented by calcium chloride (CaCl 2) It may be adjusted by adding an agent.

【0049】また、クロム(Cr)イオンと不純物金属
イオンとを含有する塩酸水溶液の濃度([HCl])
は、作業性等を考慮した場合は、1.5モル(mol )/
リットル(liter )以上3.5モル(mol )/リットル
(liter)以下であることが好ましい。
The concentration of hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions ([HCl])
Is 1.5 mol (mol) / in consideration of workability, etc.
It is preferably from liter (liter) to 3.5 mol (mol) / liter (liter).

【0050】第2の発明に従うレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオンを含有する塩
酸水溶液を電解液として用いるレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法であって、鉄(Fe)イオンと、鉄
(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液を準備する工程と、第1の塩酸水溶液に
有機溶媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄
(Fe)イオンと不純物金属イオンを有機溶媒中に抽出
する工程と、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンを含
有する有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオ
ンを第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後、不純物金属
イオンを含有する有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有
する塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イオンを含有
する塩酸水溶液を電解液として取出す工程とを備える。
A method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to a second aspect of the present invention is a method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery using an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution. A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing (Fe) ions and an impurity metal ion other than iron (Fe) ions; mixing an organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution; A step of extracting contained iron (Fe) ions and impurity metal ions into an organic solvent; and mixing an organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions. The iron (Fe) ion contained in the organic solvent is extracted into the second hydrochloric acid aqueous solution, and thereafter, the organic solvent containing the impurity metal ion and the hydrochloric acid aqueous solution containing the iron (Fe) ion are extracted. Apart, and a step of taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution.

【0051】鉄(Fe)イオンと、鉄(Fe)イオン以
外の不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液
は、たとえば、クロム鉱石、クロム鉱石還元物、フェロ
クロム、機械工場などから出る鉄鋳物の削り屑等の鉄
屑、鉄鉱石、鉄(Fe)を含む廃棄物等の出発原料を塩
酸に溶解すればよい。鉄(Fe)を含む廃棄物として
は、たとえば、プリント基板等の銅(Cu)配線を作製
する際に発生する、鉄(Fe)を含むエッチング液のほ
か、鉄(Fe)を含む、種々の産業廃棄物を挙げること
ができる。
The first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions is, for example, iron ore casting, chrome ore reduction product, ferrochromium, iron casting produced from a machine factory or the like. Starting materials such as iron scraps such as shavings, iron ore, and wastes containing iron (Fe) may be dissolved in hydrochloric acid. The waste containing iron (Fe) includes, for example, an etching solution containing iron (Fe), which is generated when a copper (Cu) wiring such as a printed circuit board is produced, and various kinds of waste containing iron (Fe). Industrial waste can be mentioned.

【0052】また、有機溶媒は、トリオクチルメチルア
ンモニウムクロリド等の第4級アンモニウム化合物や、
トリオクチルアミン等の第3級アミンや、トリn−ブチ
ルホスフェート、トリオクチルホスフィンオキサイド、
ビス(2、4、4−トリメチルペンチル)オクチルホス
フィンオキサイド等の有機リン酸化合物等からなる群よ
り選択される抽出剤(抽出試薬)を含む。
The organic solvent is a quaternary ammonium compound such as trioctylmethylammonium chloride,
Tertiary amines such as trioctylamine, tri-n-butyl phosphate, trioctylphosphine oxide,
It contains an extracting agent (extracting reagent) selected from the group consisting of organic phosphoric acid compounds such as bis (2,4,4-trimethylpentyl) octylphosphine oxide.

【0053】有機溶媒は、より好ましくは、抽出剤とし
て、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドを含む。
The organic solvent more preferably contains trioctylmethylammonium chloride as an extractant.

【0054】また、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する第1の塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])は、有機溶媒の種類、出発原料の種類によって
も異なるが、上述した抽出剤(抽出試薬)を含む有機溶
媒を用いる場合は、特に以下の場合に限定されることは
ないが、たとえば、300グラム(g)/リットル(li
ter )以下、より好ましくは、230グラム(g)/リ
ットル(liter )以下に調整されていることが好まし
い。
The chlorine concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions ([C
l -]), the kind of organic solvent varies depending on the kind of the starting material, the case of using an organic solvent containing the above-mentioned extractant (extraction reagent), but are not limited to the case, especially below, For example, 300 grams (g) / liter (li
ter) or less, more preferably 230 g (g) / liter (liter) or less.

【0055】なお、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する第1の塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])は、水による希釈や、塩化カルシウム(CaC
2 )に代表される塩化物からなる塩素濃度調整剤を添
加することにより調整すればよい。
The chlorine concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions ([C
l -]) is diluted and with water, calcium chloride (CaC
It may be adjusted by adding a chlorine concentration adjusting agent consisting of chloride represented by l 2 ).

【0056】また、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する第1の塩酸水溶液の濃度([HCl])
は、作業性等を考慮した場合は、1.5モル(mol )/
リットル(liter )以上3.5モル(mol )/リットル
(liter)以下であることが好ましい。
The concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions ([HCl])
Is 1.5 mol (mol) / in consideration of workability, etc.
It is preferably from liter (liter) to 3.5 mol (mol) / liter (liter).

【0057】また、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液の塩酸濃度([HCl])は、0.01モル(mo
l )/リットル(liter )以上1.5モル(mol )/リ
ットル(liter )以下であることが好ましい。
The hydrochloric acid concentration ([HCl]) of the second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion is 0.01 mol (mo
It is preferable that the ratio is l) / liter (liter) or more and 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less.

【0058】第3の発明に従うレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法は、正極活物質として、鉄(Fe)
イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として用い、負極
活物質として、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を電解液として用いるレドックスフロー型電池の電
解液の製造方法であって、鉄(Fe)イオン、クロム
(Cr)イオン、および、鉄(Fe)イオンとクロム
(Cr)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液を準備する工程と、第1の塩酸水溶液に
有機溶媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄
(Fe)イオンと不純物金属イオンとを有機溶媒中に抽
出し、その後、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンと
を含有する有機溶媒と、クロム(Cr)イオンを含有す
る塩酸水溶液とを分離して、クロム(Cr)イオンを含
有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程と、鉄(F
e)イオンと不純物金属イオンとを含有する有機溶媒
に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合
し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の塩
酸水溶液中に抽出し、その後、不純物金属イオンを含む
有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液と
を分離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を
電解液として取出す工程とを備える。
In the method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the third invention, iron (Fe) is used as the positive electrode active material.
A method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution and uses an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution as a negative electrode active material. Ions, chromium (Cr) ions, and a step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions, and an organic solvent in the first hydrochloric acid aqueous solution. After mixing, the iron (Fe) ion and the impurity metal ion contained in the first aqueous hydrochloric acid solution are extracted into an organic solvent, and thereafter, an organic solvent containing the iron (Fe) ion and the impurity metal ion, and chromium. A step of separating the aqueous hydrochloric acid solution containing (Cr) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution;
e) An organic solvent containing ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and iron (Fe) ions contained in the organic solvent are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution. Then, a step of separating the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions as an electrolytic solution is provided.

【0059】鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)イオ
ン、および、鉄(Fe)イオンとクロム(Cr)イオン
以外の不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液
は、たとえば、クロム鉱石、クロム鉱石還元物、フェロ
クロム、クロム(Cr)と鉄(Fe)とを含む廃棄物等
の出発原料を塩酸に溶解すればよい。
The first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions is, for example, chromium ore or chromium. Starting materials such as ore reduction products, ferrochrome, and wastes containing chromium (Cr) and iron (Fe) may be dissolved in hydrochloric acid.

【0060】また、有機溶媒は、トリオクチルメチルア
ンモニウムクロリド等の第4級アンモニウム化合物や、
トリオクチルアミン等の第3級アミンや、トリn−ブチ
ルホスフェート、トリオクチルホスフィンオキサイド、
ビス(2、4、4−トリメチルペンチル)オクチルホス
フィンオキサイド等の有機リン酸化合物等からなる群よ
り選択される抽出剤(抽出試薬)を含む。
The organic solvent is a quaternary ammonium compound such as trioctylmethylammonium chloride,
Tertiary amines such as trioctylamine, tri-n-butyl phosphate, trioctylphosphine oxide,
It contains an extracting agent (extracting reagent) selected from the group consisting of organic phosphoric acid compounds such as bis (2,4,4-trimethylpentyl) octylphosphine oxide.

【0061】有機溶媒は、より好ましくは、抽出剤とし
て、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドを含む。
The organic solvent more preferably contains trioctylmethylammonium chloride as an extractant.

【0062】また、鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)
イオン、および、不純物金属イオンとを含有する第1の
塩酸水溶液の塩素濃度([Cl- ])は、有機溶媒の種
類、出発原料の種類によっても異なるが、上述した抽出
剤(抽出試薬)を含む有機溶媒を用いる場合は、特に以
下の場合に限定されることはないが、たとえば、300
グラム(g)/リットル(liter )以下、より好ましく
は、230グラム(g)/リットル(liter )以下に調
整されていることが好ましい。
Further, iron (Fe) ions, chromium (Cr)
The chlorine concentration ([Cl ]) of the first hydrochloric acid aqueous solution containing ions and impurity metal ions varies depending on the type of organic solvent and the type of starting material. When the organic solvent containing is used, it is not particularly limited to the following cases, but for example, 300
It is preferably adjusted to gram (g) / liter (liter) or less, more preferably 230 gram (g) / liter (liter) or less.

【0063】なお、第1の塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])の調整方法は、第1の発明と同様であるので、
ここでの説明は省略する。
The chlorine concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution ([C
Since]) adjustment method is the same as the first invention, - l
The description here is omitted.

【0064】また、鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)
イオン、および、不純物金属イオンとを含有する第1の
塩酸水溶液の塩酸濃度([HCl])は、作業性等を考
慮した場合は、1.5モル(mol )/リットル(liter
)以上3.5モル(mol )/リットル(liter )以下
であることが好ましい。
Further, iron (Fe) ions, chromium (Cr)
The concentration of hydrochloric acid ([HCl]) in the first hydrochloric acid aqueous solution containing ions and impurity metal ions is 1.5 mol (mol) / liter (liter) in consideration of workability.
) Or more and 3.5 mol (mol) / liter (liter) or less.

【0065】また、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液の塩酸濃度([HCl])は、0.01モル(mo
l )/リットル(liter )以上1.5モル(mol )/リ
ットル(liter )以下であることが好ましい。
The hydrochloric acid concentration ([HCl]) of the second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion is 0.01 mol (mo
It is preferable that the ratio is l) / liter (liter) or more and 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less.

【0066】第4の発明に従うレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオンを含有する塩
酸水溶液を電解液として用いるレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法であって、鉄(Fe)イオンと、鉄
(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液を準備する工程と、第1の塩酸水溶液に
有機溶媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄
(Fe)イオンを有機溶媒中に抽出する工程と、鉄(F
e)イオンを含有する有機溶媒に金属イオンを含有しな
い第2の塩酸水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄
(Fe)イオンを第2の塩酸水溶液中に抽出し、その
後、有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶
液とを分離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶
液を電解液として取出す工程とを備える。
A method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to a fourth aspect of the present invention is a method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery using an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution. A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing (Fe) ions and an impurity metal ion other than iron (Fe) ions; mixing an organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution; A step of extracting contained iron (Fe) ions into an organic solvent;
e) An organic solvent containing ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, iron (Fe) ions contained in the organic solvent are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution, and then an organic solvent is added. And a step of separating the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions, and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution.

【0067】第4の発明において、鉄(Fe)イオン
と、鉄(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有
する第1の塩酸水溶液を準備する工程は、第2の発明と
同様であるので、ここでの説明は省略する。
In the fourth invention, the step of preparing the first aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions is the same as in the second invention. The description here is omitted.

【0068】また、第4の発明において用いる有機溶媒
は、第2の発明において用いる有機溶媒であれば、いず
れも適用可能である。
The organic solvent used in the fourth invention may be any organic solvent used in the second invention.

【0069】なお、第4の発明において、特に、マンガ
ン(Mn)が、レドックスフロー型電池の電解液として
許容される濃度以下まで分離除去された、レドックスフ
ロー型電池の電解液を、効率よく製造するには、抽出剤
として、トリn−ブチルホスフェートを含む有機溶媒を
用いるのが、より好ましい。
In the fourth invention, in particular, manganese (Mn) is efficiently separated and removed to a concentration equal to or lower than the concentration allowed as an electrolyte for redox flow type batteries, to efficiently produce an electrolyte for redox flow type batteries. To this end, it is more preferable to use an organic solvent containing tri-n-butyl phosphate as the extractant.

【0070】また、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する第1の塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])は、有機溶媒の種類、出発原料の種類によって
も異なるが、上述した抽出剤(抽出試薬)を含む有機溶
媒を用いる場合は、特に以下の場合に限定されることは
ないが、たとえば、300グラム(g)/リットル(li
ter )以下に調整されていることが好ましい。
The chlorine concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions ([C
l -]), the kind of organic solvent varies depending on the kind of the starting material, the case of using an organic solvent containing the above-mentioned extractant (extraction reagent), but are not limited to the case, especially below, For example, 300 grams (g) / liter (li
ter) It is preferably adjusted to the following.

【0071】なお、第1の塩酸水溶液の塩素濃度([C
- ])の調整方法は、第2の発明において、既に説明
した方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
The chlorine concentration ([C
The method of adjusting l ]) is the same as the method already described in the second aspect of the invention, so description thereof will be omitted here.

【0072】また、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する第1の塩酸水溶液の塩素濃度([HC
l])は、作業性等を考慮した場合は、1モル(mol )
/リットル(liter )以上5モル(mol )/リットル
(liter )以下であることが好ましい。
The chlorine concentration of the first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions ([HC
l]) is 1 mol in consideration of workability and the like.
/ Liter (liter) or more and 5 mol (mol) / liter (liter) or less is preferable.

【0073】また、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液の塩酸濃度([HCl])は、0.01モル(mo
l )/リットル(liter )以上1.5モル(mol )/リ
ットル(liter )以下であることが好ましい。
The hydrochloric acid concentration ([HCl]) of the second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion is 0.01 mol (mo
It is preferable that the ratio is l) / liter (liter) or more and 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less.

【0074】第5の発明に従うレドックスフロー型電池
の電解液の製造方法は、正極活物質として、鉄(Fe)
イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として用い、負極
活物質として、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を電解液として用いるレドックスフロー型電池の電
解液の製造方法であって、鉄(Fe)イオン、クロム
(Cr)イオン、および、鉄(Fe)イオンとクロム
(Cr)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液を準備する工程と、第1の塩酸水溶液に
第1の有機溶媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含まれ
る鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを第1の有機
溶媒中に抽出し、その後、鉄(Fe)イオンと不純物金
属イオンとを含有する第1の有機溶媒と、クロム(C
r)イオンを含有する塩酸水溶液とを分離して、クロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取
出す工程と、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを
含有する第1の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第
2の塩酸水溶液を混合し、第1の有機溶媒中に含まれる
鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを第2の塩酸水
溶液中に抽出し、その後、第1の有機溶媒と鉄(Fe)
イオンと不純物金属イオンとを含有する第2の塩酸水溶
液とを分離して、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオン
とを含有する塩酸水溶液を準備する工程と、鉄(Fe)
イオンと不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液に、
第2の有機溶媒を混合し、塩酸水溶液中に含まれる鉄
(Fe)イオンを第2の有機溶媒中に抽出し、その後不
純物金属イオンを含有する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イ
オンを含有する第2の有機溶媒とを分離する工程と、鉄
(Fe)イオンを含有する第2の有機溶媒に、金属イオ
ンを含有しない第3の塩酸水溶液を混合し、第2の有機
溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを第3の塩酸水溶液
中に抽出し、その後、第2の有機溶媒と、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程と
を備える。
In the method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the fifth aspect of the present invention, iron (Fe) is used as the positive electrode active material.
A method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution and uses an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution as a negative electrode active material. Ion, chromium (Cr) ion, and a step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions; An organic solvent is mixed, iron (Fe) ions and impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution are extracted into the first organic solvent, and thereafter, iron (Fe) ions and impurity metal ions are contained. The first organic solvent to be used, and chromium (C
r) a step of separating an aqueous hydrochloric acid solution containing ions and taking out an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution; a first organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions Is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions to extract iron (Fe) ions and impurity metal ions contained in the first organic solvent into the second aqueous hydrochloric acid solution, and then the first Organic solvent and iron (Fe)
A step of separating a second aqueous hydrochloric acid solution containing ions and impurity metal ions to prepare an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions; and iron (Fe)
In a hydrochloric acid aqueous solution containing ions and impurity metal ions,
A second organic solvent is mixed, iron (Fe) ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution are extracted into the second organic solvent, and thereafter, a hydrochloric acid aqueous solution containing impurity metal ions and iron (Fe) ions are contained. A step of separating the second organic solvent and a second organic solvent containing iron (Fe) ions are mixed with a third hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions to be contained in the second organic solvent. The iron (Fe) ion is extracted into the third hydrochloric acid aqueous solution, and then the second organic solvent and the hydrochloric acid aqueous solution containing the iron (Fe) ion are separated to obtain the hydrochloric acid containing the iron (Fe) ion. And a step of taking out the aqueous solution as an electrolytic solution.

【0075】第5の発明において、鉄(Fe)イオン、
クロム(Cr)イオン、および、鉄(Fe)イオンとク
ロム(Cr)イオン以外の不純物金属イオンとを含有す
る第1の塩酸水溶液を準備する工程と、第1の塩酸水溶
液に第1の有機溶媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含
まれる鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを第1の
有機溶媒中に抽出し、その後鉄(Fe)イオンと不純物
金属イオンとを含有する第1の有機溶媒と、クロム(C
r)イオンを含有する塩酸水溶液とを分離して、クロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取
出す工程は、第1の発明と同様であるので、ここでの説
明は省略する。
In the fifth invention, iron (Fe) ions,
A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions; and a first organic solvent in the first hydrochloric acid aqueous solution To extract the iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution into the first organic solvent, and thereafter to contain the iron (Fe) ions and the impurity metal ions. Organic solvent and chromium (C
The step of separating the r) ion-containing hydrochloric acid aqueous solution and taking out the chromium (Cr) ion-containing hydrochloric acid aqueous solution as the electrolytic solution is the same as that of the first invention, and therefore the description thereof is omitted here.

【0076】第5の発明では、鉄(Fe)イオンと不純
物金属イオンとを含有する第1の有機溶媒に、金属イオ
ンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合し、第1の有機
溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンと不純物金属イオン
とを第2の塩酸水溶液中に抽出しているが、これは、第
5の発明は、特に、マンガン(Mn)が、レドックスフ
ロー型電池の電解液として許容される濃度以下まで分離
除去されたレドックスフロー型電池の電解液を効率よく
製造するためである。
In the fifth invention, the first organic solvent containing iron (Fe) ions and the impurity metal ions is mixed with the second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and the mixture is added to the first organic solvent. The contained iron (Fe) ions and impurity metal ions are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution. This is because the fifth invention is particularly effective in that manganese (Mn) is the electrolytic solution of the redox flow battery. This is for efficiently producing the electrolyte solution of the redox flow type battery that has been separated and removed to a concentration not higher than the allowable concentration.

【0077】すなわち、第1の有機溶媒中に含まれる鉄
(Fe)イオンと不純物金属イオンとを第2の塩酸水溶
液中に抽出し、その後第1の有機溶媒と鉄(Fe)イオ
ンと不純物金属イオンとを含有する第2の塩酸水溶液と
を分離して、当該鉄(Fe)イオンと不純物金属イオン
とを含有する第2の塩酸水溶液の塩素濃度([C
-])および塩酸濃度([HCl])のそれぞれを、
第2の有機溶媒に、鉄(Fe)イオンが選択的に抽出さ
れる濃度にそれぞれ調整し、鉄(Fe)イオンと不純物
金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備する。
That is, the iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first organic solvent are extracted into the second hydrochloric acid aqueous solution, and then the first organic solvent, the iron (Fe) ions and the impurity metal ions are extracted. The second hydrochloric acid aqueous solution containing the ions is separated from the second hydrochloric acid aqueous solution containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions to obtain a chlorine concentration ([C
l -]) and a respective concentration of hydrochloric acid ([HCl]),
The second organic solvent is adjusted to have a concentration at which iron (Fe) ions are selectively extracted, and an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is prepared.

【0078】なお、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを含有する塩酸水溶液に、第2の有機溶媒を混合
し、塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の
有機溶媒中に抽出し、その後不純物金属イオンを含有す
る塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオンを含有する第2の有
機溶媒とを分離する工程と、鉄(Fe)イオンを含有す
る第2の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第3の塩
酸水溶液を混合し、第2の有機溶媒中に含まれる鉄(F
e)イオンを第3の塩酸水溶液中に抽出し、その後第2
の有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液
とを分離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液
を電解液として取出す工程は、第4の発明と同様である
ので、ここでの説明は省略する。
The second organic solvent is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution are mixed with the second organic solvent. The step of extracting and then separating the aqueous hydrochloric acid solution containing the impurity metal ions and the second organic solvent containing the iron (Fe) ions, and the second organic solvent containing the iron (Fe) ions into the metal A third aqueous hydrochloric acid solution containing no ions is mixed to produce iron (F) contained in the second organic solvent.
e) extraction of the ions into a third aqueous hydrochloric acid solution, followed by a second extraction
The step of separating the organic solvent from the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution is the same as in the fourth invention. The description of is omitted.

【0079】また、第5の発明において用いる用語「第
1の塩酸水溶液」は、第1の発明の「塩酸水溶液」に相
当し、第5の発明において用いる用語「第1の有機溶
媒」は、第1の発明の「有機溶媒」に相当し、第5の発
明において用いる用語「鉄(Fe)イオンと不純物金属
イオンとを含有する塩酸水溶液」は、第4の発明の「鉄
(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含有する第1の
塩酸水溶液」に相当し、第5の発明において用いる用語
「第2の有機溶媒」は、第4の発明の「有機溶媒」に相
当し、第5の発明において用いる用語「第3の塩酸水溶
液」は、第4の発明の「第2の塩酸水溶液」に相当して
いることを付記しておく。
The term "first hydrochloric acid aqueous solution" used in the fifth invention corresponds to the "hydrochloric acid aqueous solution" of the first invention, and the term "first organic solvent" used in the fifth invention is The term "hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions", which corresponds to the "organic solvent" of the first invention and is used in the fifth invention, means the "iron (Fe) ions of the fourth invention. And the impurity metal ions are contained in the first hydrochloric acid aqueous solution ", and the term" second organic solvent "used in the fifth invention corresponds to the" organic solvent "in the fourth invention. It should be additionally noted that the term "third hydrochloric acid aqueous solution" used in the invention corresponds to the "second hydrochloric acid aqueous solution" of the fourth invention.

【0080】また、第5の発明において用いる第1の有
機溶媒、第2の有機溶媒は、第1の発明において用いる
有機溶媒であれば、いずれも適用可能である。
Any of the first organic solvent and the second organic solvent used in the fifth invention is applicable as long as it is the organic solvent used in the first invention.

【0081】第5の発明において用いる第1の有機溶媒
は、より好ましくは、抽出剤として、トリオクチルメチ
ルアンモニウムクロリドを含み、第2の有機溶媒は、よ
り好ましくは、抽出剤として、トリn−ブチルホスフェ
ートを含む。
The first organic solvent used in the fifth invention more preferably contains trioctylmethylammonium chloride as an extracting agent, and the second organic solvent is more preferably tri-n- as an extracting agent. Contains butyl phosphate.

【0082】また第5の発明において用いる第2の塩酸
水溶液の濃度は、特に限定されるものではないが、作業
性等を考慮した場合は、1.5モル(mol )/リットル
(liter )以上3.5モル(mol )/リットル(liter
)以下であることが好ましい。
The concentration of the second hydrochloric acid aqueous solution used in the fifth invention is not particularly limited, but in consideration of workability, it is 1.5 mol (mol) / liter (liter) or more. 3.5 mol / liter (liter
) It is preferable that it is the following.

【0083】[0083]

【作用】本発明は、いずれも、レドックスフロー型電池
の電解液を製造する工程において、溶媒抽出法を用いて
いる。
In all of the present inventions, the solvent extraction method is used in the step of producing the electrolytic solution of the redox flow battery.

【0084】溶媒抽出(solvent extraction)法は、液
−液抽出(liquid-liquid extraction)法とも言われ、
互いに混じり合わない2液相間における物質の分配を利
用する方法である。
The solvent extraction method is also called a liquid-liquid extraction method,
It is a method that utilizes the distribution of substances between two liquid phases that do not mix with each other.

【0085】図4および図5は、本発明に従う溶媒抽出
の原理を概略的に示す図である。図4を参照しながら、
第1〜第3の発明の作用について、以下に説明する。
4 and 5 are diagrams schematically showing the principle of solvent extraction according to the present invention. Referring to FIG.
The operation of the first to third inventions will be described below.

【0086】第1の発明は、以下の工程を備える。 (1) クロム(Cr)イオンとクロム(Cr)イオン
以外の不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備
する工程を備える。
The first invention comprises the following steps. (1) A step of preparing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions is provided.

【0087】(2) 塩酸水溶液に有機溶媒を混合し、
塩酸水溶液中に含まれる不純物金属イオンを有機溶媒中
に抽出し、その後、不純物金属イオンを含有する有機溶
媒と、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液とを
分離して、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液
を電解液として取出す工程を備える。
(2) An organic solvent is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution,
The impurity metal ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution are extracted into an organic solvent, and then the organic solvent containing the impurity metal ions and the hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions are separated to obtain chromium (Cr) ions. And a step of taking out an aqueous hydrochloric acid solution containing

【0088】図4を参照して、第1の発明は、抽出の工
程を応用したものである。すなわち、クロム(Cr)イ
オンとクロム(Cr)イオン以外の不純物金属イオンと
を含有する塩酸水溶液(原料塩酸水溶液)に、抽出剤を
含む有機溶媒(図4中、有機溶媒(抽出剤)で示され
る)を混合すると、原料塩酸水溶液の塩素濃度([Cl
- ])や、有機溶媒の種類に依存して、原料塩酸水溶液
中に含まれる鉄(Fe)イオン、マンガン(Mn)イオ
ン等の溶質が、抽出剤を含む有機溶媒(図4中、有機溶
媒(抽出剤)で示される)側に抽出される。
Referring to FIG. 4, the first invention applies the extraction process. That is, in an aqueous hydrochloric acid solution (raw hydrochloric acid aqueous solution) containing chromium (Cr) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions, an organic solvent containing an extracting agent (indicated by an organic solvent (extracting agent) in FIG. 4). The chlorine concentration ([Cl
- ]), Or solutes such as iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions contained in the starting hydrochloric acid aqueous solution, depending on the type of organic solvent, include an organic solvent containing an extractant (organic solvent in FIG. 4). (Indicated by (extracting agent)).

【0089】この工程(以下、洗浄工程という)を何回
か繰返すと、水溶液相側にクロム(Cr)イオンが残
り、水溶液相側に含まれる不純物金属イオンの濃度が、
レドックスフロー型電池の電解液として許容される不純
物金属イオンの濃度以下になる。
When this step (hereinafter referred to as “washing step”) is repeated several times, chromium (Cr) ions remain on the aqueous solution phase side, and the concentration of impurity metal ions contained on the aqueous solution phase side becomes
The concentration is less than the concentration of impurity metal ions that is allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery.

【0090】次に、クロム(Cr)イオンを含有する塩
酸水溶液(水溶液相)を電解液として取出すことによ
り、レドックスフロー型電池の電解液を得る。
Next, a hydrochloric acid aqueous solution (aqueous solution phase) containing chromium (Cr) ions is taken out as an electrolytic solution to obtain an electrolytic solution for a redox flow battery.

【0091】また、第2の発明は、以下の工程を備え
る。 (1) 鉄(Fe)イオンと、鉄(Fe)イオン以外の
不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備
する工程を備える。
The second invention comprises the following steps. (1) A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions is provided.

【0092】(2) 第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混
合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオン
と不純物金属イオンを有機溶媒中に抽出する工程を備え
る。
(2) A step of mixing an organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution and extracting iron (Fe) ions and impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution into the organic solvent is provided.

【0093】(3) 鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを含有する有機溶媒に、金属イオンを含有しない
第2の塩酸水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄
(Fe)イオンを第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後
不純物金属イオンを含有する有機溶媒と、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程を
備える。
(3) An organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions to remove the iron (Fe) ions contained in the organic solvent. 2 into the aqueous hydrochloric acid solution, and then the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions are separated, and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions is used as the electrolytic solution. Equipped with a process of taking out.

【0094】図4を参照して、第2の発明は、逆抽出の
工程を応用したものである。すなわち、図4中、まず、
抽出の工程により、鉄(Fe)イオンと鉄(Fe)イオ
ン以外の不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液(原
料塩酸水溶液)に、抽出剤を含む有機溶媒(図4中、有
機溶媒(抽出剤)で示される)を混合すると、原料塩酸
水溶液の塩素濃度([Cl- ])や、有機溶媒の種類に
依存して、原料塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオ
ンとマンガン(Mn)イオン等の不純物金属イオンと
が、抽出剤を含む有機溶媒(図4中、有機溶媒(抽出
剤)で示される)側に抽出される。
Referring to FIG. 4, the second invention is an application of the back extraction process. That is, in FIG. 4, first,
By the extraction step, an organic solvent containing an extracting agent is added to an aqueous hydrochloric acid solution (raw hydrochloric acid aqueous solution) containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions (in FIG. 4, the organic solvent (extracting agent When mixing the indicated is) in), chlorine concentration of the raw material aqueous hydrochloric acid ([Cl -]) and, depending on the type of the organic solvent, the iron contained in the raw material aqueous hydrochloric acid (Fe) ions and manganese (Mn) ions Impurities such as metal ions are extracted to the side of the organic solvent containing the extractant (indicated by the organic solvent (extractant) in FIG. 4).

【0095】次に、鉄(Fe)イオンと、マンガン(M
n)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶媒
に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合す
ると、第2の塩酸水溶液の塩酸濃度に依存して、有機溶
媒中に含まれる鉄(Fe)イオンが、第2の塩酸水溶液
中に抽出される。
Next, iron (Fe) ions and manganese (M
n) When an organic solvent containing an impurity metal ion such as an ion is mixed with a second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion, iron () contained in the organic solvent depends on the hydrochloric acid concentration of the second hydrochloric acid aqueous solution. Fe) ions are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution.

【0096】その後、不純物金属イオンを含有する有機
溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液とを分
離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を電解
液として取出す。
Then, the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions are separated, and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions is taken out as an electrolytic solution.

【0097】また、第3の発明は、以下の工程を備え
る。 (1) 鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)イオン、お
よび、鉄(Fe)イオンとクロム(Cr)イオン以外の
不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備
する工程を備える。
Further, the third invention comprises the following steps. (1) A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions is provided.

【0098】(2) 第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混
合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオン
と不純物金属イオンとを有機溶媒中に抽出し、その後鉄
(Fe)イオンと不純物金属イオンを含有する有機溶媒
と、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液とを分
離して、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を
電解液として取出す工程を備える。
(2) An organic solvent is mixed with the first hydrochloric acid aqueous solution, iron (Fe) ions and impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution are extracted into the organic solvent, and then iron (Fe) is added. A step of separating the organic solvent containing the ions and the impurity metal ions from the hydrochloric acid aqueous solution containing the chromium (Cr) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing the chromium (Cr) ions as an electrolytic solution is provided.

【0099】(3) 鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを含有する有機溶媒に、金属イオンを含有しない
第2の塩酸水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄
(Fe)イオンを第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後
不純物金属イオンを含む有機溶媒と、鉄(Fe)イオン
を含有する塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イオン
を含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程を備え
る。
(3) An organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions to remove the iron (Fe) ions contained in the organic solvent. 2 into the aqueous hydrochloric acid solution, and then the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions are separated, and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions is taken out as the electrolytic solution. It has a process.

【0100】図4を参照して、第3の発明は、抽出の工
程と、逆抽出の工程とを応用したものである。
Referring to FIG. 4, the third invention applies the extraction process and the back extraction process.

【0101】なお、第3の発明において、抽出の工程の
原理は、第1の発明と同様であり、逆抽出の工程の原理
は第2の発明と同様であるので、その説明を省略する。
In the third invention, the principle of the extraction step is the same as that of the first invention, and the principle of the back extraction step is the same as that of the second invention, so the description thereof will be omitted.

【0102】次に、図5を参照しながら、第4〜第5の
発明の作用について、以下に説明する。
Next, referring to FIG. 5, the operation of the fourth to fifth inventions will be described below.

【0103】第4の発明は、以下の工程を備える。 (1) 鉄(Fe)イオンと鉄(Fe)イオン以外の不
純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備す
る工程を備える。
The fourth invention comprises the following steps. (1) A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions is provided.

【0104】(2) 第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混
合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオン
を有機溶媒中に抽出する工程を備える。
(2) A step of mixing an organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution and extracting iron (Fe) ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution into the organic solvent is provided.

【0105】(3) 鉄(Fe)イオンを含有する有機
溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水溶液を混
合し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の
塩酸水溶液中に抽出し、その後、有機溶媒と、鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液とを分離して、鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す
工程を備える。
(3) An organic solvent containing iron (Fe) ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the organic solvent are mixed in a second aqueous hydrochloric acid solution. To the organic solvent and iron (F
e) Separation from an aqueous hydrochloric acid solution containing ions to obtain iron (F
e) A step of extracting an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution.

【0106】図5を参照して、図5中、Aに示す溶媒抽
出の原理は、第1の発明と同様であるので、ここでの説
明は省略する。
Referring to FIG. 5, the principle of solvent extraction shown by A in FIG. 5 is the same as that of the first invention, and therefore the description thereof is omitted here.

【0107】図5中、Bに示す溶媒抽出の原理は、第4
の発明の原理を示しており、第4の発明は、抽出の工程
と、逆抽出の工程とを備えるものである。
In FIG. 5, the principle of solvent extraction shown in B is as follows:
The fourth invention comprises a step of extraction and a step of back extraction.

【0108】すなわち、図5中、Bを参照して、まず、
抽出の工程により、鉄(Fe)イオンと鉄(Fe)イオ
ン以外の不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶
液(原料塩酸水溶液)に、抽出剤を含む有機溶媒(図5
中、有機溶媒(抽出剤)で示される)を混合すると、原
料塩酸水溶液の塩素濃度([Cl- ])や、有機溶媒の
種類に依存して、原料塩酸水溶液中に含まれる鉄(F
e)イオンが、選択的に、抽出剤を含む有機溶媒(図5
中、有機溶媒(抽出剤)で示される)側に抽出される。
That is, referring to B in FIG. 5, first,
Through the extraction step, the first hydrochloric acid aqueous solution (raw hydrochloric acid aqueous solution) containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions is added to the organic solvent containing the extraction agent (see FIG. 5).
Among, when mixing the indicated are) in an organic solvent (extractant), chlorine concentration of the raw material aqueous hydrochloric acid ([Cl -]) and, depending on the type of the organic solvent, the iron contained in the raw material aqueous hydrochloric acid (F
e) The ions are selectively extracted with an organic solvent (FIG. 5).
Inside, the organic solvent (shown by the extraction agent) is extracted.

【0109】次に、鉄(Fe)イオンが、選択的に抽出
された有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液を混合すると、第2の塩酸水溶液の塩素濃度に依
存して、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンが、第
2の塩酸水溶液中に抽出される。
Next, when the second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions is mixed with the organic solvent selectively extracted with iron (Fe) ions, depending on the chlorine concentration of the second hydrochloric acid aqueous solution, Iron (Fe) ions contained in the organic solvent are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution.

【0110】その後、有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液を電解液として取出す。
Then, the organic solvent and the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions are separated, and the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions is taken out as an electrolytic solution.

【0111】なお、第4の発明では、上述したように、
抽出の工程と、逆抽出の工程とにより、レドックスフロ
ー型電池の電解液を製造している。
In the fourth invention, as described above,
An electrolyte solution for a redox flow battery is manufactured by the extraction step and the back extraction step.

【0112】特に、第4の発明では、抽出の工程によ
り、鉄(Fe)イオンと、鉄(Fe)イオン以外の不純
物金属イオンとを分離する工程を備える結果、従来の方
法では、技術的に不可能であったマンガン(Mn)につ
いても、レドックスフロー型電池の電解液として許容さ
れる濃度以下まで、容易に、分離除去することができ
る。
In particular, the fourth invention includes a step of separating iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions by the extraction step. Even manganese (Mn), which was impossible, can be easily separated and removed to a concentration not higher than the concentration allowed as an electrolytic solution of a redox flow battery.

【0113】また、第5の発明は、以下の工程を備え
る。 (1) 鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)イオン、お
よび、鉄(Fe)イオンとクロム(Cr)イオン以外の
不純物金属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備
する工程を備える。
Further, the fifth invention comprises the following steps. (1) A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions is provided.

【0114】(2) 第1の塩酸水溶液に第1の有機溶
媒を混合し、第1の塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)
イオンと不純物金属イオンとを第1の有機溶媒中に抽出
し、その後鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含
有する第1の有機溶媒と、クロム(Cr)イオンを含有
する塩酸水溶液とを分離して、クロム(Cr)イオンを
含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程を備え
る。
(2) Iron (Fe) contained in the first hydrochloric acid aqueous solution by mixing the first organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution.
Ions and impurity metal ions are extracted in a first organic solvent, and then a first organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions and an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions are extracted. A step of separating and taking out a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution is provided.

【0115】(3) 鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを含有する第1の有機溶媒に、金属イオンを含有
しない第2の塩酸水溶液を混合し、第1の有機溶媒中に
含まれる鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを第2
の塩酸水溶液中に抽出し、その後、第1の有機溶媒と、
鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含有する第2
の塩酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イオンと不純物
金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備する工程を備
える。
(3) Iron contained in the first organic solvent is obtained by mixing the first organic solvent containing iron (Fe) ions and the impurity metal ions with the second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions. (Fe) ions and impurity metal ions
In a hydrochloric acid aqueous solution of, followed by the first organic solvent,
Second containing iron (Fe) ions and impurity metal ions
And a step of separating the aqueous hydrochloric acid solution to prepare an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions.

【0116】(4) 鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを含有する塩酸水溶液に、第2の有機溶媒を混合
し、塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の
有機溶媒中に抽出し、その後、不純物金属イオンを含有
する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオンを含有する第2の
有機溶媒とを分離する工程を備える。
(4) A second organic solvent is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution are mixed in the second organic solvent. And then separating the aqueous hydrochloric acid solution containing the impurity metal ions from the second organic solvent containing the iron (Fe) ions.

【0117】(5) 鉄(Fe)イオンを含有する第2
の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第3の塩酸水溶
液を混合し、第2の有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イ
オンを第3の塩酸水溶液中に抽出し、その後、第2の有
機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液とを
分離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を電
解液として取出す工程を備える。
(5) Second containing iron (Fe) ion
And a third hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions are mixed with the organic solvent to extract the iron (Fe) ions contained in the second organic solvent into the third hydrochloric acid aqueous solution, and then the second organic solvent is added. A step of separating the solvent and the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution is provided.

【0118】図5を参照して、第5の発明は、第1の発
明と第4の発明とを組合わせたものである。
Referring to FIG. 5, the fifth invention is a combination of the first invention and the fourth invention.

【0119】図5を参照して、図5中、Aに示す溶媒抽
出の原理は、上述したように、第1の発明と同様である
が、図5中、Aの逆抽出の工程において、鉄(Fe)イ
オンと不純物金属イオンとを含有する第1の有機溶媒
(図5中、有機溶媒(抽出剤)で示される)に、金属イ
オンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合し、第1の有
機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンと不純物金属イオ
ンとを第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後、第1の有
機溶媒と、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含
有する第2の塩酸水溶液とを分離している。
Referring to FIG. 5, the principle of the solvent extraction indicated by A in FIG. 5 is the same as that of the first invention as described above, but in the step of back extraction of A in FIG. A first organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions (indicated by an organic solvent (extracting agent) in FIG. 5) is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, The iron (Fe) ion and the impurity metal ion contained in the first organic solvent are extracted into the second hydrochloric acid aqueous solution, and then the first organic solvent, the iron (Fe) ion and the impurity metal ion are contained. It is separated from the second aqueous hydrochloric acid solution.

【0120】そして、第5の発明では、鉄(Fe)イオ
ンと不純物金属イオンとを含有する第2の塩酸水溶液
の、塩素濃度([Cl- ])を図5中、Bの抽出の工程
において、第2の有機溶媒中に、当該塩酸水溶液中に含
まれる鉄(Fe)イオンが、選択的に、抽出剤を含む有
機溶媒(図5中、有機溶媒(抽出剤)で示される)側に
抽出されるように調整している。
In the fifth invention, the chlorine concentration ([Cl ]) of the second aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is determined in the step of extracting B in FIG. In the second organic solvent, iron (Fe) ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution are selectively added to the organic solvent containing the extracting agent (indicated by the organic solvent (extracting agent) in FIG. 5). It is adjusted to be extracted.

【0121】なお、図5を参照して、図5中、Bに示す
溶媒抽出の原理は、第4の発明と同様であるので、その
説明を省略する。
Referring to FIG. 5, the principle of solvent extraction shown by B in FIG. 5 is the same as that of the fourth invention, and therefore its explanation is omitted.

【0122】[0122]

【実施例】以下、実施例によって、本発明をさらに具体
的に説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0123】実施例1 図1は、本発明に従うレドックスフロー型電池の電解液
の製造プロセスを概略的に示す工程図である。
Example 1 FIG. 1 is a process chart schematically showing a process for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the present invention.

【0124】図1を参照して、ステップ(1)〜ステッ
プ(6)に示される工程は、レドックスフロー型電池の
電解液として、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を製造する方法を概略的に示している。
Referring to FIG. 1, the steps shown in steps (1) to (6) outline the method for producing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution for a redox flow battery. It is shown in the figure.

【0125】図1を参照して、まず、ステップ(1)に
示す工程において、出発原料を準備する。出発原料とし
ては、特に以下の場合に限定されることはないが、たと
えば、フェロクロム、クロム鉱石、クロム鉱還元物等を
挙げることができる。
Referring to FIG. 1, first, in the step shown in step (1), starting materials are prepared. The starting material is not particularly limited to the following cases, but examples thereof include ferrochrome, chrome ore, and chrome ore reduced product.

【0126】なお、出発原料が固体の場合は、必要に応
じ適当な粒度に粉砕されたりする場合もある。
When the starting material is solid, it may be crushed to have an appropriate particle size, if necessary.

【0127】次に、出発原料を塩酸水溶液に溶解する。
この工程は、通常、大気中(酸素雰囲気下)で行なえば
よい。
Next, the starting material is dissolved in an aqueous hydrochloric acid solution.
This step may be normally performed in the air (in an oxygen atmosphere).

【0128】出発原料中のクロム(Cr)および鉄(F
e)は、大気中では、たとえば、下記に示す反応式に従
って、反応し、溶解する。
Chromium (Cr) and iron (F
e) reacts and dissolves in the air, for example, according to the reaction formula shown below.

【0129】[0129]

【化2】 Embedded image

【0130】また、出発原料として、クロム鉄鉱(chro
mite)を用いる場合は、たとえば、炭素(C)、塩素ガ
ス(Cl2 )を用い、下記に示すような反応式に従っ
て、反応させ、溶解させる。
As a starting material, chromite (chro
In the case of using mite), for example, carbon (C) and chlorine gas (Cl 2 ) are used and reacted and dissolved according to the reaction formula shown below.

【0131】[0131]

【化3】 [Chemical 3]

【0132】この工程において、塩酸水溶液中には、原
料の種類によっても異なるが、クロム(Cr)および鉄
(Fe)以外にも、出発原料中に含まれる銅(Cu)、
マンガン(Mn)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)等
の元素が、不純物金属イオンとして溶け込む。
In this step, in the hydrochloric acid aqueous solution, copper (Cu) contained in the starting raw material, in addition to chromium (Cr) and iron (Fe), varies depending on the type of raw material.
Elements such as manganese (Mn), cobalt (Co), and zinc (Zn) dissolve as impurity metal ions.

【0133】次に、ステップ(2)に示す工程におい
て、出発原料中に含まれ、塩酸に溶解しない、カーボ
ン、シリカ等の残渣を濾別することにより、鉄(Fe)
イオン、クロム(Cr)イオン、および、銅(Cu)イ
オン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオ
ン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有す
る塩酸水溶液(以下、原料塩酸水溶液という)を作製す
る。
Next, in the process shown in step (2), iron (Fe) is obtained by filtering off residues such as carbon and silica which are contained in the starting material and are insoluble in hydrochloric acid.
Ion, chromium (Cr) ion, and aqueous hydrochloric acid solution containing impurity metal ions such as copper (Cu) ion, manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion, and zinc (Zn) ion (hereinafter referred to as raw hydrochloric acid solution). ) Is produced.

【0134】次に、ステップ(3)に示す工程におい
て、ステップ(2)において作製した原料塩酸水溶液中
に有機溶媒を混合する。
Next, in the step shown in step (3), an organic solvent is mixed with the raw hydrochloric acid aqueous solution prepared in step (2).

【0135】有機溶媒は、上記した原料塩酸水溶液か
ら、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マ
ンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを抽出するために
用いるものである。
The organic solvent is iron (Fe) ions, and impurity metal ions such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions from the above raw material hydrochloric acid aqueous solution. Is used to extract.

【0136】有機溶媒は、有機溶媒の種類によっても異
なるが、通常は、有機抽出剤(extractant)と希釈剤
(diluent )とを含む。
The organic solvent usually contains an organic extractant and a diluent although it varies depending on the kind of the organic solvent.

【0137】また、有機溶媒は、有機抽出剤と希釈剤以
外にも、抽出反応にて生じた中間生成物を希釈剤に可溶
にし、第三相あるいはエマルジョンの生成を防ぐための
成分として、上記した有機抽出剤と希釈剤とは別の第3
の有機成分である改質剤(modifier)を含む場合もあ
る。
In addition to the organic extractant and the diluent, the organic solvent is a component for solubilizing the intermediate product generated in the extraction reaction in the diluent and preventing the formation of the third phase or emulsion. The third different from the above-mentioned organic extractant and diluent
It may also contain a modifier which is an organic component of

【0138】有機抽出剤は、塩酸水溶液中に含まれる金
属イオンを有機溶媒中に抽出する薬剤(抽出試薬)であ
る。
The organic extractant is a drug (extracting reagent) for extracting metal ions contained in an aqueous hydrochloric acid solution into an organic solvent.

【0139】すなわち、塩酸水溶液中の金属イオンは、
電荷を持ち、塩酸水溶液中では、水和水を保持している
ため、このままの状態では、極性の小さい有機溶媒中へ
抽出することはできない。
That is, the metal ions in the hydrochloric acid aqueous solution are
Since it has an electric charge and holds hydration water in an aqueous hydrochloric acid solution, it cannot be extracted into an organic solvent having a small polarity in this state.

【0140】塩酸水溶液中の金属イオンを有機溶媒(有
機相)中に取込むためには、次の2つの条件が必要であ
る。
The following two conditions are necessary for incorporating the metal ions in the aqueous hydrochloric acid solution into the organic solvent (organic phase).

【0141】条件1:金属イオンの電荷を中和し、無電
荷の化学種にすること。 条件2:金属イオンに配位している水和水をできるだけ
除去すること。
Condition 1: Neutralize the charge of the metal ion to form an uncharged chemical species. Condition 2: Water of hydration coordinated to metal ions should be removed as much as possible.

【0142】この2つの条件が満たされると金属イオン
は、有機溶媒(有機相)中に移れるようになる。
When these two conditions are satisfied, the metal ions can be transferred into the organic solvent (organic phase).

【0143】有機抽出剤は、金属イオンに結合して、疎
水性を与え、上記2つの条件を付与するために用いられ
る薬剤である。
The organic extractant is a drug used for binding the metal ion to give hydrophobicity and to give the above two conditions.

【0144】本実施例では、有機抽出剤として、特に以
下の場合に限定されることはないが、たとえば、下記に
示す抽出試薬を挙げることができる。
In this example, the organic extractant is not particularly limited to the following cases, but examples thereof include the extraction reagents shown below.

【0145】[0145]

【化4】 [Chemical 4]

【0146】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =CH3 (CH2 7 −で示される基である] 一般名:塩化トリオクチルメチルアンモニウム(Trioct
yl methylammonium chloride) 商品名:アリカット(Aliquat )336(ヘンケル(He
nkel)社製) 略称 :TOMAC
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = CH 3 (CH 2) 7 - is a radical of the general name: trioctylmethylammonium chloride (Trioct
yl methylammonium chloride) Product name: Aliquat 336 (Henckel (He
nkel) manufactured) Abbreviation: TOMAC

【0147】[0147]

【化5】 [Chemical 5]

【0148】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =CH3 (CH2 7 −で示される基である] 一般名:トリ−n−オクチルアミン(Trioctyl amine) 商品名:アラミン(Alamine )336(ヘンケル(Henk
el)社製) 略称 :TOA
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = CH 3 (CH 2) 7 - is a radical of the general name: tri -n- octylamine (Trioctyl amine) Product Name: Alamine (Alamine) 336 (Henkel (Henk
el) product) Abbreviation: TOA

【0149】[0149]

【化6】 [Chemical 6]

【0150】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =C4 9 O−で示される基である] 一般名:トリn−ブチルホスフェート(Tri-n-butyl-ph
osphate ) 略称:TBP
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = C 4 H 9 is a group represented O-,] Generic name: tri n- butyl phosphate (Tri-n-butyl-ph
osphate) Abbreviation: TBP

【0151】[0151]

【化7】 [Chemical 7]

【0152】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =C8 17−で示される基である] 一般名:トリオクチルホスフィンオキサイド(Trioctyl
phosphine oxide ) 分子量(M.W.):386 外形形状:灰色がかった白色のワックス様の固体(off-
white waxy solid) 物理的性状:常温で固体(Solid mass) 商品名:サイアネックス(Cyanex)921(三井サイア
ナミッド社製) 略称:TOPO
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = C 8 H 17 - is a group represented by] Generic name: trioctyl phosphine oxide (Trioctyl
phosphine oxide) Molecular weight (MW): 386 External form: Off-white waxy solid (off-
white waxy solid) Physical properties: Solid mass at room temperature (Solid mass) Product name: Cyanex 921 (manufactured by Mitsui Cyanamid) Abbreviation: TOPO

【0153】[0153]

【化8】 Embedded image

【0154】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =C8 17−で示される基である] 一般名:ビス(2、4、4−トリメチルペンチル)オク
チルホスフィンオキサイド(Bis (2,4,4−trimet
hylpentyl )octyl phosphine oxide ) 分子量(M.W.):386 外形形状:無色ないし淡い琥珀色の液体(Colorless to
light amber liquid)
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = C 8 H 17 - is a group represented by] Generic name: bis (2,4,4-trimethylpentyl) octyl phosphine oxide (Bis (2,4,4-TriMet
hylpentyl) octyl phosphine oxide) Molecular weight (MW): 386 External form: colorless to pale amber liquid (Colorless to
light amber liquid)

【0155】[0155]

【化9】 [Chemical 9]

【0156】[式中、R1 、R2 、R3 は、R1 =R2
=R3 =アルキル基である] 一般名:トリアルキルホスフィンオキサイドの混合物
(mixtur of trialkyl phosphine oxide) 平均分子量(average M.W.):348 外形形状:無色ないし淡い琥珀色の液体(Colorless to
light amber liquid) なお、TOPOは、常温で固体であり、大変取扱いが難
しいという問題がある。
[Wherein R 1 , R 2 , and R 3 are R 1 = R 2
= R 3 = alkyl group] General name: mixture of trialkylphosphine oxide Average molecular weight (average MW): 348 External form: colorless to pale amber liquid (Colorless to
Light amber liquid) TOPO is a solid at room temperature and is very difficult to handle.

【0157】化8に示す化合物や、化9に示す化合物
は、TOPOと類似の抽出試薬である。
The compound shown in Chemical formula 8 and the compound shown in Chemical formula 9 are extraction reagents similar to TOPO.

【0158】また、希釈剤は、上記した有機抽出剤の比
重が、塩酸水溶液の比重に近い場合、有機溶媒(有機
相)と塩酸水溶液(水溶液相)の分離を早めるために用
いられるものである。
The diluent is used for accelerating the separation of the organic solvent (organic phase) and the hydrochloric acid aqueous solution (aqueous phase) when the specific gravity of the above organic extractant is close to the specific gravity of the hydrochloric acid aqueous solution. .

【0159】希釈剤としては、水に不溶の有機溶媒が選
択される。そのような希釈剤としては、たとえば、ケロ
シン、ヘキサン、ベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素
などを挙げることができる。
As the diluent, an organic solvent insoluble in water is selected. Examples of such diluents include kerosene, hexane, benzene, chloroform, carbon tetrachloride and the like.

【0160】また、改質剤としては、たとえば、2エチ
ル−ヘキサノール(2ethyl −hexanol)、ノニルフェノ
ール、イソデカノール、ヘキサノール、ドデカノールな
どを挙げることができる。
Examples of the modifying agent include 2ethyl-hexanol, nonylphenol, isodecanol, hexanol, dodecanol and the like.

【0161】有機抽出剤として、上記した、化4〜化9
を選択したのは、次の理由からである。
As the organic extractant, the above chemical formulas 4-9 are used.
The reason for choosing was for the following reasons.

【0162】図3は、金属イオンを含む塩酸水溶液と、
有機溶媒の各金属に対する抽出率との関係の一具体例を
示す図である。
FIG. 3 shows a hydrochloric acid aqueous solution containing metal ions,
It is a figure which shows one specific example of the relationship with the extraction rate with respect to each metal of an organic solvent.

【0163】より具体的には、図3は、下記にその組成
を示す水溶液(水相)と、下記にその組成を示す有機溶
媒(有機相)の各金属に対する抽出率との関係の一具体
例を示す図である。
More specifically, FIG. 3 shows a specific example of the relationship between the aqueous solution (aqueous phase) having the following composition and the extraction ratio of each organic solvent (organic phase) having the composition to each metal. It is a figure which shows an example.

【0164】有機溶媒(有機相)の組成: アラミン(Alamine )336 25% ドデカノール(dodecanol ) 15% ケロシン 残部 水溶液(水相)の組成: [Me]=1グラム(g)/リットル(liter ) pH:〜2 CaCl2 溶液 なお、[Me]は、水溶液(水相)中にイオン化して溶
け込んでいる各種金属を示す。
Composition of organic solvent (organic phase): Alamine 336 25% dodecanol (dodecanol) 15% Kerosene Remainder Composition of aqueous solution (aqueous phase): [Me] = 1 gram (g) / liter (liter) pH : ~ 2 CaCl 2 solution [Me] represents various metals ionized and dissolved in the aqueous solution (aqueous phase).

【0165】また、CaCl2 は、水溶液(水相)中の
塩素濃度([Cl- ])を調整するために用いたもので
ある。
CaCl 2 was used to adjust the chlorine concentration ([Cl ]) in the aqueous solution (aqueous phase).

【0166】また、図3では、アラミン(Alamine )3
36を含む有機溶媒についての一具体例を示したが、上
記した、化4、化6〜化9に示す抽出剤を含む有機溶媒
は、図3に示す抽出特性と、おおむね類似した傾向を示
すことを付記しておく。
Further, in FIG. 3, Alamine 3
One specific example of the organic solvent containing 36 is shown, but the above-mentioned organic solvent containing the extracting agent shown in Chemical formulas 4 and 6 to 9 shows a tendency similar to the extraction characteristics shown in FIG. Please note that.

【0167】なお、ステップ(3)に示す工程におけ
る、原料塩酸水溶液の塩素濃度([Cl- ])は、30
0グラム(g)/リットル(liter )以下、より好まし
くは、230グラム(g)/リットル(liter )以下で
あることが好ましい。
In the step shown in step (3), the chlorine concentration ([Cl ]) of the starting hydrochloric acid aqueous solution is 30
It is preferably 0 grams (g) / liter (liter) or less, and more preferably 230 grams (g) / liter (liter) or less.

【0168】また、ステップ(3)に示す工程において
は、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合液を、必要によ
り、公知の震とう機または撹拌器等を用いて撹拌しても
よい。
In the step (3), the mixed solution of the raw material hydrochloric acid aqueous solution and the organic solvent may be stirred by using a known shaker or stirrer if necessary.

【0169】図3を再び参照して、本発明の考え方を述
べると、塩素濃度([Cl- ])が、230グラム
(g)/リットル(liter )以下の場合は、原料塩酸水
溶液中のクロム(Cr)イオンは、ほとんど、有機溶媒
中へ抽出されない。
Referring again to FIG. 3, the concept of the present invention will be described. When the chlorine concentration ([Cl ]) is 230 g (g) / liter (liter) or less, chromium in the starting hydrochloric acid aqueous solution is used. Almost no (Cr) ions are extracted into the organic solvent.

【0170】他方、鉄(Fe)イオン、および、銅(C
u)イオン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(C
o)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオン
は、塩素濃度が、230グラム(g)/リットル(lite
r )以下の場合であっても、有機溶媒中へ抽出される。
On the other hand, iron (Fe) ions and copper (C
u) ion, manganese (Mn) ion, cobalt (C
Impurity metal ions such as o) ions and zinc (Zn) ions have a chlorine concentration of 230 g (g) / liter (lite).
r) Extracted into organic solvent even if:

【0171】次に、ステップ(4)に示す工程におい
て、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合液をしばらく放
置することにより、クロム(Cr)イオンを含有する塩
酸水溶液(水溶液相)と、鉄(Fe)イオン、および、
銅(Cu)イオン、マンガン(Mn)イオン、コバルト
(Co)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イ
オンを含有する有機溶媒(有機相)とに分離する。
Next, in the step shown in step (4), by leaving the mixed solution of the raw material hydrochloric acid aqueous solution and the organic solvent for a while, a hydrochloric acid aqueous solution (aqueous solution phase) containing chromium (Cr) ions and iron ( Fe) ion, and
It is separated into an organic solvent (organic phase) containing impurity metal ions such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions.

【0172】次に、ステップ(5)に示す工程におい
て、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を取出
し、この塩酸水溶液中に含まれる、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンの量をそれぞれ
測定する。
Next, in the step shown in step (5), an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions is taken out, and copper (Cu) ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution are added.
The amounts of impurity metal ions such as manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions are measured.

【0173】そして、ステップ(5)に示す工程では、
取出された、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶
液中に含まれる、銅(Cu)イオン、マンガン(Mn)
イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Zn)イオン
等の不純物金属イオンの濃度のそれぞれが、レドックス
フロー型電池の電解液として許容される、銅(Cu)イ
オン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオ
ン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンの濃度の
それぞれと比較される。
Then, in the step shown in step (5),
Copper (Cu) ions and manganese (Mn) contained in the extracted hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions.
Each of the concentrations of impurity metal ions such as ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions is allowed as an electrolytic solution of a redox flow type battery. Copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt ( It is compared with the respective concentrations of impurity metal ions such as Co) ions and zinc (Zn) ions.

【0174】クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶
液中に含まれる銅(Cu)イオン、マンガン(Mn)イ
オン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Zn)イオン等
の不純物金属イオンのそれぞれの濃度が、レドックスフ
ロー型電池の電解液として許容される不純物金属イオン
の濃度以下の場合は、ステップ(6)に示す工程におい
て、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を、レ
ドックスフロー型電池の電解液として取出す。
The respective concentrations of impurity metal ions such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and zinc (Zn) ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions are determined. When the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolyte solution of the redox flow battery is less than or equal to, the hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions is added to the electrolyte solution of the redox flow battery electrolyte in the step (6). Take out as.

【0175】なお、本実施例により得られた電解液に
は、有機物(抽出剤など)が含まれている場合がある。
電解液中に含まれる有機物を除去する必要がある場合に
は、有機物を含む電解液を、活性炭に通過させ、電解液
中に含まれる有機物を除去する等の活性炭処理を施すこ
とが有効である。
The electrolytic solution obtained in this example may contain an organic substance (extractant or the like).
When it is necessary to remove the organic matter contained in the electrolytic solution, it is effective to pass the electrolytic solution containing the organic matter through activated carbon and to carry out an activated carbon treatment such as removing the organic matter contained in the electrolytic solution. .

【0176】他方、クロム(Cr)イオンを含有する塩
酸水溶液中に含まれる、銅(Cu)イオン、マンガン
(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Z
n)イオン等の不純物金属イオンのそれぞれの濃度が、
レドックスフロー型電池の電解液として許容される不純
物金属イオン濃度以上の場合は、この塩酸水溶液を原料
塩酸水溶液として、再度、ステップ(2)、(3)およ
び(4)の工程を1クールとする洗浄工程を行ない、ス
テップ(5)において、再度、クロム(Cr)イオンを
含有する塩酸水溶液中に含まれる、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンのそれぞれの濃
度が、レドックスフロー型電池の電解液として許容され
る不純物金属イオン濃度以下かどうか判断される。
On the other hand, copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and zinc (Z) contained in the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions.
n) the respective concentrations of impurity metal ions such as ions are
When the concentration of the impurity metal ions is higher than the allowable concentration of the electrolytic solution for the redox flow battery, this hydrochloric acid aqueous solution is used as the starting hydrochloric acid aqueous solution, and the steps (2), (3) and (4) are performed once for one cool. A washing process is performed, and in step (5), copper (Cu) ions contained in a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions are again added,
It is determined whether the concentration of each impurity metal ion such as manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion, and zinc (Zn) ion is less than or equal to the impurity metal ion concentration allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery.

【0177】ステップ(2)、(3)および(4)の工
程を1クールとする洗浄工程は、クロム(Cr)イオン
を含有する塩酸水溶液中に含まれる銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンのそれぞれの濃
度が、レドックスフロー型電池の電解液として許容され
る不純物金属イオンの濃度以下となるまで、繰り返し行
なわれる。
In the cleaning step in which the steps (2), (3) and (4) are one cool, copper (Cu) ions contained in an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions,
Repeatedly until the concentration of each impurity metal ion such as manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion, zinc (Zn) ion becomes equal to or less than the concentration of the impurity metal ion allowed as the electrolyte of the redox flow battery. Done.

【0178】図1を再び参照して、ステップ(7)
(8)および(9)に示される工程は、レドックスフロ
ー型電池の電解液として、鉄(Fe)イオンを含有する
塩酸水溶液を製造する方法を概略的に示している。
Referring again to FIG. 1, step (7)
The steps shown in (8) and (9) schematically show a method for producing an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution of a redox flow battery.

【0179】図1を参照して、まず、ステップ(7)に
示す工程において、鉄(Fe)イオン、および、銅(C
u)イオン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(C
o)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオン
を含有する有機溶媒を取出す。
Referring to FIG. 1, first, in the step shown in step (7), iron (Fe) ions and copper (C) are added.
u) ion, manganese (Mn) ion, cobalt (C
o) Extraction of an organic solvent containing impurity metal ions such as ions and zinc (Zn) ions.

【0180】次に、ステップ(8)に示す工程におい
て、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マ
ンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶
媒に、金属イオンを含有しない塩酸水溶液を混合する。
Next, in the step shown in step (8), iron (Fe) ions and impurity metals such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and zinc (Zn) ions are used. An aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is mixed with an organic solvent containing ions.

【0181】ステップ(8)に示す工程において、金属
イオンを含有しない塩酸水溶液の塩酸濃度([HC
l])を、0.5モル(mol )/リットル(liter )以
上1.5モル(mol )/リットル(liter )以下とする
と、有機溶媒中に含まれる、鉄(Fe)イオンが、金属
イオンを含有しない塩酸水溶液中へ抽出される。
In the step shown in step (8), the hydrochloric acid concentration ([HC
l]) is 0.5 mol (mol) / liter (liter) or more and 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less, iron (Fe) ions contained in the organic solvent are metal ions. It is extracted into a hydrochloric acid aqueous solution containing no.

【0182】なお、ステップ(8)に示す工程では、鉄
(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マンガン
(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Z
n)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶媒
と、金属イオンを含有しない塩酸水溶液との混合液を、
必要により、公知の震とう機または撹拌器等を用いて、
撹拌してもよい。
In the step (8), iron (Fe) ions, copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, zinc (Z)
n) a mixed solution of an organic solvent containing an impurity metal ion such as an ion and an aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ion,
If necessary, using a known shaker or stirrer,
You may stir.

【0183】次に、ステップ(9)に示す工程におい
て、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マ
ンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶
媒と、金属イオンを含まない塩酸水溶液との混合液をし
ばらく放置することにより、鉄(Fe)イオンを含有す
る塩酸水溶液(水溶液相)と、銅(Cu)イオン、マン
ガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶
媒(有機相)とに分離した後、鉄(Fe)イオンを含有
する塩酸水溶液を電解液として取出す。
Next, in the process shown in step (9), iron (Fe) ions and impurity metals such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions are used. By leaving a mixed solution of an organic solvent containing ions and a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions for a while, a hydrochloric acid aqueous solution (aqueous phase) containing iron (Fe) ions, copper (Cu) ions, manganese ( (Mn) ions, cobalt (Co) ions, zinc (Zn) ions, and other organic solvent (organic phase) containing impurity metal ions, and then an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions is taken out as an electrolytic solution. .

【0184】なお、本実施例により得られた電解液に
は、有機物(抽出剤など)が含まれている場合がある。
電解液中に含まれる有機物を除去する必要がある場合に
は、有機物を含む電解液を、活性炭に通過させ、電解液
中に含まれる有機物を除去する等の活性炭処理を施すこ
とが有効である。
The electrolytic solution obtained in this example may contain organic substances (extractants, etc.).
When it is necessary to remove the organic matter contained in the electrolytic solution, it is effective to pass the electrolytic solution containing the organic matter through activated carbon and to carry out an activated carbon treatment such as removing the organic matter contained in the electrolytic solution. .

【0185】ステップ(6)に示す工程において製造さ
れた、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液、お
よび、ステップ(9)に示す工程において製造された、
鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液のそれぞれは、
銅(Cu)、マンガン(Mn)イオン、コバルト(C
o)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオン
のそれぞれの濃度が、レドックスフロー型電池の電解液
として許容される不純物金属イオン濃度以下になってい
るので、それぞれの塩酸水溶液の塩酸濃度を、調整した
り、クロム(Cr)イオン濃度または鉄(Fe)イオン
濃度を適宜調整したりすることにより、レドックスフロ
ー型電池の電解液として好適に用いることができる。
An aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions produced in the process shown in step (6), and produced in the process shown in step (9),
Each of the hydrochloric acid aqueous solutions containing iron (Fe) ions,
Copper (Cu), manganese (Mn) ions, cobalt (C
o) Since the concentration of each of the impurity metal ions such as ions and zinc (Zn) ions is equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery, the hydrochloric acid concentration of each hydrochloric acid aqueous solution is It can be preferably used as an electrolytic solution of a redox flow type battery by adjusting or adjusting the chromium (Cr) ion concentration or the iron (Fe) ion concentration.

【0186】また、ステップ(10)に示す工程におい
て、ステップ(6)に示す工程において製造された、ク
ロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液と、ステップ
(9)に示す工程において製造された、鉄(Fe)イオ
ンを含有する塩酸水溶液とを混合して、1液型の電解液
を製造してもよい。
Further, in the step shown in step (10), an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions produced in the step shown in step (6) and produced in the step shown in step (9), A one-pack type electrolytic solution may be manufactured by mixing with a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions.

【0187】なお、図1を再び参照して、ステップ
(9)に示す工程において、分離した、不純物金属イオ
ンを含有する有機溶媒(有機相)は、その後、再生し
て、ステップ(3)に示す工程において、再び使用する
ことができる。
Referring again to FIG. 1, in the step shown in step (9), the separated organic solvent (organic phase) containing the impurity metal ions is regenerated, and then the step (3) is performed. It can be used again in the steps shown.

【0188】より詳しくは、不純物金属イオンを含む有
機溶媒に、塩酸水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる
不純物金属イオンを水溶液相(水相)側に抽出すること
により、有機溶媒を再生することができる。
More specifically, the organic solvent is regenerated by mixing an aqueous solution of hydrochloric acid with an organic solvent containing impurity metal ions and extracting the impurity metal ions contained in the organic solvent to the aqueous solution phase (aqueous phase) side. be able to.

【0189】次に、具体的な実験データを用いて説明す
る。 実験例1 実験例1は、第1の発明に従って、レドックスフロー型
電池の電解液として、好適に用いることのできるクロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を製造する工程を
示す。
Next, description will be made using concrete experimental data. Experimental Example 1 Experimental Example 1 shows a process of producing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions, which can be preferably used as an electrolytic solution of a redox flow battery according to the first invention.

【0190】出発原料として、フェロクロムを使用し、
これに塩酸水溶液を加え、フェロクロムを塩酸水溶液に
溶解させた。
Ferrochrome was used as the starting material,
An aqueous hydrochloric acid solution was added to this, and ferrochrome was dissolved in the aqueous hydrochloric acid solution.

【0191】次に、フェロクロム中に含まれ、塩酸に溶
解しない、カーボン、シリカ等の残渣を濾別した。
Next, the residues of carbon, silica, etc. contained in the ferrochrome and insoluble in hydrochloric acid were filtered off.

【0192】次に、濾液を、水で希釈して、塩酸濃度
が、2.9モル(mol )/リットル(liter )の原料塩
酸水溶液を約1リットル(liter )作製した。
Next, the filtrate was diluted with water to prepare about 1 liter (liter) of a raw material hydrochloric acid aqueous solution having a hydrochloric acid concentration of 2.9 mol (mol) / liter (liter).

【0193】次に、この原料塩酸水溶液中に含まれる金
属イオンの濃度を、イオン化学発光分析法(ICP)に
より測定した。結果を表1に示す。
Next, the concentration of metal ions contained in this raw material aqueous hydrochloric acid solution was measured by ion chemiluminescence analysis (ICP). The results are shown in Table 1.

【0194】[0194]

【表1】 [Table 1]

【0195】また、レドックスフロー型電池の電解液と
して許容される不純物金属イオンの許容濃度を表2に示
す。
Table 2 shows the permissible concentrations of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery.

【0196】[0196]

【表2】 [Table 2]

【0197】次に、原料塩酸水溶液中に含まれる、マン
ガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、銅(C
u)イオン等の不純物金属イオンを、原料塩酸水溶液か
ら抽出するための有機溶媒を作製した。
Next, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and copper (C) contained in the raw material hydrochloric acid aqueous solution.
u) An organic solvent was prepared for extracting impurity metal ions such as ions from the starting aqueous solution of hydrochloric acid.

【0198】本実験例では、有機溶媒として、有機抽出
剤と、希釈剤と、改質剤とを含む混合液を用いた。
In this experimental example, a mixed solution containing an organic extractant, a diluent and a modifier was used as the organic solvent.

【0199】有機抽出剤としては、窒素系抽出試薬、よ
り特定的には、第4級アンモニウム化合物のトリオクチ
ルメチルアンモニウムクロリド(商品名「アリコート
(Aliquat )336」、ヘンケル(Henkel)社製)を用
いた。
As the organic extractant, a nitrogen-based extraction reagent, more specifically, a quaternary ammonium compound trioctylmethylammonium chloride (trade name "Aliquat 336", manufactured by Henkel) is used. Using.

【0200】また、希釈剤としては、ソルベッソ(Solv
esso)150を用いた。なお、ソルベッソ(Solvesso)
150の成分は、ケロシンであり、「ソルベッソ(Solv
esso)」は、エッソ社の商品名である。
As a diluent, Solveso (Solv
esso) 150 was used. In addition, Solvesso
The component of 150 is kerosene.
"esso)" is a trade name of Esso.

【0201】また、改質剤としては、2−エチルヘキサ
ノール(2ethyl-hexanol)を用いた。
As the modifier, 2-ethylhexanol was used.

【0202】有機溶媒は、以下の工程により調整した。
まず、ソルベッソ(Solvesso)150とトリオクチルメ
チルアンモニウムクロリドとを混合し、しかる後に、2
−エチルヘキサノールを、2−エチルヘキサノールが、
20容量%となるように加え、0.5モル(mol )/リ
ットル(liter)のトリオクチルメチルアンモニウムク
ロリドを含有する有機溶媒を作製した。
The organic solvent was prepared by the following steps.
First, Solvesso 150 and trioctylmethylammonium chloride are mixed, and then 2
-Ethylhexanol, 2-ethylhexanol,
An organic solvent containing 0.5 mol (mol) / liter (tri) of trioctylmethylammonium chloride was prepared so as to be 20% by volume.

【0203】次に、原料塩酸水溶液と有機溶媒とを、容
量比で、1:2の割合で混合した。より詳しくは、原料
塩酸水溶液約100ccに対し、有機溶媒を約200c
c混合し、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合液を作製
した。
Next, the raw material hydrochloric acid aqueous solution and the organic solvent were mixed at a volume ratio of 1: 2. More specifically, about 200 cc of the organic solvent is added to about 100 cc of the raw material hydrochloric acid aqueous solution.
c were mixed to prepare a mixed solution of a raw material hydrochloric acid aqueous solution and an organic solvent.

【0204】次に、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合
液を、公知の震とう機または撹拌器等を用い、十分に撹
拌した後、しばらく放置することにより、水溶液相と有
機溶媒(有機相)とに分離し、しかる後に、有機溶媒
(有機相)を分離除去し、水溶液相を取出した。
Next, a mixture of the starting aqueous solution of hydrochloric acid and the organic solvent is sufficiently stirred using a known shaker or stirrer, and then left for a while to leave the aqueous solution phase and the organic solvent (organic phase). ) And then, the organic solvent (organic phase) was separated and removed, and the aqueous solution phase was taken out.

【0205】有機溶媒として、トリオクチルアンモニウ
ムクロリドを含有する有機溶媒を用いた場合、原料塩酸
水溶液中に含まれる不純物金属イオンは、たとえば、次
式のような式に従って、有機溶媒中に抽出される。
When an organic solvent containing trioctyl ammonium chloride is used as the organic solvent, the impurity metal ions contained in the starting hydrochloric acid aqueous solution are extracted into the organic solvent, for example, according to the following formula. .

【0206】[0206]

【化10】 [Chemical 10]

【0207】式中Mは不純物金属を示し、RはCH
3 (CH2 7 −で示される基であり、orgは有機相
を、aqは水溶液相を示す。
In the formula, M represents an impurity metal and R represents CH.
3 (CH 2) 7 - is a group represented by, org is an organic phase, aq denotes the aqueous phase.

【0208】以上の工程により作製された水溶液相につ
いて、この水溶液相に含まれるマンガン(Mn)イオ
ン、コバルト(Co)イオン、銅(Cu)イオン等の不
純物の金属イオンの濃度をイオン化学発光分析法(IC
P)により測定した。
Regarding the aqueous phase prepared by the above steps, the concentration of metal ions such as manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and copper (Cu) ions contained in the aqueous phase is determined by ion chemiluminescence analysis. Law (IC
P).

【0209】なお、イオン化学発光分析による測定にあ
たっては、上記した表2との比較を容易とするため、水
溶液相から取出した分析用試料中に含まれる、クロム
(Cr)イオン濃度を、1.0モル(mol )/リットル
(liter )になるように調整した。
In the measurement by ion chemiluminescence analysis, in order to facilitate comparison with Table 2 above, the concentration of chromium (Cr) ions contained in the analytical sample taken out from the aqueous solution phase was 1. It was adjusted to be 0 mol / liter (liter).

【0210】次に、水溶液相中に含まれる不純物金属イ
オンの濃度を、表2と比較した。水溶液相中に含まれる
不純物金属イオン濃度が、表2に示される不純物金属イ
オンの許容濃度のそれぞれより大きい場合は、水溶液
相、すなわち、クロム(Cr)イオンとクロム(Cr)
イオン以外の不純物金属イオンを含有する塩酸水溶液に
対し、新たに、有機溶媒を、約200cc程度、再度混
合し、この混合液を撹拌し、放置し、しかる後に、有機
溶媒を分離除去し、水溶液相を取出す工程を1クールと
する、塩酸水溶液洗浄工程を繰り返し行なった。
Next, the concentration of impurity metal ions contained in the aqueous solution phase was compared with Table 2. When the concentration of the impurity metal ions contained in the aqueous solution phase is higher than the respective allowable concentrations of the impurity metal ions shown in Table 2, the aqueous solution phase, that is, chromium (Cr) ions and chromium (Cr)
About 200 cc of an organic solvent is newly mixed again with an aqueous hydrochloric acid solution containing an impurity metal ion other than ions, and the mixed solution is stirred and allowed to stand, after which the organic solvent is separated and removed to prepare an aqueous solution. The hydrochloric acid aqueous solution washing step was repeated, with the step of taking out the phases being one cool.

【0211】なお、上記した塩酸水溶液洗浄工程は、室
温(R.T.)で実施した。本実施例では、上記した塩
酸水溶液洗浄工程を10回行なった時点で、塩酸水溶液
(水溶液相)中に含まれる不純物金属イオン濃度が、表
2に示す許容濃度以下となっていた。
The above hydrochloric acid aqueous solution washing step was carried out at room temperature (RT). In this example, the concentration of impurity metal ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution (aqueous solution phase) was below the allowable concentration shown in Table 2 when the above-described hydrochloric acid aqueous solution washing step was performed 10 times.

【0212】他方、塩酸水溶液洗浄工程を10回繰り返
した後においても、この塩酸水溶液中には、クロム(C
r)イオンが、約1モル(mol )/リットル(liter )
含まれていた。
On the other hand, even after the step of washing the hydrochloric acid aqueous solution was repeated 10 times, the hydrochloric acid aqueous solution still contained chromium (C
r) ion is about 1 mol / mol (liter)
Was included.

【0213】次に、このクロム(Cr)イオンを含有す
る塩酸水溶液を、活性炭に通過させることで、この塩酸
水溶液中に含まれる有機物を活性炭に吸着させ、上記し
た塩酸水溶液洗浄工程において混入したと思われる有機
物を除去した。
Next, by passing the aqueous hydrochloric acid solution containing the chromium (Cr) ions through the activated carbon, the organic matter contained in the aqueous hydrochloric acid solution was adsorbed to the activated carbon and mixed in the above-mentioned aqueous hydrochloric acid solution washing step. The likely organics were removed.

【0214】以上の工程により、レドックスフロー型電
池の電解液として、好適に用いることのできるクロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を得た。
Through the above steps, an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow type battery, was obtained.

【0215】実験例2 実験例2は、第2の発明に従ってレドックスフロー型電
池の電解液として好適に用いることのできる鉄(Fe)
イオンを含有する塩酸水溶液を製造する工程を示す。
Experimental Example 2 In Experimental Example 2, iron (Fe) which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery according to the second invention.
A process for producing an aqueous hydrochloric acid solution containing ions will be described.

【0216】次に、実験例1で作製した混合液から分離
した鉄(Fe)イオンと鉄(Fe)以外の不純物金属イ
オンとを含有する有機溶媒(有機相)を出発原料とし
て、この有機溶媒(有機相)約100ccに対し、約
0.1モル(mol )/リットル(liter )の塩酸を含有
する塩酸水溶液を約100cc混合した。
Next, an organic solvent (organic phase) containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) separated from the mixed solution prepared in Experimental Example 1 was used as a starting material, and this organic solvent was used. (Organic phase) About 100 cc was mixed with about 100 cc of an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 mol (mol) / liter (liter) of hydrochloric acid.

【0217】次に、有機溶媒(有機相)と約0.1モル
(mol )/リットル(liter )の塩酸を含有する塩酸水
溶液との混合液を、公知の震とう機または撹拌器等を用
い、十分に撹拌した後、放置することにより、水溶液相
と有機相とに分離し、しかる後に、有機相を分離除去し
た。
Then, a mixed solution of an organic solvent (organic phase) and an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 mol (mol) / liter (liter) of hydrochloric acid was used with a known shaker or stirrer. After sufficiently stirring, the mixture was left to stand to separate into an aqueous phase and an organic phase, and then the organic phase was separated and removed.

【0218】以上の工程により作製された水溶液相(塩
酸水溶液)について、この塩酸水溶液中に含まれるマン
ガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、銅(C
u)イオン等の不純物金属イオンの濃度をイオン化学発
光分析法(ICP)により測定した。
Regarding the aqueous solution phase (hydrochloric acid aqueous solution) produced by the above steps, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, copper (C
u) The concentration of impurity metal ions such as ions was measured by ion chemiluminescence analysis (ICP).

【0219】結果を表3に示す。The results are shown in Table 3.

【0220】[0220]

【表3】 [Table 3]

【0221】なお、測定にあたっては、上記した表2と
の比較を容易とするため、水溶液相中の不純物金属イオ
ン濃度を測定する際には、水溶液相から取出した分析用
試料中に含まれる鉄(Fe)イオン濃度を、1モル(mo
l )/リットル(liter )になるように調整した。
In order to facilitate the comparison with the above Table 2 in the measurement, when measuring the impurity metal ion concentration in the aqueous solution phase, the iron contained in the analytical sample taken out from the aqueous solution phase was measured. (Fe) ion concentration is 1 mol (mo
It was adjusted to be l) / liter.

【0222】以上の工程により作製された鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液は、表2と表3との比較によ
り、マンガン(Mn)イオン、銅(Cu)イオン、コバ
ルト(Co)イオン等の不純物金属イオン濃度のそれぞ
れが、レドックスフロー型電池の電解液として許容され
る不純物金属イオンの濃度以下であることが明らかとな
った。
The hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions produced by the above steps is compared with Table 2 and Table 3 to compare manganese (Mn) ions, copper (Cu) ions, cobalt (Co) ions, etc. It was clarified that each of the impurity metal ion concentrations of was less than or equal to the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow battery.

【0223】次に、この塩酸水溶液を活性炭に通過させ
ることで、この塩酸水溶液中に含まれる有機物を活性炭
に吸着させ、塩酸水溶液に混入した有機物を除去した。
Next, the hydrochloric acid aqueous solution was passed through activated carbon to adsorb the organic substances contained in the hydrochloric acid aqueous solution onto the activated carbon, and remove the organic substances mixed in the hydrochloric acid aqueous solution.

【0224】以上の工程により、レドックスフロー型電
池の電解液として、好適に用いることのできる、鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液を得た。
Through the above steps, iron (F) which can be suitably used as the electrolytic solution of the redox flow type battery is obtained.
e) An aqueous hydrochloric acid solution containing ions was obtained.

【0225】実験例3および比較例 実験例3 実験例3は、本発明に従って製造されたレドックスフロ
ー型電池の電解液の充放電効率を測定した例を示す。
Experimental Example 3 and Comparative Example Experimental Example 3 Experimental Example 3 shows an example in which the charge / discharge efficiency of the electrolytic solution of the redox flow type battery manufactured according to the present invention was measured.

【0226】次に、実験例1で得たクロム(Cr)イオ
ンを含有する塩酸水溶液のクロム(Cr)イオン濃度
を、1.0モル(mol )/リットル(liter )に調整し
た。
Next, the concentration of chromium (Cr) ions in the aqueous hydrochloric acid solution containing the chromium (Cr) ions obtained in Experimental Example 1 was adjusted to 1.0 mol (mol) / liter (liter).

【0227】また、実験例2で得た鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液の鉄(Fe)イオン濃度を、1.0
モル(mol )/リットル(liter )に調整した。
The iron (Fe) ion concentration of the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions obtained in Experimental Example 2 was 1.0
It was adjusted to mol / liter.

【0228】以上のようにして調整したクロム(Cr)
イオンを含有する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオンを含
有する塩酸水溶液とを、容量比で、1:1の割合で混合
し、クロム(Cr)イオンと鉄(Fe)イオンとを含有
する混合液を作製した後、この混合液に塩酸を加え、こ
の混合液の塩酸濃度が4規定となるように調整し、この
電解液をレドックスフロー型電池の電解液として、単セ
ルで構成される小型のレドックスフロー型電池を作製し
た。
Chromium (Cr) adjusted as described above
A hydrochloric acid aqueous solution containing ions and a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions are mixed at a volume ratio of 1: 1 to mix chromium (Cr) ions and iron (Fe) ions. After the solution is prepared, hydrochloric acid is added to this mixed solution to adjust the hydrochloric acid concentration of this mixed solution to 4N, and this electrolytic solution is used as an electrolytic solution for a redox flow battery, and is composed of a small unit cell. A redox flow type battery was manufactured.

【0229】次に、この単セル小型レドックスフロー型
電池の構造を、以下に説明する。正極および負極を構成
する電極材料として、カーボンクロスを用いた。
Next, the structure of this single-cell small redox flow type battery will be described below. Carbon cloth was used as an electrode material forming the positive electrode and the negative electrode.

【0230】なお、正極、負極の電極面積は、15cm
2 とした。また、隔膜として、陽イオン交換膜を使用し
た。
The electrode area of the positive electrode and the negative electrode is 15 cm.
2 A cation exchange membrane was used as the diaphragm.

【0231】また、単セルの集電板としては、フェノー
ル樹脂結合質炭素板を使用した。次に、この単セル小型
レドックスフロー型電池を用い、充放電試験を行なっ
た。
A phenol resin-bonded carbon plate was used as the current collector plate for the single cell. Next, a charge / discharge test was conducted using this single-cell small redox flow battery.

【0232】温度40℃、電流0.6Aでの充放電実験
の結果、この単セル小型レドックスフロー型電池の充放
電クーロン効率は97%、充放電電圧効率は86%であ
った。
As a result of a charge / discharge experiment at a temperature of 40 ° C. and a current of 0.6 A, the charge / discharge coulombic efficiency of this single-cell small redox flow battery was 97% and the charge / discharge voltage efficiency was 86%.

【0233】比較例 高純度の電解クロム(Cr)を塩酸に溶解して、クロム
(Cr)イオン濃度が、1.0モル(mol )/リットル
(liter )の塩酸水溶液を準備した。
Comparative Example High-purity electrolytic chromium (Cr) was dissolved in hydrochloric acid to prepare an aqueous hydrochloric acid solution having a chromium (Cr) ion concentration of 1.0 mol (mol) / liter (liter).

【0234】また、特級試薬の鉄(Fe)を塩酸に溶解
して、鉄(Fe)イオン濃度が、1.0モル(mol )/
リットル(liter )の塩酸水溶液を準備した。
Further, iron (Fe) as a special grade reagent is dissolved in hydrochloric acid to give an iron (Fe) ion concentration of 1.0 mol (mol) /
A liter aqueous hydrochloric acid solution was prepared.

【0235】以上のようにして準備されたクロム(C
r)イオンを含有する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオン
を含有する塩酸水溶液とを、容量比で、1:1の割合で
混合し、クロム(Cr)イオンと鉄(Fe)イオンとを
含有する混合液を作製した後、この混合液に塩酸を加
え、この混合液の塩酸濃度が4規定となるように調整
し、この電解液をレドックスフロー型電池の電解液とし
て、単セルで構成される小型のレドックスフロー型電池
を作製した。
Chromium (C
r) An aqueous hydrochloric acid solution containing ions and an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions are mixed at a volume ratio of 1: 1 to contain chromium (Cr) ions and iron (Fe) ions. After preparing a mixed solution, a hydrochloric acid is added to this mixed solution to adjust the hydrochloric acid concentration of this mixed solution to 4N, and this electrolytic solution is used as an electrolytic solution of a redox flow type battery to form a single cell. A small redox flow battery was manufactured.

【0236】なお、この単セル小型レドックスフロー型
電池の構造は、実験例3で用いた単セル小型レドックス
フロー型電池の構造と同様であるので、その説明を省略
する。
Since the structure of the single-cell small redox flow type battery is the same as that of the single-cell small redox flow type battery used in Experimental Example 3, description thereof will be omitted.

【0237】この単セル小型レドックスフロー型電池を
用い、実験例3と同一条件の充放電を試験を行なった。
Using this single-cell small-sized redox flow battery, a charge / discharge test was conducted under the same conditions as in Experimental Example 3.

【0238】比較例の充放電クーロン効率は、97%、
充放電電圧効率は86%であった。実験例3は、比較例
と同様の高い充放電効率を示した。
The charge / discharge coulombic efficiency of the comparative example is 97%,
The charge / discharge voltage efficiency was 86%. Experimental Example 3 showed high charge / discharge efficiency similar to that of Comparative Example.

【0239】なお、本実験例では、有機溶媒として、ト
リオクチルメチルアンモニウムクロリドを含む有機溶媒
を用いた例を示したが、化5〜化9に示される抽出試薬
(有機抽出剤)を含む、有機溶媒を用いた場合であって
も、同様の効果を奏することを付記しておく。
In this experimental example, an organic solvent containing trioctylmethylammonium chloride was used as the organic solvent, but the extraction reagent (organic extractant) shown in Chemical formulas 5 to 9 was used. It should be additionally noted that even when an organic solvent is used, similar effects can be obtained.

【0240】実施例2 図2は、本発明に従うレドックスフロー型電池の電解液
の製造プロセスを概略的に示す工程図である。
Example 2 FIG. 2 is a process diagram schematically showing a process for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the present invention.

【0241】図2を参照して、ステップ(1)〜ステッ
プ(6)に示される工程は、レドックスフロー型電池の
電解液として、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を製造する方法を概略的に示している。なお、ステ
ップ(1)〜ステップ(6)に示される工程は、実施例
1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Referring to FIG. 2, the steps shown in steps (1) to (6) outline the method for producing an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution for a redox flow battery. It is shown in the figure. Note that the steps shown in steps (1) to (6) are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

【0242】実施例2は、レドックスフロー型電池の電
解液として、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を
製造する方法が、実施例1と異なっている。
Example 2 differs from Example 1 in the method of producing an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution for a redox flow battery.

【0243】図2を再び参照して、ステップ(101)
〜ステップ(106)に示される工程は、レドックスフ
ロー型電池の電解液として、鉄(Fe)イオンを含有す
る塩酸水溶液を製造する方法を概略的に示している。
Referring again to FIG. 2, step (101)
-The process shown by step (106) has shown roughly the method of manufacturing the hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ion as an electrolytic solution of a redox flow type battery.

【0244】図2を参照して、まず、ステップ(7)に
示す工程において、鉄(Fe)イオン、および、銅(C
u)イオン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(C
o)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオン
を含有する有機溶媒(図2中、有機溶媒Aで示される)
を取出す。
Referring to FIG. 2, first, in the step shown in step (7), iron (Fe) ions and copper (C
u) ion, manganese (Mn) ion, cobalt (C
o) organic solvent containing impurity metal ions such as zinc (Zn) ions (indicated by organic solvent A in FIG. 2)
Take out.

【0245】次に、ステップ(101)に示す工程にお
いて、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機
溶媒(図2中、有機溶媒A)に、金属イオンを含有しな
い塩酸水溶液を混合する。
Next, in the step shown in step (101), iron (Fe) ions and copper (Cu) ions are added.
An organic solvent containing an impurity metal ion such as manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion, and zinc (Zn) ion (organic solvent A in FIG. 2) is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion.

【0246】ステップ(101)に示す工程において、
金属イオンを含有しない塩酸水溶液の塩酸濃度([HC
l])を、0.01モル(mol )/リットル(liter )
以上1.5モル(mol )/リットル(liter )以下とす
ると、有機溶媒(図2中、有機溶媒A)中に含まれる、
鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マンガ
ン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Z
n)イオン等の不純物金属イオンが、金属イオンを含有
しない塩酸水溶液中に抽出される。
In the step shown in step (101),
Hydrochloric acid concentration of hydrochloric acid solution containing no metal ions ([HC
l]) is 0.01 mol (mol) / liter (liter)
If the amount is 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less, it is contained in the organic solvent (organic solvent A in FIG. 2).
Iron (Fe) ions, copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, zinc (Z
n) Impurity metal ions such as ions are extracted into an aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions.

【0247】なお、ステップ(101)に示す工程で
は、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マ
ンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機溶
媒(図2中、有機溶媒A)と、金属イオンを含有しない
塩酸水溶液との混合液を、必要により、公知の震とう機
または撹拌器等を用いて、撹拌してもよい。
In the step (101), iron (Fe) ions and impurity metal ions such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and zinc (Zn) ions are used. If necessary, a mixture of an organic solvent containing organic solvent (organic solvent A in FIG. 2) and a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion may be stirred using a known shaker or stirrer. .

【0248】次に、ステップ(102)に示す工程にお
いて、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する有機
溶媒(図2中、有機溶媒A)と、金属イオンを含まない
塩酸水溶液との混合液をしばらく放置することにより、
鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マンガ
ン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Z
n)イオン等の不純物金属イオンを含有する塩酸水溶液
(水溶液相)と、有機溶媒(図2中、有機溶媒A)とに
分離した後、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イ
オン、マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオ
ン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有す
る塩酸水溶液(原料塩酸水溶液)を準備する。
Next, in the process shown in step (102), iron (Fe) ions and copper (Cu) ions are added.
A mixed solution of an organic solvent containing an impurity metal ion such as manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion and zinc (Zn) ion (organic solvent A in FIG. 2) and a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ion is prepared. By leaving it for a while,
Iron (Fe) ions, copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, zinc (Z
n) After separating into a hydrochloric acid aqueous solution (aqueous solution phase) containing impurity metal ions such as ions and an organic solvent (organic solvent A in FIG. 2), iron (Fe) ions and copper (Cu) ions, A hydrochloric acid aqueous solution (raw hydrochloric acid aqueous solution) containing impurity metal ions such as manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions is prepared.

【0249】この原料塩酸水溶液に、さらに、鉄等を含
む原材料を溶解させてもよい。次に、この原料塩酸水溶
液の塩素濃度([Cl- ])を100グラム(g)/リ
ットル(liter )以上300グラム(g)/リットル
(liter )以下に調整する。
Raw materials containing iron and the like may be further dissolved in this raw material hydrochloric acid aqueous solution. Next, the chlorine concentration ([Cl ]) of this raw material hydrochloric acid aqueous solution is adjusted to 100 g (g) / liter (liter) or more and 300 g (g) / liter (liter) or less.

【0250】また、原料塩酸水溶液の塩酸濃度([HC
l])を1モル(mol )/リットル(liter )以上5モ
ル(mol )/リットル(liter )以下に調整する。
Also, the hydrochloric acid concentration ([HC
l]) is adjusted to 1 mol (mol) / liter (liter) or more and 5 mol (mol) / liter (liter) or less.

【0251】これは、ステップ(103)に示す工程に
おいて、有機溶媒B中に、鉄(Fe)イオンを選択的に
抽出するためである。
This is for the purpose of selectively extracting iron (Fe) ions in the organic solvent B in the process shown in step (103).

【0252】次に、ステップ(103)に示す工程にお
いて、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する塩酸
水溶液(原料塩酸水溶液)に、有機溶媒(図2中、有機
溶媒Bで示される)を混合する。
Next, in the process shown in step (103), iron (Fe) ions and copper (Cu) ions,
An organic solvent (shown as organic solvent B in FIG. 2) is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution (raw hydrochloric acid aqueous solution) containing impurity metal ions such as manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions. To do.

【0253】ステップ(103)に示す工程において、
有機溶媒(図2中、有機溶媒B)中に、原料塩酸水溶液
中に含まれる、鉄(Fe)イオンが、選択的に、有機溶
媒(図2中、有機溶媒Bで示される)中へ抽出される。
In the step shown in step (103),
Iron (Fe) ions contained in the raw hydrochloric acid aqueous solution are selectively extracted into an organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2) in the organic solvent (organic solvent B in FIG. 2). To be done.

【0254】なお、ステップ(103)に示す工程で
は、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、マ
ンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛
(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する塩酸水
溶液と、有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示される)と
の混合液を、必要により、公知の震とう機または撹拌器
等を用いて、撹拌してもよい。
In the step (103), iron (Fe) ions and impurity metal ions such as copper (Cu) ions, manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions and zinc (Zn) ions are used. If necessary, a mixed solution of a hydrochloric acid aqueous solution containing an organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2) may be stirred using a known shaker or stirrer.

【0255】次に、ステップ(104)に示す工程にお
いて、鉄(Fe)イオン、および、銅(Cu)イオン、
マンガン(Mn)イオン、コバルト(Co)イオン、亜
鉛(Zn)イオン等の不純物金属イオンを含有する塩酸
水溶液と、有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示される)
との混合液をしばらく放置することにより、鉄(Fe)
イオンを含有する有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示さ
れる)(有機相)と、銅(Cu)イオン、マンガン(M
n)イオン、コバルト(Co)イオン、亜鉛(Zn)イ
オン等の不純物金属イオンを含有する塩酸水溶液(図2
中、廃液で示す)とに分離する。次に、ステップ(10
5)に示す工程において、鉄(Fe)イオンを含有する
有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示される)に、金属イ
オンを含有しない塩酸水溶液を混合する。
Next, in the process shown in step (104), iron (Fe) ions and copper (Cu) ions,
A hydrochloric acid aqueous solution containing impurity metal ions such as manganese (Mn) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions, and an organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2).
By leaving the mixed liquid with and for a while, iron (Fe)
Ion-containing organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2) (organic phase), copper (Cu) ions, manganese (M
Aqueous hydrochloric acid solution containing impurity metal ions such as n) ions, cobalt (Co) ions, and zinc (Zn) ions (see FIG. 2).
Inside, shown as waste liquid). Next, step (10
In the step shown in 5), an aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is mixed with an organic solvent containing iron (Fe) ions (indicated by organic solvent B in FIG. 2).

【0256】ステップ(105)に示す工程において、
金属イオンを含有しない塩酸水溶液の塩酸濃度([HC
l])を0.01モル(mol )/リットル(liter )以
上1.5モル(mol )/リットル(liter )以下とする
と、有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示される)中に含
まれる、鉄(Fe)イオンが、金属イオンを含有しない
塩酸水溶液中へ抽出される。
In the step shown in step (105),
Hydrochloric acid concentration of hydrochloric acid solution containing no metal ions ([HC
l]) is 0.01 mol (mol) / liter (liter) or more and 1.5 mol (mol) / liter (liter) or less, it is contained in the organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2). The iron (Fe) ions are extracted into a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions.

【0257】なお、ステップ(105)に示す工程で
は、鉄(Fe)イオンを含有する有機溶媒(図2中、有
機溶媒Bで示される)と、金属イオンを含有しない塩酸
水溶液との混合液を、必要により、公知の震とう機また
は撹拌器等を用いて、撹拌してもよい。
In the step (105), a mixed solution of an organic solvent containing iron (Fe) ions (indicated by organic solvent B in FIG. 2) and an aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is prepared. If necessary, a known shaker or a stirrer may be used for stirring.

【0258】次に、ステップ(106)に示す工程にお
いて、鉄(Fe)イオンを含有する有機溶媒(図2中、
有機溶媒Bで示される)と、金属イオンを含まない塩酸
水溶液との混合液をしばらく放置することにより、鉄
(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液(水溶液相)と、
有機溶媒(図2中、有機溶媒Bで示される)(有機相)
とに分離した後、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶
液を電解液として取出す。
Next, in the step shown in step (106), an organic solvent containing iron (Fe) ions (in FIG. 2,
By allowing a mixed solution of an organic solvent B) and a hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions to stand for a while, an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions (aqueous phase),
Organic solvent (indicated by organic solvent B in FIG. 2) (organic phase)
After separating into and, an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions is taken out as an electrolytic solution.

【0259】なお、本実施例により得られた電解液に
は、有機物(抽出剤等)が含まれている場合がある。電
解液中に含まれる有機物を除去する必要がある場合に
は、有機物を含む電解液を、活性炭に通過させ、電解液
中に含まれる有機物を除去する等の活性炭処理を施すこ
とが有効である。
The electrolytic solution obtained in this example may contain an organic substance (extractant or the like). When it is necessary to remove the organic matter contained in the electrolytic solution, it is effective to pass the electrolytic solution containing the organic matter through activated carbon and to carry out an activated carbon treatment such as removing the organic matter contained in the electrolytic solution. .

【0260】ステップ(6)に示す工程において製造さ
れたクロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液、およ
び、ステップ(106)に示す工程において製造され
た、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液のそれぞれ
は、銅(Cu)イオン、マンガン(Mn)イオン、コバ
ルト(Co)イオン、亜鉛(Zn)イオン等の不純物金
属イオンのそれぞれの濃度が、レドックスフロー型電池
の電解液として許容される不純物金属イオン濃度以下に
なっているので、それぞれの塩酸水溶液の塩酸濃度を、
調整したり、クロム(Cr)イオン濃度または鉄(F
e)イオン濃度を適宜調整したりすることにより、レド
ックスフロー型電池の電解液として好適に用いることが
できる。
The aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions produced in the step (6) and the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions produced in the step (106) Each of them has an impurity metal ion concentration such as copper (Cu) ion, manganese (Mn) ion, cobalt (Co) ion, and zinc (Zn) ion that is allowed as an electrolyte of a redox flow battery. Since it is below the ion concentration, the hydrochloric acid concentration of each hydrochloric acid aqueous solution,
Adjust or adjust chromium (Cr) ion concentration or iron (F
e) It can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow type battery by appropriately adjusting the ion concentration.

【0261】また、ステップ(107)に示す工程にお
いて、ステップ(6)に示す工程において製造されたク
ロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液と、ステップ
(106)に示す工程において製造された、鉄(Fe)
イオンを含有する塩酸水溶液とを混合して、一液型の電
解液を製造してもよい。
Further, in the step shown in step (107), the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions produced in the step shown in step (6) and the iron produced in the step shown in step (106). (Fe)
You may mix with the hydrochloric acid aqueous solution which contains an ion, and may manufacture a one-pack type electrolyte solution.

【0262】なお、図2を再び参照して、ステップ(1
01)において分離した有機溶媒Aは、再生して、ステ
ップ(3)に示す工程において、再び使用することがで
き、また、ステップ(106)において、分離した有機
溶媒Bは、再生して、ステップ(103)に示す工程に
おいて、再び使用することができる。
Referring again to FIG. 2, step (1
The organic solvent A separated in 01) can be regenerated and used again in the step shown in step (3), and in step (106), the separated organic solvent B can be regenerated in step (3). It can be used again in the step shown in (103).

【0263】また、実施例2に示すレドックスフロー型
電池の電解液の製造方法は、ステップ(1)に示す工程
において、出発原料中に、不純物金属イオンとして、マ
ンガン(Mn)を含む場合は、有機溶媒Aとしては、抽
出剤として、塩化トリオクチルメチルアンモニウムを含
む有機溶媒が好ましく、有機溶媒Bとしては、抽出剤と
して、トリn−ブチルホスフェートを含む有機溶媒を用
いるのが好ましいことを付記しておく。
In addition, in the method for producing the electrolyte solution of the redox flow battery shown in Example 2, when manganese (Mn) is contained as an impurity metal ion in the starting material in the step shown in step (1), The organic solvent A is preferably an organic solvent containing trioctylmethylammonium chloride as an extractant, and the organic solvent B is preferably an organic solvent containing tri-n-butyl phosphate as an extractant. Keep it.

【0264】次に、具体的な実験データを用いて説明す
る。 実験例4 実験例4は、第4の発明に従って、レドックスフロー型
電池の電解液として、好適に用いることのできる、鉄
(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を製造することが
できることを確認するために行なったものである。
Next, description will be made using concrete experimental data. Experimental Example 4 Experimental Example 4 is for confirming that an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery, can be produced according to the fourth invention. It was done to.

【0265】なお、本実験例では、説明を容易とするた
め、鉄(Fe)イオンと、不純物金属イオンとして、特
に、分離除去が難しいマンガン(Mn)イオンとを含有
する塩酸水溶液から、マンガン(Mn)を分離除去した
例を示す。
In the present experimental example, in order to facilitate the explanation, manganese (from the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and, particularly, manganese (Mn) ions which are difficult to separate and remove as impurity metal ions, was used. An example in which (Mn) is separated and removed is shown.

【0266】出発原料として、塩化第一鉄(FeC
2 )とマンガン(Mn)とを使用し、これに塩酸水溶
液を加え、塩化第一鉄(FeCl2 )とマンガン(M
n)とを塩酸水溶液に溶解させた。
As a starting material, ferrous chloride (FeC
l 2 ) and manganese (Mn) are used, an aqueous solution of hydrochloric acid is added thereto, and ferrous chloride (FeCl 2 ) and manganese (M
n) and were dissolved in an aqueous hydrochloric acid solution.

【0267】次に、以上の工程により作製された原料塩
酸水溶液中に含まれる金属イオンの濃度、イオン化学発
光分析法(ICP)により測定した。
Next, the concentration of metal ions contained in the raw hydrochloric acid aqueous solution prepared by the above steps was measured by the ion chemiluminescence analysis method (ICP).

【0268】結果を表4に示す。なお、この原料塩酸水
溶液の塩酸濃度([HCl])は、4.1モル(mol )
/リットル(liter )であった。
The results are shown in Table 4. The hydrochloric acid concentration ([HCl]) of this raw material hydrochloric acid aqueous solution was 4.1 mol (mol)
/ Liter.

【0269】[0269]

【表4】 [Table 4]

【0270】次に、この原料塩酸水溶液中に含まれる、
鉄(Fe)イオンを原料塩酸水溶液から、選択的に、抽
出するための有機溶媒を作製した。
Next, the raw material hydrochloric acid solution contained in
An organic solvent was prepared for selectively extracting iron (Fe) ions from the starting aqueous hydrochloric acid solution.

【0271】本実験例では、有機溶媒として、有機抽出
剤と、希釈剤と、改質剤とを含む混合液を用いた。
In this experimental example, a mixed solution containing an organic extractant, a diluent and a modifier was used as the organic solvent.

【0272】有機抽出剤としては、窒素系抽出試薬、よ
り特定的には、第3級アミン化合物のトリ−n−オクチ
ルアミン(商品名「アラミン(Almine)336」、ヘン
ケル(Henkel)社製)を用いた。
As the organic extractant, a nitrogen-based extraction reagent, more specifically, a tertiary amine compound tri-n-octylamine (trade name "Almine 336", manufactured by Henkel) is used. Was used.

【0273】また、希釈剤としては、ソルベッソ(Solv
esso)150を用いた。また、改質剤としては、2エチ
ルヘキサノール(2ethyl-hexanol)を用いた。
As a diluent, Solveso (Solv
esso) 150 was used. Further, 2ethyl-hexanol was used as a modifier.

【0274】有機溶媒は、以下の工程により調整した。
まず、ソルベッソ(Solvesso)150とトリ−n−オク
チルアミンとを混合し、しかる後に、2−エチルヘキサ
ノールを、2−エチルヘキサノールが、20容量%とな
るように加え、0.75モル(mol )/リットル(lite
r )のトリ−n−オクチルアミンを含有する有機溶媒を
作製した。
The organic solvent was prepared by the following steps.
First, Solvesso 150 and tri-n-octylamine were mixed, and then 2-ethylhexanol was added so that the content of 2-ethylhexanol was 20% by volume, and 0.75 mol (mol) was added. / Liter (lite
An organic solvent containing r-) of tri-n-octylamine was prepared.

【0275】次に、原料塩酸水溶液と有機溶媒とを、容
量比で、1:2の割合で混合した。より詳しくは、原料
塩酸水溶液約100ccに対し、有機溶媒を約200c
c混合し、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合液を作製
した。
Next, the raw material hydrochloric acid aqueous solution and the organic solvent were mixed in a volume ratio of 1: 2. More specifically, about 200 cc of the organic solvent is added to about 100 cc of the raw material hydrochloric acid aqueous solution.
c were mixed to prepare a mixed solution of a raw material hydrochloric acid aqueous solution and an organic solvent.

【0276】次に、原料塩酸水溶液と有機溶媒との混合
液を、公知の震とう機を用い、十分に撹拌した後、しば
らく放置することにより、水溶液相と有機溶媒(有機
相)とに分離した。
Next, the mixture of the starting aqueous solution of hydrochloric acid and the organic solvent was thoroughly stirred using a known shaker and left for a while to separate into an aqueous solution phase and an organic solvent (organic phase). did.

【0277】次に、トリ−n−オクチルアミンを含有す
る有機溶媒による鉄(Fe)の抽出を1回行なった後
の、水溶液相(水相)の塩化第二鉄イオンと、原料塩酸
水溶液にイオン化して溶け込んでいるマンガン(Mn)
の濃度とを、イオン化学発光分析法(ICP)により測
定した。
Next, iron (Fe) was extracted once with an organic solvent containing tri-n-octylamine, and then ferric chloride ions in the aqueous solution phase (aqueous phase) and the starting aqueous solution of hydrochloric acid were added. Ionized and dissolved manganese (Mn)
Was measured by ion chemiluminescence analysis (ICP).

【0278】結果を表5に示す。The results are shown in Table 5.

【0279】[0279]

【表5】 [Table 5]

【0280】表4および表5を参照して、表4および表
5の結果より、上記した原料塩酸水溶液に、トリ−n−
オクチルアミンを含む有機溶媒を混合し、有機溶媒によ
る抽出を1回行なうことにより、有機溶媒側に約10%
の鉄(Fe)が抽出されたことになる。
With reference to Tables 4 and 5, from the results of Tables 4 and 5, tri-n-
Mixing an organic solvent containing octylamine and extracting with the organic solvent once, the organic solvent side is about 10%.
It means that iron (Fe) has been extracted.

【0281】他方、マンガン(Mn)については、ほと
んど有機溶媒中へ抽出されていないことがわかる。
On the other hand, it is found that manganese (Mn) is hardly extracted into the organic solvent.

【0282】以下、原料塩酸水溶液に、トリ−n−オク
チルアミンを含む有機溶媒を混合し、有機溶媒中に、鉄
(Fe)を抽出する工程を、必要により、何度も、たと
えば、20〜30回ぐらい繰り返し、鉄(Fe)を有機
溶媒中に、選択的に、抽出する。
In the following, the step of mixing the starting aqueous hydrochloric acid solution with an organic solvent containing tri-n-octylamine and extracting iron (Fe) into the organic solvent is repeated as many times as necessary, for example, 20 to 20 times. Repeated about 30 times, iron (Fe) is selectively extracted into an organic solvent.

【0283】次に、鉄(Fe)を含む有機溶媒(有機
相)約100ccに対し、約0.1モル(mol )/リッ
トル(liter )の塩酸を含有する塩酸水溶液を約100
cc混合した。
Next, about 100 cc of an organic solvent (organic phase) containing iron (Fe) is added with about 100 mol of an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 mol (mol) / liter (liter) of hydrochloric acid.
cc mixed.

【0284】次に、有機溶媒(有機相)と約0.1モル
(mol )/リットル(liter )の塩酸を含有する塩酸水
溶液との混合液を、公知の震とう機を用い、十分に撹拌
した後、放置することにより、水溶液相と有機相とに分
離し、しかる後に、有機相を分離除去した。
Next, a mixture of an organic solvent (organic phase) and an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 mol (mol) / liter (liter) of hydrochloric acid was thoroughly stirred using a known shaker. After that, it was left to separate into an aqueous phase and an organic phase, and then the organic phase was separated and removed.

【0285】以上の工程により作製された水溶液相(塩
酸水溶液)について、この塩酸水溶液中に含まれるマン
ガン(Mn)イオンの濃度をイオン化学分光分析法(I
CP)により測定した。
With respect to the aqueous solution phase (hydrochloric acid aqueous solution) produced by the above steps, the concentration of manganese (Mn) ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution was measured by ion chemical spectroscopy (I
CP).

【0286】結果を表6に示す。The results are shown in Table 6.

【0287】[0287]

【表6】 [Table 6]

【0288】なお、測定にあたっては、上記した表2と
の比較を容易とするため、水溶液相中のマンガン(M
n)イオン濃度を測定する際には、水溶液相から取出し
た分析用試料中に含まれる鉄(Fe)イオン濃度を、1
モル(mol )/リットル(liter )になるように調整し
た。
In the measurement, in order to facilitate comparison with Table 2 above, manganese (M
n) When measuring the ion concentration, determine the iron (Fe) ion concentration contained in the analytical sample taken out from the aqueous solution phase as 1
It was adjusted to be mol / liter.

【0289】以上の工程により作製された鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液は、表2と表6との比較によ
り、マンガン(Mn)イオンの濃度が、レドックスフロ
ー型電池の電解液として許容されるマンガン(Mn)イ
オンの濃度以下であることが明らかとなった。
The hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions produced by the above steps shows that the concentration of manganese (Mn) ions is acceptable as an electrolytic solution for redox flow type batteries by comparison with Table 2 and Table 6. It was revealed that the concentration was not higher than the concentration of manganese (Mn) ions.

【0290】次に、この塩酸水溶液を活性炭に通過させ
ることで、この塩酸水溶液中に含まれる有機物を活性炭
に吸着させ、塩酸水溶液中に混入した有機物を除去し
た。
Next, the aqueous hydrochloric acid solution was passed through activated carbon to adsorb the organic substances contained in the aqueous hydrochloric acid solution onto the activated carbon, and remove the organic substances mixed in the aqueous hydrochloric acid solution.

【0291】以上の工程により、レドックスフロー型電
池の電解液として、好適に用いることのできる、鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液を得た。
Through the above steps, iron (F) which can be suitably used as the electrolytic solution of the redox flow type battery is obtained.
e) An aqueous hydrochloric acid solution containing ions was obtained.

【0292】実験例4により、従来の方法、より特定的
には、従来の電気化学的な方法では、技術的に不可能で
あったマンガン(Mn)についても、レドックスフロー
型電池の電解液として許容される濃度以下まで、分離除
去が可能であることがわかった。
According to Experimental Example 4, manganese (Mn), which was technically impossible by the conventional method, more specifically, the conventional electrochemical method, was used as an electrolytic solution for a redox flow battery. It was found that separation and removal are possible up to an allowable concentration or less.

【0293】実施例3 実施例3は、各種有機溶媒の抽出特性を調べるために行
なったものである。
Example 3 Example 3 was carried out to examine the extraction characteristics of various organic solvents.

【0294】なお、実施例3では、説明を容易とするた
め、各種有機溶媒の、鉄(Fe)と、マンガン(Mn)
とに対する抽出特性を中心に説明する。
In Example 3, iron (Fe) and manganese (Mn), which are various organic solvents, are used for ease of explanation.
The extraction characteristics for and will be mainly described.

【0295】実験例5〜実験例8 (1) 原料塩酸水溶液の作製 表7に、その組成を示す原料塩酸水溶液を作製した。Experimental Example 5 to Experimental Example 8 (1) Preparation of Starting Hydrochloric Acid Aqueous Solution A starting hydrochloric acid aqueous solution whose composition is shown in Table 7 was prepared.

【0296】なお、活物質として、原料塩酸水溶液中に
イオン化して溶け込んでいる鉄(Fe)の出発原料とし
ては、塩化第一鉄(FeCl2 )を用いた。
As the active material, ferrous chloride (FeCl 2 ) was used as a starting material of iron (Fe) ionized and dissolved in the starting aqueous hydrochloric acid solution.

【0297】[0297]

【表7】 [Table 7]

【0298】(2) 有機溶媒の作製 本実験例では、有機溶媒として、有機抽出剤と、希釈剤
と、改質剤とを含む混合液を用いた。
(2) Preparation of Organic Solvent In this experimental example, a mixed solution containing an organic extractant, a diluent and a modifier was used as the organic solvent.

【0299】本実験例に用いた有機溶媒の有機抽出剤の
種類および濃度を、表8に示す。また、希釈剤として
は、ソルベッソ(Solvesso)150を用いた。
Table 8 shows the type and concentration of the organic extractant of the organic solvent used in this experimental example. Further, Solvesso 150 was used as the diluent.

【0300】また、改質剤としては、2−エチルヘキサ
ノール(2ethyl-hexanol)を用いた。
As the modifier, 2-ethylhexanol was used.

【0301】[0301]

【表8】 [Table 8]

【0302】(3) 各種有機溶媒の抽出特性について 実施例4と同様にして、表7にその組成を示す原料塩酸
水溶液のそれぞれに、表8にその組成を示す有機溶媒を
混合し、原料塩酸水溶液から、各種金属を抽出した。
(3) Extraction Characteristics of Various Organic Solvents In the same manner as in Example 4, the raw material hydrochloric acid aqueous solution having the composition shown in Table 7 was mixed with the organic solvent having the composition shown in Table 8 to prepare the raw material hydrochloric acid. Various metals were extracted from the aqueous solution.

【0303】次に、各種有機溶媒による、各種金属の抽
出を1回行なった後の、水溶液相(水相)の塩化第一鉄
イオンの濃度と、当該水溶液相(水相)にイオン化して
溶け込んでいる各種金属の濃度とを、イオン化学発光分
析法(ICP)により測定した。
Next, the extraction of various metals with various organic solvents was carried out once, and the concentration of ferrous chloride ions in the aqueous solution phase (aqueous phase) and the aqueous solution phase (aqueous phase) were ionized. The concentrations of various dissolved metals were measured by ion chemiluminescence analysis (ICP).

【0304】結果を表9に示す。The results are shown in Table 9.

【0305】[0305]

【表9】 [Table 9]

【0306】また、鉄(Fe)とマンガン(Mn)の有
機溶媒中への抽出率を算出した。
The extraction ratio of iron (Fe) and manganese (Mn) into the organic solvent was calculated.

【0307】結果を表10に示す。The results are shown in Table 10.

【0308】[0308]

【表10】 [Table 10]

【0309】表10に示す結果より、実施例8で用い
た、トリn−ブチルホスフェートを含む有機溶媒は、マ
ンガン(Mn)イオンを有機溶媒相(有機相)側へほと
んど抽出しない。
From the results shown in Table 10, the organic solvent containing tri-n-butyl phosphate used in Example 8 hardly extracts manganese (Mn) ions to the organic solvent phase (organic phase) side.

【0310】他方、実験例5で用いた、トリオクチルメ
チルアンモニウムクロリドを含む有機溶媒は、原料塩酸
水溶液中に含まれる、鉄(Fe)イオンと、マンガン
(Mn)イオンを有機溶媒相(有機相)側へ抽出する、
抽出特性に優れている。
On the other hand, the organic solvent containing trioctylmethylammonium chloride used in Experimental Example 5 contained iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions contained in the starting aqueous hydrochloric acid solution as the organic solvent phase (organic phase). ) Side,
It has excellent extraction characteristics.

【0311】以上の結果より、第1の発明に従って、ク
ロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液とし
て用いるレドックスフロー型電池の電解液の製造方法に
おいて、不純物金属イオンのうち、特にマンガン(M
n)を分離除去する際には、トリオクチルメチルアンモ
ニウムクロリドを含む有機溶媒を用いるのが好ましいこ
とが明らかとなった。
From the above results, according to the first invention, in the method for producing an electrolyte solution of a redox flow battery using a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions as an electrolyte solution, manganese ( M
It was revealed that it is preferable to use an organic solvent containing trioctylmethylammonium chloride when separating and removing n).

【0312】また、第4の発明に従って鉄(Fe)イオ
ンを含有する塩酸水溶液を電解液として用いるレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法において、不純物金
属イオン、特に、マンガン(Mn)を分離除去する際に
は、トリn−ブチルホスフェートを含む有機溶媒を用い
るのが好ましいことが明らかとなった。
Further, according to the fourth aspect of the invention, in the method for producing an electrolytic solution of a redox flow type battery using an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution, impurity metal ions, particularly manganese (Mn) is separated and removed. In doing so, it became clear that it is preferable to use an organic solvent containing tri-n-butyl phosphate.

【0313】[0313]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
に従うレドックスフロー型電池の電解液の製造方法は、
クロム(Cr)イオンとクロム(Cr)イオン以外の不
純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液から、不純物金
属イオンを有機溶媒を用い、有機溶媒中に抽出するとい
う構成により、簡単かつ容易に、レドックスフロー型電
池の電解液として好適に用いることのできる、クロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を製造することが
できる。
As described in detail above, the method for producing the electrolytic solution of the redox flow battery according to the first invention is
A redox flow can be easily and easily formed by extracting an impurity metal ion into an organic solvent from an aqueous hydrochloric acid solution containing a chromium (Cr) ion and an impurity metal ion other than the chromium (Cr) ion using an organic solvent. An aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a battery, can be produced.

【0314】より詳しくは、第1の発明に従うレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法は、クロム(Cr)
イオンとクロム(Cr)イオン以外の不純物金属イオン
とを含有する塩酸水溶液から、不純物金属イオンを有機
溶媒を用い、有機溶媒中に抽出するという構成を有する
結果、従来のクロム鉱石、クロム鉱還元物、フェロクロ
ム等の出発原料からレドックスフロー型電池の電解液を
製造する方法では、技術的にほとんど不可能であった、
クロム(Cr)イオンとマンガン(Mn)イオンとを分
離することができる。
More specifically, the method for producing the electrolytic solution of the redox flow type battery according to the first aspect of the present invention uses chromium (Cr).
As a result of having a constitution in which an impurity metal ion is extracted into an organic solvent from an aqueous hydrochloric acid solution containing ions and an impurity metal ion other than chromium (Cr) ion in the organic solvent, a conventional chromium ore or a chromium ore reduced product In the method of producing an electrolyte for a redox flow battery from a starting material such as ferrochrome, it was technically almost impossible.
Chromium (Cr) ions and manganese (Mn) ions can be separated.

【0315】したがって、第1の発明に従って製造され
るレドックスフロー型電池の電解液は、マンガン(M
n)イオンを含め、電解液中に含まれる不純物金属イオ
ンの濃度を、レドックスフロー型電池の電解液として許
容される不純物金属イオンの濃度以下とすることができ
るので、第1の発明に従って製造されたレドックスフロ
ー型電池の電解液を用いたレドックスフロー型電池は、
高い充放電効率を有する。
Therefore, the electrolytic solution of the redox flow type battery manufactured according to the first invention is manganese (M
n) Since the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolytic solution including the ions can be set to be equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow type battery, it is manufactured according to the first invention. The redox flow battery using the electrolyte of the redox flow battery is
It has high charge / discharge efficiency.

【0316】また、第2の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオンと鉄
(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンとを有機溶媒を用い、有機溶媒中に抽出し、鉄(F
e)イオンと不純物金属イオンとを含有する有機溶媒
に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合
し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の塩
酸水溶液中に抽出するという構成により、簡単かつ容易
に、レドックスフロー型電池の電解液として好適に用い
ることのできる、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶
液を製造することができる。
The method for producing an electrolytic solution for a redox flow battery according to the second aspect of the present invention is the method for producing an iron solution from a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions. The (Fe) ion and the impurity metal ion are extracted in an organic solvent using an organic solvent to obtain iron (F
e) An organic solvent containing ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and iron (Fe) ions contained in the organic solvent are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution. With such a configuration, an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery, can be easily and easily produced.

【0317】より詳しくは、第2の発明に従うレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオ
ンと鉄(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有
する第1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンと不純物
金属イオンとを有機溶媒を用い、有機溶媒中に抽出し、
鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含有する有機
溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水溶液を混
合し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の
塩酸水溶液中に抽出するという構成を有する結果、従来
のクロム鉱石、クロム鉱還元物、フェロクロム等の出発
原料からレドックスフロー型電池の電解液を製造する方
法では、技術的にほとんど不可能であった、鉄(Fe)
イオンとマンガン(Mn)イオンとを分離することがで
きる。
More specifically, the method for producing the electrolytic solution of the redox flow battery according to the second aspect of the present invention comprises the steps of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions. , Iron (Fe) ions and impurity metal ions are extracted into an organic solvent using an organic solvent,
An organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the organic solvent are added to the second aqueous hydrochloric acid solution. As a result of having a constitution of extracting, iron (Fe) was technically almost impossible by the conventional method for producing an electrolyte solution of a redox flow battery from a starting material such as a chromium ore, a chromium ore reduction product, and ferrochrome. )
Ions and manganese (Mn) ions can be separated.

【0318】したがって、第2の発明に従って製造され
るレドックスフロー型電池の電解液は、マンガン(M
n)イオンを含め、電解液中に含まれる不純物金属イオ
ンの濃度をレドックスフロー型電池の電解液として許容
される不純物金属イオンの濃度以下とすることができる
ので、第2の発明に従って製造された電解液を用いたレ
ドックスフロー型電池は、高い充放電効率を有する。
Therefore, the electrolyte of the redox flow type battery manufactured according to the second invention is manganese (M
n) Since the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolytic solution including the ions can be set to be equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow type battery, it was manufactured according to the second invention. A redox flow battery using an electrolytic solution has high charge / discharge efficiency.

【0319】また、第3の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオン、クロ
ム(Cr)イオン、および、鉄(Fe)イオンとクロム
(Cr)イオン以外の不純物金属イオンをと含有する第
1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンを有機溶媒を用い、有機溶媒中に抽出し、その後、
鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含有する有機
溶媒と、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液と
を分離して、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶
液を電解液として取出すという構成により、簡単かつ容
易に、レドックスフロー型電池の電解液として好適に用
いることのできる、クロム(Cr)イオンを含有する塩
酸水溶液を製造することができ、かつ、鉄(Fe)イオ
ンと不純物金属イオンとを含有する有機溶媒に、金属イ
オンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合し、有機溶媒
中に含まれる鉄(Fe)イオンを第2の塩酸水溶液に抽
出するという構成により、簡単かつ容易に、レドックス
フロー型電池の電解液として好適に用いることのでき
る、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を製造する
ことができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, there is provided a method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery, comprising: iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions; and impurities other than iron (Fe) ions and chromium (Cr) ions. Iron (Fe) ions and impurity metal ions are extracted from the first aqueous hydrochloric acid solution containing metal ions into an organic solvent using an organic solvent, and thereafter,
A configuration in which an organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions and an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions are separated, and an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions is taken out as an electrolytic solution. Thus, a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery, can be easily and easily produced, and iron (Fe) ions and impurity metal ions can be produced. A second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions is mixed with an organic solvent containing and the iron (Fe) ions contained in the organic solvent are extracted into the second hydrochloric acid aqueous solution, thereby easily and easily. An aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery, can be produced.

【0320】より詳しくは、第3の発明に従うレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法は、従来のクロム鉱
石、クロム鉱還元物、フェロクロム等の出発原料からレ
ドックスフロー型電池の電解液を製造する方法では、技
術的にほとんど不可能であった、クロム(Cr)イオン
とマンガン(Mn)イオンとを分離することができ、か
つ、鉄(Fe)イオンとマンガン(Mn)イオンとを分
離することができる。
More specifically, in the method for producing an electrolyte for a redox flow battery according to the third invention, the electrolyte for a redox flow battery is produced from a conventional starting material such as chromium ore, a chromium ore reduction product, and ferrochrome. With the method, it is possible to separate chromium (Cr) ions and manganese (Mn) ions and to separate iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions, which was almost impossible technically. You can

【0321】したがって、第3の発明に従って製造され
るレドックスフロー型電池の電解液は、マンガン(M
n)イオンを含め、電解液中に含まれる不純物金属イオ
ンの濃度を、レドックスフロー型電池の電解液として許
容される不純物金属イオンの濃度以下とすることができ
るので、第3の発明に従って製造された電解液を用いた
レドックスフロー型電池は、高い充放電効率を有する。
Therefore, the electrolytic solution of the redox flow battery manufactured according to the third invention is manganese (M
n) Since the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolytic solution including the ions can be set to be equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow type battery, it is manufactured according to the third invention. The redox flow type battery using the electrolytic solution has high charge / discharge efficiency.

【0322】また、第4の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオンと鉄
(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンを有機溶媒を用
い、有機溶媒中に、選択的に抽出し、鉄(Fe)イオン
を含有する有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の
塩酸水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)
イオンを第2の塩酸水溶液中に抽出するという構成によ
り、簡単かつ容易に、レドックスフロー型電池の電解液
として好適に用いることのできる、鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液を製造することができる。
Further, the method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery according to the fourth aspect of the present invention is a method for producing an iron solution from a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions. (Fe) ions are selectively extracted into an organic solvent using an organic solvent, and an organic solvent containing iron (Fe) ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions to form an organic solvent. Iron (Fe) contained in
With the configuration in which ions are extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution, it is possible to easily and easily produce an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions, which can be suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery. it can.

【0323】より詳しくは、第4の発明に従うレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオ
ンと鉄(Fe)イオン以外の不純物金属イオンとを含有
する第1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンを有機溶
媒を用い、有機溶媒中に抽出し、鉄(Fe)イオンを含
有する有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液を混合し、有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオ
ンを第2の塩酸水溶液に抽出するという構成を有する結
果、従来のクロム鉱石、クロム鉱還元物、フェロクロム
等の出発原料からレドックスフロー型電池の電解液を製
造する方法では、技術的にほとんど不可能であった、鉄
(Fe)イオンとマンガン(Mn)イオンとを分離する
ことができる。
More specifically, the method for producing the electrolytic solution for the redox flow battery according to the fourth aspect of the present invention comprises the steps of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions. , Iron (Fe) ions are extracted into an organic solvent by using an organic solvent, and the organic solvent containing iron (Fe) ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions and contained in the organic solvent. As a result of having a configuration of extracting iron (Fe) ions to the second aqueous hydrochloric acid solution, the conventional method for producing an electrolytic solution of a redox flow battery from a starting material such as chromium ore, a chromium ore reduction product, and ferrochrome is It is possible to separate iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions, which was almost impossible technically.

【0324】また、第4の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、抽出の工程と逆抽出の工
程とにより鉄(Fe)イオンと鉄(Fe)イオン以外の
不純物金属イオンとを分離している結果、第1の発明に
比べ、さらに、鉄(Fe)イオンとマンガン(Mn)イ
オンとの分離をすることができる。
Further, in the method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery according to the fourth invention, iron (Fe) ions and impurity metal ions other than iron (Fe) ions are extracted in the extraction step and the back extraction step. As a result of the separation, the iron (Fe) ions and the manganese (Mn) ions can be further separated as compared with the first invention.

【0325】したがって、第4の発明に従って製造され
たレドックスフロー型電池の電解液は、マンガン(M
n)イオンを含め、電解液中に含まれる不純物金属イオ
ンの濃度をレドックスフロー型電池の電解液として許容
される不純物金属イオンの濃度以下とすることができる
ので、第4の発明に従って製造された電解液を用いたレ
ドックスフロー型電池は、高い充放電効率を有する。
Therefore, the electrolytic solution of the redox flow type battery manufactured according to the fourth invention is manganese (M
n) Since the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolytic solution including the ions can be set to be equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow type battery, it was manufactured according to the fourth invention. A redox flow battery using an electrolytic solution has high charge / discharge efficiency.

【0326】また、第5の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオン、クロ
ム(Cr)イオン、および、鉄(Fe)イオンとクロム
(Cr)イオン以外の不純物金属イオンとを含有する第
1の塩酸水溶液から、鉄(Fe)イオンと不純物金属イ
オンを第1の有機溶媒を用い、第1の有機溶媒中に抽出
し、その後、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを
含有する第1の有機溶媒と、クロム(Cr)イオンを含
有する塩酸水溶液とを分離して、クロム(Cr)イオン
を含有する塩酸水溶液を電解液として取出すという構成
により、簡単かつ容易に、レドックスフロー型電池の電
解液として好適に用いることのできる、クロム(Cr)
イオンを含有する塩酸水溶液を製造することができ、か
つ、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを含有する
第1の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸
水溶液を混合し、第1の有機溶媒中に含まれる鉄(F
e)イオンと不純物金属イオンとを第2の塩酸水溶液中
に抽出し、その後、第1の有機溶媒と、鉄(Fe)イオ
ンと不純物金属イオンとを含有する第2の塩酸水溶液と
を分離して、鉄(Fe)イオンと不純物金属イオンとを
含有する塩酸水溶液を準備し、鉄(Fe)イオンと不純
物金属イオンとを含有する塩酸水溶液に、第2の有機溶
媒を混合し、塩酸水溶液中に含まれる鉄(Fe)イオン
を第2の有機溶媒中に抽出し、その後、不純物金属イオ
ンを含有する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオンを含有す
る第2の有機溶媒とを分離し、鉄(Fe)イオンを含有
する第2の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第3の
塩酸水溶液を混合し、第2の有機溶媒中に含まれる鉄
(Fe)イオンを第3の塩酸水溶液中に抽出し、その
後、第2の有機溶媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩
酸水溶液とを分離して、鉄(Fe)イオンを含有する塩
酸水溶液を電解液として取出すという構成により、簡単
かつ容易に、レドックスフロー型電池の電解液として好
適に用いることのできる、鉄(Fe)イオンを含有する
塩酸水溶液を製造することができる。
The method for producing the electrolytic solution of the redox flow type battery according to the fifth aspect of the present invention includes iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and impurities other than iron (Fe) ions and chromium (Cr) ions. Iron (Fe) ions and impurity metal ions are extracted from the first hydrochloric acid aqueous solution containing metal ions into the first organic solvent using the first organic solvent, and then the iron (Fe) ions and impurities are extracted. The first organic solvent containing metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions are separated, and the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions is taken out as an electrolytic solution. Chromium (Cr), which can be easily and suitably used as an electrolytic solution of a redox flow battery.
An aqueous hydrochloric acid solution containing ions can be produced, and a first organic solvent containing iron (Fe) ions and impurity metal ions is mixed with a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions. Iron (F) contained in the organic solvent of No. 1
e) Ions and impurity metal ions are extracted into a second aqueous hydrochloric acid solution, and then the first organic solvent and a second aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions are separated. To prepare an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and impurity metal ions, and mixing the second organic solvent with the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions and the impurity metal ions. Iron (Fe) ions contained in the second organic solvent are extracted into a second organic solvent, and then the aqueous hydrochloric acid solution containing the impurity metal ions and the second organic solvent containing the iron (Fe) ions are separated. The second organic solvent containing (Fe) ions is mixed with a third aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the second organic solvent are mixed in the third aqueous hydrochloric acid solution. Extracted and then with a second organic solvent Suitable for use as an electrolytic solution of a redox flow battery simply and easily by a structure in which an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions is separated and an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions is taken out as an electrolytic solution. An aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions that can be used can be produced.

【0327】より詳しくは、第5の発明に従うレドック
スフロー型電池の電解液の製造方法は、従来のクロム鉱
石、クロム鉱還元物、フェロクロム等の出発原料からレ
ドックスフロー型電池の電解液を製造する方法では、技
術的にほとんど不可能であった、クロム(Cr)イオン
とマンガン(Mn)イオンとを分離することができ、か
つ、鉄(Fe)イオンとマンガン(Mn)イオンとを分
離することができる。
More specifically, in the method for producing an electrolyte for a redox flow battery according to the fifth aspect of the invention, the electrolyte for a redox flow battery is produced from a conventional starting material such as chromium ore, a chromium ore reduction product, and ferrochrome. With the method, it is possible to separate chromium (Cr) ions and manganese (Mn) ions and to separate iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions, which was almost impossible technically. You can

【0328】したがって、第5の発明に従って製造され
るレドックスフロー型電池の電解液は、マンガン(M
n)イオンを含め、電解液中に含まれる不純物金属イオ
ンの濃度を、レドックスフロー型電池の電解液として許
容される不純物金属イオンの濃度以下とすることができ
るので、第5の発明に従って製造された電解液を用いた
レドックスフロー型電池は、高い充放電効率を有する。
Therefore, the electrolytic solution of the redox flow battery manufactured according to the fifth invention is manganese (M
n) Since the concentration of the impurity metal ions contained in the electrolytic solution including the ions can be set to be equal to or lower than the concentration of the impurity metal ions allowed as the electrolytic solution of the redox flow type battery, it is manufactured according to the fifth invention. The redox flow type battery using the electrolytic solution has high charge / discharge efficiency.

【0329】また、第5の発明に従うレドックスフロー
型電池の電解液の製造方法は、鉄(Fe)イオンとマン
ガン(Mn)イオンとを分離するという点において、第
3の発明に比べ優れているものであることを付記してお
く。
Further, the method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery according to the fifth invention is superior to the third invention in that iron (Fe) ions and manganese (Mn) ions are separated. It is added that it is a thing.

【0330】また、第1〜第5の発明に従うレドックス
フロー型電池の電解液の製造方法によれば、出発原料と
して、クロム鉱、クロム鉱還元物、フェロクロム等の安
価な原料を使用することができるので、従来の高純度電
解クロムを塩酸に溶解して、レドックスフロー型電池の
電解液を製造する方法に比べ、レドックスフロー型電池
の電解液の製造コストを著しく下げることができる。
Further, according to the method for producing an electrolyte for a redox flow battery according to the first to fifth inventions, it is possible to use an inexpensive raw material such as chrome ore, a chromite reduction product, and ferrochrome as a starting material. Therefore, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of the electrolytic solution of the redox flow battery as compared with the conventional method of manufacturing the electrolytic solution of the redox flow battery by dissolving high-purity electrolytic chromium in hydrochloric acid.

【0331】第1〜第5の発明に従うレドックスフロー
型電池の製造方法は、上記したように、レドックスフロ
ー型電池の電解液の製造コストを下げることができ、し
かも、第1〜第5の発明に従って製造された電解液は、
レドックスフロー型電池の電解液として用いた場合、高
い充放電効率を有する。
As described above, the method for manufacturing a redox flow type battery according to the first to fifth aspects of the invention can reduce the manufacturing cost of the electrolytic solution of the redox flow type battery, and the first to fifth aspects of the invention. The electrolyte produced according to
When used as an electrolytic solution for a redox flow battery, it has high charge / discharge efficiency.

【0332】したがって、第1〜第5の発明に従うレド
ックスフロー型電池の電解液の製造方法は、経済性が重
要な電力貯蔵用電池としてのレドックスフロー型電池の
電解液の製造方法として、経済性、および、充放電効率
の点からも、工業化に適した製造方法である。
Therefore, the method for producing an electrolyte solution for a redox flow battery according to the first to fifth inventions is economical as a method for producing an electrolyte solution for a redox flow battery as a power storage battery, where economic efficiency is important. Also, in terms of charge and discharge efficiency, this is a manufacturing method suitable for industrialization.

【0333】また、第1〜第5の発明に従うレドックス
フロー型電池の電解液の製造方法は、上記したように、
常温、常圧下で容易に実施できる方法であり、危険な化
学物質を用いたり、危険な反応を伴わないため、非常に
容易に実施でき、安全操業の上からも、実用上の意義が
大きいものである。
Further, the method for producing the electrolytic solution of the redox flow battery according to the first to fifth inventions is as described above.
It is a method that can be easily carried out at normal temperature and pressure, and it is extremely easy to carry out because it does not use dangerous chemical substances and does not involve dangerous reactions, and it has great practical significance in terms of safe operation. Is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従うレドックスフロー型電池の電解液
の製造プロセスを概略的に示す工程図である。
FIG. 1 is a process diagram schematically showing a process for producing an electrolytic solution of a redox flow battery according to the present invention.

【図2】本発明に従うレドックスフロー型電池の電解液
の製造プロセスを概略的に示す工程図である。
FIG. 2 is a process diagram schematically showing a process for producing an electrolyte solution of a redox flow battery according to the present invention.

【図3】金属イオンを含む塩酸水溶液の塩素濃度と、有
機溶媒の各金属に対する抽出率との関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the chlorine concentration of a hydrochloric acid aqueous solution containing metal ions and the extraction ratio of an organic solvent for each metal.

【図4】本発明に従う溶媒抽出の原理を概略的に示す図
である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the principle of solvent extraction according to the present invention.

【図5】本発明に従う溶媒抽出の原理を概略的に示す図
である。
FIG. 5 schematically shows the principle of solvent extraction according to the present invention.

【図6】レドックスフロー型電池の一具体例を概略的に
示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a specific example of a redox flow battery.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 信幸 大阪府大阪市北区中之島三丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 西田 清二 兵庫県尼崎市大浜町1丁目1番地 株式会 社KNラボ・アナリシス尼崎事業所内 (72)発明者 岸田 宗治 兵庫県尼崎市大浜町1丁目1番地 株式会 社KNラボ・アナリシス尼崎事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuyuki Tokuda 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Kansai Electric Power Co., Inc. Incorporated KN Lab Analysis Amagasaki Plant (72) Inventor Soji Kishida 1-1 Ohamacho Amagasaki City Hyogo Prefecture KN Lab Analysis Amagasaki Plant

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を電解液として用いるレドックスフロー型電池の電
解液の製造方法であって、 クロム(Cr)イオンとクロム(Cr)イオン以外の不
純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液を準備する工程
と、 前記塩酸水溶液に有機溶媒を混合し、前記塩酸水溶液中
に含まれる前記不純物金属イオンを前記有機溶媒中に抽
出し、その後、前記不純物金属イオンを含有する有機溶
媒と、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液とを
分離して、前記クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水
溶液を電解液として取出す工程とを備える、レドックス
フロー型電池の電解液の製造方法。
1. A method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery, which comprises using an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution, which comprises a chromium (Cr) ion and an impurity metal ion other than the chromium (Cr) ion. And a step of preparing an aqueous hydrochloric acid solution containing, mixing an organic solvent to the aqueous hydrochloric acid solution, and extracting the impurity metal ions contained in the aqueous hydrochloric acid solution into the organic solvent, and then containing the impurity metal ions Of the electrolytic solution of the redox flow type battery, comprising the step of separating the organic solvent and the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions and taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution. Production method.
【請求項2】 鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液
を電解液として用いるレドックスフロー型電池の電解液
の製造方法であって、 鉄(Fe)イオンと、鉄(Fe)イオン以外の不純物金
属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備する工程
と、 前記第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混合し、前記第1の
塩酸水溶液中に含まれる前記鉄(Fe)イオンと前記不
純物金属イオンを前記有機溶媒中に抽出する工程と、 前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水
溶液を混合し、前記有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イ
オンを前記第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後、前記
不純物金属イオンを含有する有機溶媒と、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液とを分離して、前記鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す
工程とを備える、レドックスフロー型電池の電解液の製
造方法。
2. A method for producing an electrolytic solution of a redox flow type battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution, which comprises iron (Fe) ions and impurity metals other than iron (Fe) ions. A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing ions, an organic solvent is mixed with the first hydrochloric acid aqueous solution, and the iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution. In the organic solvent, a second hydrochloric acid aqueous solution containing no metal ions is mixed with an organic solvent containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions, and the mixture is contained in the organic solvent. Iron (Fe) ions to be extracted into the second aqueous hydrochloric acid solution, and then the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions are separated to obtain the iron (F
e) a step of extracting an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution, a method for producing an electrolytic solution of a redox flow battery.
【請求項3】 正極活物質として、鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液を電解液として用い、負極活物質と
して、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電
解液として用いるレドックスフロー型電池の電解液の製
造方法であって、 鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)イオン、および、鉄
(Fe)イオンとクロム(Cr)イオン以外の不純物金
属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備する工程
と、 前記第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混合し、前記第1の
塩酸水溶液中に含まれる前記鉄(Fe)イオンと前記不
純物金属イオンとを前記有機溶媒中に抽出し、その後、
前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する有機溶媒と、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸
水溶液とを分離して、前記クロム(Cr)イオンを含有
する塩酸水溶液を電解液として取出す工程と、 前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の塩酸水
溶液を混合し、前記有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イ
オンを前記第2の塩酸水溶液中に抽出し、その後、前記
不純物金属イオンを含む有機溶媒と、鉄(Fe)イオン
を含有する塩酸水溶液とを分離して、前記鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す工程と
を備える、レドックスフロー型電池の電解液の製造方
法。
3. A redox flow battery using a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution as a positive electrode active material and using a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions as an electrolytic solution as a negative electrode active material. The method for producing an electrolytic solution according to claim 1, wherein the first hydrochloric acid aqueous solution contains iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions. A step of preparing, mixing an organic solvent with the first hydrochloric acid aqueous solution, extracting the iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution into the organic solvent, and then ,
An organic solvent containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions is separated from an aqueous hydrochloric acid solution containing chromium (Cr) ions, and the aqueous hydrochloric acid solution containing the chromium (Cr) ions is used as an electrolytic solution. A step of extracting, and a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is mixed with an organic solvent containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions to remove the iron (Fe) ions contained in the organic solvent. The aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions is extracted by extracting into the second aqueous hydrochloric acid solution, and then separating the organic solvent containing the impurity metal ions and the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions. And a step of taking out as an electrolytic solution.
【請求項4】 鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液
を電解液として用いるレドックスフロー型電池の電解液
の製造方法であって、 鉄(Fe)イオンと、鉄(Fe)イオン以外の不純物金
属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備する工程
と、 前記第1の塩酸水溶液に有機溶媒を混合し、前記第1の
塩酸水溶液中に含まれる前記鉄(Fe)イオンを前記有
機溶媒中に抽出する工程と、 前記鉄(Fe)イオンを含有する有機溶媒に、金属イオ
ンを含有しない第2の塩酸水溶液を混合し、前記有機溶
媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを前記第2の塩酸水溶
液中に抽出し、その後、前記有機溶媒と、鉄(Fe)イ
オンを含有する塩酸水溶液とを分離して、前記鉄(F
e)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取出す
工程とを備える、レドックスフロー型電池の電解液の製
造方法。
4. A method for producing an electrolytic solution for a redox flow type battery, which uses an aqueous hydrochloric acid solution containing iron (Fe) ions as an electrolytic solution, which comprises iron (Fe) ions and impurity metals other than iron (Fe) ions. A step of preparing a first hydrochloric acid aqueous solution containing ions and an organic solvent is mixed with the first hydrochloric acid aqueous solution, and the iron (Fe) ions contained in the first hydrochloric acid aqueous solution are mixed in the organic solvent. And a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is mixed with the organic solvent containing the iron (Fe) ions, and the iron (Fe) ions contained in the organic solvent are mixed into the second solvent. It is extracted into an aqueous solution of hydrochloric acid, and then the organic solvent and an aqueous solution of hydrochloric acid containing iron (Fe) ions are separated to obtain the iron (F
e) a step of extracting an aqueous hydrochloric acid solution containing ions as an electrolytic solution, a method for producing an electrolytic solution of a redox flow battery.
【請求項5】 正極活物質として、鉄(Fe)イオンを
含有する塩酸水溶液を電解液として用い、負極活物質と
して、クロム(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電
解液として用いるレドックスフロー型電池の電解液の製
造方法であって、 鉄(Fe)イオン、クロム(Cr)イオン、および、鉄
(Fe)イオンとクロム(Cr)イオン以外の不純物金
属イオンとを含有する第1の塩酸水溶液を準備する工程
と、 前記第1の塩酸水溶液に第1の有機溶媒を混合し、前記
第1の塩酸水溶液中に含まれる前記鉄(Fe)イオンと
前記不純物金属イオンとを前記第1の有機溶媒中に抽出
し、その後、前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イ
オンとを含有する第1の有機溶媒と、クロム(Cr)イ
オンを含有する塩酸水溶液とを分離して、前記クロム
(Cr)イオンを含有する塩酸水溶液を電解液として取
出す工程と、 前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する第1の有機溶媒に、金属イオンを含有しない第2の
塩酸水溶液を混合し、前記第1の有機溶媒中に含まれる
鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを前記第2
の塩酸水溶液中に抽出し、その後、第1の有機溶媒と、
前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する第2の塩酸水溶液とを分離して、前記鉄(Fe)イ
オンと前記不純物金属イオンとを含有する塩酸水溶液を
準備する工程と、 前記鉄(Fe)イオンと前記不純物金属イオンとを含有
する塩酸水溶液に、第2の有機溶媒を混合し、前記塩酸
水溶液中に含まれる前記鉄(Fe)イオンを前記第2の
有機溶媒中に抽出し、その後、前記不純物金属イオンを
含有する塩酸水溶液と、鉄(Fe)イオンを含有する第
2の有機溶媒とを分離する工程と、 前記鉄(Fe)イオンを含有する第2の有機溶媒に、金
属イオンを含有しない第3の塩酸水溶液を混合し、前記
第2の有機溶媒中に含まれる鉄(Fe)イオンを前記第
3の塩酸水溶液中に抽出し、その後、前記第2の有機溶
媒と、鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液とを分離
して、前記鉄(Fe)イオンを含有する塩酸水溶液を電
解液として取出す工程とを備える、レドックスフロー型
電池の電解液の製造方法。
5. A redox flow battery in which a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions is used as an electrolytic solution as a positive electrode active material, and a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions is used as an electrolytic solution as a negative electrode active material. The method for producing an electrolytic solution according to claim 1, wherein the first hydrochloric acid aqueous solution contains iron (Fe) ions, chromium (Cr) ions, and iron (Fe) ions and impurity metal ions other than chromium (Cr) ions. A step of preparing, mixing a first organic solvent with the first aqueous hydrochloric acid solution, and adding the iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first aqueous hydrochloric acid solution to the first organic solvent And then extracted into the first organic solvent containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions, and a hydrochloric acid aqueous solution containing chromium (Cr) ions to separate the first organic solvent, A step of extracting an aqueous hydrochloric acid solution containing (Cr) ions as an electrolytic solution; and a second aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions in the first organic solvent containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions. The iron (Fe) ions and the impurity metal ions contained in the first organic solvent are mixed and mixed in the second organic solvent.
In a hydrochloric acid aqueous solution of, followed by the first organic solvent,
Separating the second aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions to prepare an aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions and the impurity metal ions; A second organic solvent is mixed with a hydrochloric acid aqueous solution containing iron (Fe) ions and the impurity metal ions, and the iron (Fe) ions contained in the hydrochloric acid aqueous solution are extracted into the second organic solvent. Then, a step of separating the aqueous hydrochloric acid solution containing the impurity metal ions and a second organic solvent containing iron (Fe) ions, and a second organic solvent containing the iron (Fe) ions. , A third aqueous hydrochloric acid solution containing no metal ions is mixed, iron (Fe) ions contained in the second organic solvent are extracted into the third aqueous hydrochloric acid solution, and then the second organic solvent is mixed. And iron (Fe) It separates the hydrochloric acid aqueous solution containing one, and a step of taking out the aqueous hydrochloric acid solution containing the iron (Fe) ions as an electrolytic solution, the manufacturing method of the electrolyte redox flow type battery.
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