JPS58130286A - 電解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ウム水＊＊を電解して、水酸化ナトリウムと塩素を得る
に際して、よシ省エネルギー化を進めた電解方法及び電
解槽に関するものである。塩化ナトリウム水溶液を電解
して水酸化ナトリウムを得る方法は、日本では水銀汚染
の理由から次第に隔膜法が普及しつつある。中でｔ高純
度．高濃度の水酸化ナトリウムが得られるため、イオン
交換膜を用いる方法が盛んに研究されている。

一方、石油危機がきっかけとなり、近年のエネルギーコ
ストの上昇がある中、省エネルギー化が多部口で進めら
れている．塩化す）　ＩＪウム水溶液の電解技術におい
ても電解電圧をできる限り低下させることが強く望まれ
ている。電解電圧を低下させる手段も種々提案されてい
る。

本発明者らは、特願５６−１４０９０６で比較的薄い電
極を用いることによシミ解電圧の低下が達成できること
を提案している。しかし、その場合にも極間を狭くする
に従って電解電圧の上昇が生じ、問題となることがあっ
た。本発明者らは、それについてさらに詳細に検討し九
ところ、陽極の厚みをさらに薄く規定すると極間を狭く
していって本電解電圧の上昇がはどんどなくなシ、さら
に一段と省エネルギー化し九電解が可能になることを見
出し、本発明に至ったものである。

即ち、陽イオン交換膜を介して塩化す）　ＩＪウム水溶
液を電解して水酸化ナトＩＪウムと塩素を得るに際して
、陽極として厚み１１０５〜（Ｌ３■の金属性の多孔板
又はエクスパンデッドメタルを用い、陽イオン交換膜の
陽極面を金属陽極に可及的に近づけて電解することを特
徴とする電解方法を提案する。

陽極の厚みが、α３−を越えるようになると、極間を狭
くするほど電解電圧の上昇が起こる。

一方、陽極の厚みがα０５−未満である場合には、電槽
高さが高くなるはど電圧低下の効果はなくなってしまう
し、たとえ背後に強度が充分な、ＨｊＬｄエクスパンテ
ッドメタルで補強しても機械的強度は必ずし亀向上しな
い。

極間を狭くして電解する時、４ＩＫ膜−陰極間を１■以
内にし、陽極と膜を可及的に近づけて電解する時、陽極
を厚み１１０５〜α５■にして、しかも目の細かい材料
を用いると極間を狭くすることによる電解電圧の立ち上
がりが防止され、その効果は極めて著しい。

陽極に金属性の多孔板を用いる場合には、孔径１〜２５
■であシ、多孔率２０〜９ｏ−であるのがよい、孔径が
１−未満であると発生するカスが背面に抜けＫ＜＜なり
、電圧低減効果が減退する場合がある。また、多孔率が
２０−未満であると又、発生するガスが背面に抜けＫ＜
＜なり好ましくない。

陽極にエクスパンデッドメタルを用いる場合には、長径
１〜５■、４Ｉｉ径ｃＬ５〜２．５　＠ＩＩ　テあり、
ｍ口車１５〜９０チであるのがよい。長径が１−未満、
短径がｃＬ５■未満であった夛、開口率が１５−未満で
あると、発生するガスが背面に抜けにくくなり電圧低減
効果が減退する場合がある。

厚み（１０５〜α５ＩＩＩＩＩＩの金属性の多孔板、又
はエクスパンデッドメタルを陽極に用いるには、チタン
、タンタル等にルテニウム、イリジウム、パラジウム、
白金等の白金属金属やその合金、およびそれらの酸化物
を被覆させたに、又は白金、イリジウム、ロジウム等の
白金属金属やその合金及びそれらの酸化物を用いるのが
よい。

対極として用いる陰極は、軟鋼、ニッケル又はステンレ
スの多孔板、又はエクスパンデッドメタルが用いられる
。又、場合によってはニッケルメッキ等により活性化さ
せて使用すること一可能である。

本発明に用いられる陽イオン交換膜としては、特に限定
はなく、一般に塩化す）　ＩＪウム水溶液電解に用いら
れる本のなら何でも使用できるが、表面が平滑であるも
のは特に好ましい。イオン交換基としては、スルホン酸
型、カルボン酸型又はスルホンアミド型などが用いられ
るが、カルボン酸層又はカルボン酸とスルホン酸の一体
化したものが最４好ましい。この場合、スルホン酸基の
存在する側を陽極面に、カルボン酸基の存在する側を陰
極面にセットして用いるのがよい。

耐塩素性を付与するには、フロロカーボン系の樹脂を母
体とするのがよく、また強度を保たせる丸め布、網等で
補強したものも用いられる。

本発明を行うに際し、電流密度は１０〜８０＊　／（１
１／の広い範囲で実施可能であるが、通常２０〜５０ム
／改！で実施されるのが好ましい。電解温度は７０〜９
５℃で行われるが、８０〜９０℃が好ましい。

陽極室の塩化す）　ＩＪウム濃度は１００％以上飽和水
１１１ｍ１まで可能であるが、好ましく１ｊ１５０％〜
２５０％である。陽極＠ＯｐＨは１〜５の範囲で調節さ
れる。陰極液の水酸化ナトリウム酸Ｘｔま２０〜４５　
ｖｔ−の範囲で調節される。

以下実施例によシ具体的に説明するが、これらは一部の
態様であり、これらに束縛される−のではない。

実施例１ 陽極に、厚みα２５−９長径５■、短径２．５■。

開口率６５−のチタンのエクスパンデッドメタルにルテ
ニウム酸化物をコーティングしたものを用いた。陰極に
は、厚みｔ　５　ｍ　、長径２５■、短径１２．５ｍ、
開口率６５−の軟鋼のエクスパンデッドメタルを用い九
。これらの電極を用いて、さらにパーフルオロカーボン
を母体とし、交換基にスルホ／酸基とカルボン酸基をも
つ二層構造膜で、スルホン酸層が１２５声、カルボン酸
層が５０μであや、交換容量は、スルホン酸層がα９ミ
リグラム当量／グラム乾燥樹脂、カルボン酸層が１０ミ
リグラム当量／グラム乾燥樹脂である陽イオン交換膜を
用いてカルボン酸儒を陰極に向けるようにして電解槽を
組み立て友。通電面積Ｆｉ１４・備×１４αである。陽
極室に５Ｍの食塩水を供給し、約４Ｍの食塩水を排出さ
せ、陽極室には一度うに水【供給し、温［９０℃、電流
密１ｊ　５０　Ａ、４ｄで、膜を陽極に押しつけながら
、膜−陰極間α５■で電解したところ、電流効率９５−
９電解電圧は五４ｖであった。

実施例２ 陽極に、厚みα２−９孔径２−９多孔率５０嘴のチタン
の多孔板にルテニクム酸化物コーティングし九ものを用
いた。それ以外は、実施例１と同様の電解条件及び電解
槽で電解したところ、′ＩｔｆＩＬ効率！５チ、電解電
圧は五４４Ｖであった。

比較例１ 陽極に厚みｔ５−９長径１２．５ｍｍ、短径＆５鴎。

開口率６ａ＠のチタンのエクスパンデッドメタルにルテ
ニウム酸化物をコーティングしたものを用い、それ以外
は実施例１と同様に電解したところ電流効率９５−１電
解電圧は五ｔＳＶであった。

実施例３〜５及び比較例２〜４ 実施例１と同種の陽イオン交換膜を用い、陰極には軟鋼
を用い、陽極にはチタンにルテニウム酸化物をコーティ
ングした各種陽極を用い、高さ１■０幅４ｙｓの電解槽
を組み立てた。膜−陰極間距離を変え、それ以外は実施
例１と同様の電解条件４７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）　陽イオン交換膜を介して塩化ナトリウム水ＩＩＦ
   液を電解して水酸化ナトリウムと塩素を得るに際して、
   陽極として厚みｃＬ０５〜α３■の金輌性の多孔板、又
   はエクスパンデッドメタルを用い、陽イオン交換膜の陽
   極面を金属陽極に可及的に近づ轄て電解する仁とを特徴
   とする電解方法。 （２）陽極に用いる金属性の多孔板が、孔径１〜２．５
   ■であ）、多孔率２０〜９０−であることを特徴とする
   特許請求の範囲第α）項記載の方法。 （２）陽極に用いるエクスパンデッドメタルが、長径１
   〜５１ｗＢ、短径ｃＬ５〜′２−５１１ＩｌＢであり開
   口率１５〜９０嘔であることを特徴とする特許（荀 請求の範囲第（１項記載の方法。 （荀　膜−陰極間を１■以内で電解することを特徴とす
   る特許請求の範囲第■、（２）、ｔたは（−４項記載の
   方法。