JPS5813632B2 - Method for purifying aqueous alkali chloride solution for electrolysis - Google Patents

Method for purifying aqueous alkali chloride solution for electrolysis

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JPS5813632B2
JPS5813632B2 JP52050685A JP5068577A JPS5813632B2 JP S5813632 B2 JPS5813632 B2 JP S5813632B2 JP 52050685 A JP52050685 A JP 52050685A JP 5068577 A JP5068577 A JP 5068577A JP S5813632 B2 JPS5813632 B2 JP S5813632B2
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JP
Japan
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ion exchange
chelate resin
detector
exchange tower
valve
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紘二 三浦
利勝 浜野
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電解用塩化アルカリ水溶液の精製システム、
更に詳しくは、イオン交換膜法電解に使用される塩化ア
ルカリ水溶液の精密な精製システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a purification system for an aqueous alkali chloride solution for electrolysis,
More specifically, the present invention relates to a precise purification system for aqueous alkali chloride solutions used in ion-exchange membrane electrolysis.

アルカリ金属の水酸化物と塩素とを製造するアルカリ塩
電解において、原料とされる塩化アルカリ水溶液は特に
そのなかのマグネシウム、カルシウム等について十分に
除去、精製されるべきことはよく知られている。
It is well known that in alkali salt electrolysis for producing alkali metal hydroxide and chlorine, an aqueous alkali chloride solution used as a raw material must be sufficiently removed and purified, particularly for magnesium, calcium, etc. therein.

特に近年提案されているイオン交換法電解の場合には、
イオン交換膜を介して塩化アルカリ水溶液とアルカリ金
属の水酸化物水溶液とが接触するため、塩化アルカリ水
溶液中のカルシウムイオン、マグネシウムイオンは、イ
オン交換膜内部で水酸イオンと接触し、難溶性塩を形成
して膜内に微細な沈澱を生成し、それによって電解電圧
の経時的上昇やイオン交換膜の破壊という致命的現象を
招く。
Especially in the case of ion exchange electrolysis, which has been proposed in recent years,
Since the aqueous alkali chloride solution and the aqueous alkali metal hydroxide solution come into contact with each other through the ion exchange membrane, the calcium ions and magnesium ions in the aqueous alkali chloride solution come into contact with the hydroxide ions inside the ion exchange membrane, forming poorly soluble salts. This causes the formation of fine precipitates within the membrane, which leads to fatal phenomena such as an increase in electrolytic voltage over time and destruction of the ion exchange membrane.

この為、イオン交換膜法電解の場合には、従来の水銀法
やアスベスト隔膜法電解に比して原料塩化アルカリ水溶
液の厳密な精製が必要とされる。
For this reason, in the case of ion-exchange membrane electrolysis, strict purification of the raw material aqueous alkali chloride solution is required compared to the conventional mercury method or asbestos diaphragm electrolysis.

従来、塩化アルカリ水溶液の精製法としては、苛性アル
カリ、炭酸アルカリを添加して、マグネシウム、カルシ
ウムなどをそれぞれ水酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ムとして沈降除去する方法が広く採用されているが、沈
降による分離には、長時間を要するという難点があるこ
とはまだしも、これによるカルシウム、マグネシウムの
除去の程 度は、精製剤の添加量に経済的な制限があ
るため、特にイオン交換法電解には十分でない。
Conventionally, a widely used method for purifying aqueous alkali chloride solutions has been to add caustic alkali or alkali carbonate to remove magnesium, calcium, etc. by precipitation as magnesium hydroxide and calcium carbonate, respectively. Although this method has the disadvantage of requiring a long time, the extent of calcium and magnesium removal by this method is not sufficient, especially for ion exchange electrolysis, because there is an economic limit to the amount of purifying agent added.

かゝる沈降分離法にかわって、又は該沈降分離法の後に
、イオン交換法、特にキレート樹脂イオン交換層を通じ
て塩化アルカリ水溶液中のカルシウム、マグネシウムな
どの不純物を除去することが提案され、その効率の大き
いことゝ同様にカルシウム、マグネシウムの除去が完全
に近く行なえるので注目されている。
Instead of or after the sedimentation separation method, it has been proposed to remove impurities such as calcium and magnesium from an aqueous alkali chloride solution through an ion exchange method, particularly a chelate resin ion exchange layer, and its efficiency has been improved. Similarly, it is attracting attention because calcium and magnesium can be almost completely removed.

しかしながら、かゝるキレート樹脂イオン交換層による
精製法には、樹脂の再生を必須とすることゝ相俟って、
特にイオン交換膜法電解では、常に可及的に小さい不純
物量の塩化アルカリ水溶液を供給することを必須とする
ことに起因する実用上の問題がある。
However, the purification method using such a chelate resin ion exchange layer requires regeneration of the resin.
In particular, in ion exchange membrane electrolysis, there is a practical problem due to the fact that it is essential to always supply an aqueous alkali chloride solution with as small an amount of impurities as possible.

本発明は、かゝるキレート樹脂イオン交換法による塩化
アルカリ水溶液の実用上の問題を解消し、工業的に極め
て有効に実施できる、電解用塩化アルカリ水溶液の精製
ンステムを提供する。
The present invention solves the practical problems of aqueous alkali chloride solutions produced by the chelate resin ion exchange method and provides a system for purifying aqueous alkali chloride solutions for electrolysis, which can be carried out industrially very effectively.

即ち、本発明は除去されるべき微量の不純物を検出する
デテクターを設けた液通路で直列に連結された、それぞ
れ一方のイオン交換可能処理時間が他方の再生要処理時
間より大きくできる、第一及び第二のキレート樹脂イオ
ン交換塔からなり、被処理電解用塩化アルカリ水溶液を
、デテクターの検出濃度に従って(イ)第一のキレート
樹脂イオン交換塔からデテクターを経て第二のキレート
樹脂イオン交換塔を通す過程、(口)第二のキレート樹
脂イオン交換塔を通す過程にて処理するようにしたこと
を特徴とする電解用塩化アルカリ水溶液の精製方法及び
除去されるべき微量の不純物を検出するデテクターを設
けた液通路で直列に連結されたそれぞれ一方のイオン交
換可能処理時間が他方の再生要処理時間より大きくでき
る、第一及び第二のキレート樹脂イオン交換塔からなり
、被処理電解用塩化アルカリ水溶液を、デテクターの検
出濃度に従って(イ)第一のキレート樹脂イオン交換塔
からデテクターを経て第二のキレート樹脂イオン交換塔
を通す過程、(ロ)第二のキレート樹脂イオン交換塔を
通す過程、(ハ)第二のキレート樹脂イオン交換塔から
デテクターを経て第一のキレート樹脂イオン交換塔を通
す過程、(ニ)第一のキレート樹脂イオン交換塔を通す
過程の循環過程にて処理するようにしたことを特徴とす
る電解用塩化アルカリ水溶液の精製方法にある。
That is, the present invention provides a first and a first pump connected in series by a liquid passage provided with a detector for detecting minute amounts of impurities to be removed, and in which the ion-exchangeable processing time of one can be longer than the regeneration-required processing time of the other. It consists of a second chelate resin ion exchange tower, and the aqueous alkali chloride solution for electrolysis to be treated is passed from the first chelate resin ion exchange tower through the detector to the second chelate resin ion exchange tower according to the concentration detected by the detector. (1) A method for purifying an aqueous alkali chloride solution for electrolysis, characterized in that the treatment is carried out in the process of passing it through a second chelate resin ion exchange tower, and a detector is provided for detecting trace amounts of impurities to be removed. It consists of a first and a second chelate resin ion exchange tower, which are connected in series through a liquid passageway, each with a processing time that allows for ion exchange to be longer than the regeneration processing time of the other, and which is capable of handling aqueous alkali chloride solutions for electrolysis. , according to the detected concentration of the detector, (a) passing from the first chelate resin ion exchange tower through the detector to the second chelate resin ion exchange tower, (b) passing through the second chelate resin ion exchange tower, (c) ) The treatment is carried out in a circulation process of passing from the second chelate resin ion exchange tower through the detector to the first chelate resin ion exchange tower, and (d) passing through the first chelate resin ion exchange tower. A method for purifying an aqueous alkali chloride solution for electrolysis, characterized by:

かゝる本発明のシステムによれば、イオン交換精製法に
おいて必然的に起りうる樹脂の再生に伴なう問題が大幅
に解消され、精製処理は実質上連続的に実施でき、しか
も各キレート樹脂は、その有するイオン交換容量に応じ
た最大限まで利用でき、更に本発明の場合には、突発的
に塩化アルカリ水溶液中のカルシウム、マグネシウムな
どの不純物量が増加した場合も、常に精製塩化アルカリ
水溶液中のこれら不純物の量を可及的に小さく保持でき
るという利点を有する。
According to the system of the present invention, problems associated with resin regeneration that inevitably occur in ion exchange purification methods are largely eliminated, the purification process can be carried out virtually continuously, and each chelate resin can be used to the maximum extent according to its ion exchange capacity, and in the case of the present invention, even if the amount of impurities such as calcium and magnesium in the aqueous alkali chloride solution suddenly increases, the purified aqueous alkali chloride solution can always be used. It has the advantage that the amount of these impurities in it can be kept as small as possible.

本発明の他の利点は、以下の本発明の更に詳細な説明に
よって明らかにされるであろう。
Other advantages of the invention will become apparent from the more detailed description of the invention below.

第1図は、本発明の精製システムの代表例を示す。FIG. 1 shows a representative example of the purification system of the present invention.

図において、1は、第一のキレート樹脂イオン交換塔、
2は、第二のキレート樹脂イオン交換塔であり、これら
イオン交換塔、1,2は、塩化アルカリ水溶液中のカル
シウム、マグネシウム等の不純物を検出するデテクタ−
3を有する液路で相互に連結されている。
In the figure, 1 is a first chelate resin ion exchange tower;
2 is a second chelate resin ion exchange column, and these ion exchange columns, 1 and 2, are detectors for detecting impurities such as calcium and magnesium in the aqueous alkali chloride solution.
They are interconnected by a liquid path having 3.

ここで使用されるキレート樹脂としては第一の交換塔の
ものと第二の交換塔のそれぞれのイオン交換処理可能時
間が、他方の樹脂再生要処理時間よりも大きくできるよ
うにその種類と使用量を選ぶことが必要である。
The types and amounts of chelate resins used here are determined so that the ion exchange processing time of each of the first exchange tower and the second exchange tower can be longer than the processing time required for resin regeneration of the other resin. It is necessary to choose.

かくして分子内に一般式>N−CH2C00−を有する
官能基をもつ、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸、
トリメチレンジアミンテトラ酢酸、イミノジ酢酸、アミ
ノメチルホスホニツクジ酢酸又はそのオリゴマー又はこ
れらのカルボン酸のアルカリ塩は、塩化アルカリ水溶液
中の不純物の濃度と再生条件を制御することにより容易
に上記目的を達成できるので特に好ましい。
Thus, for example, ethylenediaminetetraacetic acid, which has a functional group having the general formula >N-CH2C00- in the molecule.
Trimethylenediaminetetraacetic acid, iminodiacetic acid, aminomethylphosphonic diacetic acid or their oligomers or alkali salts of these carboxylic acids can easily achieve the above objectives by controlling the concentration of impurities in the aqueous alkali chloride solution and the regeneration conditions. This is particularly preferable because it can be done.

もちろん、塩化アルカリ水溶液中の不純物イオンの一種
以上の分子内錯体を形成するイオン交換体も上記の性質
を満足する限り使用できる。
Of course, an ion exchanger that forms an intramolecular complex of one or more of the impurity ions in the aqueous alkali chloride solution can also be used as long as it satisfies the above properties.

キレート樹脂は必要に応じて、例えば、活性炭、石炭、
シリカゲル、ゼオライトに担持して使用することができ
る。
The chelate resin can be made of, for example, activated carbon, coal,
It can be used by being supported on silica gel or zeolite.

イオン交換塔1,2には、必ずしも同種のキレート樹脂
を使用する必要はなく、また必ずしも同量のキレート樹
脂を充填せしめる必要もない。
The ion exchange columns 1 and 2 do not necessarily need to use the same type of chelate resin, nor do they necessarily need to be filled with the same amount of chelate resin.

必要に応じキレート樹脂の種類と量は変えることができ
、下記するようにそれに応じた運転方式が採用できる。
The type and amount of chelate resin can be changed as required, and an operating method can be adopted accordingly as described below.

イオン交換塔1,2に設けられる塩化アルカリ水溶液中
の不純物を検出するデテクターは、好ましくは1〜2p
pm程度の微量を検出できる性能を有する限りいずれも
使用でき、例えば、EDTA滴定法又は原子吸光法もし
くはEDTA自動滴定法などが採用できる。
The detectors for detecting impurities in the aqueous alkali chloride solution provided in the ion exchange towers 1 and 2 preferably have 1 to 2 p.
Any method can be used as long as it has the ability to detect trace amounts on the order of pm, and for example, EDTA titration, atomic absorption, or EDTA automatic titration can be used.

かゝる本発明の精製システムは、以下の(イ)〜(ニ)
の過程からなる循環過程によって、塩化アルカリ水溶液
を精製すべく運転される。
The purification system of the present invention has the following (a) to (d).
It is operated to purify an aqueous alkali chloride solution through a circulation process consisting of the steps of.

なお、本発明のシステムの供給に当り、塩化アルカリ水
溶液は、必須ではないが、キレート樹脂のイオン交換可
能時間を大きくし、その再生回数を少なくするために、
上記した沈降除去法などにより、不純物の量を好ましく
は30ppm以下、更には5ppm以下に低下せしめて
おくことが適当である。
In addition, when supplying the system of the present invention, the aqueous alkali chloride solution is not essential, but in order to increase the ion exchangeable time of the chelate resin and reduce the number of times it can be regenerated,
It is appropriate to reduce the amount of impurities to preferably 30 ppm or less, more preferably 5 ppm or less, by the above-mentioned sedimentation removal method or the like.

(イ)被処理塩化アルカリ水溶液は、4から弁5を通じ
てイオン交換塔1に供給され、イオン交換された後、弁
6、デテクター3及び弁7を通じてイオン交換塔2へ供
給され、次いで弁8を通じて精製塩化アルカリ水溶液と
して9からとり出される。
(a) The aqueous alkali chloride solution to be treated is supplied from 4 to the ion exchange tower 1 through the valve 5, and after ion exchange, is supplied to the ion exchange tower 2 through the valve 6, the detector 3, and the valve 7, and then through the valve 8. It is extracted from 9 as a purified aqueous alkali chloride solution.

この間、弁10,11 ,12.13は閉じられ、これ
らの弁を通じての液の流れは、阻止される。
During this time, valves 10, 11, 12, 13 are closed and liquid flow through these valves is prevented.

この過程での処理はイオン交換塔1のキレート樹脂のイ
オン交換容量が飽和に近ずき、デテクター3により検出
される不純物の量が、イオン交換塔2を経ても許容量以
下にできない値に達したとき特に好ましくはデテクター
3により不純物が検出され始めるようになるまで続けら
れる。
In this process, the ion exchange capacity of the chelate resin in the ion exchange column 1 approaches saturation, and the amount of impurities detected by the detector 3 reaches a value that cannot be reduced below the allowable amount even after passing through the ion exchange column 2. When this is done, it is particularly preferable to continue the process until impurities start to be detected by the detector 3.

(口)上記の点に達したとき、開放弁5,6.7が閉じ
られ、新たに、弁12が開かれる。
(Example) When the above point is reached, the opening valves 5, 6.7 are closed and the valve 12 is opened again.

そして被処理塩化アルカリ水溶液は、弁12を通じて、
イオン交換塔2に供給され、そこでイオン交換された後
、弁8を通じて精製水溶液となる。
Then, the aqueous alkali chloride solution to be treated passes through the valve 12.
After being supplied to the ion exchange tower 2 and ion-exchanged there, it passes through the valve 8 and becomes a purified aqueous solution.

この間、イオン交換塔1のキレート樹脂は、再生される
During this time, the chelate resin in the ion exchange tower 1 is regenerated.

再生処理は、既知の操作で行なわれる。即ち、塩酸等の
鉱酸で吸着された不純物イオンを遊離させた後、精製さ
れる塩化アルカリの種類と同じ水酸化アルカリで、アル
カリ金属塩形に再生される。
The playback process is performed using known operations. That is, after the adsorbed impurity ions are liberated with a mineral acid such as hydrochloric acid, they are regenerated into an alkali metal salt form using an alkali hydroxide of the same type as the alkali chloride to be purified.

図で、再生剤は、14より供給され、15から排出され
る。
In the figure, the regenerant is supplied from 14 and discharged from 15.

(ハ)イオン交換塔1のキレート樹脂の再生が終了した
後、必要に応じて、かゝる(ハ)の過程が行なわれる。
(c) After the regeneration of the chelate resin in the ion exchange column 1 is completed, the step (c) is carried out as necessary.

即ち、こゝでは、開放弁8が閉じられ、新たに、弁13
,10.11が開かれる。
That is, here, the release valve 8 is closed and the valve 13 is newly opened.
, 10.11 will be held.

そしてイオン交換塔2でイオン交換された塩化アルカリ
水溶液は、弁13、デテクター3及び弁10を通じてイ
オン交換塔1に供給される。
The aqueous alkali chloride solution ion-exchanged in the ion exchange tower 2 is supplied to the ion exchange tower 1 through the valve 13, the detector 3, and the valve 10.

イオン交換塔1を出た液は、弁11を通じて精製液9と
して取り出される。
The liquid leaving the ion exchange column 1 is taken out as a purified liquid 9 through a valve 11.

かゝる必要に応じて行なわれる(ハ)の過程はイオン交
換塔2のキレート樹脂のイオン交換容量が飽和に近ずき
、デテクター3により検出される不純物の量が、イオン
交換塔1を経ても許容量以下にできない値に達したとき
、特に好ましくは、デテクター3により不純物が検出さ
れ始めるようになるまで続けられる。
The process (c), which is carried out as needed, is performed when the ion exchange capacity of the chelate resin in the ion exchange column 2 approaches saturation, and the amount of impurities detected by the detector 3 increases after passing through the ion exchange column 1. Particularly preferably, this is continued until the impurities start to be detected by the detector 3, when the amount reaches a value that cannot be reduced below the allowable level.

(ニ)上記(ロ)の過程の後又は(ハ)の過程の後に、
弁8,13,10,6が閉じられ、弁5,11が開かれ
る。
(d) After the process in (b) above or after the process in (c),
Valves 8, 13, 10, 6 are closed and valves 5, 11 are opened.

そして被処理塩化アルカリ水溶液は、弁5を通じてイオ
ン交換塔1に供給され、イオン交換された後、弁11を
通じて精製液として9からとり出される。
The aqueous alkali chloride solution to be treated is supplied to the ion exchange column 1 through the valve 5, and after ion exchange, is taken out from the column 9 as a purified liquid through the valve 11.

この間、イオン交換塔21こ再生剤が16から供給され
、17から排出されることにより再生される。
During this time, the ion exchange column 21 is regenerated by being supplied with a regenerant from 16 and discharged from 17.

イオン交換塔2が再生された後は、再び上記(イ)の過
程に戻され、以下循環処理される。
After the ion exchange column 2 has been regenerated, it is returned to the process (a) above and is subsequently recycled.

かゝる(イ)〜(ニ)の過程からなる本発明の精製シス
テムによれば、上記の説明から明らかなように、キレー
ト樹脂イオン交換法を使用することにる樹脂の再生処理
に伴なう問題が解消され、精製処理は実質上連続的に実
施できる。
According to the purification system of the present invention consisting of the steps (a) to (d), as is clear from the above explanation, the regeneration process of the resin using the chelate resin ion exchange method The purification process can be carried out virtually continuously.

更に、上記(イ)過程→(口)過程への切換え及び(ハ
)過程→(ニ)過程への切換えは、二つのイオン交換塔
間に設けられたデテクターを利用して行なわれるため、
不純物が許容量を越えた塩化アルカリ水溶液が精製液と
してとり出されるという危険を招くことなく、各イオン
交換塔はキレート樹脂の交換容量の限度まで運転できる
Furthermore, since the switching from the (a) process to the (x) process and the switching from the (c) process to the (d) process are performed using a detector installed between the two ion exchange columns,
Each ion exchange column can be operated to the maximum exchange capacity of the chelate resin without incurring the risk that an aqueous alkali chloride solution containing impurities exceeding the allowable amount will be taken out as a purified liquid.

特に、上記切換えを、イオン交換塔間の液路に設けられ
るデテクターにより、不純物が検出され始めたときに行
なうことにより、更に確実に上記目的が達成されるとと
もに、たとえ何かの原因により被処理塩化アルカリ水溶
液中の不純物の量が突発的に増大したときも得られる精
製液中の不純物を常に可及的小さい値に保持できる。
In particular, by performing the above switching when impurities begin to be detected by the detector installed in the liquid path between the ion exchange towers, the above objectives can be achieved more reliably, and even if the Even when the amount of impurities in the aqueous alkali chloride solution suddenly increases, the impurities in the purified liquid obtained can always be kept at the lowest possible value.

なお、上記第一及び第二のイオン交換塔として、同じ容
量のものを使用したときには、全く相互に交換可能であ
り、上記の説明も相互に置換が可能である。
In addition, when the first and second ion exchange columns having the same capacity are used, they are completely interchangeable, and the above explanations are also interchangeable.

一方、第一及び第二のイオン交換塔は、使用するキレー
ト樹脂及び容量も異なるものが使用できることはもちろ
んである。
On the other hand, it goes without saying that the first and second ion exchange columns can use different chelate resins and different capacities.

また、第一及び第二のイオン交換塔は必ずしも1個づつ
ではなく、第2図に示されるように、第一又は第二のイ
オン交換塔の一方又は双方をそれぞれ複数個(第2図は
、いずれか一方が2個の塔からなる)から構成すること
ができる。
In addition, the number of the first and second ion exchange columns is not necessarily one each, but as shown in FIG. (one of which consists of two towers).

かゝる場合、イオン交換塔のいずれか一つの再生所要時
間が、他のイオン交換塔のイオン交換処理可能時間より
も小さくせしめるように構成することが必要である。
In such a case, it is necessary to configure the ion exchange tower so that the time required for regeneration of any one of the ion exchange towers is shorter than the ion exchange processing time of the other ion exchange towers.

第2図に示される精製システムの運転は、例えば以下の
ように行なわれる。
The purification system shown in FIG. 2 is operated, for example, as follows.

第2図において、同じ番号のものは、同じ内容を意味す
る。
In FIG. 2, the same numbers mean the same contents.

説明では、便宜上、第1図の第二のイオン交換塔が二つ
の塔から構成されているものとする。
In the explanation, for convenience, it is assumed that the second ion exchange column in FIG. 1 is composed of two columns.

ビ)被処理塩化アルカリ水溶液は、4から、弁5、イオ
ン交換塔1、弁6、デテクター3、弁7、イオン交換塔
2及び弁8を通じて、9から精製液としてとり出す。
B) The aqueous alkali chloride solution to be treated is taken out from 9 as a purified liquid through valve 5, ion exchange tower 1, valve 6, detector 3, valve 7, ion exchange tower 2, and valve 8.

又は、イオン交換塔2を出た液は、更に弁6′、デテク
ター3′,弁7、イオン交換塔2′及び弁8′を通じて
9から精製液としてとり出すこともできる。
Alternatively, the liquid exiting the ion exchange column 2 can be taken out as a purified liquid from 9 through the valve 6', the detector 3', the valve 7, the ion exchange column 2', and the valve 8'.

(口)デテクター3又は3’による不純物の検出量によ
り、イオン交換塔が使用できなくなったとき、被処理液
は、弁12、イオン交換塔2、弁6′1デテクター3′
、弁7′、イオン交換塔2′、弁8′を通じて精製液と
してとり出される。
(Port) When the ion exchange tower cannot be used due to the amount of impurities detected by the detector 3 or 3', the liquid to be treated is transferred to the valve 12, the ion exchange tower 2, the valve 6'1, and the detector 3'.
, valve 7', ion exchange column 2', and valve 8', the purified liquid is taken out as a purified liquid.

この間にイオン交換塔1は再生される。During this time, the ion exchange column 1 is regenerated.

(ハ)デテクター311こよりイオン交換塔2が使用で
きなくなったとき、被処理液は、弁12′、イオン交換
塔2′、弁6′,弁13、デテクター3、弁10、イオ
ン交換塔1、弁11を通じて精製液としてとり出される
(c) When the ion exchange tower 2 becomes unusable from the detector 311, the liquid to be treated is transferred to the valve 12', the ion exchange tower 2', the valve 6', the valve 13, the detector 3, the valve 10, the ion exchange tower 1, It is taken out as a purified liquid through a valve 11.

この間イオン交換塔2は再生される。During this time, the ion exchange column 2 is regenerated.

(ニ)デテクター3によりイオン交換塔21が使用でき
なくなったとき、被処理液の流れは、上記(イ)と同じ
になり、この間イオン交換塔21は再生される。
(iv) When the ion exchange tower 21 becomes unusable due to the detector 3, the flow of the liquid to be treated becomes the same as in (a) above, and during this time the ion exchange tower 21 is regenerated.

以下に、本発明を更に具体的に示すために実施例を示す
が、本発明は、上記の記載及び下記の実施例に限定され
ることなく、本発明の範囲内で種種の変更が可能である
Examples are shown below to more specifically illustrate the present invention, but the present invention is not limited to the above description and the following examples, and various changes can be made within the scope of the present invention. be.

実施例 1 第1図に示されるように、二基のキレート樹脂イオン交
換塔1,2をデテクター3(゛ウオーターアナライザー
■型”日本テクニコン社製)を設けた液路により直列に
連結し、且つ自動切替型バルブ、5,6,7,8,10
,11,12.13を使用した液路により精製システム
を構成した。
Example 1 As shown in FIG. 1, two chelate resin ion exchange towers 1 and 2 are connected in series through a liquid path equipped with a detector 3 (Water Analyzer ■ type, manufactured by Nippon Technicon Co., Ltd.). Automatic switching valve, 5, 6, 7, 8, 10
, 11, 12, and 13.

キレート樹脂としてはスチレンージビニルベンゼン重合
体を母体としたノミノジ酢酸基を有する297〜119
0μの粒状イオン交換体6ダイヤイオンCR−10”(
三菱化成社製)150lを充填した。
As a chelate resin, 297 to 119 having a nominodiacetic acid group based on a styrene-divinylbenzene polymer is used.
0 μ granular ion exchanger 6 Diamond ion CR-10” (
(manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) was filled with 150 liters.

かゝるシステムに対し、予め既知の沈降分離法により、
カルシウムイオン7.8ppm,マグネシウムイオン1
5ppmにせしめた飽和食塩水(濃度約3 0 0 g
/l,温度約60°C)を約4.1m^/Hにて供給し
、以下のように連続的に処理した。
For such a system, by a previously known sedimentation separation method,
Calcium ion 7.8ppm, magnesium ion 1
Saturated salt solution made to 5 ppm (concentration approximately 300 g
/l, temperature of about 60°C) at a rate of about 4.1 m^/H, and the process was continued as follows.

げ)被処理塩水を4から弁5、イオン交換塔1、弁6、
デテクター3、弁7、イオン交換塔2、弁8を通じて9
から精製液をとり出した。
g) Transfer the salt water to be treated from 4 to valve 5, ion exchange column 1, valve 6,
Detector 3, valve 7, ion exchange column 2, valve 8 through 9
The purified liquid was taken out.

デテクター3にて、こゝを通過する液中のCa,Mgの
各イオンの検出でき始めるまで約60時間が経過したが
、該時間は、イオン交換塔1のキレート樹脂の理論容量
の約75%であった。
Approximately 60 hours passed until detector 3 began to detect Ca and Mg ions in the liquid passing through it, but this time was approximately 75% of the theoretical capacity of the chelate resin in ion exchange column 1. Met.

念のため精製液中のCa ,Mg ,Feのイオン濃
度を調べたか全く検出できなかった。
I checked the ion concentrations of Ca, Mg, and Fe in the purified solution just to be sure, but I could not detect them at all.

(口)デテクター3で、不純物イオンが検出し始めてす
ぐに弁を切り変え、液の流れが、弁12、イオン交換塔
2、弁8を通じて精製液となるようにした。
(Example) As soon as impurity ions were detected by the detector 3, the valve was changed so that the liquid flowed through the valve 12, the ion exchange column 2, and the valve 8 to become a purified liquid.

一方、イオン交換塔1は、塩水を水にて押出し後、IN
の塩酸、次いでINの苛性ソーダを通すことにより約5
時間にて再生が完了した。
On the other hand, in the ion exchange tower 1, after extruding the salt water with water,
of hydrochloric acid and then IN of caustic soda.
Playback completed on time.

(ハ)イオン交換塔1の再生が完了したとき、弁を切り
換え、イオン交換塔2を出た液を、弁13、デテクター
3、弁10、イオン交換塔1、弁11を経て精製液とし
てとり出すようにした。
(c) When the regeneration of the ion exchange column 1 is completed, the valve is switched and the liquid exiting the ion exchange column 2 is taken as a purified liquid through the valve 13, the detector 3, the valve 10, the ion exchange column 1, and the valve 11. I decided to put it out.

上記(イ)から(ロ)に切り換えてから、デテクター3
により、不純物イオンが検出されるまで60時間が経過
したが、これはイオン交換塔2の理論容量の75%であ
った。
After switching from (a) to (b) above, detector 3
Therefore, 60 hours passed until impurity ions were detected, which was 75% of the theoretical capacity of the ion exchange column 2.

(ニ)デテクター3により、不純物イオンの検出され始
めてすぐに、弁を切り換えて、液の流れは、弁5、イオ
ン交換塔1、弁11を終え精製液となるようにした。
(iv) Immediately after impurity ions were detected by the detector 3, the valves were switched so that the flow of the liquid completed the valve 5, the ion exchange column 1, and the valve 11 and became a purified liquid.

この間イオン交換塔2の再生を、上記イオン交換塔1と
同様に行ない、5時間で行なった。
During this time, the ion exchange column 2 was regenerated in the same manner as the ion exchange column 1 described above, and was carried out for 5 hours.

イオン交換塔2の再生が完了した後は、上記(イ)の過
程に戻した。
After the regeneration of the ion exchange column 2 was completed, the process was returned to the above step (a).

実施例 2 実施例1の工程(イ)において、イオン交換塔1と弁6
の間及びイオン交換塔2と弁8の間で1時間毎に塩水を
サンプリングし、塩水中のCa,Mg濃度を精密分析し
た。
Example 2 In step (a) of Example 1, ion exchange column 1 and valve 6
The salt water was sampled every hour between the ion exchange tower 2 and the valve 8, and the Ca and Mg concentrations in the salt water were precisely analyzed.

結果を第1表に示す。なお、イオン交換塔1のキレート
樹脂の理論交換容量に対する割合の時間による変化を第
1表に併記する。
The results are shown in Table 1. Table 1 also shows changes over time in the ratio of the chelate resin in the ion exchange tower 1 to the theoretical exchange capacity.

以上の結果より、通常行われる2塔併置による単塔運転
の場合、即ち、■塔の交換能力が充分でなくなった時に
別に併置した他の1塔に切り換える方式に比べて次の利
点を有することが分る。
From the above results, it can be concluded that the usual single-column operation with two co-located columns has the following advantages compared to the system in which (i) the exchange capacity of one column is no longer sufficient and the exchange is switched to another co-located column; I understand.

(i) 単塔運転の場合の危険性が回避できる。(i) The dangers associated with single tower operation can be avoided.

即ちイオン交換膜法電解槽において許容されるCa,M
g濃度は非常に低いレベル(例えばCa換算値で0.0
8ppmとか0.1ppm程度)であって、この濃度レ
ベルは精密分析によらねば測定できにくいもので、イオ
ン交換塔の運転と合わせて連続的に測定できるものでは
なく、従って単塔運転の場合はCa,Mg濃度不可知の
まま電解槽に塩水が供給される危険が大きい。
That is, the Ca, M allowed in the ion-exchange membrane method electrolytic cell
The g concentration is at a very low level (e.g. 0.0 in terms of Ca).
8 ppm or 0.1 ppm), and this concentration level is difficult to measure without precise analysis, and cannot be measured continuously in conjunction with the operation of the ion exchange tower. Therefore, in the case of single tower operation, There is a great danger that salt water will be supplied to the electrolytic cell without knowing the Ca and Mg concentrations.

これに対し、本発明のシステムによればデテクターによ
る検知により、(この検完濃度レベルはイオン交換膜法
電解槽への許容濃度を越えるものであってもよい)前段
のイオン交換塔を再生にまわしつつ、イオン交換膜法電
解槽への供給塩水中のCa,Mg濃度を安全に許容値以
下にすることができるものである。
On the other hand, according to the system of the present invention, the ion exchange column in the previous stage is regenerated by detection by the detector (this concentration level may exceed the permissible concentration level for the ion exchange membrane method electrolytic cell). The Ca and Mg concentrations in the brine supplied to the ion-exchange membrane electrolytic cell can be safely brought below the permissible value while increasing the temperature.

(11)単塔運転の場合よりもキレート樹脂のイオン交
換能力を大きく利用できる。
(11) The ion exchange capacity of the chelate resin can be utilized to a greater extent than in the case of single column operation.

(i)で述べた単塔運転の場合の危険を回避するために
は、何らかの方法でイオン交換塔出口のCa,Mg濃度
を低濃度まで運転と同時測定する必要があり、このこと
が仮りに可能としてもその場合、第1表から分る通り、
運転開始後26〜27時間程度で併置される別の1塔に
切り換えねばならない。
In order to avoid the danger in the case of single tower operation mentioned in (i), it is necessary to measure the Ca and Mg concentrations at the outlet of the ion exchange tower down to low concentrations simultaneously with the operation by some method. Even if it is possible, in that case, as can be seen from Table 1,
Approximately 26 to 27 hours after the start of operation, it is necessary to switch to another tower installed in parallel.

(この場合イオン膜法電解槽への許容濃度を通常の含フ
ッ素イオン交換膜の場合の0.08〜0.09ppmと
した。
(In this case, the permissible concentration in the ion membrane method electrolytic cell was set to 0.08 to 0.09 ppm for a normal fluorine-containing ion exchange membrane.

)即ち、イオン交換塔のキレート樹脂はその理論交換能
力のわずか40〜41.5%程度しか利用されずに再生
に付されることが必要となる。
) That is, only about 40 to 41.5% of the theoretical exchange capacity of the chelate resin in the ion exchange tower is utilized and it is necessary to regenerate it.

(本発明のシステムによれば、実施例1より、この値が
75%である)
(According to the system of the present invention, this value is 75% from Example 1)

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の精製システムの一例を示す概略図であ
り、第2図は、本発明の精製システムの別の例を示す概
略図である。 1 , 2 , 2′・・・・・・キレート樹脂イオン
交換塔、3,3+・・・・・・デテクター、5,6,7
,8,10,11 ,1 2 , 1 3 . 6′,
7′, 8′, 1 0′,12′,13′−・・・
・・弁。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one example of the purification system of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the purification system of the present invention. 1, 2, 2'...Chelate resin ion exchange column, 3,3+...Detector, 5,6,7
, 8, 10, 11 , 1 2 , 1 3 . 6',
7', 8', 10', 12', 13'-...
··valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 除去されるべき微量の不純物を検出するデテクター
を設けた液通路で直列に連結された、それぞれ一方のイ
オン交換可能処理時間が他方の再生要処理時間より大き
くできる、第一及び第二のキレート樹脂イオン交換塔か
らなり、被処理電解用塩化アルカリ水溶液を、デテクタ
ーの検出濃度に従って(イ)第一のキレート樹脂イオン
交換塔からデテクターを経て第二のキレート樹脂イオン
交換塔を超す過程、(ロ)第二のキレート樹脂イオン交
換塔を通す過程にて処理するようにしたことを特徴とす
る電解用塩化アルカリ水溶液の精製方法。 2 除去されるべき微量の不純物を検出するデテクター
を設けた液通路で直列に連結された、それぞれ一方のイ
オン交換可能処理時間が他方の再生要処理時間より大き
くできる、第一及び第二のキレート樹脂イオン交換塔か
らなり、被処理電解用塩化アルカリ水浴仮をデテクター
の検出濃度に従つて(イ)第一のキレート樹脂イオン交
換塔からデテクターを経て第二のキレート樹脂イオン交
換塔を通す過程、(口)第二のキレート樹脂イオン交換
塔を通す過程、(ハ)第二のキレート樹脂イオン交換塔
からデテクターを経て第一のキレート樹脂イオン交換塔
を通す過程、(ニ)第一のキレート樹脂イオン交換塔を
通す過程の循環過程にて処理するようにしたことを特徴
とする電解用塩化アルカリ水溶液の精製方法。
[Scope of Claims] 1. A plurality of liquid passages connected in series with a liquid passage provided with a detector for detecting minute amounts of impurities to be removed, each having an ion-exchangeable processing time that can be longer than the regeneration required processing time of the other. Consisting of first and second chelate resin ion exchange towers, the aqueous alkali chloride solution for electrolysis to be treated is transferred from the first chelate resin ion exchange tower to the second chelate resin ion exchange tower via the detector according to the detected concentration of the detector. (b) a process of passing through a second chelate resin ion exchange column. 2. First and second chelates connected in series by a liquid passage provided with a detector for detecting minute amounts of impurities to be removed, each having an ion-exchangeable treatment time longer than the regeneration required treatment time of the other. A process in which the alkali chloride water bath temporary for electrolysis to be treated is passed from the first chelate resin ion exchange tower through the detector to the second chelate resin ion exchange tower according to the concentration detected by the detector; (1) Process of passing the second chelate resin ion exchange tower through the first chelate resin ion exchange tower, (c) Passing the first chelate resin ion exchange tower from the second chelate resin ion exchange tower through the detector, (d) First chelate resin ion exchange tower A method for purifying an aqueous alkali chloride solution for electrolysis, characterized in that the treatment is carried out in a circulation process through an ion exchange tower.
JP52050685A 1977-05-04 1977-05-04 Method for purifying aqueous alkali chloride solution for electrolysis Expired JPS5813632B2 (en)

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JPS5186100A (en) * 1975-01-25 1976-07-28 Asahi Chemical Ind ENSUINO DENKAIHOHO

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