JPS58202091A - イオン交換樹脂再生から回収する洗滌およびすすぎ苛性溶液の電解的精製と再濃縮 - 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】 発明の領域 本発明はアニオン交換樹脂の再生から回収される苛性ソ
ーダ溶液の精製と再濃縮のための電解的方法に関するも
のである。

発明の背景 アニオン交換樹脂を利用する、水、塩類溶液、あるいは
ハロゲン有機溶液のよ゛うな他の種類の溶液の脱イオン
化プラントにおけるイオン交換樹脂再生床はある時間操
作後には、樹脂によって封鎖されたアニオン群から成る
不純物を除きかくして床の吸着容量を回復させるために
再生されねばならない。

この再生方法は本質的には一つの洗滌段階から成り、そ
の場合、アニオン交換樹脂のタイプに応じて１５０　’
ｉ／／ｌから６Ｏ−７０ｆｌ／ｌの苛性ソーダを含む溶
液を床中に向流式に、床の最大膨張を得るよう、樹脂の
吸着容量を完全に再生させるのに必要な時間の間流通さ
せる。このあとに、正常運転を再開始する前に回路から
苛性ソーダを除くために１分間またはそれ以上の量水に
よる短時間のすすぎ段階を行なう。

再生溶液並びにすすぎ溶液は明らかに樹脂から外された
不純物によって汚染され、従って再使用することはでき
ず、環境汚染規制に従って廃棄するために中和しかつ稀
釈せねばならない。このことは脱塩プラット維持にかな
りの支出の原因となり、ともかくも、環境汚染の潜在的
な危険をいつも構成しズいる。

ｊ−レ旧シ良 それゆえ、精製され再濃縮された苛性ソーダ溶液の再利
用を可能し各再生処理後に廃棄する必要のある苛性溶液
を最小とするために、再生およびすすぎ段階からの苛性
ソーダ溶液流物液を精製および再濃縮する方法を提供す
ることが、本発明の主目的である。

発明の一般的および詳細説明 本発明の方法は不純物含有苛性ソーダ溶液を、カチオン
透過性で実質的に液の流体力学的流れに対して不透過で
ある。オン交換樹脂膜によって隔てられた、陽極を含む
陽極室および陰極を含む陰極室を備えた一つまたは一つ
以上の電解セルの中で、電解することから成り立つ。

再生段階とすすぎ段階から流出液と口て回収される不純
物含有苛性溶液はセルの陽極室中を循環され、一方、脱
塩水を陰極室へ薄切に供給する。

セルへ印加される電解電流は陽極での酸素発生、膜を通
過するナトリウムイオンの移動、および陰極での水素発
生をおこす。

従って電解中に、陽極室溶液中の苛性ソーダ濃は減少し
一方陰極液中の苛性ソーダ濃度は増加する。陽極室へ供
給される不純物含有苛性溶液中に含まれる不純物は、こ
れは一般的にはＣｌ−９ＳＯ″４−９Ｂｒ−、Ｉ−のよ
うな陰イオンによって構成されるものであるが、カチオ
ン交換膜がそれらが陰極液へ拡散することを妨げる障壁
として作用するので陽極液中に残留する。

それゆえ、発生水素と一緒に陰極室から回収される苛性
溶液は所望の値へ再濃縮され本質的には不純物を含まず
、従ってアニオン交換樹脂の次の再生サイクル中に再使
用してよい。

不純物含有苛性溶液の処理は残留苛性ソーダ含量が１−
２’！−／ｌへ減少するようすすめてよい。

すべての不純物アニオン化学種を含むこの残留溶液は・
各再生処理の廃液を構成し、実際には毎回の洗滌段階後
に回収される苛性ソーダの約４％にあたる。

本発明の好ましい具体化によると、不純物含有苛性溶液
は階段的処理にかけ、まずは１５００と３０００Ａ／？
Ｆ１２　の間にあってよい高電流密度において作動する
電解セル中において、約１５−１０？／Ｊの苛性ソーダ
含有量へ減らす。第一のセルの陽極室から放出される溶
液を次に１０００と５０ＯＡ／７ｒＬ２の間にあってよ
いより低い電流密度において作動する第二のセルの陽極
室へ供給して苛性ソーダ含量を約１−２　Ｖｌへ減少さ
せる。

不純物含有苛性溶液の電解的処理を階段的に実施するこ
とは第一および第二の段階の両者において比較的低い′
セル電圧を保たせる。実際に、陽極液中の苛性ソーダ濃
度が約１５−１０　Ｖｌ以下に減るときは、セル電圧の
かなりの増加が観察される。それゆえ、セル中の電解処
理の最終段階を低電流密度で実施することによって、セ
ル電圧を約５ボルト以下に保つことができ、これは陽極
活性の早期減退および膜損傷を避けるために許容できる
最大のセル電圧と考えてよい。

苛性ソーダ含量を１５−２０ｖｌから２−１Ｆ！−／ｌ
へ減らすための不純物含有苛性溶液の順次連続的の電解
処理を各段各々で例えば１０００Ａ／ｍ２から段階的に
下って５００　Ａ７’ｍ２へ密度を減少させて実施し得
るように、ｍの数を増すのが有利であるかもしれない。

これは、陽極液を階段式に流す各種セルを提供すること
によるか、あるいは単一セルを利用する場合にはこの処
理の最終段階中に電流負荷を適切に変えることによって
、達成してよい。

明らかに、また、陰極液も一つのセルから他のセルへ階
段式に流してもよいが、しかし、各陰極室へ脱塩水を陰
極室出口における苛性ソーダの所望濃度すなわち１００
　ｔ／ｌと２００　ｆ／／ｌの間の範囲にある濃度を得
るのに適した速度で供給することによって、利用するセ
ル全部の陰極室中で同じ苛性ソーダ濃度を保つことがよ
り有効であることが発見された。

連続方式でなくて不純物含有苛性溶液の回分式処理を考
える場合には、数個のセルを配列する必要はなく、苛性
溶液の精製および再濃縮のための同一段階を、単一の電
解セルを使用してその電解処理中に連続的に電流負荷を
適切に減らすことによって便利に実施することができる
。

本発明をより良く説明するために、好ましい具体化の実
際的例をこ〜に報告する。セルの特性おて本発明の限界
として考えるべきものではない。

実施例 試験に使用した電解セルは２５動−の電極面積−をもっ
ていた。

陽極ははじめの厚さが１．５１１１１で、チタン、ルテ
ニウム、およびイリジウムの酸化物の重量で１：に０．
１の混合物の約６０ｆ％２の沈着物で被覆したエキスパ
ンデッドチタンシートによって構成された。

陰極はもとの厚さが１．５１０１であるニッケルエキス
パンデッドシートによって構成された。

使用膜は商標名ナフィオン６２４としてＥ、　Ｉ、デュ
ポン社によって製造される、四弗化エチレンとフルオロ
スルホン化パーフルオロビニルエーテルの加水分解コポ
リマーのフィルムであった。

処理されるべき、かつアニオン交換樹脂のカラムの洗滌
とすすぎから回収された汚染されかつ稀釈された苛性溶
液は次の特性をもっていた：Ｎａｐ）（５ＤＶＡ！ ＮａＧ１　　　　　　２−３　ＶＩ Ｈ２Ｓ○４　　痕跡 第１段階 不純物含有苛性溶液をセルの陽極室中にポンプによって
循環させ、脱塩水を適当な流速にお〜・て陰極室へ供給
した。作業条件は次の通りであったニー陽極液温度　　
　　　　　　５０−６０℃−電流密度（一定）　　　　
　　２０００Ａ／ｍ２−陰極液中の苛性ソーダ濃度（陰
極室から連続的に回収される苛性ソーダ）　　１５ｏＰ
、／ｚ陽極室中に循環させる苛性ソーダ溶液中の苛性ソ
ーダ濃度が１２　Ｖｌに減少するまでこれらの条件で電
解を継続した。はじめ３．６ｖであったセル電圧は絶え
ず上昇してこの処理段階の終りにおいて４ｖに達した。

第２段階 不純物含有溶液（陽極液）中の苛性ソーダ濃度をさらに
減らすために、セル電圧を約５ｖに保つように次第に電
流密度を下げて電解を継続した。

この第二段階の作業条件は次の通りであるニー陽極液温
度　　　　　　　　　　　５Ｏ−Ｃ−電流密度（減少さ
せる）　　　１００ｎ／＋）ら５００Ａ／ｍ２−陰極液
中の苛性ソーダ濃度 （陰極室から連続的に回収 された苛性ソーダ）　　　　　　　１５０　ＰＩ３−セ
ル電圧（一定）　　　　　　　　　５Ｖ陽極液中の苛性
ソーダ濃度が２　Ｐ／ｌ以下へ減少するまで電解を継続
した。

これらの画処理段階中に集めた、セル陰極室から回収し
た精製濃縮苛性ソーダの試料を分析し、結果を次に示し
た： ＮａＯＨ１５０１１／１３ ＮａＣｌ　　　　　　１５０ｐｐｍ Ｎａ８０４　　　　　　　　　　　　ゼ　ロ。

電気エネルギー比消費量はセル陰極液から回収した精製
ＮａＯＨ１ｋｇあたり約３．５　ＫＷｈとなった。

この方法の副生成物は次の通りであったニー精製ＮａＯ
Ｈ１ｋｆあたり２８０１の水素−精製ＮａＯＨ１峙あた
り１４０１の酸素手続補正書 特許庁長官　着杉和夫　殿 ２、発明の名称 イオン交換樹脂再生から回収する洗滌およびすすぎ苛性
溶液の電解的精製と再濃縮 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名称　　　オロンジオ・ド・ノラ・イムピアンチ・エレ
ットロキミシ・ソシェテ・アノニム４、代理人 ５、補正の対象 （別紙） （１）　　特許請求の範囲を下記のように補正する。

「１．不純物を含む苛性溶液を陽イオン交換膜によって
陰極室と隔てられた電解セル陽極室中に通して循環させ
、セルの陰極室へ脱イオン水を供給し、不純物含有苛性
溶液中の苛性濃度が適当な水準以下になるまで電解を実
施し、セルの陰極室から精製苛性ソーダ溶液を回収する
ことを特徴とする、アニオン交換樹脂の再生およびすす
ぎのサイクルからの不純物含有苛性溶液流出液を精製す
る電解的方法。

２、陽極液中の苛性濃度が１０ｇ／ｌより低くない値へ
減少するまで高電流密度で電解を実施し、そして２　ｆ
ｊ／ｌより低く苛性濃度をさらに減少させるために低く
した電流密度において実施することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の方法。

１１１： ３、陽極液中の苛性濃度を１０　ｇ／ｌより低くない値
から２９／ｌより低い値へ減らす電解的処理を、電解電
流密度を１０００Ａ／？ＦＩ′から５００Ａ／ｉｆへ徐
々に減らすことによって実施することを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載の方法。

４、陰極液中の苛性濃度が一定にかつ１００９／ｌと２
００　ｇ／ｌの間の範囲内に、脱イオン水供給速度を制
御することによって保たれる、特許請求の範囲１，２お
よび３項に記載の方法。ｊ以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不純物を含む苛性溶液を陽イオン交換膜によって陰
   極室と隔てられた電解セル陽極室中に通して循環させ、
   セルの陰極室へ脱イオン水を供給し、不純物含有苛性溶
   液中の苛性濃度が適当な水準になるまで電解を実施し、
   セルの陰極室から精製苛性ソーダ溶液を回収することを
   特徴とする、アニオン交換樹脂の再生およびすすぎのサ
   イクルからの不純物含有苛性溶液流出液を精製する電解
   的方法。 ２、陽極液中の苛性濃度が１０ｆｖｌより低くない値へ
   減少するまで高電流密度で電解を実施し、そしＣ２Ｖｌ
   より低く苛性濃度をさらに減少させるために低くした電
   流密度において実施することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法Ｏ ３、陽極液中の苛性濃度を１０　ｆ／ｌより低くない値
   から２？／ｌより低い値へ減らす電解的処理を、電解電
   流密度を１０００Ａ／ｍ２から５００　ｋ／ｍ２へ徐々
   に減らすことＫよって実施することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 ４、陰極液中の苛性濃度が一定にかつ１００　Ｖ′１と
   ２００　Ｖｌの間の範囲内に、脱イオン水供給速度を制
   御することによって保たれる、特許請求の範囲第１，２
   ．および３項に記載の方法。