JPS59170281A - 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 - Google Patents

希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法

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JPS59170281A
JPS59170281A JP4407683A JP4407683A JPS59170281A JP S59170281 A JPS59170281 A JP S59170281A JP 4407683 A JP4407683 A JP 4407683A JP 4407683 A JP4407683 A JP 4407683A JP S59170281 A JPS59170281 A JP S59170281A
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浅野 煕
Takayuki Shimamune
孝之 島宗
Kazuhiro Hirao
和宏 平尾
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    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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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】 本発明は、陽イオン交換膜で区分された電解槽で鉄、ニ
ッケル又はそれらの合金を電極として用いて、希薄苛性
アルカリ水溶液を電解する方法に関する。
苛性アルカリを含む溶液は、工業上、種々の製造プロセ
ス、処理プロセス或は加工プロセスから排出される。例
えば、洋々の化学反応プロセスからの反応廃液、金属の
アルカリ処理廃液、−イオン交換樹脂再生廃液、石油精
製プロセスにおけるアルカリ処理廃液等がある。これら
の廃液から苛性アルカリを回収することはプロセスの経
済性、或は公害対策の観点から工業上重要である。
そのため、従来から、かかる廃液を処理して、苛性アル
カリを回収したシ、無害化する種々の手段が試みられて
いる・。とのような苛性アルカリ含有廃液の多くは、比
較的低濃度の水溶液であり、多くの他の、無機、或いは
有機の共存物質を含むだめ、実際上、主に経済的理由か
ら回収処理をせずに、中和等の無害化処理をして廃棄す
る場合が多い。
このような亮液から、苛性アルカリを効率良く回収する
有力な手段として陽イオン交換膜を用いての゛電解法が
知られ、例えば特開昭52−16859号には、カチオ
ン交換膜を用いた電解透析によシ、アルカリ性廃水から
アルカリのみを分離回収し、廃水を中性として排出する
アルカリ性廃水の処理方法が記載されている。
しかし、このような電解方法においては、電極、特に陽
極は、酸素発生反応に耐える高耐久性のものが要求され
、高価な貴金属や、消耗し易く製作上或は操苗上種々の
欠点のある熟鉛等を用いなければならず、1秦的に採用
し得る技術的、経済的に優れた電解技術の出現が望まれ
ていた。すなわち、鉄、ニッケル、及びステンレス等の
それらの合金は安価で、加工性も良く、従来から水電解
等において苛性アルカリ水溶液のTiWf用電極として
用いられているが、比較的高温の高濃度水溶液において
使用できるものであシ、苛性アルカリが約10%以下の
低濃度、特に5%以下では、電解電位の上昇により陽極
が著しく酸化され、表面に酸化物が形成されて不活性化
し、或いは更に表面が溶出する等の問題が起シ、そのま
ま低い度の苛性アルカリ水溶液の電解に鉄、ニッケル等
を電極として用いることができなかった。
本発明は、上記の問題を解決するためになさitたもの
で、その目的は、安価な鉄、ニッケル等の電極を用いて
希薄苛性アルカリ水溶液を長期間安定して電解し、苛性
アルカリを効率良く回収することができる新規な電解方
法を提供することにある。
本発明は、陽極室と陰極室が陽イオン交換膜によ)区分
された電解槽のw5I極室に希薄苛性アルカリ水溶液を
供給して電解し、陰極室より濃厚苛性アルカリ水溶液を
回収する電解方法において、陽極及び陰極の電極材とし
て、共に、鉄、ニッケル、又はそれらの合金を用い、正
方向に所定時間通電して電解する毎に、極性を反転して
防通電量の3〜30%の逆方向の通電を行うことを特徴
とするものである。
本発明は、上記の通υ、所定の通電量で定期的に電極の
極性を反転するととによシ、前記の目的を達成し、以下
に詳述するように鉄、ニッケル等の安価な電極を用いて
希薄アルカリ水溶液の電解を長期間安定して行うことを
可能にしたすぐれた効果を奏するものである。
本発明において用いられる電解槽は陽極室と陰極室が陽
イオン交換膜で区分されたもので、例えば前記特開昭5
2−16859号に記載の如き公知の単極式、戎は複極
式等いずれの型式のものに適用できる。
本発明においては、陽極、陰極とも同じ電極材を用いる
ことができるので、特に複極式電解槽を樽成するゴわ合
、異種電極材を複合する必要がなく好都合である。
陽イオン交換膜は、電解環境下に耐える公知のいずれの
陽イオン交換膜を使用できるが、特に耐アルカリ性の良
いパーフルオロイオン交換膜等の弗素樹脂系のものが好
適でちる。
本発明においては、鉄、ニッケル又はその合金を電極材
として用いる。合金材としては、例えば炭素鋼、Fe−
Ni合金、ステンレス鋼、CO2Cr又はMOとの合金
等が使用できる。こ−れらの電極材は、陽極及び陰極と
も同じもので良く、また同じでなくても差支えない。
これらの電極材を用いた電極は、導電性が良く、棒、板
、網、多孔板等いずれの形状にも容易に成形することが
でき、安価である。しかし、特に希薄苛性アルカリ水溶
液の電解に用いると、従来の電解方法では陽極において
表面が徐々に酸化され、酸化物の形成等により不活性化
して、使用に耐えなくなる。
本発明は、正方向に所定時間通電して電解する毎に、D
性を反転して逆方向の通電を行えば上記した従来の問題
が解消され、長期間安定して希薄苛性アルカリ水溶液の
電解を行うことができるとの新たな知見に基いてなされ
たものである。
通電方法を示すもので、電極には正方向に所定の1尻流
値Aで所要時間T通電される。
これに対して、本発明においては、第2図〜第4図に例
示するように正方向に電流値At l At +Asで
所定時間Tt 、Tt 、Ts逆通電て電解する毎に、
極性を反転して逆方向に所定の定流値al 1affi
+asで所定の時間1..1..1.通電を行う。
かくすることによシ、何故上記したよう接木発明の効果
が灼されるのか必ずしも明らかではないが、定Jtll
的姉逆方向の通電を行うことにより、電(′呵の不活性
化の進行が防止され、更に活性が復活されるためと考え
られる。OVc陽極陽極−ては電解の逆行と共に形成さ
れる酸化物が還元作用を受けて消失し、活性面が復活す
ることが確認された。また、陰極表面には、通常不純物
全屈イオン等が還元析出して付着するが、逆方向の通電
により表面が清浄化される。このような清浄化作用は、
用いられている陽イオン交換股上に析出付着する障害物
の除去に対しても効果がある。
正方向の通電時間は、電解遂行の目的から可能な限シ長
いことが望ましいが、長過ぎると電極が不活性化し、更
には、逆方向の通電によっても活性の復活が困難になる
ので、一定の時間に限る必要がある。通常該時間を約1
5分以下に設定すれば安全であシ、かつ容易に電極活性
を復活することができ、長期間安定した電解を行うこと
ができる。
一方、逆方向の通電は、目的とする電解の効率を低下さ
せるので、できるだけ少い通電量とすることが望ましい
が、電極活性の復活を十分行える通電量とする必要があ
る。
通常、逆方向の通Nfftを正方向通電量の約3〜60
%とすれば十分本発明の目的が達成でき効果的であるこ
とが確認された。
第2図は、本発明の電解方法における典型的な通電パタ
ーンを示し、一定電流A1で所定時間T+正方向に通電
して電解し、次に、同電流(111”  A+ )で、
一定時間t1逆方向に通電し、これを繰)返して所期の
電解を継続する。この場合、通電量はそれぞれAI X
Tt及び−AtXtt(図中のgfM部分の面積)で表
わされ、その比は各通電時間の比のみで定まる。従って
、単に4〉性を転換する時間を制御すればよいので操作
が最も簡単である。例えばT1を10分とすれば、逆方
向の通電時間t1は、本発明によル18秒〜3分程度と
なる。そして、tlをその範囲の適当な時間、例えば1
分に定めて、電4if[性がその周期で転換するように
自動タイマー等によシミ群槽の電源を自動制御して電解
を行うことが容易にできる。
第3図に示す通電パターンは、正方向の電流At通電時
間T、に対して、逆方向の電流a、及び通電時間t2の
何れも変えて電解を行う例である。
また、第4図如示ずものは、正給よび逆方向の通電時間
T1を同じにしく ts =Ts ) 、通!!電流を
正方向A8に対して逆方向のよシ小さいa!として電解
を行う例である。
このように、本発明においては周期的に、逆方向の通電
量が、正方向のそれの約3〜30%となるものでおれば
いずれの通電方法でもよい。
実施例 陽イオン交換膜(商品名ナフィオン315、デーボン社
製)で区分された電解槽を構成し、hす極及び陰極とも
厚さ1型のステンレス板(SU8516 )を電極材と
して用いた。陽極室に0.5%N a OH水溶液を供
給し、温度60℃、電流密度30 A/ d m”で第
2図に示す通電パターンにより逆方向の通電時間を変え
て電解を行った。
陰極室には頭初10%NaOH水溶液を満たし、以後陽
極室から0.2%NaOH水溶液を排出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出すようにした。その結果
を第1表に示す。
岡、電極ダf命の判定は、電解電圧が初期値より2.O
V上昇する時点によル行った。
第1表 第1表の結果から明らかのように、周期的に逆方向の通
電を行うことによシミ極寿命が飛目的に向上することが
わかる。また、逆方向の通電量が多くなると′rrt、
極寿命は延びるが、全体の電解効率が低下するので、電
解効率を50%以上に維持するためには、逆方向の通電
量を正方向のそれの約3〜30%程度とすればよい。
実施例2 陽極及び陰極ともNi板を使用した以外は実施例1と同
様にりi群槽を措成し、門極室には4%NaOH水溶液
を供給し、2%NaOH水溶液をξト出し、陰極室から
12%NaOH水溶液を抜き出して同様に電解を行った
。その結果を第2表に示す。
第2表
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来法による通常の通電パターンを示す説明
図、第2図、第3図および第4図は本発明による通電パ
ターンを例示する説明図である。 A 、AI 、Am 、Am :  正方向通電電流値
al + a2 HaS   :  逆方向通電電流値
Tr Tl + Tt + Ts  :  正方向通電
時間tI、t3.t3:  逆方向通電時間1よ劇

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽極室と陰極室が陽イオン交換膜によ)区分され
    た電解槽の陽極室に希薄苛性アルカリ水溶液を供給して
    電解し、陰極室より濃厚苛性アルカリ水溶液を回収する
    電解方法において、陽極及び陰極の電極材として、鉄、
    ニッケル、又はそれらの合金を用い、正方向に所定時間
    通電してf!解する毎に、極性を反転して該通電↑の3
    〜309gの逆方向の通電を行うことを0徴とする希薄
    苛性アルカリ水溶液の!解方法。
  2. (2)供給する水溶液の苛性アルカリ濃度が10%以下
    である請求の範囲第(1)項の方法。
  3. (3)  正方向の通電時間が15分以下である請求の
    範囲第(1)項の方法。
  4. (4)陽極室に、石油精製プロセスにおける苛性アルカ
    リ処理廃液を供給する請求の範囲第(1)項の方法。
JP4407683A 1983-03-18 1983-03-18 希薄苛性アルカリ水溶液の電解方法 Granted JPS59170281A (ja)

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