JPS5927722B2 - 亜塩素酸塩の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は亜塩素酸塩の製造法に関する。

亜塩素酸塩は繊維や木材などの漂白、油脂の脱色、工業
廃棄物中のフェノール分の除去や排煙脱硝などに広く使
われている。

亜塩素酸塩は工業的には、塩素酸塩の酸性溶液を還元し
て二酸化塩素を発生させ、該発生ガス中の副生塩素を分
離除去して精製したガス（以下、二酸化塩素ガスという
）を塩基性物質および還元剤と反応させて製造される。

該反応はたとえば、塩基性物質として水酸化ナトリウム
および／または水酸化カルシウム、還元剤として過酸化
水素を用いた場合、それぞれ次式に従って行なわれる。

亜塩素酸塩製造反応においては、分離除去されなかった
副生塩素が該二酸化塩素ガス中に少量含まれているため
亜塩素酸塩を製造しない反応が起り、塩基性物質や還元
剤が消費される。

たとえば前記の塩基性物質および還元剤を用いた場合、
該反応はそれぞれ次式に従って起こる。

また、亜塩素酸塩製造反応においては、塩基性物質や還
元剤の供給量が二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と塩素と
の理論反応量より少なくなると、二酸化塩素ガスが反応
系外に逸散してガス爆発や大気汚染などの公害の原因と
なるばかりでなく、還元剤の供給量が該理論反応量より
少ない場合は塩素酸塩の生成する副反応が起きて亜塩素
酸塩の収率が低下する。

たとえば前記の塩基性物質および還元剤を用いた場合、
該副反応はそれぞれ次式に従って起こる。

また逆に塩基性物質や還元剤の供給量が該理論反応量よ
り多くなると、製品の亜塩素酸塩中に未反応の塩基性物
質や還元剤が残留するため該製品の品質低下を招くこと
になる。

上記した理由で、従来は二酸化塩素ガス中の二酸化塩素
と塩素との分別定量を手分析で行って塩基性物質や還元
剤の供給量を手動で調節していた従って従来法では該分
別定量や該供給量の調節に多大な人手と時間を要するば
かりでなく、該供給量を二酸化塩素ガス中の二酸化塩素
と塩素との理論反応量に正確に調節することは二酸化塩
素ガス中の二酸化塩素と塩素との濃度が経時的に変動す
るため極めて困難であった。

前記したように、該供給量が核理論反応量より少なくな
ると二酸化塩素ガスの反応系外への逸散によるガス爆発
の恐れや大気汚染などの公害をもたらすばかりでなく、
該二酸化塩素ガスの逸散や塩素酸塩生成副反応による亜
塩素酸塩の収率の低下により亜塩素酸塩の製造部単位も
高くなり、しかも副生塩素酸塩の混入により製品の亜塩
素酸塩の純度が低下する。

また逆に、該供給量が該理論反応量より多くなると該製
造原単位が高くなるばかりでなく、未反応の塩基性物質
や還元剤の残留により該製品の純度も低下する。

従って、塩基性物質や還元剤の供給量を二酸化塩素ガス
中の二酸化塩素と塩素との理論反応量に可及的に自動的
に調節して、安価に高純度の亜塩素酸塩を得ることので
きる製造法が切望されていた。

本発明者らは亜塩素酸塩の製造工程の自動化、および安
価に高純度の亜塩素酸塩を得る製造法を提供することを
目的として鋭意研究の結果、二酸化塩素と塩素の各濃度
を自動的に分別定量する二酸化塩素分析計と流量調節弁
および／または定量ポンプを連動させて、塩基性物質お
よび／または還元剤の供給量を二酸化塩素ガス中の二酸
化塩素と塩素との濃度に応じて自動的に調節することに
より前記の目的が達成されることを知見し、本発明は亜
塩素酸塩の自動化製造方法を始めて完成させるに至った
。

本発明に用いる二酸化塩素分析計は、塩素酸塩から発生
させた二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と塩素の各濃度を
自動的に分別定量するもので、光学的方法、電気化学的
方法やガスクロマトグラフィーなどを応用したものがあ
げられ、たとえばガスクロマトグラフィーを応用した日
本カーリット株式会社製のシガー・ダイオツクス（ＳＩ
ＧＧＥＲ−ＤＩＯＸ、日本特許出願番号 特願昭５３−
７５９５６、同５３−１３００３６、同５３−１３４４
８７）を使用することができる。

ガスクロマトグラフィーを応用した二酸化塩素分析計の
構成の一例を第１図に示す。

二酸化塩素ガスを流路切替弁１を経て自動気体サンプラ
ー２に導き、電子計算機６の指令により流路切替弁１を
作動させて間欠的に一定量の該二酸化塩素ガスをガスク
ロマトグラフ３に導入して二酸化塩素と塩素の単離を行
い、ガスクロマトグラフ３の検出器の信号を可変利得増
幅器４で増幅し、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル信号化して
電子計算機６に入力し、二酸化塩素と塩素の各濃度を演
算させる。

ガスクロマトグラフ３の代りに比色計などを用いること
もできる。

該二酸化塩素分析計はインターフェースおよび伝送器を
介して流量調節弁および／または定量ポンプと連動させ
る。

該二酸化塩素分析計は二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と
塩素の各濃度を分析してアナログまたはデジタル信号を
インターフェースに送り、該インターフェースは該二酸
化塩素分析計および二酸化塩素ガス流量計からの信号を
受けて二酸化塩素と塩素の各流量を演算してそれらの流
量に対する塩基性物質および／または還元剤の設定反応
量の演算を行い、該演算結果を伝送器により空気信号ま
たは電気信号などに変換して流量調節弁および／または
定量ポンプを作動させて、該塩基性物質および／または
該還元剤の供給量を該二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と
塩素との濃度に応じて調節する。

該塩基性物質の供給量は該二酸化塩素ガス中の二酸化塩
素と塩素との理論反応量に調節する。

該還元剤の供給量は用いる還元剤の種類により水溶液中
で塩基性物質の存在で自己分解したり（たとえば過酸化
水素や過酸化す） ＩＪウムなと）、還元力が弱くて理
論反応量の還元剤では塩素酸塩生成副反応を起し易い場
合（たとえば炭素や亜鉛など）があるので、用いる還元
剤の自己分解性や還元力の強弱に応じて調節する。

たとえば、還元剤として過酸化水素を用いる場合は理論
反応量の１００〜１１０重量釧こ調節する。

本発明において該二酸化塩素分析計と連動させる流量調
節弁としては空気式や電子式のものなど任意のものが使
用でき、定量ポンプとしては遠隔操作可能なものが使用
できる。

本発明で用いる塩基性物質としては水溶液または水懸濁
液がアルカリ性を示すものがあげられ、リチウム、ナト
リウムやカリウムなどのアルカリ金属の水酸化物または
炭酸塩、バリウム、マグネシウムやカルシウムなどのア
ルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩が好ましく、こ
れらの水溶液または水懸濁液として使用する。

本発明で用いる還元剤としては亜鉛などの金属粉床、過
酸化水素、過はう酸ナトリウムや過炭酸ナトリウムなど
の水溶液中で過酸化水素を生成する化合物、過酸化ナト
リウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過
酸化物、酸化鉛や酸化マンガンなどの金属酸化物などが
使用でき、これらの水溶液または水懸濁液として使用す
る。

なお、亜鉛や過酸化ナトリウムなどの還元剤は水中では
塩基としても作用するのでこれらの還元剤を使用すると
きは前記の塩基性物質を併用しなくてもよい。

また、本発明は連続式または回分式のいずれの製造法に
も適用することができる。

次に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、この
実施例は本発明を限定するものではない。

なお、例中係は特記しない限り重量係である。

実施例 １ 第２図の製造工程で、二酸化塩素ガスを流量計１７を経
て吸収塔１１に導入し、水酸化ナトリウムと過酸化水素
の混合液（以下、吸収液という）と交流接触させて反応
させ、２０％亜塩素酸ナトリウム水溶液を連続的に製造
した。

吸収塔１１の入口ガス（二酸化塩素ガス）の一部を前記
のシガー・グイオツクス（二酸化塩素分析計）１５に導
いて二酸化権素と塩素の濃度を自動的に分別定量する。

シガー・ダイオツクスは分析ユニット（第１図の１〜４
に相当する部分）とプロセッサーユニット（第１図の５
と６に相当する部分）とからなっており、′電子計算機
６からの信号により二酸化塩素ガスを５分間隔で自動的
に０．５ ＷＬｌサンプリングしてガスクロマトグラフ
３（カラム：内径３ｍｍ×長さ３ｍのステンレス製カラ
ム、充填剤二ケイソウ土にポリ塩化ビフェニールを１０
％担持したもの、カラム温度＝４０℃、キャリアーガス
：ヘリウム６０ｖｄｌ１分、検出器：熱伝導型検出器）
に導入して二酸化塩素と塩素の単離を行い、その電気信
号を可変利得増幅器４で増幅しＡ／Ｄ変換器５でデジタ
ル信号化して電子計算機６に入力し、二酸化塩素と塩素
の各濃度を演算させる。

シガー・ダイオツクス１５はインターフェース１６およ
び伝送器１８を介して流量調節弁１９および２０と連動
している。

該インターフェース１６はシガーダイオツクス１５（詳
しくは電子計算機６）および二酸化塩素ガス流量計１７
からの信号を受けて二酸化塩素と塩素の流量を演算し、
それらの流量に応じた１５％水酸化ナトリウム水溶液お
よび３５％過酸化水素水の各供給量を演算しく水酸化ナ
トリウムは式１および４による理論反応量、過酸化水素
は式１および４による理論反応量の１０５重量％）、該
演算結果を伝送器１８により電気信号に変換して流量調
節弁１９および２０を作動させ受槽１２に供給する。

受槽２の吸収液を循環ポンプ２１により吸収塔１１に循
環させ、二酸化塩素ガスと交流接触させて連続的に２０
係亜塩素酸ナトリウム水溶液を製造する。

上記の製造工程で１００時間連続運転した場合の結果を
第１表に示す。

比較例 に 酸化塩素ガスを８時間毎に手分析して水酸化ナトリウム
および過酸化水素の供給量を手動調節し、残留せる水酸
化ナトリウムを塩酸で中和した以外は実施例１と同様に
して１００時間連続運転した場合の結果を第１表に示す
。

第１表から明白な様に、本発明の方法によれば製造原単
位が低く塩素酸ナトリウムの副生量も少ない。

さらに、製造工程が自動化されるので省力化され労務費
が減少する。

実施例 ２ 第３図の製造工程で、二酸化塩素ガスを流量計１７を経
て吸収槽３１に導入し、水酸化カルシウムと過酸化水素
を含んだ吸収液と反応させて、９係亜塩素酸カルシウム
水溶液を回分式で製造した。

吸収槽３１に予め５％水酸化カルシウム懸濁液を仕込み
、３５％過酸化水素は二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と
塩素との理論反応量（式３および６）の１０５重量係に
実施例１と同様にして調節して供給する。

ただし、３５％過酸化水素の供給はストロークが自動調
節される定量ポンプ３４により行った。

上記の製造工程で２０時間１回の運転結果を第２表に示
す。

比較例 ２ 二酸化塩素ガスを４時間毎に手分析して過酸化水素の供
給量を手動調節し、残留せる水酸化カルシウムを塩酸で
中和した以外は実施例２と同様にして運転した場合の結
果を第２表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は二酸化塩素分析計の構成図、第２図はそれぞれ
本発明による連続式製造法の工程図、第３図は本発明に
よる回分式製造法の工程図である。 １は流路切替弁、２は気体サンプラー、３はガスクロマ
トグラフ、４は可変利得増幅器、５はＡ／Ｄ変換器、６
は電子計算機、１１は吸収塔、１２は受槽、１３は１５
％水酸化ナトリウム水溶液の貯槽、１４と３３は３５％
過酸化水素水の貯槽、１５はシガー・ダイオツクス（二
酸化塩素分析計）、１６はインターフェース、１７は流
量計、１８は伝送器、１９，２０および４０は流量調節
弁、２１は循環ポンプ、２２，２３，３５および４５は
送液ポンプ、３１．４１は吸収槽、３２は５％水酸化カ
ルシウム懸濁液の貯槽、３４と４４は定量ポンプ、３６
，３７．４６および４７は攪拌機、４２は７％水酸化ナ
トリウム水溶液貯槽、４３は炭素と水酸化カルシウムの
混合懸濁液（炭素１係、水酸化カルシウム６％）の貯槽
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二酸化塩素ガスを塩基性物質および還元剤と反応さ
   せることによりなる亜塩素酸塩の製造法において、二酸
   化塩素と塩素の各濃度を自動的に分別定量する二酸化塩
   素分析計と流量調節弁および／または定量ポンプを連動
   させて、該塩基性物質および／または該還元剤の供給量
   を該二酸化塩素ガス中の二酸化塩素と塩素の濃度に応じ
   て自動的に調節することを特徴とする安全かつ安価な高
   純度の亜塩素酸塩の製造法。