JPS5952711B2 - Electrolysis method of aqueous alkali chloride solution - Google Patents

Electrolysis method of aqueous alkali chloride solution

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JPS5952711B2
JPS5952711B2 JP6398477A JP6398477A JPS5952711B2 JP S5952711 B2 JPS5952711 B2 JP S5952711B2 JP 6398477 A JP6398477 A JP 6398477A JP 6398477 A JP6398477 A JP 6398477A JP S5952711 B2 JPS5952711 B2 JP S5952711B2
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JP
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alkali chloride
electrolysis
chloride solution
aqueous
exchange membrane
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穣一 中田
保昌 千葉
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPS5952711B2 publication Critical patent/JPS5952711B2/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩化アルカリの電解方法、特に食塩水溶液を陽
イオン交換膜を隔膜として長期間安定に電解して苛性ソ
ーダと塩素とを得る方法に係るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for electrolyzing alkali chloride, and particularly to a method for obtaining caustic soda and chlorine by stably electrolyzing a saline solution over a long period of time using a cation exchange membrane as a diaphragm.

近年塩化アルカリ水溶液を電解し−C何社ノル7Jりと
塩素とを製造する方法として、公害防止の観点から、水
銀法に代り、隔膜法が採用されつつある。
In recent years, as a method for producing chlorine by electrolyzing an aqueous alkali chloride solution, the diaphragm method has been adopted in place of the mercury method from the viewpoint of pollution prevention.

通常隔膜法は、アスベスト隔膜が用いられ、陰極室で生
成された水酸イオンが陽極室へ移行するのを陽極室から
陰極室に向けて塩化アルカリの水溶液を一部隔膜を通し
て流す事により防止している。
In the normal diaphragm method, an asbestos diaphragm is used to prevent hydroxide ions generated in the cathode chamber from migrating to the anode chamber by partially flowing an aqueous solution of alkali chloride from the anode chamber to the cathode chamber through the diaphragm. ing.

この為、陰極室に生成した苛性アルカリ中には不純物と
しての塩化アルカリが、苛性アルカリとほぼ同量含まれ
ている。
Therefore, the caustic alkali generated in the cathode chamber contains approximately the same amount of alkali chloride as an impurity.

これに対し、最近耐塩素性、耐酸化性を有する含弗素陽
イオン交換膜を用いた塩化アルカリの電解方法が提案さ
れている。
In response to this, a method for electrolyzing alkali chloride using a fluorine-containing cation exchange membrane having chlorine resistance and oxidation resistance has recently been proposed.

陽イオン交換膜を隔膜として用いる方法を採用すると、
陰極室に生成する苛性アルカリ中には塩化アルカリの含
有量を著し<減少し得る利点がある。しかしながら、か
・るイオン交換膜法電解の場合には、イオン交換膜を介
して塩化アルカリ水溶液と苛性アルカリ水溶液とが接触
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殿を生成
し、それによつ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<0この為、イオン交換膜
法電解の内部には、従来の水銀法やアスベスト隔膜法電
解に比して、カルシウムやマグネシウムに関して、原料
塩化アルカリ水溶’液の緻密な精製が必要とされる。
When a method using a cation exchange membrane as a diaphragm is adopted,
This has the advantage that the content of alkali chloride in the caustic alkali formed in the cathode chamber can be significantly reduced. However, in the case of ion-exchange membrane electrolysis, the aqueous alkali chloride solution and the aqueous caustic alkali solution come into contact with each other through the ion-exchange membrane, so calcium ions in the aqueous alkali chloride solution,
Magnesium ions come into contact with hydroxide ions inside the ion-exchange membrane, forming poorly soluble salts and producing fine precipitates within the membrane, which can lead to fatal increases in electrolytic voltage over time and destruction of the ion-exchange membrane. For this reason, ion-exchange membrane electrolysis requires more precise purification of the raw alkali chloride aqueous solution for calcium and magnesium than in conventional mercury or asbestos diaphragm electrolysis. It is said that

このため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カルシウム、マグネシ
ウムとそれぞれ炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムと
して沈降除去するという従来法に代つて、又はそれに加
えて、カルシウム及び/又はマグネシウムと分子内錯体
を形成するキレート樹脂を使用し、該キレート樹脂と接
触させることにより、これらカルシウム、マグネシウム
を除去することが提案実施されている。
Therefore, as a purification method for an aqueous alkali chloride solution, instead of or in addition to the conventional method of adding caustic alkali and alkali carbonate to precipitate and remove calcium and magnesium as calcium carbonate and magnesium hydroxide, Alternatively, it has been proposed to remove calcium and magnesium by using a chelate resin that forms an intramolecular complex with magnesium and bringing it into contact with the chelate resin.

か・るキレート樹脂による精製法は、カルシウム、マグ
ネシウムの除去がほぼ完全に近く行なえるので、その効
率の大きいことと相俟つて優れた方法である。しかしな
がら、このようにしてカノレシウム、マグネシウムにつ
いてほぼ完全にまで精製した塩化アルカリ水溶液を使用
してイオン交換膜法電解した場合も、本発明者の検討に
よると、なお塩化アルカリ水溶液の種類及びその電解条
件によつては、イオン交換膜電解において大きな支障を
きたすことが見い出された。
The purification method using a chelate resin can almost completely remove calcium and magnesium, and is an excellent method due to its high efficiency. However, even when an aqueous alkali chloride solution purified almost completely for canolecium and magnesium is electrolyzed by the ion exchange membrane method, the type of aqueous alkali chloride solution and its electrolytic conditions are still the same, according to the inventor's study. It has been found that in some cases, it causes major problems in ion-exchange membrane electrolysis.

即ち、ある種の塩化アルカリ水溶液においては、イオン
交換膜電解において、陽極において発生する塩素の純度
を高くせしめるため好ましいとされるPH5以下の酸性
条件下に保持して電解した場合には、他の電解条件を一
定にしても電解時間の増大につれて電解電圧が徐々に上
昇することが見い出された。例えば、ある食塩水溶液の
電解の場合、電解開始当初3.5Vであつた摺電圧が、
3400時間(約140日後)経過後3.75Vまで上
昇する現象が見られた。このような電解時間の増大に伴
なう電解電圧の上昇について、本発明者は、更に追求し
たところ、電解電圧の上昇した電解槽に使用されたイオ
ン交換膜の陽極側の表面乃至表層には褐色の樹脂状の薄
層の付着が見られた。か・るイオン交換膜の薄層につい
て分析したところ、種々の有機物を成分としているもの
で、これは、塩化アルカリ水溶液中に含まれていたフミ
ン酸及びフムスなどのフミン質及び電解槽の陽極室の酸
化条件下におけるその変成物であることが突きとめられ
た。塩化アルカリ水溶液中のフミン質に上記の原因があ
ることが判明した場合には、電解槽に供給する前にか・
るフミン質を除去する公知の手段を採用することが可能
であるが、それだけ新たな工程を付加するだけでなく、
か・るフミン質を電解に支障をきたさないように十分に
除去することは極めて困難である。本発明者は、上記の
事情を考慮し、塩化アルカリ水溶液中のフミン質に基く
障害を起さず、イオン交換膜電解を有利に実施できる手
段について追求したところ、アスベスト等の濾隔膜電解
槽にて電解して得られる苛性アルカリ水溶液から分離さ
れた塩化アルカリの水溶液は、濾隔膜電解の原料として
相当の量のフミン質を含む塩化アルカリ水溶液を使用す
る場合も、後記する実施例から明らかなように、イオン
交換膜電解において上記の如き電解電圧の上昇などの障
害を招かないことが判明した。
In other words, in ion-exchange membrane electrolysis, certain aqueous alkaline chloride solutions are electrolyzed under acidic conditions with a pH of 5 or less, which is considered preferable in order to increase the purity of chlorine generated at the anode. It has been found that even if the electrolysis conditions are kept constant, the electrolysis voltage gradually increases as the electrolysis time increases. For example, in the case of electrolysis of a certain saline solution, the sliding voltage, which was 3.5V at the beginning of electrolysis, is
After 3400 hours (approximately 140 days), a phenomenon was observed in which the voltage rose to 3.75V. The present inventor further investigated the increase in electrolysis voltage caused by an increase in electrolysis time, and found that the surface or surface layer on the anode side of the ion exchange membrane used in the electrolytic cell with increased electrolysis voltage. A thin brown resinous layer was observed. Analysis of the thin layer of the ion exchange membrane revealed that it consists of various organic substances, including humic substances such as humic acid and humus contained in the aqueous alkali chloride solution and the anode chamber of the electrolytic cell. It was determined that this is a modified product under oxidizing conditions. If it is found that humic substances in the aqueous alkali chloride solution are the cause of the above, please
Although it is possible to employ known means for removing humic substances, it not only adds a new process, but also
It is extremely difficult to sufficiently remove such humic substances without interfering with electrolysis. Taking the above circumstances into consideration, the present inventor pursued a means to advantageously carry out ion exchange membrane electrolysis without causing troubles due to humic substances in aqueous alkali chloride solutions, and found that it is possible to conduct ion exchange membrane electrolysis in an electrolytic cell with a filter diaphragm containing asbestos, etc. The aqueous solution of alkali chloride separated from the aqueous caustic alkali solution obtained by electrolysis with a filtration diaphragm can be used as a raw material for diaphragm electrolysis, as will be clear from the examples described later. Furthermore, it has been found that ion exchange membrane electrolysis does not cause problems such as the increase in electrolytic voltage as described above.

かくして本発明は、フミン質を含有する塩化アルカリ水
溶液をアスベスト等の濾隔膜電解槽にて電解して得られ
る苛性アルカリ水溶液から分離して得られる塩化アルカ
リの水溶液を、必要に応じて該水溶液中のカルシウム及
び/又はマグネシウムを可及的に除去せしめた後、イオ
ン交換膜電解槽の陽極室に供給してPH5以下の酸性条
件下に電解するようにしたことを特徴とする塩化アルカ
リ水溶液の電解方法にある。
Thus, the present invention provides an aqueous alkali chloride solution obtained by separating an aqueous alkali chloride solution containing humic substances from a caustic alkali aqueous solution obtained by electrolyzing an aqueous alkali chloride solution containing humic substances in an electrolytic cell with a filtration membrane made of asbestos, etc., into the aqueous solution as necessary. Electrolysis of an aqueous alkali chloride solution, characterized in that after removing as much calcium and/or magnesium as possible, the aqueous solution is supplied to an anode chamber of an ion exchange membrane electrolytic cell and electrolyzed under acidic conditions with a pH of 5 or less. It's in the method.

以下本発明を更に詳述すると、本発明で使用される、フ
ミン質を含む塩化アルカリ水溶液は、国外から輸入され
る多くの工業用固形塩、特に天日塩の水溶液がこれに含
まれる。
To explain the present invention in more detail below, the aqueous alkali chloride solution containing humic substances used in the present invention includes aqueous solutions of many industrial solid salts imported from overseas, especially solar salts.

例えば、かかる塩の飽和水溶液中には、カルシウムが、
CaOとして30〜300ppm、マグネシウムがMg
Oとして30〜300ppm含まれており、それに本発
明者の分析によると、フミン酸、フムスなどからなるフ
ミン質が含まれているが、本発明では、このうち、か・
るフミン質の含有量が10mgハ以上更には300mg
ハまで含有されている塩化アルカリ水溶液が良好に適用
処理される。もちろんこれ以下のフミン質を含む水溶液
でもよい。か・る塩化・アルカリ水溶液は、まず、常法
に従つて、ソーダ灰、苛性ソーダにより、カルシウム分
を炭酸カルシウムとし、マグネシウム分を水酸化マグネ
シウムとし、好ましくは、それぞれCaOとして1〜1
0mg/1.MgOとして0.5〜5mgハまで精製さ
れる。か・る塩化アルカリ水溶液は、必要に応じてPH
を3〜11に調整した後、本発明では、次いで、アスベ
スト等を濾隔膜とする濾隔膜法電解の陽極室に供給して
電解される。こ・で使用される濾隔膜は、種々のものが
使用できるが、本発明の上記目的を良好に達成するため
に、特にアスベスト又はアスベストを含有する膜が好ま
しいことが判明した。アスベストはクリソタイル系のも
のが使用される。アスベストは、場合により、四フツ化
エチレン樹脂、エチレン一四フツ化エチレン樹脂などを
好ましくは10〜20%含浸補強せしめてもよい。濾隔
膜電解は既知の条件にて実施される。例えば、電流密度
として、10〜30A/Dm2、電圧3.3〜4.3V
、電解温度70〜100℃で実施される。かくして、濾
隔膜電解することにより、陰極室からは、通常苛性アル
カリ8〜15重量%、塩化アルカリ14〜22重量%の
水溶液が得られる。か・る陰極液は、通常蒸発により苛
性アルカリ48〜50重量%迄濃縮され、この間に含有
されていた食塩が結晶として析出される。濾隔膜電解に
よりか・る電解は、例えば48重量%のNaOHltを
得る間に、約,1.66t得ることができる。かくして
得られる塩化アルカリは、上記したようにもはやフミン
酸やフムスなどのフミン質は、殆んど含まれない。
For example, in a saturated aqueous solution of such a salt, calcium is
30 to 300 ppm as CaO, Mg as magnesium
It contains 30 to 300 ppm of O, and according to the inventor's analysis, it also contains humic substances such as humic acid and humus.
Humic substance content is 10mg or more, and even 300mg
An aqueous alkali chloride solution containing up to C can be applied successfully. Of course, an aqueous solution containing less humic substances than this may be used. The chloride/alkali aqueous solution is first prepared by using soda ash and caustic soda to convert the calcium content into calcium carbonate and the magnesium content into magnesium hydroxide, preferably in an amount of 1 to 1 as CaO.
0mg/1. It is purified to 0.5 to 5 mg as MgO. The pH of the alkaline chloride aqueous solution is adjusted as necessary.
After adjusting the value to 3 to 11, in the present invention, the material is then supplied to the anode chamber of the filtration diaphragm electrolysis using asbestos or the like as the filtration diaphragm for electrolysis. Various types of filter membranes can be used, but it has been found that asbestos or asbestos-containing membranes are particularly preferred in order to satisfactorily achieve the above objects of the present invention. The asbestos used is chrysotile. The asbestos may optionally be reinforced by impregnation with preferably 10 to 20% of tetrafluoroethylene resin, ethylene monotetrafluoroethylene resin, or the like. Filtration membrane electrolysis is carried out under known conditions. For example, the current density is 10 to 30 A/Dm2, and the voltage is 3.3 to 4.3 V.
, carried out at an electrolysis temperature of 70 to 100°C. In this way, by carrying out electrolysis using a filter diaphragm, an aqueous solution containing usually 8 to 15% by weight of caustic alkali and 14 to 22% by weight of alkali chloride is obtained from the cathode chamber. The catholyte is usually concentrated by evaporation to 48 to 50% by weight of caustic alkali, during which the salt contained therein is precipitated as crystals. Electrolysis performed by filter diaphragm electrolysis can yield, for example, about 1.66 tons while yielding 48% by weight of NaOHlt. The alkali chloride thus obtained no longer contains almost any humic substances such as humic acid or humus, as described above.

本発明者の分析によると、その含有量は、10mgハ以
下であり、上記隔膜電解の原料時の約1/10〜1/3
00に減少していることが判明した。なお、か・る塩化
アルカリの飽和水溶液中のカルシウム及びマグネシウム
の量は、CaOとして2〜10ppm.Mg0として0
.5〜2ppmであるのが殆んどである。上記塩化アル
カリ水溶液は、必須ではないが、好ましくはキレート樹
脂と接触せしめられ、そのなかのカルシウム、マグネシ
ウムを更に吸着除去せしめる。
According to the inventor's analysis, the content is less than 10 mg, which is about 1/10 to 1/3 of the raw material for the above-mentioned diaphragm electrolysis.
It was found that the number had decreased to 00. The amount of calcium and magnesium in the saturated aqueous solution of alkali chloride is 2 to 10 ppm as CaO. 0 as Mg0
.. In most cases, it is between 5 and 2 ppm. The aqueous alkali chloride solution is preferably, but not necessarily, brought into contact with a chelate resin to further adsorb and remove calcium and magnesium therein.

使用されるキレート樹脂としては、カルシウム及び/又
はマグネシウムと分子内錯体を形成するものならばいず
れも支障なく使用できる。なかでも、分子内に、一般式
、〉NCH2COO−の官能基を有する、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
はそのポリゴマ一又はこれらのカルボン酸のアルカリ塩
が好ましい。
As the chelate resin to be used, any resin that forms an intramolecular complex with calcium and/or magnesium can be used without any problem. Among these, those having a functional group of the general formula, 〉NCH2COO-, in the molecule, such as ethylenediaminetetraacetic acid, trimethylenediaminetetraacetic acid, iminodiacetic acid, aminomethylphosphonic diacetic acid, or a polygomer thereof, or an alkali of these carboxylic acids. Salt is preferred.

これらのキレート樹脂は必要に応じて二種以上のものも
使用でき、また活性炭、石炭、シリカゲル、ゼオライト
などに担持して使用することができる。塩化アルカリ水
溶液とキレート樹脂との接触は、前者に含有されるフミ
ン質を析出せしめてキレート樹脂の性能に影響を与えな
いように、且つキレート樹脂の性能上、好ましくはPH
ll以下、特にはPHlO以下のアルカリ性条件に保持
せしめ、温度50〜70℃にて実施される。
Two or more types of these chelate resins can be used if necessary, and they can be supported on activated carbon, coal, silica gel, zeolite, or the like. The contact between the aqueous alkali chloride solution and the chelate resin is preferably carried out at a pH of
The process is carried out at a temperature of 50 to 70° C. under alkaline conditions of less than 11 liters, particularly less than PH10.

もちろんPHは、上記範囲外で行なつてもよいが、酸性
下で実施した場合にはキレート樹脂にフミン質が一部析
出し、キレート樹脂の性能保持が短縮するので好ましく
ない。接触は、固定床又は移動床で行ない、接触時間は
、好ましくは空間速度(S)5〜50にて実施される。
飽和に達したキレート樹脂は既知の手段に従つて、塩酸
などの酸にて再生処理し、再使用される。このようにし
て好ましくは、カルシウム、マグネシウムがそれぞれC
aOとして、0.2mgハ以下、MgOとして0.2m
gハ以下にまで精製された、好ましくは塩化アルカリ濃
度290〜325gハの塩化アルカリ水溶液が、イオン
交換膜電解に供される。
Of course, the pH may be outside the above range, but if carried out under acidic conditions, humic substances will partially precipitate in the chelate resin, which will shorten the performance retention of the chelate resin, which is not preferable. The contacting is carried out in a fixed or moving bed, and the contacting time is preferably carried out at a space velocity (S) of 5 to 50.
The chelate resin that has reached saturation is regenerated with an acid such as hydrochloric acid according to known means and reused. In this way, preferably calcium and magnesium are each
0.2 mg or less as aO, 0.2 m as MgO
An aqueous alkali chloride solution purified to an alkali chloride concentration of 290 to 325 g, preferably 290 to 325 g, is subjected to ion exchange membrane electrolysis.

イオン交換膜電解槽としては、陽イオン交換膜をもつて
陰極及び陽極を区画した好ましくは二室型の槽が使用さ
れる。陽イオン交換膜としては、耐塩素性及び耐酸化性
のあるものが好ましく、例えば含フツ素陽イオン交換膜
の使用が好ましい。含フツ素陽イオン交換膜としては、
例えば四フツ化エチレンとスルフオン化パーフルオロビ
[ャ泣Gーテルとの共重合体からなる陽イオン交換膜や、
カルボン塩基や燐酸基等の適宜な陽イオン交換基を有す
るパーフルオロビニルエーテルと四弗化エチレンとの共
重合体等適宜な耐塩素性及び耐酸化性のある陽イオン交
換膜を用いる事が好ましい。なお、複数の陽イオン交換
膜をもつてイオン交換膜電解槽を形成してもよく、か・
る場合、陽極側のイオン交換膜としては、上記の如き耐
塩素性及び耐酸化性のものを使用し、それ以外のイオン
交換膜は、スチレンージビニルベンゼン系などの炭化水
素系のものが使用される。電解槽に使用される陽極とし
ては、黒鉛も使用7できるが、例えばチタンやタンタル
等の母材に白金族金属或はこれらの合金、又は白金族金
属の酸化物を適宜被覆せしめた寸法安定性のある耐食電
極を用いるのが好ましい。
As the ion exchange membrane electrolytic cell, preferably a two-chamber type cell is used, which has a cation exchange membrane and partitions a cathode and an anode. The cation exchange membrane is preferably one having chlorine resistance and oxidation resistance; for example, a fluorine-containing cation exchange membrane is preferably used. As a fluorine-containing cation exchange membrane,
For example, tetrafluoroethylene and sulfonated perfluoroethylene
[Cation exchange membrane made of a copolymer with G-ether,
It is preferable to use a cation exchange membrane having appropriate chlorine resistance and oxidation resistance, such as a copolymer of perfluorovinyl ether and tetrafluoroethylene having an appropriate cation exchange group such as a carboxyl base or phosphate group. Note that an ion exchange membrane electrolytic cell may be formed by having a plurality of cation exchange membranes.
In this case, the ion-exchange membrane on the anode side should be chlorine-resistant and oxidation-resistant as mentioned above, and the other ion-exchange membranes should be hydrocarbon-based, such as styrene-divinylbenzene-based. be done. Graphite can also be used7 as the anode used in the electrolytic cell, but dimensional stability is achieved by coating a base material such as titanium or tantalum with a platinum group metal, an alloy thereof, or an oxide of a platinum group metal as appropriate. It is preferable to use a corrosion-resistant electrode.

また陰極として既知の鉄、ニツケル、ステンレスなどが
使用できる。そ5して電解槽の形式としては、タテ型槽
或いは水平槽等適宜な形式の槽を採用し得る。イオン交
換膜電解槽にて電解する場合、陽極室には、塩化ナトリ
ウム水溶液、陰極室には水又は稀薄苛性アルカリ水溶液
が供給される。
Further, known materials such as iron, nickel, and stainless steel can be used as the cathode. 5. As for the type of electrolytic cell, any suitable type of cell such as a vertical cell or a horizontal cell may be adopted. When performing electrolysis in an ion exchange membrane electrolytic cell, an aqueous sodium chloride solution is supplied to the anode chamber, and water or a dilute aqueous caustic alkaline solution is supplied to the cathode chamber.

電解条件θとしては、既知の条件が採用できるが、電解
時における陽極室は、陽極にて発生する塩素に酸素が混
入するのを防止し、その純度を高く保持するため、好ま
しくはそのPHを5以下、特には3以下の酸性条件に保
持するのが好ましい。陽極液をか・る酸性に保持するた
めには、陽極室に直接塩酸などの酸を添加してもよいが
、好ましくは供給される塩化アルカリ水溶液をかかる酸
性に調整するのが好ましい。陰極液である苛性アルカリ
水溶液の濃度は、使用する陽イオン交換膜及び電解条件
に応じて好ましくは20〜40%の任意の値が選ばれる
。電解における電流密度としては、例えば5〜30Nd
m!、電圧としては3.3〜4.3、温度としては70
〜100℃の任意の値が採用される。このようにして、
本発明に従つて、塩化アルカリ水溶液の電解を行なつた
場合には、電解を長時間にわたつて継続しても、塩化ア
ルカリ水溶液中に含まれるフミン質に起因するイオン交
換膜の抵抗ひいては摺電圧の上昇を引き起すことなく、
工業的に著しく有利である。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
で種々の変更が可能である。
Known conditions can be adopted as the electrolytic conditions θ, but in order to prevent oxygen from being mixed into the chlorine generated at the anode and maintain its purity, it is preferable to adjust the pH of the anode chamber during electrolysis. It is preferable to maintain acidic conditions of 5 or less, particularly 3 or less. In order to maintain the anolyte in such an acidic state, an acid such as hydrochloric acid may be added directly to the anode chamber, but it is preferable to adjust the supplied aqueous alkali chloride solution to such acidity. The concentration of the caustic aqueous solution as the catholyte is preferably selected from an arbitrary value of 20 to 40% depending on the cation exchange membrane used and the electrolytic conditions. The current density in electrolysis is, for example, 5 to 30 Nd.
m! , voltage is 3.3 to 4.3, temperature is 70
Any value between ~100°C is adopted. In this way,
According to the present invention, when an aqueous alkali chloride solution is electrolyzed, even if the electrolysis is continued for a long time, the resistance of the ion exchange membrane due to the humic substances contained in the aqueous alkali chloride solution and even the sliding without causing a voltage increase.
It is extremely advantageous industrially. 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. .

実施例 1 、メキ
シコ産輸入固形塩の水溶液を、常法に従つてNaOH.
Na,ω,等を添加して精製した食塩水溶液(NaCl
濃度320g/1.カルシウム分(CaO換算)5.3
ppm、マグネシウム(MgO換算)1.4ppm、フ
ミン質100ppm)を、アスベストを隔2膜とするグ
ラノール式複極隔膜電解槽の陽極室に、1槽当り10.
3m3/時の割合で導入しつつ、温度90℃、摺電圧3
.55、電流密度19.8A/Dmjにて電解を行ない
、生成した陰極液を連続的に取り出した。
Example 1 An aqueous solution of imported solid salt from Mexico was diluted with NaOH.
A saline solution purified by adding Na, ω, etc. (NaCl
Concentration 320g/1. Calcium content (CaO equivalent) 5.3
ppm, magnesium (MgO equivalent) 1.4 ppm, humic substance 100 ppm) were added to the anode chamber of a granol bipolar diaphragm electrolytic cell with two asbestos membranes at 10.0 ppm per tank.
While introducing at a rate of 3m3/hour, the temperature is 90℃ and the sliding voltage is 3.
.. 55, electrolysis was performed at a current density of 19.8 A/Dmj, and the generated catholyte was continuously taken out.

5この
陰極液は、NaOHl28g/1.NaCl2O6gハ
、カルシウム分(CaO換算)3.9ppm、マグネシ
ウム分(MgO換算)0.6ppmを含んでいた。該陰
極液をNaOHの濃度が737g/lとなるまで9.2
m$/時で濃縮したところ、NaClが結晶として(1
.9t/時の割合で生成した。このNaCl結晶を分離
し、温度460℃の水に溶解し、NaCl濃度302g
ハの水溶液にせしめたところ、カルシウム分(CaO換
算)2.08ppm、マグネシウム分(MgO換算)0
.43ppmが含まれており、フミン質は、1pprn
と極めて微量であつた。か・る食塩水溶液をイオン交換
膜電解槽にて電解するため塩酸を添加することにより、
PHlOに調整した後、該水溶液中のカルシウム、マグ
ネシウムを更に除去するべくキレート樹脂と接触せしめ
た。
5 This catholyte contains NaOHl 28g/1. It contained 6 g of NaCl2O, 3.9 ppm of calcium (in terms of CaO), and 0.6 ppm of magnesium (in terms of MgO). The catholyte was heated at 9.2 g/l until the NaOH concentration was 737 g/l.
When concentrated at a rate of m$/hour, NaCl was formed as crystals (1
.. It was produced at a rate of 9 tons/hour. This NaCl crystal was separated, dissolved in water at a temperature of 460°C, and the NaCl concentration was 302g.
When added to an aqueous solution of Ha, the calcium content (CaO equivalent) was 2.08 ppm, and the magnesium content (MgO equivalent) was 0.
.. Contains 43ppm, and humic substances are 1pprn.
The amount was extremely small. By adding hydrochloric acid to electrolyze the salt solution in an ion exchange membrane electrolytic cell,
After adjusting to PHLO, the aqueous solution was brought into contact with a chelate resin to further remove calcium and magnesium from the aqueous solution.

キレート樹脂としては、スチレンージビニルベンゼン重
合体を母体としたイミノジ酢酸基を有する297〜11
90μの粒状イオン交換体“ダイヤイオンCR−10゛
(三菱化成社製)を使用し、該樹脂を1501充填した
充填塔に上記食塩水溶液を45001/時で供給するこ
とにより両方の接触を行なつた。キレート樹脂との接触
により、上記食塩水溶液中のカルシウム分、マグネシウ
ム分はそれぞれ0.2mgハ以下にまで精製した。
As the chelate resin, 297-11 having an iminodiacetic acid group based on a styrene-divinylbenzene polymer is used.
Both types of contact were carried out by using a 90μ granular ion exchanger "Diaion CR-10" (manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) and supplying the above saline solution at a rate of 45001/hour to a packed tower filled with 150111 of the resin. By contact with the chelate resin, the calcium and magnesium contents in the saline solution were each purified to 0.2 mg or less.

一方、陽イオン交換膜として、テトラフルオロエチレン
とCF2=CFO(CF2)3C00CH3と共重合せ
しめて得た厚さ100ミクロンの膜状体を苛性ソーダの
アルコール性水溶液で加水分解することにより、イオン
交換基を酸型にせしめたイオン交換容量1.40meq
/g (乾燥樹脂)からなる含フツ素陽イオン交換膜を
用い、陰一陽極間を区画して二室型イオン交換膜電解槽
を構成した。
On the other hand, as a cation exchange membrane, a 100 micron thick membrane obtained by copolymerizing tetrafluoroethylene and CF2=CFO(CF2)3C00CH3 was hydrolyzed with an alcoholic aqueous solution of caustic soda to form an ion exchange membrane. Ion exchange capacity of 1.40 meq
A two-chamber ion-exchange membrane electrolytic cell was constructed by using a fluorine-containing cation exchange membrane consisting of /g (dry resin) and partitioning a cathode and an anode.

陽極には、ロジウム被覆チタン電極、陰極にはステンレ
スを夫々用い、極間距離を2.2cm、膜の有効面積を
2m2とし、陽極室には前記調製した302gハのNa
Cl水溶液を、陰極室には253g/1の苛性ソーダ水
溶液を仕込み、陽極室には前記NaCl水溶液を0.9
4m3/時、陰極室にはそこから得られる苛性ソーダの
濃度が576g/lになるよう所定量の水を夫々供給し
つつ、電流密度17.5A/Dm2、摺電圧3.7V、
液温86℃、陽極液のPH3にて電解を行なつた。
A rhodium-coated titanium electrode was used as the anode, and stainless steel was used as the cathode. The distance between the electrodes was 2.2 cm, and the effective area of the membrane was 2 m2. The anode chamber was filled with 302 g of Na prepared above.
A Cl aqueous solution was charged, a 253 g/1 caustic soda aqueous solution was charged into the cathode chamber, and a 0.9 g/l caustic soda aqueous solution was charged into the anode chamber.
4 m3/hour, while supplying a predetermined amount of water to the cathode chamber so that the concentration of caustic soda obtained therefrom would be 576 g/l, the current density was 17.5 A/Dm2, the sliding voltage was 3.7 V,
Electrolysis was performed at a liquid temperature of 86°C and an anolyte pH of 3.

陽極室からNaCl水溶液を溢流せしめる一方、陰極室
から溢流する苛性ソーダ水溶液を得、生成苛性ソーダか
らその電流効率を求めた処、93.7%であり、か・る
操作を断続的に延べ4330時間実施したが、摺電圧は
3.71Vにとどまり、比較例に比べてその上昇は極め
て緩慢であつた。またこの時点の電解槽を解体し、イオ
ン交換膜の陽極面を観察したが、ほとんど付着物は見ら
れなかつた。尚、比較の為に前記グラノール電解槽に供
したのと同じ組成の食塩水を電解することなく、上記と
同様にしてキレート樹脂で精製し、直接前記陽イオン交
換膜電解槽に前記供給条件と同様に供給し、同様な操作
条件で電解を行なつた処、当初は前記とほぼ同様の摺電
圧3.70Vであつたが、か・る操作を断続的に延べ4
125時間実施した処で摺電圧は、3.90Vに顕著に
増加してしまつた。
While the NaCl aqueous solution overflowed from the anode chamber, the caustic soda aqueous solution overflowed from the cathode chamber.The current efficiency was determined from the generated caustic soda and was 93.7%. Although the test was carried out for several hours, the sliding voltage remained at 3.71 V, and its rise was extremely slow compared to the comparative example. Furthermore, when the electrolytic cell at this point was disassembled and the anode surface of the ion exchange membrane was observed, almost no deposits were observed. For comparison, a saline solution with the same composition as that supplied to the granol electrolytic cell was purified with a chelate resin in the same manner as above without electrolyzing, and directly fed to the cation exchange membrane electrolytic cell under the above supply conditions. When electrolysis was carried out using the same supply and the same operating conditions, the sliding voltage was 3.70 V at the beginning, which was almost the same as above.
After 125 hours of testing, the sliding voltage significantly increased to 3.90V.

槽を解体して調べた処、陽イオン交換膜の陽極に面して
いる側に樹脂状の不均一で著しい付着現象が見られた。
か・る付着物を赤外線吸収分析、NMRにて分析したと
ころ、フミン質であつた。また、上記グラノール隔膜電
解槽における電解隔膜として、アスベスト膜のかわりに
、エチレン一四フツ化エチレン共重合体で樹脂補強した
アスベスト膜(樹脂含有量8重量%)を使用して実施し
たが、上記とほぼ同様の結果が得られた。
When the tank was dismantled and examined, significant non-uniform resin-like adhesion was observed on the side of the cation exchange membrane facing the anode.
When the deposit was analyzed by infrared absorption analysis and NMR, it was found to be humic. In addition, as the electrolytic diaphragm in the above-mentioned granol diaphragm electrolytic cell, an asbestos membrane (resin content: 8% by weight) reinforced with ethylene tetrafluoroethylene copolymer was used instead of the asbestos membrane. Almost the same results were obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 フミン質を含有する塩化アルカリ水溶液をアスベス
ト等の濾隔膜電解槽にて電解して得られる苛性アルカリ
水溶液から分離して得られる塩化アルカリの水溶液を必
要に応じて該水溶液中のカルシウム及び/又はマグネシ
ウムを可及的に除去せしめた後、イオン交換膜電解槽の
陽極室に供給し、PH5以下の酸性条件下に電解するよ
うにしたことを特徴とする塩化アルカリ水溶液の電解方
法。 2 濾隔膜電解によつて得られた塩化アルカリ水溶液中
のカルシウム及び/又はマグネシウムを除去する手段と
して、キレート樹脂を使用することを特徴とする請求の
範囲1の方法。 3 キレート樹脂が、構造式>NCH_2COO−を有
することを特徴とする請求の範囲2の方法。
[Scope of Claims] 1. An aqueous alkali chloride solution obtained by separating an aqueous alkali chloride solution containing humic substances from a caustic alkali aqueous solution obtained by electrolyzing an aqueous alkali chloride solution containing asbestos or the like in an electrolytic cell with a filtration diaphragm made of asbestos, if necessary. After removing as much calcium and/or magnesium as possible, the alkali chloride aqueous solution is supplied to the anode chamber of an ion exchange membrane electrolytic cell and electrolyzed under acidic conditions with a pH of 5 or less. Electrolysis method. 2. The method according to claim 1, characterized in that a chelate resin is used as a means for removing calcium and/or magnesium from the aqueous alkali chloride solution obtained by filtration membrane electrolysis. 3. The method of claim 2, wherein the chelate resin has the structural formula >NCH_2COO-.
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