JPS61159592A - 戻り塩水の処理方法 - Google Patents

戻り塩水の処理方法

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JPS61159592A
JPS61159592A JP19214685A JP19214685A JPS61159592A JP S61159592 A JPS61159592 A JP S61159592A JP 19214685 A JP19214685 A JP 19214685A JP 19214685 A JP19214685 A JP 19214685A JP S61159592 A JPS61159592 A JP S61159592A
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松浦 俊二
Yoshiharu Takasaki
高崎 芳晴
Toshio Oku
奥 登志生
Hirohisa Kajiyama
梶山 裕久
Takashi Yoshioka
隆司 吉岡
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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、イオン交換膜を隔膜として用−る隔膜法によ
る塩化アルカリ水溶液の電解工程より排出される戻り塩
水のうち脱塩素工程以後の部分C以下被処理戻り塩水と
もいう)の処理方法に関する。特に被処理戻り塩水と接
するパイプ、バルブ、タンク、容器、攪拌機その他の装
置にチタン材が使用されている場合の処理方法を提供す
るものである。
ここでチタン材とは、純チタン材;パラジウムその他の
成分を意識的に又は不可避的に包含するチタン組成物、
例えばチタン含有合金等の総称であり、該チタンのみで
製られたもの及びチタン材をライニングその他の方法で
施したものが本発明の対象となる。
従来、イオン交換膜を隔膜として用−る隔膜法忙よる塩
化アルカリ、就中塩化ナトリウム、塩化カリウムの電解
(以下単に隔膜法電解ともいう)I/C1hつては、陰
極室内で生成する水酸イオンが陽イオン交換膜よりなる
隔膜を通して陽極室に水酸イオンが移行し、これが塩素
と反応又は放電するととくよる電流動車の低下を従たす
のを防ぐために塩酸を添加する場合が多くある。また陽
極室で発生する塩素に起因して塩酸も生成するため、必
然的に戻り塩水中に塩酸が存在する。
一方、隔膜法電解装置にあっては、湿潤状態での塩素を
取り扱う関係で、装置の腐食な防止する必要があり、一
般に陽極室はチタン材で製られている。同様に、防食の
意味で戻り塩水の循環工程に屯しばしばチタン材が使用
される。また特に電解槽に塩水を供給するための供給口
ノズル等はチタン材よりなる場合が多い。
本発明者らの経験によると、これらのチタン材も塩化ア
ルカリと塩化水素との共存下にあっては、やはり腐食す
る。チタン材の腐食性について検討したところによると
、塩酸又は塩化ナトリウムの夫々の単独に対するより亀
、これらが共存する場合に腐食の進行は著しるしいので
ある。また隔膜法電解においては、一般にチタン材より
なる陽極室よりも、むしろ脱塩素処理後の装置類、特に
塩酸濃度の高す塩水供給系の装置が腐食されることを見
出し、その原因を研究した結果、本発明に至った。
即ち、本発明は、隔膜法電解の戻り塩水を脱塩素し、電
解槽に再供給するまでの工akチタン材が使用されてい
る装置の腐食を防止する方法として、戻り塩水中に含ま
れる塩酸濃度を測定し、該塩酸量X規定に基づいて下式
(1)kより特定される値(K)以上で、且つその50
重量以下の塩素を存在させることを特徴とする戻り塩水
の処理方法である。
K=AX +BX−1−C(1) 但し、Xは限婿塩素量(重量PPM) : A 。
B及びCは、適用する温度(℃)tfcよって次の各式
忙よって求められる定数である。
A = 5.55 x 1 o−3T”+ 17.5 
     (2)B=1.39×10−4T2+(LI
T+29.5(3)C−1,85X 10=T2+0.
06’!’−12,8(4)  ”ここで、隔膜法電解
と社陽極及び陰極間に隔膜として、陽イオン交換膜を1
枚以上存在させて、所謂陽極室及び陰極室を形成し、陽
極室に塩化アルカリ水溶液を供給して電解を行う方法の
総称である。隔膜としては、実質的に非透水性である陽
イオン交換膜、一般にはパーフルオロカーボン系の陽イ
オン交換相脂膜が使用される。
また隔膜法電解の工程を一般的に示すと第1図の如くな
る。本図において、1が電解槽であり、Aが陽極室を、
Kが陰極室を夫々表す。電解された戻り塩水は、パイプ
11より脱塩素塔2に導かれるが、通常食塩2.5〜4
0規定及び200 PPM 11度の塩素とpH約1〜
2程度の塩酸を含む。しかるに、塩化アルカリの精製を
容易にするために、脱塩素処理を行うことにより、従来
tf10PPM以下の有効塩素量に減少させて、次の塩
化アルカリ飽和槽3へ、パイプ12によって導入される
ここで塩化アルカリ及び必要に応じて水を加えて、5規
定乃至は飽和塩化アルカリ溶液とし、パイプ13にで精
製槽4に導く。ここで炭酸アルカリ又は苛性アルカリ等
を加えて、混在する不純物例えばカルシウム分、マグネ
シウム分又は重金属分を不溶性物質に変換し、パイプ1
4より、靜定檜5によってマッドを分離除去する。一般
に微量のカルシウム、マグネシウム又はイオン性の有機
物の存在が電解性能に影響をおよぼすため、図示してな
込が分離母液を更に高度な精製例えば、高性能濾過やキ
レート化剤(又は樹脂)によって処理することがある。
このような場合には、塩水中の有効塩素含量は更に低下
し、実質的kOになる場合もある。かくして得られた塩
水は、パイプ15により貯槽6に入り、濃塩酸を16よ
り供給して、通常0.05規定乃至0.7規定の塩酸を
含む塩化アルカリ水溶液として、パイプ17より電解槽
のAVc供給される。従って、チタン材の腐食は、脱塩
素基2より後に生ずるのであるが、特に塩酸濃度が高い
貯槽6以降において著じるしい。
本発明は、上記実状に鑑み検討した結果、塩酸を共存す
る塩化アルカリ水溶液によるチタン材の防食方法として
、塩素を存在させる方法を見出した。
通常、塩素もまた金属材料に対して強い腐食性を有する
物質であることはよく知られている。チタン材は通常塩
素に対する耐食性は大きい材料とされて込るが、例えば
、「チタニウム・ジルコニウム1誌第15巻2号(昭和
42年2月)40頁表2によるとCAO2:5〜617
1 、 C12: 1.15〜1.3411/Lで侵食
度け0,25■/yrである。また塩酸に塩素が共存す
る系においては、前記文献の表7kかいてチタンが0.
750m/yearの割合で侵食されることが示されて
偽る。勿論塩酸のみkよってもチタン材は腐食される。
更に塩化アルカリ例えば食塩水また腐食性の物質である
ことが一般に知られている。
一方、チタン材の防食方法として、種々の酸化性物質を
加えると有効であることが知られている。しかるに先に
述ぺた如<、C1025〜6g/l混入した系ですら、
チタン材は腐食されるのである。即ち、チタンの防食手
段は、単に空気の吹き込みや酸化剤の使用が常に有効で
あるとは限らないのである。特に塩酸の存在する系では
酸化剤の選定と量によ 。
つて腐食量は大きく変化する。即ち、腐食に関与する系
の状態により、区々である。
そこで本発明は、隔膜法電解の戻り塩水即ち50℃乃至
100℃の間の温度にあり且つ塩化アルカリを5011
71乃至飽和濃度で、これに0.7規定以下、特に0.
05規定乃至0.6規定の塩酸を含有する場合における
最も経済的なチタン材の防食方法を提供する本のである
。従って隔膜法電解に訃いて、通常電解槽に供給される
時の如く0.1規定以上の塩酸を含有する場合は極めて
有効となる。
本発明者らの実験によれば、本発明の効果は極めて顕著
であり、使用する塩素の有効量の下限は、溶存する塩酸
量(規定)と温度とkよって、明確に決まるのである。
例えば、第2図(60℃の場合)及び第3図(90℃の
場合)k数例を示す。
とれらの図は、縦軸に腐食速度(q/d−・day )
を、横軸に使用塩素量を採り、溶液は4〜5規定の食塩
水(電解槽に供給する濃度範囲)を用い、塩酸量が0.
1規定、0.2規定及び0.5規定存在する場合につい
て示したものである。いずれの場合に訃いても、塩素存
在量が一定値まで減少して来ると急激に腐食が始まるこ
とがわかる。本明細書では、この腐食の始まり初める時
の塩素量を限界塩素量と称する。また、第2図における
60℃の場合とtK3図における90℃の場合を比較す
ると明らかな如く、限界塩素量は、温度によって変化す
るのである。これらの関係を第4図により、更に明確に
示す。本図は30℃、60℃及び90℃における食塩水
中の塩酸量と限界塩素量との関係であり、例えば0.2
規定の塩酸が存在する90℃の食塩溶液に訃ける限界塩
素量は約20PPMであるが、60℃においては約7.
5PPMとなることを表す。本発明者らは、上述の関係
について極めて多くの実験を行う仁と忙より1重要な法
則を見出したのである。即ち、限界塩素量は、50℃乃
至100℃の間ではどの温度につ偽て亀、ほぼ塩am度
を変数とする二次曲線上にあることである。
即ち、限界塩素量(K)は、次の式によって示される。
K=AX +BX+C(1) 尚上式は、第一現象だけをとり、Kの値は正であること
は言うまでもない。第4図において破線の部分は、塩素
が存在しな(でも、腐食を生じなりことを表している。
また(1)式中A、B及びCで示される定数は、温度に
よって変化する本のであるが、各種の温度に対する多く
の実験から、温度T(’C)k:関する式として次の(
2)〜(4)に示す関係式bt得られた。即ち A=5.55X10−’T”+17.5      (
2)B=1.55)X10=T2+0.23T+29.
5  (3)c=1.85x1o−’y2十〇、Q、6
T−12,8(4)これらの(2)〜(4)式により、
求められる各A、B及びCの値を(1)弐に代入するこ
とにより、その温度での一酸濃度に対する限界塩素量が
求められるのである。それら数例を示すと第1表の如き
値となる。
第1表 また塩素の添加量の上限は、単にチタン材の腐食の観点
からは、特に問題はないが1本発明が隔膜法電解に関す
るものであり、プロセス上からも存在する塩素によるチ
タン材以外の部材の腐食を考慮しなければならない。
即ち、極〈微量の範囲で、しかも戻り塩水に存在する範
囲の塩酸による腐食を防止し得る量を用いる点に特徴が
あるのであって、これらの点から、使用する塩素は限界
塩素量乃至七の50重量以下、好ましくは20重量以下
の範囲に特定されるのである。
本発明の範囲内において、隔膜法電解プロセスの−かな
る部分に対しても、全く無害で且つ戻り塩水を処理する
工程におけるチタン材の腐食をも完全に防止し得るので
ある。
更に、本発明を実施するにあたっては、第1図に示した
フローシートに特に限定されるものではない。例えば、
脱塩素量での脱塩素量を調節することkより、必要な塩
素含有量を適宜保つことができる。しかしながら、比較
的高温又は高塩酸濃度となる部分のある場合等で、比較
的高す塩素量を必要とする場合は次の精製1檻での性能
を低下させる場合本あり、破線18で示す如く、脱塩前
の戻り塩水を一部バイパスして、必要な工程での塩素濃
度を確保することも好まし一方法である。
勿論、別途に塩素を必要な部分に供給することも可能で
ある。
実施例 第1図に示す如き戻り塩水処理工程によって約100t
/hr塩水をイオン交換膜を隔膜として用いた電解@に
供給して食塩の電解を行った場合、第2表の組成となる
第2表 し二゛・7 タン板片を吊り下げて、その腐食の状況を検討したとこ
ろ、上表17の条件では1ケ月の平均的16ON9/d
−・dayの割合で腐食された。しかるに第1図18の
パイプを蕗いて一部の戻り塩水を直接貯槽6に導入し槽
内の塩素量を40 PPM に保ったところ、1ケ月間
での腐食は全く認められなかった。
【図面の簡単な説明】
第」図は本発明の隔膜法電解に関する代表的な工種図で
ある。1は電解槽、2は脱塩素基、′5は塩化アルカリ
飽和槽、4は精製槽。 5は静定槽、6は貯槽である。第2図および第3図はそ
れぞれ60℃と90℃におけるチタンの腐食率と塩素量
との関係を示すものである。tJE4図は各温度k)け
る食塩水中の塩酸量と限界塩素量との関係を示すもので
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、イオン交換膜を隔膜として用いる隔膜法塩化アルカ
    リ電解の戻り塩水を脱塩素し電解槽に再供給するまでの
    工程にチタン材が使用されている装置の腐食を防止する
    方法として、該戻り塩水中に含まれる塩酸濃度を測定し
    、該塩酸量X(規定で表示する)に基づいて下式により
    特定される値(K)以上で且つその50重量以下の塩素
    を存在させることを特徴とする戻り塩水の処理方法 K=AX^2+BX+C 但し、Kは限界塩素量(重量PPM);A。 B及びCは使用温度(T℃)によつて、次の各式によつ
    て求められる定数である。 A=5.55×10^−^3T^2+17.5B=1.
    39×10^−^4T^2+0.23T+29.5C=
    1.85×10^−^3T^2+0.06T−12.8
    2、被処理戻り塩水が50℃〜90℃である特許請求の
    範囲第1項記載の方法 3、被処理戻り塩水が0.7規定以下の塩化水素を含有
    している特許請求の範囲第1項記載の方法 4、被処理戻り塩水が50g/l乃至飽和濃度の食塩水
    である特許請求の範囲第1項記載の方法 5、脱塩素処理される以前の戻り塩水の一部を被処理戻
    り塩水に混合することにより、塩素存在量を調整する特
    許請求の範囲第1項記載の方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6425992A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Toa Gosei Chem Ind Method for removing chlorate in salt water

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120492A (ja) * 1974-03-07 1975-09-20

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JPS50120492A (ja) * 1974-03-07 1975-09-20

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