JPS62100409A - 高純度苛性カリの製造法 - Google Patents

高純度苛性カリの製造法

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JPS62100409A
JPS62100409A JP23958385A JP23958385A JPS62100409A JP S62100409 A JPS62100409 A JP S62100409A JP 23958385 A JP23958385 A JP 23958385A JP 23958385 A JP23958385 A JP 23958385A JP S62100409 A JPS62100409 A JP S62100409A
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明生 佐藤
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水上 恒雄
Akihiro Sakata
昭博 坂田
Kunihiko Suzuki
邦彦 鈴木
Tetsuo Ueda
哲夫 上田
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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】 (イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塩化カリウムのイオン交接膜電解法などによ
って得られる塩化カリウムおよび苛性ソーダを高濃度に
含有する苛性カリから、これらの不純物が除去された高
純度の苛性カリを製造する方法に係り、特にイオン交換
IK!電解法による一^゛性カリの利用分野を飛fMf
的に拡大さ−1るものであって、本発明により製造され
るTli純度苛性カリは電子材料、工業用試薬、医薬関
連のカリ跣導晶その他の各種産業分野における基礎原料
として賞月されるものである。
〔従来の技術〕
現在苛性カリは、塩化カリウムの水銀電解によって製造
されており、この方法による苛性カリ中の塩化カリウム
および苛性ソ ダの濃度(以下の本明細書においては、
濃度48重量%の苛性カリ水溶液に換算した濃度で表す
。)は、塩化カリウムが数ppmであり、一方苛性ソー
ダは使用する原料塩化カリウム中の苛性ソーダの含有量
により異なるが数百〜数十ppmにすぎない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
水銀による環境汚染問題に端を発1−7で、苛性ソーダ
の製法は水銀電解法からイオン交接膜電解法に転換され
つつあるが、苛性カリに関しても省工ネルギ−および環
境汚染防止の観点より、現行の水銀電解法から・イオン
交換膜電解法に転換することが望まれている。しかしな
がら、イオン交換膜電解法で製造される苛性カリは、」
−記のとおり著量の塩化カリウムと苛性ソ ダを含有し
ているため、水銀電解法によるものに比較して品質が数
倍〜数十倍悪く、その結果高純度品が要求される分野に
あっては使用不可能となり、使用分野に著しい制限を受
けることが製法転換における重大な問題の一つとなって
いる。
本発明は、イオン交換膜電解法による純度が低い苛性カ
リから、高純度苛性カリを製造する方法を提供すること
により、」二記問題を解決しようとするものである。
(ロ)発明の構成 〔問題点を解決するだめの手段〕 苛性カリおよび水の二成分系に関する状態図が示すよう
に、苛性カリ水溶液から析出する結晶は苛性カリ濃度と
晶析温度によって異なり、−水塩結晶、三水塩結晶およ
びそれらの混晶となることは公知であるが、苛性カリと
水に加えて、少量ではあるにしても塩化カリウムと苛性
ソ ダが共存する複雑な多成分系において、苛性カリ、
塩化カリウムおよび苛性ソーダの各成分が如何なる挙動
を示すのかについてはまったく知見がなく、これを予測
するに足る知識も知られていない。
本発明者らは低純度苛性カリの高純度化手段として晶析
法に着目し棟々検削した結果、低純度苛性カリの水溶液
にはL記のように塩化カリウムと苛性ソーダが共存して
いるに4)かかわらず、水溶液中の塩化カリウム濃度が
1ooppmまでであり、かつ苛性ソ ダ濃度が400
0ppmまでであり、さらに苛性カリ濃度が49重量%
以上であって苛性カリに関し7て飽和ないし過飽和であ
る水溶液を原料とL7で、これを0℃以−1−の温度に
おいて冷却することにより、苛性カリの結晶を析出晶出
させ分離堰(↓Iするときは、塩化カリウム濃度が10
ppm以1ζでしかも、’I′+−411ソ一ダ濃度が
500ppm以下に除去された高純度苛性カリの製造が
可能になる止の知見を得て、発明を完成するに至った。
本発明方法においては、濃度57重量%(以下単に%と
記す。)以上の苛性カリ水溶液を、32℃以上の温度領
域内で冷却して結晶を析出させることにより−・水塩結
晶として、また濃度49%以上で57%未満の苛性カリ
水溶液を、0℃以上で32℃までの温度領域内で冷却し
結晶を析出させることにより三水塩結晶として、さらに
濃度57重量%以上の苛性カリ水溶液を、0℃以上で3
2℃までの温度領域内で冷却し結晶を析出させることに
より、−水塩結晶と三水塩結晶との混晶として、いずれ
も高純度苛性カリを取得することができる。
本発明者らが得た知見によると、苛性カリの析出量から
見れば、三水塩結晶が晶出する領域の方が−・水塩結晶
を晶出する領域よりも、苛性カリ水溶液の温度変化に対
応する苛性カリの飽和溶解度差がより大きいため有利で
ある。しかしながら、三水塩結晶を析出させると、苛性
カリ水l′8液中の水が結晶水として奪われるため、析
出結晶はシャーベント状あるいは固形状となって、母液
からの苛性カリ結晶の分離取得その他の結晶の取扱操作
が非常に困難となるだけでなく、分離したとしても、不
純物である塩化カリウムと苛性ソーダとが共に濃縮され
た状態にあるノリ液の随伴量が多い。
これに対して一水塩結晶は三水塩結晶と結晶形態が著し
く異なり、付着母液量換汀すれば不純物付着量が極めて
少ない苛性カリ結晶を、遠心分離操作のごとき簡単な手
段で容易に分離取得することができる。また取得された
苛性カリ結晶は、 ・般に純水に溶解し水溶液として実
用に供されるが、同一濃度の水溶液を調製するための希
釈に要する水の量は、−水塩結晶の方が一水塩結晶より
も多いので、結晶に付随する不純物は−・水塩結晶にお
いて三水塩結晶よりも希釈されることとなり、その結果
、結晶の単位重量当りの不純物量が等しい一水塩結晶と
三水塩結晶を比較すると、−水塩結晶の方が高純度の苛
性カリ水溶液を調製するのに適している。
従って、高純度苛性カリの製造を目的とする本発明にお
いては、−・水塩結晶を析出させる方法が最も望ましく
、−水塩結晶と三水塩結晶の混晶を析出さ一1!る方法
がこれに次ぐ。かくして、本発明方法においては、苛性
カリ濃度が好ましくは57%以上さらに好ましくは58
〜61%の苛性カリ水溶液を、好ましくは32℃以]二
さらに好ましくは35〜45℃の温度領域において冷却
することにより、苛性カリを・水塩として晶出させ分離
取得する方法が最も優れCいる。
本発明において原料となる苛性カリ水溶液は、1、00
 p p mまでの塩化カリウムと4000ppmまで
の苛性ソ ダとを含有する、濃度49重量%以上で苛性
カリに関して飽和ないし過飽和の水溶液であり、かかる
水溶液は工業的に供給される塩化カリウムのうちの、苛
性ソーダ含有量が比較的少ないものを、・イオン交換膜
法によって電解することにより容易に得ることができる
。イオン交換膜電解法によると通常31%前後の濃度の
苛性カリ水溶液が得られるので、これを常法により濃度
が49%以上になるまで濃縮すれば良い。
−]二記の苛性カリ水溶液を、晶析器内において攪拌し
なからO℃以」−の温度領域におい゛ζ冷却することに
より、苛性カリの結晶を析出させる。冷却に際しては、
急激に温度を下げるこ吉を避は徐々に冷却することが好
まし、く、冷却による温度差は原料苛性カリ水溶液の濃
度と液温および析出させたい結晶の形態と量に応じて、
既述した条件に基づき適宜設定すれば良い。結晶の析出
量換言すれば晶析器中の結晶スラリー濃度は、高すぎる
と晶析器からの抜き出しが困難であり、−万全りに低い
と能率が劣るので、5〜25%が適当である。
晶析器に関しては種々の形式、j゛)るいは構造のもの
が提案されまた実用に供されており、そのいずれを用い
ても良く、また連続および回分方式のどちらをも採用す
ることができる。
苛性カリの結晶は晶析器にイ(着し易いが、その程度は
一水塩結晶より三水塩結晶の方が大きい。
晶析器内への著しい結晶付着は、三水塩結晶を析出させ
る場合に多く認められる。かかる場合は、結晶掻き取り
機構を備えた晶析器の使用が推奨されるが、分離取得さ
れる結晶が細かくなって付着母液が多くなるため、塩化
カリウムと苛性ソーダの除去効率が悪くなる。この点か
らも、また晶析器中の結晶スラリ−6=度を適当な条件
に保持するのが容易であることからも、苛性カリを一水
塩結晶として析出させる方法が工業的に有利である。
晶析器から取り出された結晶スラリ からの結晶の分離
取得は、一般的な固−液分離手段たとえば遠心分mti
作などによって行なわれる。取iM苛性カリの純度をさ
らに高めたい場合は、遠心分離時に結晶をイオン交換水
あるいは塩化カリウムと苛性ソーダの含有量がより低い
超高純度苛性カリ水溶液で洗浄することができる。洗浄
に際しては収量の低下を防ぐために、超高純度苛性カリ
水溶液の使用が適している。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例によりさらに具体的かつ詳細に説
明する。
実施例1 攪拌機と冷却用のトラフトチェ−ブとを備えた内径が4
50籠で高さが1970mmの晶析槽に、7、lppm
の塩化カリウムと14.60 p p mの苛性ソーダ
を含有し、濃度が62.5%で液温か100℃の苛性カ
リ水溶液135βを仕込み、液温を1時間かけて100
℃から50℃に徐々に冷却し、この温度で結晶を析出さ
せた。6時間を経過後、液温と組成が上記と同じ品性カ
リ水溶液を44β/11rの流速で供給し、晶析温度を
50℃に維持しつつ連続晶析を行なった。
苛性カリ水溶液の連続供給を開始後2時間[]および3
時間目に、それぞれスラリーを抜き出し遠心分離を行な
うことにより、第1表に記載の結果を得た。分離取得さ
れた塩化カリウムの結晶は一水塩であり、晶析操作の全
期間を通じて晶析槽内のスケールの付着は殆どなかった
実施例2 実施例1と同じ晶析槽に、14. 7ppmの塩化カリ
ウムと700ppmの苛性ソーダとを含有し、濃度が6
1.2%で液温が100℃の苛性カリ水溶液135nを
仕込み、液温を3時間かけて100℃から40℃に徐々
に冷却し、この温度で結晶を析出さ・Uた。3.5時間
を経過後、液温と組成が」−記と同じ苛性カリ水溶液を
42ff/Ilrの流速で供給し、晶析温度を40℃に
維持しつつ連続晶析を行なった。
苛性カリ水溶液の連続供給を開始後4.5時間目、5.
5時間目および6.5時間目にそれぞれスラリーを抜き
出し遠心分離を行なうことによって、第1表に記載の結
果を得た。分離取得された塩化カリウムの結晶は一水塩
であり、晶析操作の全期間を通じて晶析槽内のスケール
の付着は殆どなかった。
実施例3 内容量3.61の掻取式晶析機に、29ppmの塩化カ
リウムと1500ppmの苛性ソーダとを含有し、濃度
が55.5%で液温か63℃の苛性カリ水溶液3,61
を仕込み、徐々に冷却して28°Cにおいて晶析を開始
させた。晶析機の掻取羽根を1.95 r pmの速度
で作動させ、液温と組成が」二記と同じ苛性カリ水溶液
を521!/firの流速で供給し、晶析温度を28℃
に維持しつつ連続晶析を行なった。
苛性カリ水溶液の連続供給を開始後1時間[]、2.5
時間目および3.5時間[1にそれぞれスラリーを抜き
出し遠心分離を行なうことによって、第1表に記載の結
果を得た。分離取得された塩化カリウムの結晶は−・水
塩と三水塩の結晶であり、これを実施例1および実施例
2で得た−・水塩結晶と比較すると、苛性カリの濃度は
やや低い。
実施例4 実施例3と同じ掻取式晶析機に、130ppmの塩化カ
リウムと2734ppmの苛性ソ ダとを含有し、濃度
が58.8%で液温か80℃の苛性カリ水溶液3.61
を仕込み、徐々に冷却して33℃において晶析を開始さ
せた。晶析機の掻取羽根を195rpmの速度で作動さ
せ、液温と組成が上記と同じ苛性カリ水溶液を33!l
/llrの流速で供給し、晶析温度を33℃に維持しつ
つ連続晶析を行なった。
苛性カリ水溶液の連続供給を開始後1時間目および1.
5時間目にそれぞれスラリーを抜き出し遠心分離を行な
った。3ppmの塩化カリウムと90ppmの苛性ソー
ダを含有する濃度51.4%の苛性カリ水溶液を、結晶
に対し°ζ4%使用して、得られた結晶の各々を洗浄し
た。
その結果は、第1表に記載のとおりであった。
分離取得された塩化カリウムの結晶は一水塩であったが
、掻取式晶析機を用いたため、発生する種晶が細かくな
り、そのために取得結晶の純度は幾分低いものとなった
(ハ)発明の効果 本発明においては、原料苛性カリ水溶液中の不純物であ
る塩化カリウムおよび苛性ソーダの濃度ならびに晶析温
度を管理するという簡単な手段によって、低純度苛性カ
リから高純度苛性カリを容易に製造することができ、苛
性カリのイオン交換膜電解法による低純度品を、高純度
苛性カリが要求される分野での使用に適した製品とする
ことが可能となる。このように本発明は、塩化カリウム
の電解による苛性カリの製造技術において、水銀法をイ
オン交換膜法に転換するこ、とを容易ならしめるもので
あって、産業上大いに寄与するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、濃度48重量%の苛性カリ水溶液に換算して、10
    0ppmまでの塩化カリウムと4000ppmまでの苛
    性ソーダとを含有する、濃度49重量%以上で苛性カリ
    に関して飽和ないし過飽和の水溶液を、0℃以上の温度
    において冷却することにより、苛性カリを晶出させ分離
    取得することを特徴とする、濃度48重量%の苛性カリ
    水溶液に換算して、塩化カリウム濃度が10ppm以下
    でかつ苛性ソーダ濃度が500ppm以下に除去された
    高純度苛性カリの製造法。
JP23958385A 1985-10-28 1985-10-28 高純度苛性カリの製造法 Granted JPS62100409A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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