JPS6346154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は有機合成用あるいは酸化剤などとして
用いられる過よう素酸塩製造用の電解槽に関する
ものである。 〔従来の技術〕 従来、過よう素酸塩は化学法でなく電解法で造
られる。その電解槽は陽極として二酸化鉛、陰極
に軟鋼を用い、酸性のよう素酸塩溶液を陽極室に
循環させ、水酸化ナトリウム（または硫酸）溶液
を陰極室に入れて隔膜電解により電解酸化を行な
うものである。 隔膜として素焼あるいは磁製隔膜がもつぱら用
いられるが、これらセラミツク隔膜は強酸化性、
強アルカリ性環境のため消耗し、残渣生成、両極
液の混合汚染など電解液の流れを悪化させるとと
もに陽極の劣化促進、電流効率低下など電解操業
上重大な支障を生じる。そのため陽極および隔膜
の交換、電解槽の掃除は２〜４か月毎に行なわれ
る。とくに高価な隔膜は限度一杯に使用しても半
年くらいで寿命となり、新品と交換しなければな
らない。加えて、脆弱で締付圧力が弱い隔膜の取
付作業はかなりの時間を費やさなければならな
い。また、陽イオン交換膜を使用する例もあるが
（特開昭56−23286）、ハイドロカーボン系のもの
は耐久性がなく、フルオロカーボン系のものは非
常に高価なうえ、コンデイシヨニング、取付作業
など煩わしく、収縮を避けるため常時湿潤状態を
要するなど取扱い管理上問題があつた。 また、従来の箱型電解槽の槽体上縁の蓋には数
か所の吸気口と複数の排気管が取付けられてい
る。電解により発生するガスは水素が主で酸素が
若干混じるが、安全のため大量の通気により排気
管を経由して槽外へ排出される。この際、同伴す
るアルカリミストは炭酸アルカリを生成して排気
管を詰らせ排気不良の原因となり、工場内の空気
を汚染し、電解で発生する水素ガスの爆発の危険
性を増大する。通常、電解槽の液面と蓋との距離
は100mm以下でミストの同伴が多く、２〜３日毎
に排気管内の掃除が必要であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、前記したセラミツク隔膜および
排気に係わる種々の障害を低減すべく、電解槽の
構造、材質について検討を加えた結果、簡単な構
造をもち、かつ、前記諸問題をほぼ解決した過よ
う素酸塩製造用の電解槽を完成したものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の過よう素酸塩製造用の電解槽は、箱型
槽体内に、槽体側面に平行して等しい間隙をもつ
て複数の陰極板を設け、前記、間隙内に上部が開
口し、かつ、上部外周にスペーサを取付けた複数
の陽極室箱を間隔を保つて、かつ、槽体の底より
離して設置し、前記、陽極室箱内に１個または複
数の陽極板を挿入し、陽極室箱の陰極板と平行す
る側面の両側に対向して複数の合成樹脂製の隔膜
板を取付け、一方、陽極室箱の他の側面の下部に
陽極液入口配管、反対側側面上部に陽極液出口配
管を槽体を貫通して設け、かつ、槽体上縁に複数
の吸気口、排気管を備えた上蓋を取付け、かつ、
前記、陽極液入口配管および陽極液出口配管を有
する両槽体側面上部に設けた支持架と前記スペー
サとにより支持された多孔板から成る陰極室蓋を
設けた電解槽である。 図面によつて本発明電解槽を説明すると第１，
２，３，４図において、鉄または鉄合金製箱型槽
体内に、槽体１の側面に平行して複数の鉄製陰極
板２を等しい間隙をもつて並べ、その両端を他方
向の側面に取付ける。この際、陰極板２の下端は
液の流動を考慮して槽体１の底よりはなし、か
つ、陰極液面下に在るようにし、また、槽体１外
部の側面に陰極ターミナル３を取付ける。槽体１
内の陰極板２で仕切られた各間隙の中央には、硬
質塩化ビニール製の上部開口した複数の陽極室箱
４が設置される。各陽極室箱４は、その上部外周
に設けられたスペーサ６により間隔を保たれ、陰
極液の浮力を受け、かつ、槽体１を貫通して設け
られた陽極液入口配管１０及び陽極液出口配管１
１により槽体１の底部より離して固定され、更に
必要があれば槽体１の底部に溶接等により設けら
れた支持台（図示せず）上に槽体１の底より離し
て設置される。この陽極室箱４の陰極板と平行す
る側面に対向して複数の硬質塩化ビニール製の隔
膜板５が溶接などにより窓状に取付けられる。隔
膜板５の材質としては、ほかにポリエチレン、ポ
リプロピレン、テフロンなどを用いる。また、陽
極室箱４の上部外周には、つば状のスペーサ６が
取付けられるが、このスペーサ６は各陽極室箱を
一定の間隔に保持し、かつ、交互に取付高さを変
えて陰極液アルカリミストを同伴する水素ガスの
逸散を阻止する蓋の役割をする（第４図）。この
陽極室箱内はそれぞれ１個または１個以上の陽極
板７が挿入される。陽極板７は通常、鉛板基体を
陽極酸化し表面を二酸化鉛としたものが用いられ
るが、そのほか、チタン板などの基体上に二酸化
鉛を陽極電着したものも用いられる。各陽極板７
は電解液に耐食性のあるチタン製リード板８を介
して外部のブスバー９に接続支持される。また、
各陽極室箱４の他の側面下部には陽極液入口配管
１０が、これと対向する側面上部には陽極液出口
配管１１が槽体を貫通して取付けられ陽極液面を
一定にするとともに、陽極液は対角線状に上昇し
ながら流れ外部の陽極液タンク（図示せず）間を
循環する。陰極液は槽体１下端の陰極液入口１２
より入り、ほぼ対角線位置の槽体上部に在る陰極
液出口１３より陰極液タンク（図示せず）へ排出
し循環する。なお、陽極液と陰極液の液面はほぼ
同じである。 槽体１上縁には複数の上蓋１４がはめ込まれ
る。この上蓋１４は槽体に対し単板ではなく、い
くつかの形にして組立てやすくすることができ
る。例えば第３図に示すようにリード板８で区画
されたもの、排気管１５を取付けたもの、および
複数の吸気口１６を備えたものに分割することが
できる。 また、陽極液入口配管１０および陽極液出口配
管１１を有する槽体１の両側面上部に設けた支持
架１８とスペーサ６とにより支持されるように多
孔板から成る陰極室蓋１７が設置される。陰極液
面と陰極室蓋１７の距離は100mm前後あればよい。 各陰極板から電解により発生した水素は、陽極
室箱で仕切られた各間隙および槽体内両側の陰極
液面より発散するが、スペーサでさえぎられ迂回
して陰極室蓋の多数の孔から上方へ排出する。こ
の際、同伴のアルカリミストの大部分が除去還流
される。多孔板としてはデミスタ的な機能をもつ
各種金網、エキスパンドメタル、打抜板などを利
用する。陰極室蓋より排出したほぼ純粋な水素ガ
スは、上蓋に設けた吸気口からの大量の空気によ
り爆発限界外にうすめられ、排気管より大気中へ
放散される。 実施例 １ 縦1500mm、横400mm、高さ900mm、厚み６mmの軟
鋼製槽体内に陰極板３枚を設け、この陰極板で仕
切られた間隙の中央に、塩ビ製隔膜を片側に３枚
ずつ合計６枚窓状に塩ビ溶接した陽極室箱を４槽
取付け、陽極液入口配管と出口配管の槽体貫通部
はゴム栓で液封した。 陽極板は、10％硫酸中3A／ｄm²で３時間陽極
酸化処理を施こした有効面積25dm²の鉛板を用
い、各陽極室箱に３枚ずつチタン製リード板でブ
スバーに固定して吊り下げた。陰極両極間距離は
約50mmであつた。 陰極室蓋は直径３mm（丸型）、ピツチ20mmの打
抜板、上蓋の吸気口は直径20mmの孔を３ケあけ、
排気管は内径40mmの太さのいずれも硬質塩ビで製
作した。 上記電解槽を用いて過ヨウ素酸ソーダの長期製
造試験を回分式で行なつた。陽極液にヨウ素酸と
して0.55モル／のヨウ素酸ソーダ溶液３m³を、
陰極液に２モル／の苛性ソーダ溶液２m³をそれ
ぞれの循環槽に仕込み、陽極液と陰極液をそれぞ
れの附属ポンプにより30〜40／分で循環させ、
陽極液は各陽極室箱に均等に分配されるよう弁調
整を行なつた。槽温度40〜50℃、電流700Aで電
解し、１回の運転時間を140時間として所望の過
ヨウ素酸ソーダ濃度（過ヨウ素酸として0.5モ
ル／）に達した陽極液の大部分を、通電しなが
ら生成液として別槽にポンプ移送し、引続いて新
たにヨウ素酸ソーダ溶液を仕込み運転を継続し
た。 陰極液は約20日毎に一部を抜き出し、水を補給
してアルカリの濃度上昇を抑えた。約10ケ月間の
繰返し運転において、ヨウ素酸の過ヨウ素酸への
変化率約85％で、85〜90％の電流効率が得られ
た。また、運転期間中、陽極液、陰極液中への沈
積物の混入はほとんど認められず、塩ビ隔膜も異
常がなかつた。また、排気管掃除も15〜20日毎で
十分安全であつた。 比較例 １ 実施例１と同様な条件で、従来の磁製隔膜を用
いた箱型電解槽との比較を第１表に示した。

【表】 察した。
〔効果〕 本発明の過ヨウ素酸塩製造用の電解槽は、耐食
性の合成樹脂製隔膜の使用により、隔膜の消耗に
係わる残渣の生成、陽極の劣化、電流効率低下な
どの障害がなくなり、陽極の再生あるいは交換の
期間、および隔膜の掃除あるいは交換の期間とも
１年あるいはそれ以上であることが確認された。 また、隔膜の取付けも、従来のセラミツク隔膜
の場合のような取付枠、パツキングなどの部品が
不要となり、陽極室箱側面に直接溶接あるいは溶
着できるので極間距離も従来の半分になり、槽電
圧が低減された。 さらに、上蓋の下に陰極室蓋およびスペーサを
設けて発生する水素ガスと同伴アルカリミストを
適切に処理した結果、排気が円滑になると同時に
安全が確保され、掃除も２〜３週間置きになつ
た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施の態様を示すもので、第１
図および第２図は、それぞれ第３図Ａ−A′，Ｂ
−B′線に沿つた切欠き縦断面図を含む正面図で
あり、第３図は第２図Ｃ−C′線に沿つた一部切欠
き横断面図を含む平面図であり、第４図は第３図
のＤ−D′線に沿つた縦断面図である。 １……槽体、２……陰極板、３……陰極ターミ
ナル、４……陽極室箱、５……隔膜板、６……ス
ペーサ、７……陽極板、８……リード板、９……
ブスバー、１０……陽極液入口配管、１１……陽
極液出口配管、１２……陰極液入口、１３……陰
極液出口、１４……上蓋、１５……排気管、１６
……吸気口、１７……陰極室蓋、１８……支持
架。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 箱型槽体内に、槽体側面に平行して等しい間
   隙をもつて複数の陰極板を設け、前記、間隙内に
   上部が開口し、かつ、上部外周にスペーサを取付
   けた複数の陽極室箱を間隔を保つて、かつ、槽体
   の底より離して設置し、前記、陽極室箱内に１個
   または複数の陽極板を挿入し、陽極室箱の陰極板
   と平行する側面の両側に対向して複数の合成樹脂
   製の隔膜板を取付け、一方、陽極室箱の他の側面
   の下部に陽極液入口配管、反対側側面上部に陽極
   液出口配管を槽体を貫通して設け、かつ、槽体上
   縁に複数の吸気口、排気管を備えた上蓋を取付
   け、かつ、前記、陽極液入口配管および陽極液出
   口配管を有する両槽体側面上部に設けた支持架と
   前記スペーサとにより支持された多孔板から成る
   陰極室蓋を設けたことを特徴とする過よう素酸塩
   製造用の電解槽。