JPS637803B2 - - Google Patents
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- JPS637803B2 JPS637803B2 JP4649278A JP4649278A JPS637803B2 JP S637803 B2 JPS637803 B2 JP S637803B2 JP 4649278 A JP4649278 A JP 4649278A JP 4649278 A JP4649278 A JP 4649278A JP S637803 B2 JPS637803 B2 JP S637803B2
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気透析方法、更に詳しくは、鉄を
含む亜鉛鉱酸塩水溶液から亜鉛鉱酸塩を効率よく
濃縮回収するための新規な電気透析方法に関す
る。
含む亜鉛鉱酸塩水溶液から亜鉛鉱酸塩を効率よく
濃縮回収するための新規な電気透析方法に関す
る。
鋼材の電気又は熔融亜鉛メツキ工場や、電解亜
鉛製錬工場などにおいては、亜鉛鉱酸塩の水溶液
が多量に発生する。これは、例えば前者において
は、メツキ不良品或いは熔融亜鉛のドロスやカス
が鉱酸により溶解処理される工程の廃液として発
生し、また、後者では、電解浴として使用される
亜鉛鉱酸塩は、使用につれて蓄績される不純物の
ために廃液として発生する。
鉛製錬工場などにおいては、亜鉛鉱酸塩の水溶液
が多量に発生する。これは、例えば前者において
は、メツキ不良品或いは熔融亜鉛のドロスやカス
が鉱酸により溶解処理される工程の廃液として発
生し、また、後者では、電解浴として使用される
亜鉛鉱酸塩は、使用につれて蓄績される不純物の
ために廃液として発生する。
これら亜鉛鉱酸水溶液は、従来ほとんどの場
合、アルカリで中和後廃棄されているが、公害上
問題であるばかりでなく、資源の有効活用上好ま
しくない。
合、アルカリで中和後廃棄されているが、公害上
問題であるばかりでなく、資源の有効活用上好ま
しくない。
本発明は、かゝる亜鉛鉱酸塩水溶液から、亜鉛
を効率的に回収する方法として、電気透析法に注
目した。しかし、亜鉛鉱酸水溶液を、電気透析槽
の稀釈室にそのまゝ供給して電気透析した場合に
は、透析の進行につれて稀釈室に面する陽イオン
交換膜面に茶色、泥状のスケール（沈澱物）が発
生し、同時に透析槽の電圧が上昇し事実上続行が
不可能になる。
を効率的に回収する方法として、電気透析法に注
目した。しかし、亜鉛鉱酸水溶液を、電気透析槽
の稀釈室にそのまゝ供給して電気透析した場合に
は、透析の進行につれて稀釈室に面する陽イオン
交換膜面に茶色、泥状のスケール（沈澱物）が発
生し、同時に透析槽の電圧が上昇し事実上続行が
不可能になる。
かゝる原因について究明したところ、上記の陽
イオン交換膜面に発生するスケールは、鉄の水酸
化物であることが判明した。これは、透析の進行
につれて、稀釈液は脱酸されPHが上昇し、ために
そこに存在する鉄が水酸化物として析出するもの
と考えられる。事実、稀釈室に酸を添加し、稀釈
室のPHを低く保持して透析した場合には、イオン
交換膜面におけるスケールの生成は全く見られな
かつた。
イオン交換膜面に発生するスケールは、鉄の水酸
化物であることが判明した。これは、透析の進行
につれて、稀釈液は脱酸されPHが上昇し、ために
そこに存在する鉄が水酸化物として析出するもの
と考えられる。事実、稀釈室に酸を添加し、稀釈
室のPHを低く保持して透析した場合には、イオン
交換膜面におけるスケールの生成は全く見られな
かつた。
しかしながら、かゝる場合には透析における亜
鉛回収の電流効率は、酸を添加しないとき40％あ
つたものが25％という如く著るしく低下する。
鉛回収の電流効率は、酸を添加しないとき40％あ
つたものが25％という如く著るしく低下する。
又この場合には処理する亜鉛鉱酸塩の液量が大
きいときには、極めて多量の酸が必要とされ、そ
のことは、亜鉛回収後の稀釈液にも多量の酸が残
存することになり、それを廃液として棄てる場合
にはそれだけ中和に要するアルカリの必要量が増
大する。
きいときには、極めて多量の酸が必要とされ、そ
のことは、亜鉛回収後の稀釈液にも多量の酸が残
存することになり、それを廃液として棄てる場合
にはそれだけ中和に要するアルカリの必要量が増
大する。
本発明は、これらの欠点を招来しない亜鉛鉱酸
塩水溶液の電気透析処理について研究を進めたと
ころ、かゝる透析処理中、亜鉛鉱酸水溶液の原液
が供給される稀釈室に隣接する濃縮室液に酸を添
加しそのPHを2.5以下に保持して通電することに
より、上記目的を達成しうることが見い出され
た。
塩水溶液の電気透析処理について研究を進めたと
ころ、かゝる透析処理中、亜鉛鉱酸水溶液の原液
が供給される稀釈室に隣接する濃縮室液に酸を添
加しそのPHを2.5以下に保持して通電することに
より、上記目的を達成しうることが見い出され
た。
かゝる本発明によれば、透析処理中、イオン交
換膜面にスケールの生成を防止できることはもち
ろん亜鉛回収の際の電流効率も高く保持でき、又
透析中に添加される酸の使用量も少なくでき、更
には亜鉛回収後の稀釈液中の酸の含有量が小さい
ので、その廃棄に必要とする中和処理も極めて容
易にできるという利点がある。
換膜面にスケールの生成を防止できることはもち
ろん亜鉛回収の際の電流効率も高く保持でき、又
透析中に添加される酸の使用量も少なくでき、更
には亜鉛回収後の稀釈液中の酸の含有量が小さい
ので、その廃棄に必要とする中和処理も極めて容
易にできるという利点がある。
本発明で処理される亜鉛鉱酸塩水溶液はその発
生源は問われなく、そのなかに鉄が含有されてい
る液が効果的に処理される。
生源は問われなく、そのなかに鉄が含有されてい
る液が効果的に処理される。
もちろん鉄の他にもPHの上昇につれて沈澱を生
成するような金属が含有されている液にも本発明
は適用できる。その代表的な組成としては例えば
亜鉛メツキ工場の酸溶解槽から発生する亜鉛：
8.5〜10ｇ／、鉄３〜５ｇ／、硫酸２〜４
ｇ／である。
成するような金属が含有されている液にも本発明
は適用できる。その代表的な組成としては例えば
亜鉛メツキ工場の酸溶解槽から発生する亜鉛：
8.5〜10ｇ／、鉄３〜５ｇ／、硫酸２〜４
ｇ／である。
鉱酸塩としてはもちろん硫酸以外に、イオン交
換膜を透過しうる塩酸、リン酸、硝酸などの塩で
もよい。
換膜を透過しうる塩酸、リン酸、硝酸などの塩で
もよい。
亜鉛鉱酸塩水溶液の電気透析に使用される電気
透析槽としては、陽イオン交換膜及び陰イオン交
換膜が、電極間に交互に配列され、内部にイオン
が濃縮される濃縮室と、イオンが稀釈される稀釈
室が交互に形成されたタイプの既知のいずれの電
気透析槽も使用できる。
透析槽としては、陽イオン交換膜及び陰イオン交
換膜が、電極間に交互に配列され、内部にイオン
が濃縮される濃縮室と、イオンが稀釈される稀釈
室が交互に形成されたタイプの既知のいずれの電
気透析槽も使用できる。
即ち代表的な電気透析槽であるフイルタープレ
ス型（締付型）及びユニツトセル型（袋状型）の
いずれも使用できる。又そこで使用されるイオン
交換膜も均一型、不均一型、強電解型、弱電解型
のいずれの膜も使用できる。
ス型（締付型）及びユニツトセル型（袋状型）の
いずれも使用できる。又そこで使用されるイオン
交換膜も均一型、不均一型、強電解型、弱電解型
のいずれの膜も使用できる。
亜鉛鉱酸塩水溶液は電気透析槽の稀釈室に供給
される。該水溶液は透析槽の能力にもよるが、通
常亜鉛を十分に回収するために稀釈室に循環供給
される。一方濃縮室には予め鉱酸塩水溶液を添加
せしめておいてもよいが、電気透析の初期には亜
鉛鉱酸塩水溶液原液中にも、尚十分な酸が存在
し、又一方濃縮室にも原液側から酸が移行してく
るので、必ずしも外部から酸を添加する必要はな
い。しかし透析の進行につれて、原液中の酸の存
在量が減少すると共に濃縮室において濃縮回収さ
れる硫酸亜鉛の濃度の増大による稀釈室への逆拡
散を防止するために、濃縮室液中の硫酸亜鉛濃度
を好ましくは50ｇ／以下、特には40ｇ／以下
にするように濃縮室液の一部が抜き出されるので
濃縮室液の酸濃度は低下する。かゝる場合本発明
により濃縮液に酸が添加され、そのPHを1.0〜
2.5、好ましくは1.0〜1.5に制御される。酸濃度を
過度に大きくすることは、経済的でないばかりか
電流効率にも影響するので、好ましくない。濃縮
液の酸の添加は亜鉛鉱酸塩水溶液の種類、透析方
式の種類などにより透析の当初より実施される
が、いずれにしても透析処理中濃縮液のPHは上記
範囲に保持することが必要である。
される。該水溶液は透析槽の能力にもよるが、通
常亜鉛を十分に回収するために稀釈室に循環供給
される。一方濃縮室には予め鉱酸塩水溶液を添加
せしめておいてもよいが、電気透析の初期には亜
鉛鉱酸塩水溶液原液中にも、尚十分な酸が存在
し、又一方濃縮室にも原液側から酸が移行してく
るので、必ずしも外部から酸を添加する必要はな
い。しかし透析の進行につれて、原液中の酸の存
在量が減少すると共に濃縮室において濃縮回収さ
れる硫酸亜鉛の濃度の増大による稀釈室への逆拡
散を防止するために、濃縮室液中の硫酸亜鉛濃度
を好ましくは50ｇ／以下、特には40ｇ／以下
にするように濃縮室液の一部が抜き出されるので
濃縮室液の酸濃度は低下する。かゝる場合本発明
により濃縮液に酸が添加され、そのPHを1.0〜
2.5、好ましくは1.0〜1.5に制御される。酸濃度を
過度に大きくすることは、経済的でないばかりか
電流効率にも影響するので、好ましくない。濃縮
液の酸の添加は亜鉛鉱酸塩水溶液の種類、透析方
式の種類などにより透析の当初より実施される
が、いずれにしても透析処理中濃縮液のPHは上記
範囲に保持することが必要である。
濃縮液に添加する酸は処理される亜鉛鉱酸塩を
形成する酸と必ずしも同一である必要はないが、
好ましくは両者は一致させることが、運転操作上
及び回収された亜鉛鉱酸塩の再利用上好ましい。
形成する酸と必ずしも同一である必要はないが、
好ましくは両者は一致させることが、運転操作上
及び回収された亜鉛鉱酸塩の再利用上好ましい。
電気透析の実施条件としては、既知の条件が採
用され、例えば稀釈液たる亜鉛鉱酸塩水溶液、濃
縮液は好ましくは１〜10cm／secでそれぞれの画
室に供給され、電流密度は好ましくは３〜5A／
ｄm2、電圧0.3〜0.5Vu・ｃの定電流又は定電圧運
転がなされる。かくして、稀釈液中の亜鉛鉱酸塩
を形成する亜鉛イオンは陽イオン交換膜を通じ
て、硫酸イオンを陰イオン交換膜を通じてそれぞ
れ濃縮室に移行するので、稀釈液中の亜鉛鉱酸塩
の濃度は減少、同時に濃縮液中の亜鉛鉱酸塩の濃
度は増大する。
用され、例えば稀釈液たる亜鉛鉱酸塩水溶液、濃
縮液は好ましくは１〜10cm／secでそれぞれの画
室に供給され、電流密度は好ましくは３〜5A／
ｄm2、電圧0.3〜0.5Vu・ｃの定電流又は定電圧運
転がなされる。かくして、稀釈液中の亜鉛鉱酸塩
を形成する亜鉛イオンは陽イオン交換膜を通じ
て、硫酸イオンを陰イオン交換膜を通じてそれぞ
れ濃縮室に移行するので、稀釈液中の亜鉛鉱酸塩
の濃度は減少、同時に濃縮液中の亜鉛鉱酸塩の濃
度は増大する。
かゝる透析処理において、本発明では濃縮液に
酸を添加存在させて、そのPHを上記所定の範囲に
保持することにより、稀釈室に面するイオン交換
膜面にスケール生成を生ずることなく、しかも亜
鉛鉱酸塩を回収する電流効率も低下することな
く、常に安定して透析が実施できる。
酸を添加存在させて、そのPHを上記所定の範囲に
保持することにより、稀釈室に面するイオン交換
膜面にスケール生成を生ずることなく、しかも亜
鉛鉱酸塩を回収する電流効率も低下することな
く、常に安定して透析が実施できる。
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、本発明は上記の定義及び下記の実施
例によつて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。
例を示すが、本発明は上記の定義及び下記の実施
例によつて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。
実施例 １
亜鉛メツキ工場の酸溶解槽から発生する亜鉛10
ｇ／、鉄3.5ｇ／、硫酸２ｇ／の組成を有
する亜鉛鉱酸塩水溶液を、陽イオン交換膜“セレ
ミオン、CMV”（旭硝子社製強酸性スチレン−ジ
ビニルベンゼン系均一膜）と陰イオン交換膜”セ
レミオンAMV”（旭硝子社製強塩基性スチレン
−ジビニルベンゼン系均一膜）とをそれぞれ20枚
を使用して構成したフイルタープレス型電気透析
装置（膜有効面積0.28m2、膜間隔0.8mm、陽極：
３％H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室に流
速７cm／secで供給循環した。
ｇ／、鉄3.5ｇ／、硫酸２ｇ／の組成を有
する亜鉛鉱酸塩水溶液を、陽イオン交換膜“セレ
ミオン、CMV”（旭硝子社製強酸性スチレン−ジ
ビニルベンゼン系均一膜）と陰イオン交換膜”セ
レミオンAMV”（旭硝子社製強塩基性スチレン
−ジビニルベンゼン系均一膜）とをそれぞれ20枚
を使用して構成したフイルタープレス型電気透析
装置（膜有効面積0.28m2、膜間隔0.8mm、陽極：
３％H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室に流
速７cm／secで供給循環した。
一方上記電気透析槽は電流密度3A／ｄm3にて
透析を実施した。透析処理中濃縮液中の硫酸亜鉛
の濃度は常に40ｇ／以下になるように濃縮液の
一部を系外に抜き出し、また濃縮液のPHを約1.5
に保持するように、間欠的に硫酸を添加した。
透析を実施した。透析処理中濃縮液中の硫酸亜鉛
の濃度は常に40ｇ／以下になるように濃縮液の
一部を系外に抜き出し、また濃縮液のPHを約1.5
に保持するように、間欠的に硫酸を添加した。
透析は順調に進行し電気透析槽中のいずれの箇
所にもスケール等の生成は見られず９時間透析後
稀釈液および濃縮液として、それぞれ次の組成の
ものが得られた。この結果硫酸亜鉛の電流効率は
37％であつた。又脱塩率は90％であつた。
所にもスケール等の生成は見られず９時間透析後
稀釈液および濃縮液として、それぞれ次の組成の
ものが得られた。この結果硫酸亜鉛の電流効率は
37％であつた。又脱塩率は90％であつた。
亜鉛(ｇ/) 鉄(ｇ/) 硫酸(ｇ/)
稀釈液 1.0 0.35 0.3
濃縮液 33.0 10.0 9.0
稀釈液中の硫酸濃度は低いので廃棄に要するア
ルカリ使用量は極めて少なくて済む。
ルカリ使用量は極めて少なくて済む。
比較例
亜鉛メツキ工場の酸溶解槽から発生した亜鉛10
ｇ／、鉄3.0ｇ／、硫酸２ｇ／の組成を有
する亜鉛鉱酸塩水溶液を陽イオン交換膜“セレミ
オンCMV（旭硝子製）”と陰イオン交換膜“セレ
ミオンAMV（旭硝子製）”とをそれぞれ20枚を使
用して構成したフイルタープレス型電気透析装置
（膜有効面積0.05m2、膜間隔0.8mm、陽極：３％
H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室に流速５
cm／secで供給循環した。
ｇ／、鉄3.0ｇ／、硫酸２ｇ／の組成を有
する亜鉛鉱酸塩水溶液を陽イオン交換膜“セレミ
オンCMV（旭硝子製）”と陰イオン交換膜“セレ
ミオンAMV（旭硝子製）”とをそれぞれ20枚を使
用して構成したフイルタープレス型電気透析装置
（膜有効面積0.05m2、膜間隔0.8mm、陽極：３％
H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室に流速５
cm／secで供給循環した。
透析処理中濃縮液中の硫酸亜鉛の濃度は常に40
ｇ／以下になるように濃縮液の一部を系外に抜
き出した。特にPH調整は行わず初電流密度3A／
ｄm2で透析を行つた結果脱塩の進行に併い稀釈液
のPHが上昇し3.5附近から稀釈液中の鉄分が膜面
及びスペーサーネツト等に付着し、液の流路抵抗
の増大電圧の上昇を招き運転の継続は不可能であ
つた。
ｇ／以下になるように濃縮液の一部を系外に抜
き出した。特にPH調整は行わず初電流密度3A／
ｄm2で透析を行つた結果脱塩の進行に併い稀釈液
のPHが上昇し3.5附近から稀釈液中の鉄分が膜面
及びスペーサーネツト等に付着し、液の流路抵抗
の増大電圧の上昇を招き運転の継続は不可能であ
つた。
実施例 ２
亜鉛メツキ工場の酸溶解槽から発生する亜鉛
8.1ｇ／、鉄2.1ｇ／、硫酸2.0ｇ／の組成を
有する亜鉛鉱酸塩水溶液を、陽イオン交換膜”セ
レミオンCMV（旭硝子社製）と陰イオン交換膜”
セレミオンAMV”（旭硝子製）とを、それぞれ
20枚使用して構成したフイルタープレス型電気透
析装置（膜有効面積0.05m2、膜間隔0.8mm、陽
極：３％H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室
に流速５cm／secで供給循環した。供給液は液中
の鉄分が水酸化鉄として析出しないようPH2.0以
下に保持する如く硫酸で調整し、且つ脱塩の進行
中も間欠に添加した。
8.1ｇ／、鉄2.1ｇ／、硫酸2.0ｇ／の組成を
有する亜鉛鉱酸塩水溶液を、陽イオン交換膜”セ
レミオンCMV（旭硝子社製）と陰イオン交換膜”
セレミオンAMV”（旭硝子製）とを、それぞれ
20枚使用して構成したフイルタープレス型電気透
析装置（膜有効面積0.05m2、膜間隔0.8mm、陽
極：３％H2SO4、陰極：３％H2SO4）の稀釈室
に流速５cm／secで供給循環した。供給液は液中
の鉄分が水酸化鉄として析出しないようPH2.0以
下に保持する如く硫酸で調整し、且つ脱塩の進行
中も間欠に添加した。
上記電気透析槽は初電流密度3A／ｄm2にて透
析を実施した。又透析処理中濃縮液中の硫酸亜鉛
の濃度は常に40ｇ／以下になるように濃縮液の
一部を系外に抜出した。
析を実施した。又透析処理中濃縮液中の硫酸亜鉛
の濃度は常に40ｇ／以下になるように濃縮液の
一部を系外に抜出した。
透析は順調に進みスケール等の生成は一切見ら
れず脱塩率90％の段階で稀釈液および濃縮液とし
て、それぞれ次の組成のものが得られた。この結
果硫酸亜鉛の電流効率は24.4％と低い値であつ
た。
れず脱塩率90％の段階で稀釈液および濃縮液とし
て、それぞれ次の組成のものが得られた。この結
果硫酸亜鉛の電流効率は24.4％と低い値であつ
た。
亜鉛回収後の稀釈液は残存酸量が多いためアル
カリで中和廃棄した。
カリで中和廃棄した。
亜鉛(ｇ/) 鉄(ｇ/) 硫酸(ｇ/)
稀釈液 0.56 0.17 0.12
濃縮液 22.7 6.5 4.7
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄を含む亜鉛鉱酸塩水溶液を、電気透析槽の
稀釈室に供給し濃縮室に亜鉛鉱酸塩を濃縮回収す
る電気透析槽において、濃縮液に酸を添加して濃
縮液のPHを2.5以下に保持しつゝ通電することを
特徴とする電気透析方法。 ２ 電気透析中、濃縮液の一部を抜き出し、濃縮
室液の亜鉛鉱酸塩の濃度を40ｇ／以下に保持す
る請求の範囲１の方法。 ３ 濃縮液に添加する酸が、亜鉛鉱酸塩を形成す
る鉱酸である請求の範囲１又は２の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4649278A JPS54138875A (en) | 1978-04-21 | 1978-04-21 | Electrodialysis method for water solution of zinc mineral acid salt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4649278A JPS54138875A (en) | 1978-04-21 | 1978-04-21 | Electrodialysis method for water solution of zinc mineral acid salt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54138875A JPS54138875A (en) | 1979-10-27 |
| JPS637803B2 true JPS637803B2 (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=12748708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4649278A Granted JPS54138875A (en) | 1978-04-21 | 1978-04-21 | Electrodialysis method for water solution of zinc mineral acid salt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54138875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221002A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Nec Corp | マイクロ波集積回路 |
-
1978
- 1978-04-21 JP JP4649278A patent/JPS54138875A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221002A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Nec Corp | マイクロ波集積回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54138875A (en) | 1979-10-27 |
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