WO2007144973A1 - Method for purification of alkali metal carbonate solutions, purification apparatus and alkali metal carbonate solutions - Google Patents

Method for purification of alkali metal carbonate solutions, purification apparatus and alkali metal carbonate solutions Download PDF

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Shiroshi Matsuki
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Tsurumi Soda Co., Ltd.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D7/00Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D7/22Purification
    • C01D7/26Purification by precipitation or adsorption

Definitions

  • the concentration of force / resium is determined by the sodium carbonate powder used as a raw material and the concentration of this aqueous solution, and in this embodiment is 63 fc p ⁇ . ⁇ .
  • sodium carbonate aqueous solution t used for the production of copper carbonate, and the reaction between sodium carbonate and cupric chloride during the production of copper carbonate are promoted in a stable manner.
  • copper carbonate with a diameter distribution it is shipped as a k solution with a concentration of, for example, about 10% by weight.
  • the aqueous sodium carbonate solution is refined to a state where the dissolved calcium concentration is, for example, less than 0.1 wt. P, and is sent to the product tank.
  • calcium can be precipitated from this aqueous solution as a solid by simply holding the sodium carbonate aqueous solution at a high concentration made of JS. Since impurities can be released as solids without any special reaction operation with other substances, it is possible to purify an aqueous sodium carbonate solution with a simple apparatus configuration. As a result, the apparatus configuration of the sodium carbonate refining apparatus is simplified, the operation details are simplified, and the operation cost of the equipment can be reduced. .
  • Sodium carbonate powder (industrial soda ash: calcium compound content 21 1 ppm by weight ppm) is dissolved in ion-exchanged water to prepare a sodium carbonate k solution with a concentration of 30% by weight.
  • These sodium oxalate aqueous solutions were kept at room temperature for 1 hour with stirring, and the calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration of the total amount was measured.
  • the sodium carbonate aqueous solution after suction filtration was kept at room temperature without stirring, and the calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration of the whole amount again after a total of one day was measured.
  • Example 1 1 1 to Example 1 1 3, Comparative Example 1-1 Compared to the results, the higher the concentration of sodium carbonate aqueous solution, the faster the canoresium reduction rate. This is thought to be because the concentration of carbonate ions is higher in the aqueous sodium carbonate solution prepared at a higher concentration, and as a result, the rate at which calcium compounds precipitate is increased, resulting in a faster rate of decrease in calcicum. .
  • Fig. 3 (b) shows the force concentration (converted value) when the experimental results obtained in each cold application and comparative example were diluted with 10% by weight sodium carbonate-water solution.
  • the initial concentration of calcium in each of the examples and comparative examples is 21 weight: consistent with ppm, but the calcium in each aqueous sodium carbonate solution as the retention time elapses.
  • concentration There is a difference in concentration. That is, in the hot water (Example 1-1-1) in which the concentration of the aqueous sodium carbonate solution was 30% by weight, the strength concentration after conversion to 10% by holding the aqueous solution for 1 day was 3 ppm by weight.

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Abstract

The invention aims at providing a method for the purification of alkali metal carbonate solutions by which calcium compounds contained in alkali metal carbonates can be removed at a low cost without losing the alkali metal carbonates; a purification apparatus; and alkali metal carbonate solutions purified thereby. Specifically, a purified alkali metal carbonate solution is obtained by the step (S1) of dissolving an alkali metal carbonate (such as sodium carbonate) containing impurities such as calcium compounds in water heated to a suitable temperature, e.g., 30°C to prepare a solution having an alkali metal carbonate concentration of 15% by weight or above (e.g., 30% by weight), the step (S2) of keeping the aqueous solution to precipitate the impurities, and the step (S3) of separating the impurities from the solution with a filter or the like.

Description

,. 明細書  ,. Specification
了ルカリ金属炭酸塩溶液の精製方法、 精製装置及びアル力リ金属炭酸塩溶液 皮術分野  Rukakari metal carbonate solution purification method, purification device, and Al force metal carbonate solution dermatology field
本発明は、 銅メ.ッキ材ゃ木材保存剤等の原料と.なる塩基性炭酸銅の製造等に用 レヽられる炭酸ナ.トリゥムをはじめとするアルカリ金屑炭酸塩溶液の精製方法、 清 製装置及ぴこの方法により精製されたァ /レカリ金属炭酸塩溶液に関する。 背—景技術 ' , ·  The present invention relates to a method for purifying an alkaline gold scrap carbonate solution such as sodium carbonate, which is used for the production of basic copper carbonate, which is used as a raw material for copper preservatives, wood preservatives, and the like. The present invention relates to a manufacturing apparatus and a metal / recari metal carbonate solution purified by this method. Back-landscape technology ', ·
一般に、 塩基性炭酸銅 (以下、 炭酸^という) は、 銅メツキ材料の捕給源であ る酸化銅や木材保存剤等の原料として工業的に広く禾」用されている。 炭酸銅は、 例えば塩化第二銅等の無機銅塩の水溶液と炭酸ナト リゥム等のアルカリ金舉炭酸 塩の水溶液とを反応させることによつて製造される。  In general, basic copper carbonate (hereinafter referred to as “carbonic acid”) is widely used industrially as a raw material for copper oxide and wood preservatives, which are sources of copper plating materials. Copper carbonate is produced, for example, by reacting an aqueous solution of an inorganic copper salt such as cupric chloride with an aqueous solution of an alkali metal carbonate such as sodium carbonate.
アルカリ金属炭酸塩を使って炭酸銅を製造する際に、 例えばカルシウムゃマグ シ—ゥムの化合物が不純物として ルカリ金属炭酸塩に含有されていると、 その まぼ全量が炭酸銅に混入してしまうことが分かつている。 これらの不純物が混ス した炭酸銅を銅メツキ材料として使用すると、 メ キ浴中で不純物が濃縮され、 被メツキ材料上に析出してメツキの仕上がりに悪影響を及ぼしてしまう。 また、 木材保存剤の原料として使用すると、 木材保存剤 ο製造プロセス中でこれらの不 純物が不溶解残渣として折出し、 製品の濾過工程等の負荷を大きくしてしま 'う。  When producing copper carbonate using alkali metal carbonate, for example, if calcium calcium compound is contained in the alkali metal carbonate as an impurity, the entire amount is mixed into the copper carbonate. I know that When copper carbonate mixed with these impurities is used as a copper plating material, the impurities are concentrated in the bath and deposited on the plating material, which adversely affects the finish of the plating. In addition, when used as a raw material for wood preservatives, wood preservatives ο these impurities will break out as insoluble residues during the manufacturing process, increasing the load on the product filtration process.
例えば、 工業用の炭酸ナトリゥム粉末中には、 十〜 1 0 0重量 p p m以上の. カルシウムやマグネシウムの化合物が含まれており、 これらの含有量は製造方法 や製造ロット等の違いによっても変動するため、 炭酸銅の原料となるアル力リ金 属炭酸塩から、 これらの不純物を安定的に除去する技術が求められていた。  For example, industrial sodium carbonate powder contains more than 10 to 100 ppm by weight. Calcium and magnesium compounds are contained, and their contents vary depending on the production method and production lot. Therefore, there has been a demand for a technique for stably removing these impurities from Al-rich metal carbonate, which is a raw material for copper carbonate.
このような要請に対して、 特許文献 1には炭酸ナトリゥム水溶液に二酸化^素 を吹き込んで炭酸水素ナトリゥムゃセスキ炭酸ナトリゥムを固体として析出させ 、 この固体表面に水溶液 のカルシウムイオンを吸着させて不純物を分離する技 術が記載されている。 し力 しながら、 この手法で 不純物を分離するために炭酸 銅等の製造に必要な原料の一部が消費されてしまうため経済的に効率が悪い。 特許文献 1 - 2 1 0 3 3号公報 In response to such a request, Patent Document 1 discloses that nitrogen dioxide is blown into a sodium carbonate aqueous solution to precipitate sodium hydrogen carbonate or sesqui sodium carbonate as a solid, and the calcium ions of the aqueous solution are adsorbed on the solid surface to cause impurities. The technology to separate is described. However, this method is not economically efficient because some of the raw materials necessary for the production of copper carbonate and the like are consumed to separate impurities. Patent Literature 1 -2 1 0 3 3
、かる事情に鑑みてなされたものであ.つて、 本発明の目的はアル力リ ロ'スする ことなく、 低コスト且つ簡便にアルカリ金属^酸塩に含有 ゥム化 物を除去すさことが可能なアル力リ金属炭酸:^溶液の精製 矣置及びこの方法により精製されたアルカリ金属炭酸塩容液を提供す b o The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is therefore an object of the present invention to be able to remove sulfur compounds contained in an alkali metal salt easily and at a low cost without the need for repulsion. Possible alkaline metal carbonate: ^ Purification of the solution and providing alkali metal carbonate solution purified by this method bo
系るアル力リ金属炭酸塩溶液の精製方法は、 力ルシゥムィ匕合物からな ' きむアル力リ金属炭酸塩に関して、 アルカリ金属炭酸塩 濃度が 1 5 Oアルカリ金属炭酸塩溶液を調襄する調製工程と、 .  The method for purifying the Al-rich metal carbonate solution is to prepare an Alkali-Metal carbonate solution with an alkali metal carbonate concentration of 15O Process and.
&属炭酸塩が析出しないよ.うに当該アル力リ金属炭酸塩溶液を一定時 、 アル力リ金属炭酸塩溶液中に 解していた不純物を析出させる析出 不純物とアル力リ金属炭酸塩溶液とを固液分離する'固液分離工程と、 を特徴とする。  When the Al strength metal carbonate solution is kept constant for a certain period of time, the precipitation impurities that precipitate the dissolved impurities in the Al force metal carbonate solution and the Al force metal carbonate solution And a solid-liquid separation step of solid-liquid separation.
方法には、 析出した不純物を分離しだアル力リ金属炭酸;^溶液を水で 予め決められた濃度のアル力リ 金属炭酸塩溶液を製造する希釈工程を 'よい。 あるいは、 析出工程において不純物を析出させて力、らアルカリ :溶液を水で希釈し (希釈工程) 、 その後、 析出した不純物とアルカリ'. こ溶液とを固液分離する (固液分離工程) ように構成してちょい。  The method may be a dilute step in which the precipitated impurities are separated and the solution is made of water with a predetermined concentration of alkaline carbonate solution. Alternatively, in the precipitation process, impurities are deposited and force, alkali: dilute the solution with water (dilution process), and then separate the precipitated impurities and alkali '. This solution is solid-liquid separated (solid-liquid separation process) Configure it.
【工程におけるアル力リ金属炭酸塩溶液の濃度は、 アル力 リ金属炭酸塩 度に対して 6 0 ° /。以上、 飽和溶解度未満の量のアルカリ 属炭酸塩が 、る濃度であることが好適である。 また本精製方法は、 前 1己アル力リ金 炭酸ナ トリゥムまたは炭酸力リゥムである場合に適し!:いる。 [The concentration of Al-rich metal carbonate solution in the process is 60 ° / against the strength of Al-rich metal carbonate. As described above, it is preferable that the alkali carbonate in an amount less than the saturation solubility has a high concentration. This refining method is also suitable for the case of using a single-capacity sodium carbonate or carbonated lithium! : Yes.
:係るァノレカリ金属炭酸塩溶液の精製方法によれば、 ァノレカリ金属炭酸 二溶解している不純物である力/レシゥムの化合物を析出させてこれを分 ことができる。 このため、 水溶液中のアルカリ金属炭酸塩を固体とし i:、 この析出した固体にカルシウムイオン等の不純物を ^着させる従来 の手法と異なり、 製品となるべきアルカリ金属炭酸塩の損失 無いので、 経済的 に効率よくアルカリ金属炭酸塩溶液の精製をすることができら。 また、 本精製方 法においては、 アル力リ金属炭酸塩溶液の温度管理をしながら一定時間保持する だけで不純物を析出させることができるので、 例えばこの.水'容液を他の物質と反 応させたりする等の特別な工程が必要ない。 このため、 当該お法を実施するため 装置構成やその操作方法がシンプルになり、 低コスト且つ簡便にアルカリ金属炭 酸塩溶液の精製をするこ.とが可能となる。 図面の簡単な説明 According to the method for purifying an anolelic metal carbonate solution, the force / resium compound, which is an impurity dissolved in the anolelic metal carbonate, can be precipitated and separated. For this reason, the alkali metal carbonate in the aqueous solution is made into a solid i: Conventionally, impurities such as calcium ions are deposited on the deposited solid. Unlike the above method, there is no loss of alkali metal carbonate to be a product, so it is possible to purify the alkali metal carbonate solution economically and efficiently. Also, in this purification method, impurities can be precipitated simply by keeping the temperature of the alkaline metal carbonate solution for a certain period of time while controlling the temperature of the alkali metal carbonate solution. There is no need for special processes such as adapting. For this reason, the apparatus configuration and the operation method thereof are simplified to carry out the method, and it becomes possible to purify the alkali metal carbonate solution easily and at low cost. Brief Description of Drawings
囱 1は、 実施の形態に係る炭酸ナトリ ゥム水溶液の精製方法を説明するフローチ ヤートである。. 囱 1 is a flow chart illustrating the method for purifying an aqueous sodium carbonate solution according to the embodiment. .
図 2は、 '実施の形態に係る炭酸ナトリウム水溶液の精製装憬の一例を示す構成図 である。. ' . ' ' . FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a purification apparatus for an aqueous sodium carbonate solution according to an embodiment. '.
図 3は、 本発明の効果を確認するこめに行った実験の結果を す特性図である。 図 4は、 本発明の効果を確認するために行つた実験の結果を示'す特性図である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the results of an experiment conducted to confirm the effect of the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明に係るアル力リ'金属炭酸塩溶液の精製方法の実施 形態の一例として、 不純物としてカルシウムが含有される炭酸ナトリゥムの精艇方法 ついて図 1'を 参照しながち説明する。 図 1は、 炭酸ナトリウムを精製す 5処理に関するフロー チャートである。 本実施の形態では、 例えば工業用に一般に販売されている炭酸 ナトリウム粉末 (ソーダ灰) .を原料として、 これに精製処理を施し、 例えば銅メ ツキ材料となる炭酸銅の製 に用いられる所定濃度の炭酸ナトリゥム水溶液を精 製する場合について説明する。 ェ集用の炭酸ナトリウム粉末には、 製造の過程等 において炭酸カルシウム等の不純物が例えば数 H "〜 1 0 0重量 p p m程度含まれ ている。 「精製」 とは、 このような炭酸ナトリウムから不純物を除去して、 不純 物を含まない、 または不純物の含有量が少ない高純度の炭酸ナトリウムを得るた めの処理をいう。 - まず、 図 1に示すように、 不純物であるカルシウムを例えば 2 1 0重量 p p m む工業用の炭酸ナトリウム粉末を、 例えば 3 0 °Cに加温された水に溶解させて 例えば炭酸ナト リゥム濃度が 3 0重量。/。の^酸ナトリゥム水溶液を調製する ( .テツプ S 1 (調製工程) ) 。 このとき、 力/レシゥムの濃度は原料と た炭酸ナ 'リウム粉末と、 .この水溶液の濃度とによつて決まり、 本実施の形態では 6 3重 fc p ρ .πιとなっている。 通常、 炭酸銅の製造に用いられる炭酸ナトリ ゥム水溶液 t、 炭酸銅を生成する際の炭酸ナト'リ'ゥムと塩化第二銅等との反応を安定的に進 Tさせて均一な粒径分布の炭酸銅を得るために、 濃度が例えば 1 0.篁量%程度の k溶液として出荷される。 これに対して本スヲップでは、 製品 i;して出荷される 毚度の 3倍程度となるように、 高濃度の水溶液に調製されている。 お、 1 0 0 g、 3 0 °Cの水【こ対する飽和溶解度は、 炭酸寸トリウムで約 3 1 . 2重量%、 力 'レシゥム (例え f 炭酸カルシウム) で約 0 . 7重量。/。であるので、 調製した炭酸 トリゥム水溶液に含まれるいずれの物'質も 和状態とはなっていない。 As an example of the embodiment of the method for purifying the Al 'metal carbonate solution according to the present invention, a method for purifying sodium carbonate containing calcium as an impurity will be described with reference to FIG. 1'. Figure 1 is a flow chart for 5 treatments that purify sodium carbonate. In this embodiment, for example, sodium carbonate powder (soda ash) generally sold for industrial use is used as a raw material, and this is subjected to a purification treatment, for example, a predetermined concentration used for producing copper carbonate to be a copper plating material. The case of refining the sodium carbonate aqueous solution will be explained. The sodium carbonate powder used for collection contains impurities such as calcium carbonate in the production process, for example, about several H "to 100 ppm by weight. This is a treatment for removing high-purity sodium carbonate containing no impurities or low impurities. -First, as shown in Figure 1, the impurity calcium, for example, 2 10 ppm by weight For example, sodium carbonate powder for industrial use is dissolved in water heated to 30 ° C., for example, so that the sodium carbonate concentration is 30 wt. /. Prepare an aqueous solution of sodium acid (. Step S 1 (Preparation process)). At this time, the concentration of force / resium is determined by the sodium carbonate powder used as a raw material and the concentration of this aqueous solution, and in this embodiment is 63 fc p ρ .πι. Usually, sodium carbonate aqueous solution t used for the production of copper carbonate, and the reaction between sodium carbonate and cupric chloride during the production of copper carbonate are promoted in a stable manner. In order to obtain copper carbonate with a diameter distribution, it is shipped as a k solution with a concentration of, for example, about 10% by weight. On the other hand, this product is prepared in a high-concentration aqueous solution so that it is about 3 times the product i; 10 g of water at 30 ° C [saturated solubility is about 31.2% by weight for thorium carbonate, and about 0.7% for force (for example, calcium carbonate). /. Therefore, none of the substances contained in the prepared aqueous solution of trimethyl carbonate is in a harmonized state.
次いで、 調製□:程で得られた炭酸ナトリゥム水溶液を例えば調製時と同じ温度 に加温したまま例えば 1日保持す ¾と、 この水溶液からカルシウム 匕合物の固体 が析出する (ステップ S 2 (析出工程).) 。 この工程では、 調製した炭酸ナトリ ゥム水溶液中のカルシウムは飽和状態となっていなレ、にも係らず固体として析出 させることができる。 これは、 炭酸ナトリクム由来の炭酸イオンやその他の不純 物の濃度を高濃度とすることにより、 炭酸 ルシウムを初めとする ルシウム化 合物が生成される^向に水溶液の平衡状態を保つことができている こめであると 考えられる。 - これに対して従来は、 製品として出荷される 1 0重量。 /0程度の炭酸ナトリゥム 水溶液を調製してこれを保持しても、 カルシウム化合物を析出させる反応の反応 速度が遅いために十分な量を処理することができず工業的なプロせスへの適用が 困難であった。 このような問題に対する鋭意研究の結果、 発明者 原料の炭酸ナ トリゥム粉末を水に高濃度で溶解させるこ とによりカルシウム化伶物を比較的短 時間で析出させることができることを見出 した。 一般に、 溶液中 ίこ溶角 している 物質の反応速度は反応する物質の濃度に比^して速くなる。 そこで、 炭酸ナトリ ゥム水溶液が高濃度となるように調製する ことにより、 例えば水溶液に溶解して いる炭酸イオンやカルシウムの濃虔も高く なり、 この結果炭酸力 シゥム等の力 ルシゥム化合物を析出.させる反応の反応速度を上昇させることが可能になると考 えられる。 , Next, preparation □: The sodium carbonate aqueous solution obtained in the above step is kept, for example, for one day while being heated to the same temperature as at the time of preparation. ¾, and a calcium compound solid is precipitated from this aqueous solution (step S 2 ( Precipitation step).). In this step, calcium in the prepared sodium carbonate aqueous solution can be precipitated as a solid regardless of whether it is not saturated. This is because, by increasing the concentration of carbonate ions and other impurities derived from sodium carbonate, the equilibrium state of the aqueous solution can be maintained in the direction of the formation of lucium compounds such as lucium carbonate. It is thought that it is -On the other hand, 10 weight is conventionally shipped as a product. Even if an aqueous sodium carbonate solution of about 0 is prepared and retained, the reaction rate of the reaction for precipitating the calcium compound is slow, so a sufficient amount cannot be treated, and it can be applied to industrial processes. It was difficult. As a result of diligent research on such problems, it has been found that calcium carbonate can be precipitated in a relatively short time by dissolving sodium carbonate powder as a raw material of the inventor at a high concentration in water. In general, the reaction rate of a substance dissolved in a solution is faster than the concentration of the reacting substance. Therefore, by adjusting the aqueous sodium carbonate solution to a high concentration, for example, the concentration of carbonate ions and calcium dissolved in the aqueous solution also increases. It is considered possible to increase the reaction rate of the reaction for precipitating the ruthenium compound. ,
また、 炭酸ナトリウム水溶液中に溶解しているカルシウムが析出するか否かの 平衡関係は、 その水溶液中の炭酸イオンやカルシウム等の濃度によって決定され るので、 これらの濃度力 S高い程、 カルシウム化合物を析出させる'量 增やすこと ができると考えられる。 言い替える'と、'炭酸ナトリゥム水溶液を高農度に調製す る程、 より多くのカルシウムがカルシウムィ匕合物として析出するため、 カルシゥ ムが除去される割合も高くなるものと考えられる。 · , .  In addition, since the equilibrium relationship of whether or not calcium dissolved in an aqueous sodium carbonate solution is precipitated is determined by the concentrations of carbonate ions, calcium, etc. in the aqueous solution, the higher the concentration power S, the higher the calcium compound. It is thought that the amount of precipitation can be increased. In other words, it can be said that the higher the aqueous sodium carbonate solution is prepared, the more calcium is precipitated as calcium compounds, and the higher the calcium removal rate is. .
ここで、 工業用の炭 ナトリウム粉末に含まれるカルシウムの量は、 その製造 元やその製造口ット毎等に変化するため、'炭酸ナトリゥムを精製する各工程では 制御することができな 1、。 このため、 カルシウムが高濃度で存在する炭酸.ナトリ ゥム水溶液を調製するためには、 できる 多量の炭酸ナトリゥム粉末を水に溶 解させて、 一緒に溶解される力ルシゥムの濃度も高濃度とする調製^必要となる 。 し^しながら、 '既逾したように 3 0 °Cの冰に対する炭酸ナトリウム粉末の溶解 度は約 3 1 . 2重量%であるため、 飽和溶角军度以上の炭酸ナト'リウム粉末を溶解 させると製品である炭酸ナトリゥムが不純物と一緒に析出してしまい経済的な口 スにつながってしまう。 ' . - そこで、 本実施 开$態'では炭酸ナトリウム力 S析出せず、 かつ、 できるだけカル シゥム濃度を高くできるように、 炭酸ナト リウムの溶解量が飽和寧解度に達し'な い程度でできる限り高濃度の炭酸ナトリゥム水溶液となるように f局製している。 このような理由により、 調製工程においては炭酸ナトリゥムの飽^溶液の濃度約 3 1 . 2重量0 /0未満であって、 飽和溶解度の 6 0 %以上の溶解度 (約 1 8 . 7重 量%以上) となるように、 炭酸ナトリウム水溶液の濃度を例えば 3 0重量%とす る調製をおこなってレ、る。 このように調製された炭酸ナトリゥム水溶液を例えば 1日保持すると、 カノレシゥム濃度を数十重量 p p mから 1 0重量: p p m前後にま で低下させることができる。 Here, the amount of calcium contained in the industrial sodium carbonate powder varies depending on the manufacturer and the production outlet, so it cannot be controlled in each process of purifying sodium carbonate1, . For this reason, in order to prepare an aqueous sodium carbonate solution with a high concentration of calcium, a large amount of sodium carbonate powder that can be dissolved in water and the concentration of the strength sodium dissolved together is also high. Preparation to be needed. However, as already mentioned, the solubility of sodium carbonate powder in soot at 30 ° C is about 31.2% by weight. If this is done, the product sodium carbonate will precipitate together with the impurities, leading to an economical mouth. -Therefore, in this embodiment, the amount of sodium carbonate dissolved does not reach the saturation level so that sodium carbonate strength S does not precipitate and the calcium concentration can be increased as much as possible. It is manufactured by the f office so that the concentration of sodium carbonate solution is as high as possible. For this reason, a saturated ^ concentration of the solution to about 3 1. Less than 2 wt 0/0 of carbonate Natoriumu in preparation step, 6 0% or more solubility in saturated solubility (about 1 8.7 by weight% As described above, the concentration of the sodium carbonate aqueous solution is adjusted to 30% by weight, for example. If the sodium carbonate aqueous solution prepared in this way is kept for one day, for example, the canorescium concentration can be reduced from several tens of ppm to about 10 ppm by weight.
析出工程にてカルシウムを固体として析出させた炭酸ナトリゥ 水溶液は、 例 えばフィルタ一等によりカルシウム化合物が除去される (ステップ S 3 (固液分 離工程) ) 。 この固液分離工程において、 炭酸ナトリウム水溶液-中に混在してい ' たカルシゥム化合物が分離されることとなる。 ' In the aqueous sodium carbonate solution in which calcium is precipitated as a solid in the precipitation step, the calcium compound is removed by, for example, a filter (step S 3 (solid-liquid separation step)). In this solid-liquid separation process, it is mixed in the sodium carbonate aqueous solution. 'Calcium compounds will be separated. '
析出した不純物が分離された炭酸ナトリ .ゥム水溶液は、 使用される例えば 1 0 The aqueous sodium carbonate solution from which the precipitated impurities have been separated is used, for example, 10
' 重量%の濃度にまで、 カルシウム分を含んでいないイオン交換 k等で希釈される'' Diluted to a concentration of% by weight with ion exchange not containing calcium
(ステップ S 4 (希釈工程).) 。 希釈さ た炭酸ナトリウム水溶液中のカルシゥ ムの濃度は 2〜·3重量 p p m程度にまで低下する。 (Step S4 (dilution process).). The concentration of calcium in the diluted aqueous sodium carbonate solution decreases to about 2 to 3 weight pm.
次いで希釈された炭酸ナトリゥム '水'溶液は、 ィオン交換樹脂を充填した吸着塔 等に導入されてィ才ン交換樹脂と接触し、 析出工程では析出せずに水溶液中に溶 解したままのカルシウムイオンが吸着除去される (ステップ S 5, (吸着工程) ) 。 吸着工程で使用するイオン交換樹脂は、 例えばアンバーライ ト (登録商標) I ' R C 7 4 8等のよ うにナトリウムイオンこ比べてカルシウムイオンやマグネシゥ ' ムイオンを選択的に吸着するタイプのものを使用するとよい。 イオン交換樹脂と 接触させることにより、 炭酸ナトリゥム水溶液中に溶解しているカルシウムィォ ' ンの濃度を例えま、 0 . 1重量 p p'm以下まで低下させること^できる。  Next, the diluted sodium carbonate 'water' solution is introduced into an adsorption tower packed with ion exchange resin and brought into contact with the ion exchange resin, and is not precipitated in the precipitation step but remains dissolved in the aqueous solution. Ions are removed by adsorption (step S5, (adsorption process)). The ion exchange resin used in the adsorption process is a type that selectively adsorbs calcium ions and magnesium ions compared to sodium ions, such as Amberlite (registered trademark) I 'RC 7 48. Good. By contacting with an ion exchange resin, for example, the concentration of calcium ion dissolved in an aqueous sodium carbonate solution can be reduced to 0.1 weight p p'm or less.
• 次に、 上述めフロー.に基づいて 酸ナ トリウムを精製する宭製装 Sについて説 • Next, we will explain the smoked S, which purifies sodium acid based on the above flow.
• 明する。 図 2は、 この精製装置の構成例を示している。 当該装置は、 水に粉末の 炭酸ナトリゥムを溶解させて高濃度の炭酸ナ.トリゥム水溶液 調製するための溶 -' 解槽 1. 0と、 炭酸ナトリウム水溶液からカルシウム化合物を固体として析出させ るための滞留槽 2 0と、 '析出したカル ウム化合物を分離して除去するためのフ . ィルター 3 0と、 カルシウム化合物が分離された炭酸ナトリゥムネ溶液を希釈す るための希釈槽 4 0と、 希釈後の炭酸ナトリゥム水溶液に溶解しているカルジゥ ムを吸着除去するための樹脂塔 5 0とカ ら構成されている。 • Explain. Figure 2 shows an example of the configuration of this refiner. This equipment is used to dissolve powdered sodium carbonate in water to prepare a high-concentration sodium carbonate aqueous solution-'disintegration tank 1.0, and to precipitate calcium compounds as solids from sodium carbonate aqueous solution. Retention tank 20, 'Filter 30 for separating and removing precipitated calcium compounds, Dilution tank 40 for diluting sodium carbonate solution from which calcium compounds have been separated, After dilution It consists of a resin tower 50 and a column for adsorbing and removing the potassium dissolved in the sodium carbonate aqueous solution.
詳細には、 溶角军槽 1 0は、 原水供給弁 1 1の介設された原冰供給管 1 1 aを介 して図示しない原水供給タンクと接続されている。 原水供給 1 1は、 所定量の 原料水を溶解槽; I 0に連続的に供給する役割を果たす。 また、 溶解槽 1 0の上方 には、 炭酸ナト リウム粉末を貯蔵したホッパー 9が設置されている。 溶解槽 1 0 は、 図示しない t量器を備えており、 所定量の炭酸ナトリウム粉末を連続的、 ま たは間歇的に溶解槽 1 0へ供給する供給手段としての役割を果たす。  More specifically, the molten metal tank 10 is connected to a raw water supply tank (not shown) via a raw water supply pipe 11 a provided with a raw water supply valve 11. The raw water supply 1 1 serves to continuously supply a predetermined amount of raw water to the dissolution tank; I 0. In addition, a hopper 9 storing sodium carbonate powder is installed above the dissolution tank 10. The dissolving tank 10 is provided with a t-quantifier (not shown) and serves as a supply means for supplying a predetermined amount of sodium carbonate powder to the dissolving tank 10 continuously or intermittently.
更に、 溶解植 1 0には、 溶解槽 1 0内の炭酸ナトリゥムス J 溶液を撹拌するミキ サー 1 2と、 炭酸ナトリゥム水溶液を力 B温する蒸気を供給 ~るための蒸気供給管 1 3 aとが設置されている。 また、 溶解槽 1 0の底部には、 ボトム配管 1 4 aが 取り付けられており、 ボトムポンプ 1 4に.よつて炭酸ナトリウム水溶液を溶解槽Furthermore, the melting plant 10 is supplied with a mixer 12 for stirring the sodium carbonate J solution in the dissolution tank 10 and a steam supply pipe for supplying steam for heating the sodium carbonate aqueous solution B. 1 3 a is installed. In addition, bottom piping 14 a is attached to the bottom of dissolution tank 10 and the bottom pump 14 is used to dissolve the sodium carbonate aqueous solution.
1 0から抜き出すことができるようになつている。 ボトム配管ュ 4 aには、 図示 しない温度計が設笸されており、 この温 計は温度コントローラ 1 5に接続され ている。 温度コントローラ 1 5は、 蒸気保給管 1 3 aに介設された蒸気供給弁 1It has become possible to extract from 1 0. The bottom pipe 4 a is provided with a thermometer (not shown), and this thermometer is connected to the temperature controller 15. The temperature controller 15 is a steam supply valve 1 3
3に接続されて ヽる。 温度コントローラ: L 5は、 ボトム配管 1 4 aを流れる炭酸 ナトリウム水溶液の温度.に応じて蒸気供給弁 1 3を開閉し、 蒸 の供給量を増減 することによって溶解槽 1 0内の溶液の温度が一定となるよう 制御する役割を 有している。 . 」 Connected to 3. Temperature controller: L 5 is the temperature of the solution in the dissolution tank 10 by opening and closing the steam supply valve 13 according to the temperature of the sodium carbonate aqueous solution flowing through the bottom pipe 14 a and increasing or decreasing the amount of steam supplied It has a role to control so that is constant. . "
' ボトム配管 1 4 aは、 戻し配管 1 6と抜き出し配管 1 7とに分岐しており、 展 し配管 1 6はボトム配管 1 4 aを通流する炭酸ナトリゥム水容液の一部を溶解槽 1 0に戻す役割を果たす。 また、 抜き出し配管 1 7は、 滞留樓 2 0と接続されて おり、 溶解槽 1 0へ戻されなかつ'た炭酸サトリゥム氷溶液を滞留槽 2 0へ抜き出 す役割を,果たす。 ' ,  '' Bottom piping 1 4 a is branched into return piping 1 6 and extraction piping 1 7; expanded piping 1 6 is bottom piping 1 4 a part of sodium carbonate aqueous solution flowing through 4 a It plays the role of returning to 0. Further, the extraction pipe 17 is connected to the retention tank 20, and serves to extract the sodium carbonate ice solution that has not been returned to the dissolution tank 10 to the retention tank 20. ',
次に、 滞留槽 2 0の詳細について説明する。 滞留槽 2 0は、 '溶解槽 1 0から受 け入れた炭酸ナ トリゥム水溶液の滯留睁間が例えば 6時間となるような容量を有 するベッセルであって、 'この溶液中に溶^している炭酸ナトリゥムを固体として 析出させる析出槽としての役割を果たす。 滞留槽 2 0は、 ミキサー 2 1とヒータ - 2 2と.を'備えており、 滞留槽 2 0內の炭酸ナトリゥム水溶被を均一に加瘟ずる こと できるよ うになつている。 ヒーター 2 2は囪示しない温度コントローラを 介して、 滞留樓 2 0に設置された図示しない温度計と接続されており、 ヒーター Next, details of the retention tank 20 will be described. The retention tank 20 is a vessel having a capacity such that the retention time of the sodium carbonate aqueous solution received from the dissolution tank 10 is, for example, 6 hours, and is dissolved in this solution. It acts as a precipitation tank that deposits sodium carbonate as a solid. The retention tank 20 is provided with a mixer 21 and a heater 22 and so that the sodium carbonate aqueous solution in the retention tank 20 can be uniformly added. The heater 22 is connected to a thermometer (not shown) installed in the stay 樓 20 via a temperature controller (not shown).
2 2の出力を調整することにより滞留槽 2 0内の炭酸ナトリ ゥム水溶液の温度 一定に保つことができるよ.うになってレ、る。 22 By adjusting the output of 2, the temperature of the aqueous sodium carbonate solution in the residence tank 20 can be kept constant.
滞留槽 2 0の底部には、 ポトム配管 2 3 aが取り付けら ており、 力ルシゥ 化合物を析出させた炭酸ナトリゥム水溶液をボトムポンプ 2 3によって滞留槽 2 0から抜き出すことができるようになつている。 ボトムポ プ 2 3の吐出側のォ トム酉己管 2 3 aには、 例えばフィルタ一カートリッジ等に 1¾められたフィルタ—— Potom pipe 2 3 a is attached to the bottom of the retention tank 20, so that the sodium carbonate aqueous solution on which the force-lucium compound is precipitated can be extracted from the retention tank 20 by the bottom pump 23. . For example, the filter on the discharge side of the bottom pop 2 3 has a filter, such as a filter cartridge.
3 0が介設されている。 フィルター 3 0は、 滞留槽 2 0から抜き出された炭酸ナ トリゥム水溶液からカルシウム化合物を濾過して分離する固液分離手段としての 役割を果たす。 固液分離手段は、 例示したフィルタ一 3 0を利用する場合に限定 されず、 例えぱ沈殿槽ゃ液体サイクロン等を利用してもよ 、。 ボトム配管 2 3 a は、 フィルター 3 0の出口側で戻し配管 2 4と抜き出し配嗜 2 5とに分岐してお り、 戻し配管 2 4はフィルタ一 3 0で慮過された炭酸ナト リウム水溶液の一部 滞留槽 2 0に戻す役割を果たし、 抜き出し配管 2 5は残り の水溶液を希釈槽 4 0 へ抜き.出す役割を果たす。 ' ' 3 0 is inserted. The filter 30 serves as a solid-liquid separation means for filtering and separating the calcium compound from the aqueous sodium carbonate solution extracted from the residence tank 20. Play a role. The solid-liquid separation means is not limited to the case where the exemplified filter 30 is used. For example, the precipitation tank may use a liquid cyclone or the like. The bottom pipe 2 3 a is branched at the outlet side of the filter 30 into a return pipe 2 4 and an extraction arrangement 2 5, and the return pipe 2 4 is an aqueous solution of sodium carbonate that has been overlooked by the filter 30. Part of the stagnation tank 20 serves to return to the reservoir tank 20, and the extraction pipe 25 serves to extract the remaining aqueous solution to the dilution tank 40. ''
次いで希釈ネ曹 4 0の詳細について説明する。 希釈槽 4 0 は、 フィルター 3 0で、 カルシウム化合物が濾過された炭酸ナ トリゥム水溶液を游留槽 3 0から受け入れ て、 これを水で所定の濃度、 例えば製品として出荷する囊度にまで希釈するだ のベッセルである。 希釈槽 4 0は、希 ¾水供給弁 4 1の 設され 希釈水供給管 4 1 aを介して図示しない希釈水供給タンクと接続されている。 希釈水 給弁 4 1は、 カルシウム分等の不純物を食ま.ないイオン交換水等の希釈水を希釈槽 4〇 に連続的に 給する役割を果たす。 希釈水供給弁 4 '1は、 例えば図示しない流量 ントローラを介して図示しない^ンライン分析計と接続されており、 希釈され た炭酸ナトリ ゥム水溶液の濃度をオンライン分析計により測定した結果に応じて 希釈水の供給量を増減することができるようになつている。 希釈槽 4 0には、 :¾ にミキサ一.4 2が設置ざれており、 展酸ナ 'トリゥム水溶、液と希釈水とを撹拌混 する役割を果たす。 ' '  Next, details of the diluted sodium carbonate 40 will be described. The dilution tank 40 receives the sodium carbonate aqueous solution from which the calcium compound has been filtered by the filter 30 from the distillation tank 30 and dilutes it with water to a predetermined concentration, for example, to the degree of shipping as a product. It ’s a vessel. The dilution tank 40 is connected to a dilution water supply tank (not shown) via a dilution water supply pipe 41a provided with a dilution water supply valve 41. The dilution water supply valve 41 serves to continuously supply dilution water such as ion exchange water that does not eat impurities such as calcium to the dilution tank 40. The dilution water supply valve 4 '1 is connected to a non-illustrated line analyzer via a flow rate controller (not shown), for example, and according to the result of measuring the concentration of the diluted sodium carbonate aqueous solution with an online analyzer. The supply amount of dilution water can be increased or decreased. In the diluting tank 40, a mixer 1.42 is installed in the following manner, and plays a role of stirring and mixing the aqueous solution of sodium spreading acid and the liquid with the diluting water. ''
希釈槽 4◦の底部には、 ボトム配管 4 3 aが取り付け れており、 所定の濃度 に希釈された炭酸ナトリゥム水溶液をボトムポンプ 4 3によって希釈槽 4 0力 ら 抜き出すことができるようになって 、る。.ボトム配管 4 3 aは、 し配管 4 4 と 抜き し配管 4 5とに分岐しており、 戻し配管 4 4は希釈された炭酸ナトリケム 水溶液の一音 1を希釈槽 4 0 .に戻す役害 ijを果たし、 抜き出し配管 4 5は残りのフ J 溶 液を樹脂塔 5 0 へ抜き出す役割を果たす。  A bottom pipe 4 3 a is attached to the bottom of the dilution tank 4◦, so that the aqueous sodium carbonate solution diluted to a predetermined concentration can be extracted from the dilution tank 40 force by the bottom pump 43. RU The bottom pipe 4 3 a branches into the drain pipe 4 4 and the extraction pipe 4 5, and the return pipe 4 4 has the effect of returning one sound 1 of the diluted aqueous sodium carbonate solution to the dilution tank 4 0. ij is fulfilled, and the extraction pipe 45 serves to extract the remaining liquid J solution into the resin tower 50.
樹脂塔 5 0は、 滞留槽 2 0で析出せずに炭酸ナトリケム水溶液中に溶解してい るカルシウムを吸着除去する吸着塔としての機能を有している。 樹脂塔 5 Ο ί 、 例えば球拔のイオン交換樹脂が充填された充填塔であら。 樹脂塔 5 0は、 炭酸ナ トリゥム氷溶液に溶解しているカルシウムを製品仕樓 Ό濃度にまで低下させるの に十分な換触時間を確保できるような容量を有している。 樹脂塔 5 0の底部こは 抜き出し配管 5 1が接続されており、 ·図示しな!/、製品ダ クへ精製された炭酸ナ トリゥム水溶液を抜き出す役割を果たす。 , The resin tower 50 functions as an adsorption tower that adsorbs and removes calcium dissolved in the aqueous sodium carbonate solution without being deposited in the residence tank 20. Resin tower 5 Ο ί, for example, a packed tower filled with spherical ion exchange resin. The resin tower 50 has such a capacity that a sufficient replacement time can be secured for reducing the calcium dissolved in the sodium carbonate ice solution to the product concentration. The bottom of the resin tower 50 Extraction pipe 5 1 is connected. · Not shown! /, Plays the role of extracting purified sodium carbonate aqueous solution into the product duck. ,
次に、 本実施の形態に係る作用について説明 る。 ホッパー 9より所定の供給 速度で供給された炭酸ナトリウム粉末は、 原水^^合管 1 1 . aから供耠された所定 量の原水と混合されて、 溶角军槽 1 0内でミキサー 1 2によって撹拌昆合され、 例 えば製品の 3倍程度の濃度 ( 3 0重量%) の炭酸ナトリゥム水溶液に調製される (図 1のステップ S 1に相当する) 。 このとき、 炭酸ナトリウム水容液中に溶解 してレヽるカルシウムの濃度は例えば数十重量 p IP m程度となつ" ςいる。 また、 炭 酸ナトリゥム水溶液は、'蒸気供給管 1 3'— aから供給される蒸気と接触して例えば S 0 °Cに加温されている。'髑製された炭酸ナト ゥム水溶液は滞留槽 2 0へ送液 される。 .  Next, the operation according to the present embodiment will be described. The sodium carbonate powder supplied from the hopper 9 at a predetermined supply speed is mixed with a predetermined amount of raw water supplied from the raw water ^ 1 combined pipe 1 1. For example, it is prepared into a sodium carbonate aqueous solution having a concentration (30% by weight) about 3 times that of the product (corresponding to step S1 in FIG. 1). At this time, the concentration of calcium dissolved in the sodium carbonate aqueous solution is, for example, about several tens of weight p IP m ”. Also, the sodium carbonate aqueous solution is“ steam supply pipe 1 3 ”—a It is heated to, for example, S 0 ° C. in contact with the steam supplied from .The smoked sodium carbonate aqueous solution is sent to the residence tank 20.
滞留槽 2 0へ送液された炭酸ナトリゥ 水溶核は、 ミキサー 2 1 こよる撹拌と ヒーター 2 2による加温とを受けながら平均滯溜時間である約' 6時間保持される 。 こ—の保持されている期閎中に、,炭酸ナトリゥム水溶液からは不純物であるカル シゥム化合物が析出し、 溶解しているカルシゥムの濃度が 1 0'重量 p p m前後に まで低下する (図 1のステップ S 2に相当する) 。' カル、 ゥム化合物が析出した 炭酸ナトリゥム水溶液は、 フィルター 3 0で激過され、 カルシウムィ匕合物が分離 されて希釈槽 4 0へ送液される (同、 ステツァ。 S 3に相当する) 。  The sodium carbonate aqueous solution nuclei fed to the residence tank 20 are held for about 6 hours, which is the average stagnation time, while being stirred by the mixer 21 and heated by the heater 22. During this holding period, calcium compounds as impurities are precipitated from the aqueous sodium carbonate solution, and the concentration of dissolved calcium drops to around 10 'ppm by weight (Fig. 1). Corresponds to step S2). 'The sodium carbonate aqueous solution in which the calcium and sulfur compounds are precipitated is passed through the filter 30 and the calcium compound is separated and sent to the dilution tank 40 (same as Steza. S 3). )
希釈槽 4 0へ送液された炭酸ナトリゥム水 液は、 ミキサー 4 2により撐拌さ れながら希釈水供給管 4 1 aより供給される 釈永と混合され、 製品として出荷 される濃度 (例えば 1 0重量%) の炭酸ナト1ク ウム水溶液となるまで希釈される (図 1のステップ S 4に申目当する) 。 このとき、 水溶液中には、 例えば 2〜 3重 量 p p m程度のカルシウムが溶解しており、 この状態で樹脂塔 5 0 へ送液される 樹脂塔 5 0へ送液された炭酸ナトリゥム水溶液は、 塔内でイオン交換樹脂と接 触して、 水溶液中に溶解しているカルシウムイオンが選択的に吸看除去される ( 図 1のステップ S 5に相当する) 。 以上の各 理を経て、 炭酸ナ卜リゥム水溶液 は、 溶解しているカルシウムの濃度が例えば Ο . 1重量 p 以" の状態にまで 精製され、 製品タンクに送液される。 ' 以上に説明した本実施の形態によれば、 炭酸ナトリゥム水溶液を高濃度に霄 JS製 して保持するだけで、 この水溶液からカルシウムを固ィ本として析出させるこ とが できる。 他の物質等との特別な反応操作を行うことなく不純物を固体として浙出 させることができるので、 簡単な装置構成で炭酸ナト リゥム水溶液を精製するこ とが可能となる。 この結果、 炭酸ナトリウムの精製装置の装置構成が簡素になり 、 運転操作め内容も簡便になって設備^ストゃ運転コストを低減することができ る。 . Carbonated Natoriumu water solution that is fed to the dilution tank 4 0 is mixed with ShakuHisashi supplied from 4 1 a dilution water supply pipe while being撐拌a mixer 4 2, the concentration to be shipped as a product (e.g., 1 0 is diluted to carbonate isocyanatomethyl 1 click um aqueous solution wt%) (primate to those in step S 4 in FIG. 1). At this time, for example, about 2 to 3 ppm by weight of calcium is dissolved in the aqueous solution. In this state, the sodium carbonate aqueous solution sent to the resin tower 50 is sent to the resin tower 50. In contact with the ion exchange resin in the tower, calcium ions dissolved in the aqueous solution are selectively sucked and removed (corresponding to step S5 in Fig. 1). Through each of the above processes, the aqueous sodium carbonate solution is refined to a state where the dissolved calcium concentration is, for example, less than 0.1 wt. P, and is sent to the product tank. According to the present embodiment described above, calcium can be precipitated from this aqueous solution as a solid by simply holding the sodium carbonate aqueous solution at a high concentration made of JS. Since impurities can be released as solids without any special reaction operation with other substances, it is possible to purify an aqueous sodium carbonate solution with a simple apparatus configuration. As a result, the apparatus configuration of the sodium carbonate refining apparatus is simplified, the operation details are simplified, and the operation cost of the equipment can be reduced. .
また、 炭酸ナトリウム水溶液の濃度を 1 5重量%| ^上の高濃度にすること によ つて不純物が析出する速度が速くなり、 水溶液の濃度が低い場合に比べて 位時 間に精製可能な炭酸ナトリウム水溶液の処理量を增やすことができる。 更に、 炭 酸ナトリ ゥム.水溶液の濃度を高濃度にすることによって不純物を除去可街 割合 も向上させることができる。 このとき、 炭酸ナトリウム水溶液の濃度を、 展酸ナ トリウ の飽和溶解度に対して 6· 0 %以上、 飽和溶浑度未満の畺の炭酸ナ卜リウ ムカ溶角 している濃度とすることにより、 不純物を析出させる速度が最も逢くな ると共に、 製品である炭酸ナドリゥムが不純物と共 ίこ析出して固液分離工程にて 除去されてしまわないような最も効率の良い条件とすることができる。  In addition, by increasing the concentration of the sodium carbonate aqueous solution to a high concentration of 15% by weight | ^, the rate of precipitation of impurities increases, so that the carbon dioxide that can be purified in time is lower than when the concentration of the aqueous solution is low. The amount of sodium aqueous solution can be increased. Further, the concentration of sodium carbonate and aqueous solution can be increased to improve the percentage of impurities that can be removed. At this time, by setting the concentration of the sodium carbonate aqueous solution to a concentration at which sodium carbonate is dissolved at a concentration of 6.0% or more with respect to the saturated solubility of sodium spreading acid and less than the saturation solubility, Impurities can be deposited at the highest speed, and the most efficient conditions can be achieved so that the product, sodium carbonate, co-deposits with impurities and is not removed in the solid-liquid separation process. .
更に、 析出した不純物が分離された後で、 炭^ナトリウム水溶液中に溶解して いる力/レシゥ Λを,ィォン交換输脂と接触させて吸着除去することにより、 この水 溶液中の不純物の濃度を更に低減することができる。 この結果、 例えば不純物の 濃度が Ο . 1重量 p p m以下となるような高鈍度にまで炭酸ナトリゥム水辯液を 精製することができる。  Further, after the precipitated impurities are separated, the concentration of the impurities in the aqueous solution is removed by adsorbing and removing the force / recovery Λ dissolved in the aqueous solution of sodium carbonate in contact with ion exchange grease. Can be further reduced. As a result, the sodium carbonate brine solution can be purified to a high dullness such that the concentration of impurities is, for example, less than or equal to 0.1 weight ppm.
なお、 本発明により精製することが可能なアル力 リ金属炭酸塩は、 実施 形態 に例示した炭酸ナトリゥム.に限定されない。 例えばカリゥム塩類等の原料となる 炭酸カリゥムの精製についても本発明は適用するこ とができる。 また、 原ネ斗とな るソーダ灰にマグネシゥムからなる不純物が含まれる場合であってもィォン交換 樹脂と接触させることにより炭酸ナトリウム水溶歡からこの不純物を除去するこ とができる。  The alkali metal carbonate that can be purified by the present invention is not limited to sodium carbonate exemplified in the embodiment. For example, the present invention can also be applied to the purification of potassium carbonate used as a raw material for potassium salts and the like. Further, even when the soda ash used as the raw cattle contains impurities made of magnesium, the impurities can be removed from the sodium carbonate aqueous solution by contacting with ion exchange resin.
また、 調製工程にて高濃度の炭酸ナトリウム水容液を調製する手法も、 実施の 形態にて例示したものに限定されない。 例えば不 ¾物を含む低濃度の炭酸ナトリ ゥム水祷液を購入し、冰分を蒸発させて水溶液を濃縮することによって高濃度に 調製してもよい。 In addition, the method of preparing a high-concentration sodium carbonate aqueous solution in the preparation step is not limited to that exemplified in the embodiment. For example, low-concentration sodium carbonate containing impurities It is also possible to prepare a high concentration by purchasing aqueous solution of sodium chloride and evaporating the water to concentrate the aqueous solution.
まだ、 実施の形態においては、 析出したカルシウム化合物が分離された炭酸ナ トリクム水溶液を希釈工程にて希釈してから、 この水溶液中に溶解しているカル シゥムを吸着工程にて吸着除去しているが、 希釈工程や吸着工程の有無や、 これ らの: II程の順番は例示したものに限 ¾されない。 例えば、 析出した不純物を固液 分離 II:程にて分離した後、 その炭酸ナトリゥム水溶液をそのまま出荷してもよい し、 希釈工程にて希釈だけして出荷してもよい。 また 固被分離工程の直後に 着工程にて溶解している不純物を吸着除去し、 そのまま.その炭酸ナトリゥム水 液を 荷してもよいし、 P及着工程の後に希釈工程を持つてきてもよい。  Still, in the embodiment, after diluting the aqueous solution of sodium carbonate from which the precipitated calcium compound is separated, the calcium dissolved in the aqueous solution is removed by adsorption in the adsorption step. However, the presence or absence of the dilution step and the adsorption step, and the order of these steps: II are not limited to those illustrated. For example, after separating the precipitated impurities in solid-liquid separation II :, the aqueous sodium carbonate solution may be shipped as it is, or it may be shipped after being diluted in the dilution step. Immediately after the solid coating separation process, the impurities dissolved in the deposition process are adsorbed and removed, and the sodium carbonate aqueous solution may be loaded as it is, or a dilution process may be provided after the P deposition process. Good.
この他に、 固液分離工程と希釈ェ程との順番を入れ替えて、 不純物の析出しこ アル力リ金属炭酸塩溶液を水で希禾尺してから、 析出した不純物を固液分離工程 (こ て分離するように構成しても.よく、 この後、'更に吸着:!:程にて溶解している不 物を吸着除去してもよい。 一旦祈 した不純物は再溶解しないことが分かってレ、 るからである。 .  In addition to this, the order of the solid-liquid separation step and the dilution step is changed, and impurities are precipitated. After the alkaline metal carbonate solution is diluted with water, the precipitated impurities are separated into the solid-liquid separation step ( It may be configured so that it can be separated, and after this, it may be further removed by adsorbing and removing the undissolved impurities in the process of “adsorption:!:”. Because it is.
(実施例) '· - . .  (Example) '· - . .
. (実験 1 )· ' - '  (Experiment 1) · '-'
7レシゥム化合物を析出する反応に対する炭酸ナトリクム水溶液の濃度の影響 につレ、て評摘を行った。 · ■■ 'The effect of the concentration of aqueous sodium carbonate solution on the reaction of precipitating a 7- resium compound was evaluated. · ■■ '
(実施例 1 - 1 ) (Example 1-1)
炭酸ナトリゥム粉末 (工業用のソーダ灰: カルシウム化合物の含有量 2 1◦重 量 p p m) をイオン交換水に溶解させて、 濃度が 3 0重量%の炭酸ナトリウム k 溶液を調製する。 これらの崁酸ナ トリウム水溶液を撹拌しながら室温で 1時間保 持し、 その全量を吸引濾過して得られた母液中のカルシウム濃度を測定した。 いで、 吸引濾過を行つた後の炭酸ナトリウム水溶液を撹神せずに室温で保持し、 計 1 日経過後に再び全量を吸引濾過して得られた母液中のカルシウム濃度を测笼 し 。 次いで、 この吸引濾過後の炭酸ナトリウム水溶液を撹拌せずに室温で保 し、 計 4日経過後に全量を吸引濾過して得られた母液中のカルシウム濃度を測定 し广こ。 また、 所定のタイミングにおいて炭酸ナトリウム冰溶液の様子を目視にて 観察した。 濾過に際しては、 保持粒子径 0. 5 μπιのガラスフィルターを使用し た。 実験の結果を (表 1) に示す。 'また、 実験の結果得られた炭酸ナトリウム冰 溶液を、 例えば製品として出荷する 1 0重量。 /0の水溶液に希釈した場合のカルシ ゥム濃度の換算値を (表 2) .に示す。 なお、 (表 1) , 〔表 2) には、 実施例: L — 2〜 1一 3、.比較例 1一 1の結果も併せて示してある。 Sodium carbonate powder (industrial soda ash: calcium compound content 21 1 ppm by weight ppm) is dissolved in ion-exchanged water to prepare a sodium carbonate k solution with a concentration of 30% by weight. These sodium oxalate aqueous solutions were kept at room temperature for 1 hour with stirring, and the calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration of the total amount was measured. The sodium carbonate aqueous solution after suction filtration was kept at room temperature without stirring, and the calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration of the whole amount again after a total of one day was measured. Next, the aqueous sodium carbonate solution after suction filtration is kept at room temperature without stirring, and after a total of four days, the calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration is measured. Also, visually check the sodium carbonate soot solution at a predetermined timing. Observed. For filtration, a glass filter having a retained particle size of 0.5 μπι was used. The results of the experiment are shown in (Table 1). 'Also, the sodium carbonate solution obtained as a result of the experiment is shipped, for example, as a product. (Table 2) shows the converted value of calcium concentration when diluted in an aqueous solution of 0 . Tables 1 and 2 also show the results of Examples: L-2 to 1 to 1 and Comparative Example 1 to 1.
(表 1) . ' ' .  (table 1) . ' ' .
炭酸ナトリゥム水溶液の濃度の違いによるカルシウム襲度 (重量 p pm) の凝 時変化 ,  Changes in calcium attack (weight p pm) with time due to differences in concentration of sodium carbonate aqueous solution,
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Figure imgf000014_0001
(表 2) (Table 2)
(表 1 ) に示した結果を 10重量%の炭酸ナトリゥム冰溶液に換算した値 (力 ノレシゥム濃度:重量 P pm) The value shown in Table 1 is converted to a 10% by weight sodium carbonate solution (force concentration: weight P pm)
実施例 実施例. 実施例 .比較例  Examples Examples. Examples. Comparative Examples
1— 1 1 - 2 1-3 1 -1 炭酸ナトリゥム  1— 1 1-2 1-3 1 -1 sodium carbonate
30重量% 20重量% 1 5重量0 /0 1 0重量 ° 濃度 30 wt% 20 wt% 1 5 weight 0/0 1 0 wt ° Concentration
初期濃度 21 2 1 21 2 1  Initial concentration 21 2 1 21 2 1
1時間経過後 9 1 2 1 3 14  After 1 hour 9 1 2 1 3 14
1日経過後 3 6 8 1 2  After 1 day 3 6 8 1 2
日経過後 · , 3 6 9 1 3 (実施例 1一 2、 1 -3) After the day, 3 6 9 1 3 (Example 1 1-2, 1-3)
炭酸ナトリウム水溶液の濃度を夫々 20, 1 5重量。/。とした他は、 実施例 1― 1と同様の条件にて実験を行つた。 .  The concentration of the sodium carbonate aqueous solution is 20, 15 weights, respectively. /. The experiment was conducted under the same conditions as in Example 1-1. .
〔比較例 1一 Ί)  (Comparative Example 1)
炭酸ナトリウム水溶液の濃度を 10重量%とした他は、 実施例 1一 1と同様の 条件にて実験を行った。 . .  The experiment was performed under the same conditions as in Example 1-11, except that the concentration of the aqueous sodium carbonate solution was 10% by weight. .
(実験 iの考察) · ,  (Experiment i considerations) ·,
案験中の目視観察の結果に れば、 炭酸ナトリウム水溶液を調製して 1時間經 過後、 実施例 1一 1〜実施例 1 -3, 比較例 1一 1の各フ k溶液はうつすらと白 、 濁りが見られ.た。 また、 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が い程、 濁りの程度が大 き つた。 1時間経過した時,^;で各炭酸ナトリゥム水溶俊の吸引濾過を行うと、 濁りの無い清澄な水溶液が得られた。 次いで、'保持を開台してから 1 が経過し た日寺点で観察を行うと、 炭酸ナトリゥム水溶液濃度が 1 5重量% (実施例 1一 3 ) 、 20重量% (実施例 1一 2) 、 30重量% (実施例: L一 1') の水溶液はう つ すらと白く濁り、'白い沈殿物が観察された。 方、 10'重量 °ん(比較例 1— L ) の水溶液にはこのような濁り ίま見られなかった。 これらの炭酸ナトリクム水容液 に対して再ぴ吸引 過を行う 、 濁りの無い清澄な水溶液が得られた。 保持 開 始してかち 4日経過した時点で観察を行つたときには、 レ、ずれの濃度の炭酸 'ト リ ゥ 水溶液についても白い獨りゃ沈殿物は観察されなかった。 ·  According to the results of visual observation during the trial, after preparing an aqueous sodium carbonate solution and passing for 1 hour, each of the solutions in Example 1-1-1 to 1-3-1 and Comparative Example 1-11-1 White turbidity was seen. In addition, the higher the concentration of the aqueous sodium carbonate solution, the greater the degree of turbidity. When 1 hour passed, suction filtration of each sodium carbonate aqueous solution was performed with ^ ;, and a clear aqueous solution without turbidity was obtained. Next, when the observation was performed at Nichiji point where 1 has elapsed since the holding was opened, the concentration of the sodium carbonate aqueous solution was 15% by weight (Example 1 1 3), 20% by weight (Example 1 1 2 ), An aqueous solution of 30% by weight (Example: L 1 1 ') was slightly cloudy and a white precipitate was observed. On the other hand, such turbidity was not observed in an aqueous solution of 10 ′ weight (Comparative Example 1-L). When these sodium carbonate aqueous solutions were suctioned again, a clear aqueous solution without turbidity was obtained. When observation was made after 4 days had passed since the start of the retention, no white precipitate was observed in the aqueous solution of tricarbonate with a different concentration. ·
(表 1) 、 (表 2) に示したカルシウム濃度の経時変 ί匕をグラフにプロットし た翁果を図 3 (a-) 、 図 3 (-¾) に夫々示す。 図 3 (a) 、 図 3 (b) の横軸は 経過時間を示しており、 縦軸は炭酸ナトリゥム水溶液中のカルシウム濃度を示し ている。 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が 30重量%の結果をパッ印 (X) でプロ ッ トし、 その傾向線を実線で示してある。 同じく 20重量%の結果を三角 、 、 のプロットと一点鎖線の傾向線とで示し、 15重量%の凝果を四角 (騙) のブロ ゾ トとニ点鎖線の傾.向線とで示し、 更に 1 0重量%の結果をひし形 (◊) のブロ ゾ トと破線の傾向線とで示している。  Fig. 3 (a-) and Fig. 3 (-¾) show the results of plotting the time-dependent changes in calcium concentration shown in (Table 1) and (Table 2). The horizontal axis of Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b) shows the elapsed time, and the vertical axis shows the calcium concentration in the sodium carbonate aqueous solution. The result when the concentration of the aqueous sodium carbonate solution is 30% by weight is plotted with a pad (X), and the trend line is shown as a solid line. Similarly, the results of 20% by weight are indicated by a triangle,,, and a dashed-dotted trend line, and 15% by weight is indicated by a square (騙) brot and a two-dot chained slope. Furthermore, the results of 10% by weight are indicated by the rhombus (◊) broth and the broken trend line.
図 3 (a) に示した実験の結果によれば、 実施例 1― 1〜実施例 1一 3、 上匕較 例 1一 1のいずれにつ'いても炭酸ナトリゥム水溶液中のカノレシゥム濃度は単調に 减少している。 カルシウム濃度が減少するのは、 カルシウ 化合物が析出するこ とにより、 炭酸ナトリゥム水溶液中のカルシウムが消費さ た結果であると考え られる。 また、 いずれの結果についても保持を開始してからの経過時間が 1 3寺間 力、ら 1日までの期間中におけるカルシウム濃度の減少速度が速く'、 経過時間力長 くなるにつれて減少速度は遅くなり'、 経過時間が 1日 ら 4日の期間中ではカル シゥム濃度は殆ど変化していない。 これは、'カルシウムィ匕合物の析出によつズ、 炭酸ナトリ'ゥム水溶液中のカルシウム濃度が変化して平銜状態と,なったためであ ると考えられる。 "-According to the results of the experiment shown in Fig. 3 (a), Example 1-1 to Example 1-13, In any one of Examples 1 and 1, the concentration of chanoleum in the aqueous sodium carbonate solution is monotonously decreasing. The decrease in calcium concentration is thought to be the result of consumption of calcium in the sodium carbonate aqueous solution due to the precipitation of calcium compounds. In addition, the elapsed time from the start of retention for any result is 13 3 temple power, the rate of decrease in calcium concentration during the period up to 1 day is fast ', and the rate of decrease as the elapsed time increases Slow down, and the calcium concentration has hardly changed during the period of 1 to 4 days. This is thought to be because the calcium concentration in the aqueous sodium carbonate solution changed to a flat state due to the precipitation of the calcium compound. "-
' 炭酸ナトリウム水溶液を保持し、 1時間経過してから L 日経過するまでの冰溶 液内のカルシウムの減少速度を実施例 1一 1〜実施例 1一 3、 比較例 1— 1 の各 実験結果について'比較すると、 炭酸ナ小リウム水 液の濃度が高い程、 カノレシゥ ムの減少速度も速い。 これは、 高濃度に調製された炭酸ナトリゥム水溶液ほど力 ルシゥムゃ炭酸イオンの濃度が高いため、 カルシウム化合物が析出する速定が速 くなった結果、 カルシクムの減少速度が速くなったものと考えられる。 '' Hold the aqueous sodium carbonate solution and measure the rate of calcium reduction in the solubilized solution from 1 hour to L days. Example 1 1 1 to Example 1 1 3, Comparative Example 1-1 Compared to the results, the higher the concentration of sodium carbonate aqueous solution, the faster the canoresium reduction rate. This is thought to be because the concentration of carbonate ions is higher in the aqueous sodium carbonate solution prepared at a higher concentration, and as a result, the rate at which calcium compounds precipitate is increased, resulting in a faster rate of decrease in calcicum. .
― 図 3 ( b ) に示したグラフについて考察する。 図 3 ( b ) は、 各寒施例、 比較 例で得られた実験結果を 1 0重量%の炭酸ナトリウム-水溶液に希釈した場 の力 ノレシゥム濃度 (換算値) を示している。 1 0重量%濃度換算値においては、 各実 施例、 比較例におけるカルシウムの初期濃度は 2 1重量: p p mで一致してレ';るが 、 保持時間の経過につれて夫々の炭酸ナトリゥム水溶液 のカルシウム濃度に差 異が生じている。 即ち、 炭酸ナトリウム水溶液の濃度を 3 0重量%とした湯合 ( 実施例.1— 1 ) には、 水溶液を 1日保持することにより 1 0重量%に換算後の力 ルシゥム濃度が 3重量 p p mまで減少し、 初期濃度に対して約 8 7 %の力 シゥ ムを除去することができている。 これに対して、 濃度が 2 0重量%の炭酸ナトリ ゥム水溶液では約 7 1 % (実施例 1一 2 ) 、 1 5重量。/。の水溶液では約 5 7 % ( 実施例 1一 3 ) と調製した水溶液の濃度が低くなるにつれてカルシウムが除去さ れる割合が低下していく。 そして、 1 0重量。 /。の炭酸ナトリゥム水溶液で fま 4 3 %のカルシウムしか除去することができていない (比 例 1一 1 ) 。 また、 カル シゥム濃度に着目する と、 炭酸ナトリウム濃度が 3 0、 2 0、 1 5重量% (実施 例 1一 1〜実施例 1一, 3 ) の場合には 1日以内の保持時間で希釈後の水溶液中の カノレシゥム濃度を 1 0重量 p p m以下とすることができているのに対して、 フ J溶 液の濃度が 1 0重量%の場合には、. 1日経過してもカノレシゥム濃度を 1 0重量 p p m以下とすることができなかった。 希釈後の水 液の濃度を 1日以内に 1 0重 量 p p m以下とすることができれば、 本発明に係る犄製方法を工業的プロセスに 適用することが十分に可能であると考えられる。 ― Consider the graph shown in Fig. 3 (b). Fig. 3 (b) shows the force concentration (converted value) when the experimental results obtained in each cold application and comparative example were diluted with 10% by weight sodium carbonate-water solution. In the 10% by weight converted value, the initial concentration of calcium in each of the examples and comparative examples is 21 weight: consistent with ppm, but the calcium in each aqueous sodium carbonate solution as the retention time elapses. There is a difference in concentration. That is, in the hot water (Example 1-1-1) in which the concentration of the aqueous sodium carbonate solution was 30% by weight, the strength concentration after conversion to 10% by holding the aqueous solution for 1 day was 3 ppm by weight. And about 87% of the force shim is removed from the initial concentration. In contrast, a sodium carbonate aqueous solution having a concentration of 20% by weight is approximately 71% (Example 1 1-2) and 15% by weight. /. In this aqueous solution, the rate of calcium removal decreases as the concentration of the prepared aqueous solution decreases to about 5 7% (Example 1 13). And 10 weight. /. Only 33% calcium can be removed with sodium carbonate solution (Comparative 1-11). In addition, when focusing on calcium concentration, the sodium carbonate concentration is 30%, 20%, and 15% by weight. In the case of Example 1 1 to Example 1 1 and 3), the concentration of chanoresmu in the aqueous solution after dilution can be reduced to 10 ppm by weight or less with a retention time of 1 day or less. In the case where the concentration of the J solution was 10% by weight, the canoresium concentration could not be reduced to 10 ppm by weight or less even after 1 day. If the concentration of the diluted liquid can be reduced to 10 ppm by weight or less within one day, it is considered possible to apply the smoke production method according to the present invention to an industrial process.
(実験 2 )  (Experiment 2)
持時間の比較的短い時間帯における炭酸ナトリケム水溶液中のカルシケム濃 度の変化について評価^行った。  We evaluated the changes in the concentration of calcichem in the aqueous sodium tricarbonate solution during a relatively short period of time.
(実施例 2— 1 )  (Example 2-1)
実施例 1一 1と同じ条件の炭酸ナトリウム水溶液 (炭酸ナト! ゥム濃度 3 0重 »%) を調製して保持し、 1時間、 2時間、 4時間、 6時間経過後にサンプリン グした水溶液を吸引濾過して得られた母液中のカルシウム濃度を測定した。 本実 ^例'においては、:図 2に示した滞留槽 2 0内の状態により近づけるため、 炭酸ナ トリゥム水溶液を調製したビーカ一を恒温槽内に置レ、て水溶液を 3 0 °Cに 卩温し こ点と、 水溶液を保持している期間中継続的にスターラーチップで撹拌した点と が、 室温で保持し、 最初'の 1時間だけ撹拌を行った実施例 1一 1の条件と異なつ ている。 また、 ビーカ—内の炭酸ナトリウム水溶液の一きをサンプリングして吸 引濾過を行い、 その結果を分析した点が、 分析を行う度に水溶液の全量を.吸引'濾 過して、 その後分析を行った実施例 1—1の条件と異なっている。 言い替えると 、 水溶液内には析出した ルシゥム化合物が濾過によって除去されずに蓄 され ていく点が実施例 1一 1 と異なる。 これら以外の実験条件については実施 1一 Example 1 1-1 Prepare and hold an aqueous sodium carbonate solution (sodium carbonate! 30 wt.% »%) Under the same conditions as in 1. Prepare an aqueous solution sampled after 1 hour, 2 hours, 4 hours, and 6 hours. The calcium concentration in the mother liquor obtained by suction filtration was measured. In this example, in order to bring it closer to the state in the residence tank 20 shown in FIG. 2, place the beaker prepared with the aqueous sodium carbonate solution in the thermostatic bath and bring the aqueous solution to 30 ° C. The temperature of the soot and the point of stirring with the stirrer chip continuously while holding the aqueous solution were held at room temperature and stirred for the first '1 hour. It is different. In addition, a sample of the sodium carbonate aqueous solution in the beaker was sampled and subjected to suction filtration, and the result was analyzed, so that each time analysis was performed, the entire amount of the aqueous solution was suctioned and filtered, and then analyzed. The conditions are different from those of Example 1-1. In other words, it differs from Example 1-11, in that the precipitated ruthenium compound is stored in the aqueous solution without being removed by filtration. For other experimental conditions 1
1 と同じなので説明を省略する。 実験の結果を (表 3 ) に示す。 なお、 (表 3 ) には、 比較例 2— 1の結果及ぴ、 参考のための実施 1一 1の結果も併せて示し てある D The explanation is omitted because it is the same as 1. The results of the experiment are shown in (Table 3). Note that (Table 3), Comparative Example 2 1 The results及Pi, are also shown results of 1 one 1 for reference D
(表 3 )  (Table 3)
カルシウム濃度の 化 ' 実施例 実施例 . 比較例 Calcium concentration change '' Examples Examples. Comparative Examples
2—1 1 - 1 2 - 1  2—1 1-1 2-1
初期濃度 6 3 6 3 1 0 Initial concentration 6 3 6 3 1 0
1時間経過後 2 9 2 7 5  After 1 hour 2 9 2 7 5
2時間経過後 1 5 ― 5  After 2 hours 1 5 ― 5
4時間経過後 8 — - 5  After 4 hours 8 —-5
6時間経過後 6 . . ― 6  6 hours later 6 .. ― 6
1日経過後 一 8 一  After 1 day 1 8 1
4日経過後 一 . 9 ―  After 4 days 1.
(比較例 2— 1 ) (Comparative Example 2-1)
粉末中のカルシウム化合物の含有量が少ない炭酸ナトリウム (カルシウ 化合 物の含有量 3 3重量 p p m) を使用した他は、'実施例 2— 1と同様の条件にて実 験を行った。 ' ' '  The experiment was performed under the same conditions as in Example 2-1, except that sodium carbonate (calcium compound content 33 wt. Pm) having a low calcium compound content in the powder was used. '' '
(実験 2の考察) '  (Consideration of Experiment 2) '
(表 3 ) に示 Lた力/レシゥム濃度の経時変化を ラフにプロットした結^:を図 4'に示す。 横軸は経時時間を示し、 縦軸は炭酸ナ トリウム水溶液中のカノレシゥム 濃度を示している。 実施例 2 - 1の結果を四角 (口) でプロットし、 (比絞例 2 - 1 ) の結果を三角 (J でプロットしている。 また、 参考として示した実施例 1一 1の結果はバッ印 (X) でプロットした。 まブこ、 実線は夫々の濃度変匕の傾 向線を示している。  Figure 4 'shows a rough plot of the time-dependent changes in force / resium concentration shown in (Table 3). The horizontal axis shows the time elapsed, and the vertical axis shows the canoresium concentration in the aqueous sodium carbonate solution. The result of Example 2-1 is plotted with a square (mouth), and the result of (ratio reduction example 2-1) is plotted with a triangle (J). Plotted with a cross (X), and the solid and solid lines indicate the inclination of each concentration change.
図 4.のグラフによれ ίま、 実施例- 2— 1、 比較例 2— 1のいずれの場合に; ί¾いて も炭酸ナトリゥム水溶液を保持することによって、 水溶液中のカルシウム濃度は 単調に減少している。 また、 カルシウムの減少速度の変化は、 保持時間の短い領 域で速く、 保持時間が長くなるにつれて減少速度が遅くなつていく実験 1と同じ 傾向が見られる。 また、 実施例 2—1と比較例 2 — 1とを比較すると、 炭酸ナト リゥム水溶液の濃度が同じであっても、 水溶液 ¾Γ調製した時点でのカルシウムの 初期濃度が異なる場合 tこは、 初期濃度が高い程、 カルシウムの減少速度及 その 除去害 ij合が高くなるこ,とが分かる。 なお、 実施例 2— 1と実施例 1—1とにおい て炭酸ナトリゥム水溶液中のカルシウムの濃度変化には顕著な差異は見られなか つに。 As shown in the graph in Fig. 4, in any case of Example 2-1 and Comparative Example 2-1; even if it is kept, the calcium concentration in the aqueous solution decreases monotonously by maintaining the aqueous sodium carbonate solution. ing. In addition, the change in the rate of calcium decrease is the same as in Experiment 1 where the decrease rate decreases faster as the retention time increases. In addition, when Example 2-1 and Comparative Example 2-1 are compared, even when the concentration of the sodium carbonate aqueous solution is the same, the initial concentration of calcium at the time of preparation of the aqueous solution ¾Γ is different. The higher the concentration, the rate of calcium reduction and its It can be seen that the removal harm ij is high. In Example 2-1 and Example 1-1, there is no significant difference in the change in the concentration of calcium in the aqueous sodium carbonate solution.
(実験 3 ) .  (Experiment 3).
炭酸ナトリゥム水溶液をイオン交換樹脂と接触させて、 この水溶液に含ま; る カノレシゥムゃマグネシゥムの吸着除去実験を行つ 1。  An aqueous solution of sodium carbonate is brought into contact with an ion exchange resin, and an adsorption and removal experiment of canore- mium or magnesium contained in the aqueous solution is conducted 1.
(実験方法) : . · .  (experimental method) : . · .
力 — ラムにイオン交換樹脂 (アンバーライ ト (登錄商標) I RC748) を 50 m L充填し、 このカラムに濃度 10重量 '%の炭酸ナ トリ.ゥム水溶 - (カル、ンゥム 含有量 1. 3重量 p pm、 マグネシウム含有量 0. 5重量 p. pm) を通液した。 トータルで 9 Q Oml (樹脂量の 18倍の量に相当する) の炭 ナトリウム水溶 液を通液し、 通液量 15 O m 1毎 (樹脂量の 3倍 量に相当する) 'にカラ を通 iiした水溶液をサンプリング.して力ルシゥム濃度とャグネシゥム濃度とを ίΙΙί定し こ。 流れの方向は下降流とし、 空聞速度を 3 h r— 1とした。 また、 カラ はジ ャケットを備えており、 このジャケットには 60 °Cの温水を循環させた。 契験の 結果を (表 4) に示す。 ; ' ' .  Power — The ram is packed with 50 mL of ion exchange resin (Amberlite I RC748) and the column is 10% by weight sodium carbonate in water-(cal, num content 1. 3 wt p pm, magnesium content 0.5 wt p pm). A total of 9 Q Oml (equivalent to 18 times the amount of resin) sodium carbonate aqueous solution is passed through, and every 15 O m 1 (equivalent to 3 times the amount of resin) Ii) Sampling the aqueous solution passed through to determine the strength concentration and the concentration concentration. The direction of flow was downward flow, and the listening speed was 3 h r-1. Kara is also equipped with a jacket, and hot water at 60 ° C was circulated through this jacket. The results of the trial are shown in (Table 4). ''.
(表 4) - ィオン交換樹脂と接触'させた炭酸ナトリゥム氷唇液中の不純物の濃度 処理倍量 カルシウム濃度 マグネシ ム濃度  (Table 4)-Concentration of impurities in sodium carbonate ice lip liquid in contact with ION exchange resin Treatment volume Calcium concentration Magnesium concentration
[直直 P p m] し 量 P n]  [Direct P p m] and amount P n]
元液 1. 3 0. 5 Original solution 1. 3 0.5
0〜 3 0. 1以下 .0. 1以 "F  0 to 3 0. 1 or less .0. 1 or less "F
3〜 6 0. 1以下 0. 1以  3 to 6 0. 1 or less 0. 1 or less
6〜 9 0. 1以下 0. 1以  6-9 0. 1 or less 0. 1 or less
9〜 1 2 0. 1以下 0. 1以  9 to 1 2 0. 1 or less 0. 1 or less
1 2〜1 5 0. 1以下 0. 1以  1 2 to 1 5 0. 1 or less 0. 1 or less
1 5〜: 1 8 0. 1以下 0. 1以下 (実験 3の考察) ' 1 5 ~: 1 8 0. 1 or less 0. 1 or less (Consideration of Experiment 3) '
' (表ュ) に示した結果によれば、'カルシウムとマグネシウムとのいずれについ ても,、 .樹脂量の 1 8倍に相当する量の炭酸ナトリウム水溶液を通液した期 1¾中に おいて安定してこれらの不純物の濃度を 0 . 1重 p p m以下まで低減できてい る。 この結果より、 炭酸ナトリウム水溶液を保持して析出した不純物を分維して 得た水.溶液を更に精製したレヽ場合には、 ィオン交 樹月旨と接触させることにより 不純物を殆ど含まない高純度の水溶液が得られ ζ>ことが分かる。  According to the results shown in (Table), for either calcium or magnesium, during the period 1¾ when sodium carbonate aqueous solution equivalent to 18 times the amount of resin was passed through. The concentration of these impurities can be stably reduced to 0.1 ppm or less. From this result, water obtained by maintaining the aqueous solution of sodium carbonate and dispersing the precipitated impurities. When the solution is further refined, it is highly purified by contacting it with ION It can be seen that ζ> is obtained.

Claims

' 請求の範囲 · ' The scope of the claims ·
1 . カルシウム化合物からなる不純物を含むアルカリ金属炭酸塩に関して、 了 ルカリ金属炭酸塩の濃度が 1 5重量。 以上のアル力リ金属炭酸塩溶液を調製する 調製工程と、 . . . . 1. Concerning alkali metal carbonates containing impurities composed of calcium compounds, the concentration of alkali metal carbonate is 15% by weight. A preparation step for preparing the above alkaline metal carbonate solution;
アル力リ金属炭酸塩が析出しないように当該アル力リ金属炭酸塩溶液を一定 間保持して; アル力リ金属炭酸塩溶液中に溶解していた不鈍 を析出させる析 工程と、  Holding the Al-rich metal carbonate solution for a certain period of time so that the Al-rich metal carbonate does not precipitate; an analysis step for precipitating the dullness dissolved in the Al-rich metal carbonate solution;
析出した不鹓物とアルカリ金属炭酸塩溶液とを固液分離する阖液分離工程と、 を含むことを特徴とするアルカリ金属炭酸塩溶液の精製方法。  A liquid-liquid separation step for solid-liquid separation of the precipitated waste and the alkali metal carbonate solution, and a method for purifying the alkali metal carbonate solution, comprising:
2 . 析出した不純物を分離したァ 7レカリ金属炭酸塩溶液を水で希釈して、 予め 決められた濃度のアル力リ金属炭酸:^溶液を製造する希釈 I程.を更に含むことを 特徴とする請求項 1に記載のアル力 リ.^属炭酸塩溶液の精製方法。'  2. Diluting the precipitated impurities by diluting with 7 water metal carbonate solution with water to produce a predetermined concentration of alkaline metal carbonate: ^ solution. The method for purifying an Al force Li ^^ carbonate solution according to claim 1. '
3 . ルシゥム化合物からなる不 物を含むアル'カリ金属炭酸塩に Mして、 ァ ルカリ金属炭酸塩の濃度が 1 5重 *。/0以上のアル力リ金属炭酸塩溶液を調製する 調製工程と、 ' 3. The concentration of alkali metal carbonate is 15 times * by adding to the alkali metal carbonate containing impurities consisting of ruthenium compounds. / Prepare zero or more Al metal carbonate solution preparation process and '
.アルカリ金属炭酸塩が析出しないように当該アルカリ金属炭 塩溶液を一定時 間保持して、 アル力リ金属炭酸塩溶液中に溶解 bていた不純物を析出させる析 tfcl 工程と、 , '  The tfcl step for depositing impurities dissolved in the alkali metal carbonate solution by holding the alkali metal carbonate solution for a certain period of time so that the alkali metal carbonate does not precipitate, and, '
不純物の析出したアルカリ金属炭酸塩溶液を水で希釈して、 予 決められだ i 度のアルカリ金属炭酸塩溶液を製造する希釈工程と、  A dilution step of diluting the alkali metal carbonate solution in which impurities are deposited with water to produce a predetermined i degree alkali metal carbonate solution;
析出した不純物とアル力リ金属炭酸塩溶液とを固液分離する固裤分離工程と、 を含むことを特徴とするアル力リ 属炭酸塩溶液の精製方法。  A solid-solid separation step of solid-liquid separating the precipitated impurities and the alkaline metal carbonate solution, and a method for purifying the alkaline metal carbonate solution.
4 . 析出した不純物を分離した ル力リ金属炭酸塩溶液をイオン交換樹脂と接 触させて、 このアルカリ金属炭酸塩溶液中に溶解している不純物を吸着除去する 吸着工程を更に含むことを特徴とする戆求項 1または 3に記載のアルカリ金羼炭 酸塩溶液の精製方法。  4. The method further comprises an adsorption step in which the impurity metal carbonate solution from which the deposited impurities have been separated is brought into contact with the ion exchange resin, and the impurities dissolved in the alkali metal carbonate solution are adsorbed and removed. The method for purifying an alkali gold carbonate solution according to claim 1 or 3.
5 . 前記調製工程におけるアル力リ金属炭酸塩溶液の濃度は、 アル力リ金鳳炭 酸塩の飽和溶解度に対して 6 0 %以上、 飽和溶解度未満の量のアルカリ金属 酸 塩が溶解している濃度であることを特徴とする請求項 1または 3に記載のァ /レカ リ金属炭酸塩溶液の精製方法。 5. The concentration of the alkaline metal carbonate solution in the preparation step is 60% or more with respect to the saturated solubility of the alkaline carbonate metal carbonate, and the alkali metal acid salt in an amount less than the saturated solubility is dissolved. The concentration / concentration of claim 1 or 3, wherein Purification method for lithium metal carbonate solution.
6 . 前記アルカリ金属炭酸塩は、'炭酸ナトリゥムまたは炭酸カリクムであるこ とを特徴とする請求項 ILまたは 3に記載のアル力リ金属炭酸塩溶液《Ο精製方法。 6. The alkali metal carbonate solution according to claim IL or 3, wherein the alkali metal carbonate is sodium carbonate or potassium carbonate.
7 . 請求項 1な.いし 6のいずれ力一つに言己載のアル力リ金属炭酸:^:溶液の精製 方法により精製されたアルカリ金属炭酸塩溶液。 7. The alkali metal carbonate solution purified by the method of purifying the solution of the alkaline metal carbonate: ^: solution described in any one of claims 1 to 6.
8 . カルシウム化合物からなる不純物を含んだアル力リ金属炭酸塩粉末を供給 するための供給手段と、 . .  8. Supply means for supplying an alkaline metal carbonate powder containing impurities comprising a calcium compound;
この供給手段から供鈴されたアルカリ金屑炭酸塩粉末を水に待解させて、 アル 力リ金属炭酸塩の濃度 1 5重量%以上のアル力リ金属炭酸塩溶液を調製するた めの溶解槽と、 . ' アル力リ金属炭酸塩が析出しないように当該アル力リ金属炭酸塩 液を保持し て、 アル力リ金属炭酸塩溶液中に溶解していた不純物を析出させるプこめの析出槽 と、 ' - Dissolve the alkaline gold dust carbonate powder supplied from this supply means in water to prepare an alkaline metal carbonate solution with a concentration of 15% by weight or more of alkaline metal carbonate. A tank, and a puddler deposit that holds the alkaline metal carbonate solution to prevent precipitation of impurities dissolved in the alkaline metal carbonate solution so that the alkaline metal carbonate solution does not precipitate. Tank and '-
, ; 析出した不純物とァルカリ金属炭酸塩溶液とを固液分離するための固液分離手 段と、 を備えたことを特徴とするアルカリ 金属炭酸塩溶液の精製装置。 ; Purification device of an alkali metal carbonate solution, characterized in that it and a solid-liquid separation hands stage for solid-liquid separating the precipitated impurities and Arukari metal carbonate solution.
9 . 析出した不純物を分離したアル力リ金属炭酸塩 液を水で t釈して予め決 められた濃度のアル力リ金属炭酸塩溶液を製造ずるための希釈槽 ¾r更に備えたこ とを特徴とする請求項 8に記載のアル力リ金属炭酸塩溶液の精製装置。  9. A diluting tank ¾r is further provided for producing an alkaline metal carbonate solution having a predetermined concentration by diluting the alkaline metal carbonate solution from which the precipitated impurities have been separated with water. The apparatus for purifying an alkaline metal carbonate solution according to claim 8.
1 0 . .力'ルシゥ: 匕合物からなる不 物を含んだアルカリ金属^酸塩粉末を供 給するための供給手段と、  1 0.. Force: a supply means for supplying an alkali metal salt powder containing impurities,
この供給手段から供給されたアル力リ金属炭酸塩粉末を水に溶罕させて、 アル カリ金属炭酸塩の濃度が 1 5重量%以上のアルカリ金属炭酸塩溶痰を調製するた めの溶解槽と、  Dissolving tank for preparing alkali metal carbonate hot metal having a concentration of 15% by weight or more of alkali metal carbonate by dissolving the molten metal carbonate powder supplied from this supply means in water. When,
アル力リ金属炭酸塩が析出しないよう tこ当該アル力リ金属炭酸塩溶液を保持し て、 アルカリ金属炭酸塩溶液中に溶解していた不純物を析出させるための析出槽 と、  A precipitation tank for holding the alkali metal carbonate solution so as to prevent precipitation of impurities dissolved in the alkali metal carbonate solution;
不純物の析出したアル力リ金属炭酸塩溶液を水で希釈して予め決められた濃度 のアルカリ金属炭酸塩溶液を製造するための希釈槽と、  A diluting tank for diluting the alkaline metal carbonate solution with impurities deposited with water to produce an alkali metal carbonate solution having a predetermined concentration;
析出した不純物とアル力リ金属炭酸塩溶液とを固液分離するための固液分離手 段と、 を備えたことを特徴と- るアルカリ金属炭酸塩溶液の精製装置。 'Solid-liquid separation hand for solid-liquid separation of the precipitated impurities and Al-rich metal carbonate solution And a step of purifying the alkali metal carbonate solution. '
1 1 . 析出した不純物を分維したアル力リ金属炭酸塩溶液をイオン交換撒脂と 接触させて、 このアル力リ金属炭酸塩溶液中に溶解している不純物を吸着 去す るための吸着塔を更に備えたことを特徴とする請求項 Sまたは 1 0に記載のアル カリ金属炭酸塩溶液の精製装置。 1 1. Adsorption to remove the impurities dissolved in the alkaline metal carbonate solution by bringing the alkaline metal carbonate solution dispersed with the deposited impurities into contact with the ion-exchange resin. The apparatus for purifying an alkali metal carbonate solution according to claim S or 10, further comprising a tower.
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