[go: up one dir, main page]

JPH05131194A - 水溶液中のシリカ回収法 - Google Patents

水溶液中のシリカ回収法

Info

Publication number
JPH05131194A
JPH05131194A JP25814591A JP25814591A JPH05131194A JP H05131194 A JPH05131194 A JP H05131194A JP 25814591 A JP25814591 A JP 25814591A JP 25814591 A JP25814591 A JP 25814591A JP H05131194 A JPH05131194 A JP H05131194A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
electrodes
hot water
aqueous solution
geothermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25814591A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Kubota
康宏 窪田
Akira Ueda
晃 上田
Yukimitsu Sugawara
幸光 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP25814591A priority Critical patent/JPH05131194A/ja
Publication of JPH05131194A publication Critical patent/JPH05131194A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地熱水を始めとするシリカ(SiO2)含有
水溶液からシリカを分離回収し、前記水溶液の流路にお
けるシリカスケールの生成を防止するとともに、回収し
たシリカを珪素資源として利用する。 【構成】 分離槽3で水蒸気と分離された地熱水1を反
応流路4に流しながら、反応流路4に設置された電極5
A,5B間に交流電流を通電し、電極5A,5Bの表面
に交互にシリカを析出させるとともに、析出したシリカ
を反応流路4の底部に沈澱させて回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地熱熱水を始めとする
シリカ(SiO2)含有水溶液からシリカを分離回収
し、前記水溶液の流路におけるシリカスケールの生成を
防止するとともに、回収したシリカを珪素資源として利
用する水溶液中のシリカ回収法に関する。
【0002】
【従来の技術】地熱発電は、地中の高温地熱流体を噴出
させ、分離された水蒸気を利用して発電を行うものであ
るが、この場合、水蒸気とともに、シリカを500〜1
000mg/lの濃度で含む地熱熱水が噴出する。噴出し
た地熱熱水は、地下還元井を経て地中に還流されるが、
前記地熱流体の温度が250℃〜350℃であるのに対
し、前記地熱熱水の温度が97℃〜98℃と低温である
ため、前記地熱熱水におけるシリカの溶解度が相対的に
低下し、しかも前記水蒸気との分離に伴いシリカが濃縮
されることから、前記地熱熱水に含まれるシリカの一部
は過飽和状態となる。この過飽和シリカはシリカスケー
ルとして地熱発電所内の熱水経路や地下還元井等に析出
しやすく、熱交換器の熱効率低下や前記熱水経路の閉
塞、あるいは前記地下還元井の能力減少等の問題を生じ
させ、前記地熱熱水の利用上大きな障害となっている。
【0003】一方、高純度シリカは、半導体素子等に用
いられる金属シリコンの原料として利用され、またその
需要が近年大きく増加しているものであるが、そのほと
んどを海外からの輸入に頼っているため、供給面で不安
定な資源と言わざるを得ない。
【0004】そこで、前記地熱熱水中のシリカを予め回
収すれば、前記熱水経路や前記地下還元井におけるシリ
カスケールの析出が防止され、しかも珪素資源の活用に
もなるため、従来より多くの研究がなされている。
【0005】ここで、これら従来のシリカ回収法は、ほ
ぼ以下の三種類に大別される。
【0006】(1) 限外濾過膜法:特開昭60−94
198号公報、特開昭63−1496号公報、および特
開昭63−2805号公報等に開示されている方法で、
前記地熱熱水のシリカにシリカシード等の薬液を添加し
てコロイド状とした後、ポリ塩化ビニル等からなる限外
濾過膜を用いて濾過し、回収するものである。
【0007】(2) 吸着法:特開昭59−16588
号公報、特開昭60−114391号公報、および特公
昭59−13919号公報等に開示されている方法で、
前記地熱熱水に吸着剤(チオエーテル重合体等の有機溶
媒、または、カルシウム、マグネシウム等を含有する金
属化合物や活性アルミナ等)を添加するものである。同
方法においては、添加物とシリカと重合させるか、上記
添加物の加水分解の結果生じた二次生成物の水酸化物と
ともに沈澱したシリカを回収する。
【0008】(3) 浮上分離法:前記地熱熱水にシリ
カ捕収剤を含む発泡性液剤を添加し、発生した気泡の表
面に微細なシリカ粒子を吸着させて、泡層として回収す
る方法である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
方法のうち、限外濾過法においては、濾過膜が容易に目
詰まりを起こすためその都度洗浄もしくは交換する必要
があり、また回収率も数%にすぎないことから、回収に
必要な経費が増大するという問題があった。
【0010】一方、吸着法は、シリカの回収率は高いも
のの、特殊な薬剤を使用する必要があり、特に有機溶媒
を用いた場合には、添加する有機溶媒が高価であるた
め、経済性の点で問題があった。また、金属化合物を用
いた場合には、シリカがCa(OH)2あるいはMg
(OH)2等添加した金属の水酸化物を多量に含むスラ
ッジ(沈殿物)に吸着されるため、その回収には改めて
濾過等の手段を用いる必要があった。
【0011】更に、浮上分離法では、回収したシリカ中
に、アルミニウムや砒素等、前記地熱熱水中の金属が混
合するため純度が低下し、しかも回収効率を高めるた
め、pH調整その他の方法を用いて予めシリカの重合お
よび凝集を促進させておく必要がある等、工程が複雑と
なっていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、地熱熱水等シリカを含有
する水溶液に少なくとも一対の電極を接触させ、これら
の電極間に交流電流を通電して、前記電極の表面にシリ
カを析出させると同時に析出したシリカを前記電極の表
面から脱落させる前記水溶液中のシリカ回収法である。
【0013】以下、図面に基づき本発明の手段について
更に詳しく説明する。本発明におけるシリカ回収設備の
基本的な構成を図1、図3および図4に示す。図1にお
いて、符号3は円筒状をなす分離槽で、その側面には導
入管2が接続されている。また、分離器3は、U字溝状
をなす反応流路4の先端に管等で接続されている。
【0014】反応流路4内には各々長方形平板状をなす
一対の電極5A,5Bが設置されているが、その位置
は、反応流路4に地熱熱水1を流した場合、電極5A,
5Bの下部が地熱熱水1に浸漬されるような位置となっ
ている。更に、電極5A,5Bの上端にはスイッチ7を
経て交流電源8が接続され、反応流路4と併せてシリカ
回収部6を形成している。そして、反応流路4の後端に
は還元管9が接続され、還元管9は更に地下還元井(図
示せず)に接続されている。
【0015】一方、分離槽3の上部には、地熱熱水1が
混入しない位置に蒸気移送管10の一端が挿入され、ま
た、蒸気移送管10の他端は発電設備(図示せず)に接
続されている。
【0016】地中より噴出した地熱熱水1は導入管2を
経て分離槽3内に貯留された後、渦流となって反応流路
4に流入し、反応流路4において電極5A,5Bと接触
しつつ還元管9へと向かう流れを形成する。この状態で
スイッチ7を入れると、交流電源8より供給された交流
電流により地熱熱水1を介して電極5A,5B間が導通
し、交流電源8と電極5A,5B間に回路が形成される
とともに、電極5A,5Bのうち陽極の表面に、地熱熱
水1中に含まれるシリカが析出する。
【0017】そして、反応流路4から排出された地熱熱
水1は過飽和シリカをほとんど含まない状態で還元管9
を経て前記地下還元井から地中に還元される。従って、
熱水経路や前記地下還元井においてシリカスケールが生
成することはない。
【0018】一方、地熱熱水1とともに噴出した水蒸気
は、分離槽3で地熱熱水1と分離された後、蒸気移送管
9を経て前記発電設備に移送され発電に利用される。
【0019】ここで、本発明の場合交流電源8を使用し
ているため、通電中は電極5A,5B間で陽極と陰極と
がその周波数に対応する周期で絶えず交互に入れ替わっ
ている。従って、通電中は電極5A,5Bの双方にシリ
カが析出するが、析出したシリカは、その電極が陰極と
なった際には地熱熱水1に再溶解することなく電極の表
面より自ずから剥離する。すなわち、通電中は電極5
A,5B間でシリカの析出とその剥離とが前記周波数に
対応する周期で交互に繰り返され、その結果、析出した
シリカの剥離に伴い電極5A,5Bの表面が常に清浄に
保たれるとともに、剥離したシリカが反応流路4の底部
に沈澱する。よって、本発明においては、シリカの回収
および電極5A,5B間の導通確保の目的で電極5A,
5Bに析出したシリカを電極5A,5Bより人為的に除
去する必要はない。
【0020】また、ここで回収されたシリカは、SiO
2としての純度が非常に高く前記電極以外の不純物をほ
とんど含有しないため半導体素子等の用途に使用可能で
あることに加え、粒子径が均一であるため取り扱いの点
でも有利である。更に、水洗等の操作を行うことによ
り、より純度の高いシリカが得られる。
【0021】しかも、交流電源8を使用することによ
り、通常電気分解等に使用される直流電源の場合と比較
して消費電力が大幅に低減される他、電力会社等より給
電される電気を変換器等を使用することなく直接使用で
きるため、給電設備の簡略化が可能となっている。
【0022】一方、電極5A,5Bに用いられる材質と
しては、アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、鉛、ニッケル、
コバルト、チタン、カルシウム、およびマグネシウムか
ら選択される金属またはその合金が用いられるが、必要
に応じそれ以外の素材を用いることもできる。また、通
電時の電流の大きさ、周波数および通電時間は上記析出
物が生成されるような条件とするが、交流電源8とし
て、図2に示すような波形を呈する、いわゆる矩形波を
用いてもよい。この場合、通電時における最大振幅の維
持時間と通電時間がほぼ等しいため、通電による前記析
出物の回収効率が向上する。
【0023】更に、電極5A,5Bの形状および大き
さ、電極5A,5B間の距離、反応流路4の容積等の条
件は、反応流路4内における地熱熱水1の流速、地熱熱
水1の温度、および地熱熱水1中のシリカの濃度ならび
に他の金属イオンを始めとする混合物の有無およびその
濃度等の条件に応じて決定される。具体的には、実験に
より求める。
【0024】なお、図1のシリカ回収設備においては、
反応流路4の断面形状を図3に示すようなU字溝状とし
たが、図4に示すように、流路の断面形状を管状とし、
この反応流路4A内に電極5A,5Bを設置してもよ
い。また、回収部6を複数個設け、地熱熱水1が各回収
部6を順次通過するに従い地熱熱水1中のシリカが段階
的に除去されるような構成としてもよく、分離槽3に直
接電極5A,5Bを設置し、分離槽3内で通電を行って
もよい。
【0025】
【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明の効果につい
て説明する。平均868.4ppmの濃度でシリカを含
有する地熱熱水を、体積304cm3、断面積16cm2
の樋状反応槽内に流下させるとともに、この反応槽内
に、浸漬部分の表面積が71.25cm2であるアルミ
ニウム製極板を2枚浸漬して周波数50Hzの交流電流
を通電した。
【0026】前記地熱熱水の流下条件および通電条件、
ならびに前記反応槽から流出した地熱熱水のシリカ濃度
を表1にそれぞれ示す。
【0027】
【表1】 但し、表1中の水温は、前記反応容器への流入時の水温
を示す。
【0028】その結果、いずれの場合にも、双方の極板
上に析出物が生成され、この析出物は析出後前記反応槽
の底部に沈澱した。また、更なる調査の結果、この析出
物は、夾雑物として若干のアルミニウムのみを含む高純
度シリカであった。
【0029】更に、前記反応槽から流出する前記地熱熱
水のシリカ濃度を測定したところ、表2のような結果を
得た。
【0030】
【表2】
【0031】表2に示した数値から明かな通り、いずれ
の場合にも、通電後の前記地熱熱水中のシリカ濃度が減
少した。これは、通電により前記地熱熱水中のシリカが
除去されたことを示すものである。
【0032】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
地熱熱水を始めとするシリカ含有液に交流電流を通電さ
せるだけで、前記含有液中より高純度のシリカを容易に
回収することができる。そのため、回収の操作が簡単と
なるばかりではなく、回収に要する経費も大幅に低減さ
れる。しかも、特殊な薬剤等を使用することがないの
で、経済性と安全性が更に高められる。すなわち、本発
明の利用により、地熱発電等における地熱熱水中のシリ
カの回収およびシリカスケールの生成防止を、簡単かつ
安価に、しかも確実に行うことが可能であるとともに、
回収したシリカを珪素資源として活用できる。
【0033】また、交流電源を使用することにより、直
流電源使用の場合と比較して消費電力が大幅に低減され
る他、電力会社より給電される電気を変換器等を使用す
ることなく直接使用することが可能であるため、給電設
備が簡略化されるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるシリカ回収設備の基本的な構成
を示す概念図である。
【図2】本発明における通電電流の波形の例を示す図で
ある。
【図3】本発明における反応流路の形状の例を示すシリ
カ回収部の横断面図である。
【図4】本発明における反応流路の形状の例を示すシリ
カ回収部の横断面図である。
【符号の説明】
1 地熱熱水 2 導入管 3 分離槽 4,4A 反応流路 5A,5B 電極 6 シリカ回収部 7 スイッチ 8 交流電源 9 還元管 10 蒸気移送管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリカを含有する水溶液に少なくとも一
    対の電極を接触させ、更に前記対をなす電極間に交流電
    流を通電して、前記電極の表面にシリカを析出させると
    同時に析出したシリカを前記電極の表面から脱落させる
    ことを特徴とする水溶液中のシリカ回収法。
  2. 【請求項2】 上記電極に用いられる材質として、アル
    ミニウム、白金、銅、鉄、亜鉛、鉛、ニッケル、コバル
    ト、チタン、カルシウム、およびマグネシウムから選択
    される金属またはそれらの合金を用いることを特徴とす
    る請求項1記載の水溶液中のシリカ回収法。
  3. 【請求項3】 前記交流電流として、矩形波を示す電流
    を通電することを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の水溶液中のシリカ回収法。
JP25814591A 1991-10-04 1991-10-04 水溶液中のシリカ回収法 Pending JPH05131194A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25814591A JPH05131194A (ja) 1991-10-04 1991-10-04 水溶液中のシリカ回収法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25814591A JPH05131194A (ja) 1991-10-04 1991-10-04 水溶液中のシリカ回収法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05131194A true JPH05131194A (ja) 1993-05-28

Family

ID=17316151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25814591A Pending JPH05131194A (ja) 1991-10-04 1991-10-04 水溶液中のシリカ回収法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05131194A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11285602A (ja) * 1998-04-02 1999-10-19 Mitsubishi Materials Corp 地熱熱水からの懸濁物質回収装置および方法
JP2002336861A (ja) * 2001-05-21 2002-11-26 Tousui:Kk 電極式スケール成分の析出抑制装置
JP2016501716A (ja) * 2012-11-21 2016-01-21 オーヴェ ティー アーネンセン 主として変動電界を用いた置換による水処理装置及び水処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11285602A (ja) * 1998-04-02 1999-10-19 Mitsubishi Materials Corp 地熱熱水からの懸濁物質回収装置および方法
JP2002336861A (ja) * 2001-05-21 2002-11-26 Tousui:Kk 電極式スケール成分の析出抑制装置
JP2016501716A (ja) * 2012-11-21 2016-01-21 オーヴェ ティー アーネンセン 主として変動電界を用いた置換による水処理装置及び水処理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5558755A (en) Method for removing contaminants from an aqueous medium
CN1105082C (zh) 减少或防止形成水垢的方法
CN101886271B (zh) 一种用于旋流电解方法的装置
JP3327922B2 (ja) 金属回収装置
EP0187720A2 (en) Method and apparatus for removing impurities from liquids
JPH01294368A (ja) レドックスフロー電池電解液の調製方法
CN110453225B (zh) 酸性蚀刻废液的处理方法
CN1875132A (zh) 从溶液中去除物质的电解池
US3236757A (en) Method and apparatus for reclamation of water
CN104498992A (zh) 一种分离回收金属复合废料的方法
CN101367571B (zh) 电混凝反应器与废水处理方法
JP2010059502A (ja) 銅エッチング廃液の処理方法及び装置
JPH05131194A (ja) 水溶液中のシリカ回収法
CN100430525C (zh) 粉末的电化学分解方法及其适用的电解池
JP2685755B2 (ja) 金の精製用装置
JPS61106788A (ja) 金属回収方法およびその装置
WO2020209719A1 (en) Method, device and wastewater treatment system for phosphorus, such as phosphate, removal from a feed solution
JPH0523672A (ja) 水溶液中のシリカ回収法
US1344127A (en) Metallurgical process
JPH05131192A (ja) 水溶液中のシリカ除去法及び有価元素回収法
JPH0557285A (ja) 水溶液中のシリカ除去法および有価元素回収法
AP422A (en) Method and apparatus for mineral recovery.
JPS61245888A (ja) 液体中の不純物を除去する方法
JP4169367B2 (ja) 電気化学システム
KR920002415B1 (ko) 금속 전해 회수 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000627