KR870000111B1

KR870000111B1 - 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR870000111B1
Application number: KR1019840001406A
Authority: KR
Inventors: 히로시 아사노; 다까유끼 시마무네; 가즈히로 히라오
Original assignee: 페르메렉 덴꼬꾸 가부시끼 가이샤; 나까가와 세이지
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1984-03-17
Publication date: 1987-02-11
Also published as: GB2137658A; GB2137658B; FR2542763B1; KR840007856A; DE3409118C2; AU548708B2; US4578160A; PH20299A; DE3409118A1; FR2542763A1; AU2568384A; MY8600672A; GB8406884D0; NL8400723A; CA1258820A

Abstract

내용 없음.

Description

묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 의한 전해장치의 일실시예.

제2도는 본 발명에 의한 전해 장치의 다른 실시예.

제3도는 종래 전해방법에 있어서의 전류인가 패턴의 실시예.

제4도 내지 제7도는 본 발명에 의한 전해방법에 있어서의 전류인가 패턴의 실시예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 양이온 교환막 2, 3, 7 : 격실

4, 5 : 전극 6 : 2극 전극

8, 8' : 탱크 9, 9' : 파이프

10, 10' : 펌프 11, 11' : 용액공급 파이프

12, 12' : 배출 파이프

본 발명, 양이온 교환막으로 구분된 전해조에서 철, 니켈 또는 이들의 합금을 전극으로 이용하여 묽은 부식성 알카리 수용액을 전해시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

부식성 알카리를 함유한 용액은 산업상의 여러가지 생산과정, 처리과정 등에서 방출된다. 그와 같은 용액의 예는 여러가지 화학적 반응 공정으로부터의 폐용액 및 금속의 알카리 처리로부터의 폐용액, 이온 교환수지를 재생시키므로써의 폐용액, 석유 정제과정으로부터의알카리 처리폐용액 등이 있다. 처리의 경제성 및 오염 방지의 견지에서 볼때, 이와같은 폐용액으로부터 부식성 알카리를 회수하는 것은 중요하다.

이와같은 이유 때문에, 이들 폐수를 처리하여 부식성 알카리의 독성을 제거하거나, 부식성 알카리를 회수하는 많은 방법이 시도되어 왔다. 알카리 함유폐수는 비교적 낮은 농도의 수용액으로 다른 무기물 또는 유기물의 공존 물질들을 포함하고 있다. 그렇기 때문에 이 용액은 기술적이거나 경제적 이유로 회수처리 과정없이 중화작용에 의해 독성을 제거한 후 폐기 처리되었다.

양이온 교환막을 이용한 전해방법은 이들 폐용액으로부터 부식성 알카리를 효율적으로 회수하기 위한 대표적인 방법으로 알려져 있다. 예를들어, 양이온 교환막을 이용하는 전해방법에 의해 알카리형 폐수로부터 알카리를 분리하고 회수하는 알카리성 폐수처리방법이 일본국 특허출원 공보 제16859/1977호에 공지되어 있다.

그러나, 그와 같은 전해방법은 산소 발생 반응에서 고도로 내구력이 있는 재료가 전극, 특히 애노드로서 필요할뿐만 아니라 값비싼 귀금속이나 쉽게 소비되는 흑연이 필요하기 때문에 바람직하지 못하다.

따라서, 산업상 이용될 수 있는 기술적이고 경제적으로 우수한 전해기술이 개발되는 것이 바람직하다.

철, 니켈 및 스테인레스 스틸과 같은 이들의 기본 합금(스테인레스 스틸)이 저렴하고, 처리가 쉽기 때문에 수용액 전해질 내의 부식성 알카리수용액의 전해에서 전극으로 이용된다. 그러나 이들 재질은 높은 부식성 알카리농도를 갖는 비교적 높은 온도의 수용액에서만 사용될 수 있다. 이들 재질은 낮은 농도의 부식성 알카리 수용액을 전해할 때는 전극으로 사용할 수 없다. 왜냐하면 전해 전압의 상승에 따른 애노드의 산화로 인한 전극 표면의 산화에 의해 불활성이 생기거나 또는 약 10ωt% 이하 특히 5ωt% 이하의 저농도 부식성알카리에서애노드 표면의 용해가 생기기 때문이다.

또한, 여러가지 유기물 및 중금속을 포함하는 폐수를 전해하는데 있어서, 이들 불순물이 이온 교환막 및 전극 또는 파이프상에 부착 침전되어 전해를 어렵게 만든다.

따라서 본 발명의 목적은 상술된 문제점을 극복하고 저렴한 철, 니켈등을 전극으로 이용하여 긴 시간동안 안정된 방법으로 묽은 부식성 알카리수용액을 전해시키므로써 효율적으로 부식성 알카리를 회수할 수 있는 새로운 전해 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

첫번째 실시예에서, 본 발명에 의한 전해방법은 양이온 교환막에 의해 분할된 전해조의 전극 격실내에 묽은 부식성 알카리 수용액을 공급 전해하여 다른 전극격실로부터 진한 부식성 알카리 수용액을 회수하는 것이다. 여기에서 금속, 니켈, 또는 이들의 합금이 전극 재질로서 이용되며, 전해는 정방향으로 소정시간동안 통전시켜 전해를 행한 후 극성을 반전시켜 부방향으로 전해를 일정시간 행하는 것이다.

두번째, 실시예에서 소정시간 동안 정방향으로 통전시켜 전해를 행한 후 극성을 반전시켜 부방향으로 전해를 일정시간 행하고, 다음 전해액의 공급 배출 방향을 반전시키고, 부방향으로 일정시간 통전시켜 전해를 행한 다음 극성을 반전시켜 정방향으로 일정시간동안 전해를 행하는 것이다.

본 발명에 의한 전해장치는 양이온 교환막에 의해 분할된 전해조를 포함하며, 여기에서 (a)철, 니켈 또는 이들의 합금이 두개의 전극 격실내에서 전극으로 이용되며, (b) 두개의 전극 격실 및 전해질공급 및 방출수단은 동일한 형태이며, (c) 전해조는 양이온 교환막이나 전극에 대응하는 라인에 대해 대칭이며 (d) 전극극성을 변환시키고, 전해질 전극극성을 반전시키며 전해질의 공급 및 방출 방향을 반전시키는 것이 자유자재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전극의 극성이 인가된 전류의 양에 따라 주기적으로 변환될뿐만 아니라, 전해질 공급 및 방출 방향과 인가되는 전류의 방향이 반전되고, 전극의 극성이 인가된 전기적 전류양에 따라 주기적으로 반전되는 형태로 전해를 하므로써 상술된 목적이 이루어진다.

본 발명은 우수한 효과를 나타내며 철, 니켈등과 같은 저렴한 전극을 사용하여 오랜 시간동안 안정된 상태로 묽은 부식성 알카리 수용액을 전해시키는 것이 가능하다.

본 발명에 사용된 전해조는 양이온 교환막에 의해 분할된 전해조로서 , 모노폴라, 바이폴라 전극등과 같이 임의의 형태일 수 있다.

제1도에 도시된 전해장치는 기본적인 모노폴라 전극형 전해조로서, 격실(2), (3)은 양이온 교환막(1)으로 분할되어 형성되며, 전해질은 전극(4), (5)을 통해 전류가 인가되어 통전된다.

제2도는 본 발명에 의한 바이폴라전극형 전해조의 실시예로서 양이온 교환막(1)과 바이폴라 전극(6)은 전극(4), (5)사이에 배치된다. 중앙격실은 7로 도시되며, 다수 격실이 다격실 바이폴라 전극형 전해조를 형성하도록 배치될 수 있다. 동일한 전극 재질이 애노드와 캐소드로 사용될 수 있기 때문에, 본 발명은 진보적이며, 특히 바이폴라 전극형 전해조의 경우에 있어서, 바이폴라 전극을 형성하기 위해 다른 재료들과 조합할 필요가 없기 때문에 더욱 진보적이다. 전해조건하에 내구력이 있는 임의의 종래 양이온 교환막이 양이온 교환막(1)으로 사용될 수 있다. 내알카리성 퍼플루오르이온 교환막과 같은 플루오린 함유수지가 좋다.

철, 니켈 또는 이들의 합금이 전극(4),(5),(6)의 재질로 이용된다. 예로, 탄소강, Fe-Ni 합금, 스테인레스 스틸, Co, Cr 또는 Mo와의 합금등이 합금재질로 이용될 수 있다. 각 전극은 이들 전극 재질이나 다른 재질의 조합으로 이루어질 수 있다.

전해조는 전해질을 공급하고 생성물을 방출하기 위한 공급 및 방출 장치를 구비하고 있다. 이들 장치에 부가하여 본 발명의 전해장치는 양이온 교환막(1) 또는 전극(6)을 중심으로 대칭 형태를 한다. 그리고 전류인가 방향과 액체흐름의 방향은 본 발명에서는 임의의 시간에 변환될 수 있다. 제2도에 도시된 다격실 바이폴라전극형 전해조에 있어서, 중앙 양이온 교환막은 홀수개의 양이온 교환수지를 이용하는 경우에 대칭의 중심이 되며, 짝수개의 양이온 교환막을 이용하는 경우에는 중앙 바이폴라 전극이 대칭의 중심이 된다.

예로, 제1도에서 전해장치는 양이온 교환막(1)을 중심으로 하여 대칭적으로 이루어지며, 여기에서 전해질을 공급하거나 방출할 수 있는 동일한 형태의 탱크(8)(8')와, 파이프(9)(9')와, 펌프(10)(10')는 좌측 및 우측 격실(2), (3)에 위치하며, 만일 원한다면, 우선적으로 용액공급 파이프(11)(11')와 배출 파이프(12), (12')가 위치된다.

양호한 전기 전도성을 갖는 철, 니켈등을 사용하는 전극은 막대, 판, 그물망, 다공성판과 같은 임의의 형태로 이루어질 수 있으며 값도 저렴하다. 그러나, 종래 전해방법에 있어서, 특히 전극이 묽은 수용액 또는 부식성 알카리를 포함하는 폐용액의 전해에 사용되는 경우, 애노드 표면의 산화에 의한 산소의 형성으로 부식되기 때문에 연속적인 전해가 어렵게 되며, 불순물이 양이온 교환막, 캐소드 파이프 등과 같은 전해장치의 많은 부분상에 침착되어 연속적인 전해작용이 어렵게 된다.

본 발명은 전류를 정방향으로 인가하여 일정시간동안 전해를 한 다음 전류를 전극의 극성과 역방향으로 인가하여 일정시간동안 전해를 행하거나 또는 전류를 부방향으로 일정시간 인가한후 전해질의 공급 방출 방향을 반전시키고 다음 전류의 인가방향을 전극의 극성과 반대방향으로 인가하는 형태로 전해가 이루어지는 경우 종래 방법에서 상술된 문제가 극복될 수 있으며, 묽은 부식성 알카리 함유 수용액의 전해가 장시간동안 안정된 상태로 이루어질 수 있다는 새로운 개념에 기초를 두고 있다.

본 발명의 전류인가방법은 첨부된 도면과 함께 더욱 상세히 설명하기로 한다.

제3도는 종래의 전해질에 대한 전류인가 방법을 도시한 것이다. 잔류는 애노드를 통해 정해진 전류치 A로 시간 T동안 정방향으로 인가된다.

한편, 본 발명에 있어서, 전기적 전류는 제4도 내지 제6도에 도시된 바와같이 시간(T₁), (T₂), (T₃)동안 전류치(A₁), (A₂), (A₃)로 정방향으로 인가된 후, 시간(t₁),(t₂),(t3)동안 전류치(a₁), (a₂), (a₃)로 전극의 극성과 역방향으로 인가된다.

본 발명의 상술된 효과가 이와같은 동작에 의해 얻어지는 이유는 완전히 명백하지 않다. 그러나 전극의 부식이 방지되고 활동력이 전류의 주기적인 역방향인가에 의해 회복된다는 것은 확실하다. 특히 애노드에서 전해 과정으로 형성된 산화는 환원작용에 의해 사라지고, 활성표면이 재생된다. 또한 비록 금속이온과 같은 불순물이 캐소드의 표면상에 침전되어 부착된다 해도, 표면에 역방향으로 전류가 인가되므로써 깨끗해진다.

이와같은 세척작용은 사용된 양이온 교환막상에 침전되어 부착된 입자를 제거하는 데도 효과적이다.

정방향으로의 전류 인가 시간은 전해의 목적에서 볼 때 가능한한 긴것이 바람직하다. 그러나 그 시간이 너무 길면, 전극은 부식되고 활동력 회복이 어렵게 된다. 그렇기 때문에 이 시간은 임의의 적정시간으로 제한된다. 보통 약 15분 정도로 시간을 선정하는 것이 바람직하다. 이때 전극의 활동은 쉽게 회복될 수 있고 전해는 장시간동안 안정된 방법으로 이루어질 수 있다.

한편, 역방향으로 인가된 전류양은 가능한한 적은 것이 바람직한데 이는 역방향으로의 인가는 의도한 전해의 효율을 감소시키기 때문이다. 그러나 인가된 전류의 양은 전극의 활동을 회복할 수 있을 정도로 충분해야 한다. 본 발명의 목적은 정방향으로 인가된 전류양의 3 내지 30%를 역방향으로의 전류양으로 설정하므로써 효율적으로 이루어질 수 있다.

제4도는 본 발명의 전해방법에서 전류를 인가시키는 전형적 방법을 도시한다. 전해는 선정된 시간 T₁동안 고정된 전류 A₁에서 정방향으로 전류를 인가시키고, 선정된 시간 t₁동안 동일전류(a₁=-A₁)에서 역방향으로 전기적 전류를 인가시키므로써 이루어진다. 전해는 상술된 동작을 반복하므로써 계속된다. 이와같은 경우에, 전류양은 A₁×T₁및 -A₁×t₁(도면에서 빗금친 영역)으로 표시된다. 이 비율은 각 전류인가 시간의 비에 의해서만 결정된다. 그러므로, 이 동작은 극성을 반전시키기 위한 시간의 제어만이 요구되기 때문에 간단하다. 예로, 만일 T₁이 10분이라면, 역방향으로의 전류인가시간 t₁은 본 발명에 의하면 약 18초에서 3분이 된다. 이때 t₁을 상기 범위내의 적정시간 즉, 1분으로 설정한다면, 이 주기에서 전극의 극성을 변환시키도록 자동타이머를 이용하므로써 전해조의 전원의 자동제어하에서 전해가 가능하다.

제5도에서 도시된 전류인가 패턴은 전해의 한 예로서 역방향의 전류 a₂와 전류인가시간 t₂는 정방향의 전류와 A₂전 류인가시간 T₂에 대해 변한다.

제6도는 정방향 및 역방향의 전류인가 시간(t₃=T₃)이 동일하고, 역방향으로 인가된 전류 a₃가 정방향 A₃으로의 인가된 전류보다 더 작은 경우의 예이다.

그러므로, 본 발명에서, 역방향의 전류량이 정방향으로 가능한 양의 3내지 30%가 된다.

본 발명에 의한 다른 전류인가 방법은 제7도를 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 한개의 격실은 애노드 격실이 되게 하고, 선정된 시간 T₄동안 선정된 전류치 A₄에서 정방향으로 인가되고 난 다음 선정된 시간 T₄동안 선정된 전류치 A₄에서 역방향으로 인가된다. 임의의주기 L동안 상기 동작이 수행된 후, 상기 격실은 캐소드 격실이 되도록 하고, 전해질의 공급방향과 방출방향이 바뀌게 한 다음 전류는 산정된 시간 T'₄동안 역방향의 전류를 인가시키고 다시 선정된 시간 t'₄동안 전류치 a₄'를 정방향으로 인가시킨다. 이와 같은 동작은 주기 L'동안 이루어지며, 전해가 동일한 방법으로 계속된다.

상술된 바와같이, 전극의 부식이 방지되고, 역방향 전류가 주기적으로 인가시키므로써, 활동력이 재생된다. 또한 역방향의 전류인가는 애노드 표면상에 침전된 불순 금속물 및 양이온 교환막상에 침전되어 부착된 입자들을 제거하고 세척하는데 효과적이다.

한편, 상술된 전기 화학작용은 또한 막, 파이프등등에 침착된 불순물들을 제거하거나 세척하는데 효과적일 뿐만 아니라 전해장치의 전용액의 흐름방향이 일정시간동안 주기적으로 변환되기 때문에 용액의 후향흐름의 물리적 작용에 의해 불순물 제거작업이 한층더 효과적으로 수행된다.

비록 선정된 전류치(A₄), (A'₄)에서 정방향이나 역방향으로의 긴 전류 인가시간 T₄및 T'₄이 전해 목적을 위해서는 바람직하다 할지라도, 너무 긴 시간동안의 전해는 전극을 부식시키고 역방향으로 전류를 인가시킴에 따른 활동력의 회복이 어렵게 되기 때문에 제한되어야만 한다. 보통, 약 15분 정도가 적절하며 이시간으로는 전극의 활동력이 쉽게 회복될 수 있다.

한편, 역방향의 전류양은 전극의 활동력이 충분히 회복될 수 있는한 되도록 작은 것이 좋다. 왜냐하면 전류치 a₄및 a'₄와 전류인가 시간 t₄및 t'₄에서의 역방향의 전류인가는 의도하는 전해의 효율을 감소시키기 때문이다. 따라서, 본 발명의 목적을 정방향의 전류양 A₄×T₄또는 A'₄×T'₄의 3 내지 30%를 역방향의 전류양 a₄×t₄또는 a'₄×t'₄로 설정시킴으로써 효율적으로 수행될 수 있다. 예로, a₄=-A₄및 T₄=10분일 때, t₄는 본 발명의 경우에서 약 18초 내지 3분의 범위를 갖는다.

역방향의 주기적인 전류가 인가된 경우의 전해는 일정주기 L동안 이루어진 후 전해는 전해질의 공급 및 방출방향이 반전되어 다시 일정한 주기 L'동안 유사하게 이루어진다. 장시간 전해는 그와같은 동작을 반복하게 된다. 계속되는 주기 L과 주기 L'는 적당하게 정할 수 있지만, 본 발명의 효과를 성취한다는 관점에서 볼 때 100 내지 1000시간의 주기가 바람직하다.

제7도에서 도시된 전류인가 패턴에 있어서, 정방향 및 역방향의 전류치가 동일하고 (A₄=A'₄=-a₄=-a'₄), 각 전류인가 시간이 일정할때 (T₄=T'₄, t₄=t'₄, L=L') 작동이 가장 간단하다. 이는 극성을 변환시키기 위한 주기의 제어만이 요구되기 때문이다. 그러나 본 발명의 목적을 완전히 벗어나지 않는 범위내에서 각 전류치 A₄, A'₄, a₄, a'₄와 각 전류 인가시간 T₄, T'₄, t₄, t'₄및 전해주기 L또는 L'를 변화시킬 수 있다. 다음 실시예는 본 발명의 구체적인 실시예 나타내기 위한 목적으로 제공되며 결코 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

전해조는 양이온 교환막(Dupont에서 제조된 상표면 Nafion 315)으로 분할되고, 6㎝×6㎝ 크기와 1㎜두께의 스테인레스 스틸판(SUS 316)이 애노드 및 캐소드용 전극재료로 이용된다. 0.5% Na 수용액이 애노드 격실내로 공급되고, 전해는 제4도에 도시된 전류 공급 패턴을 따라 역방향으로 전류 인가시간을 변환시키고, 30A/d㎡의 전류 밀도로 60℃에서 이루어진다. 캐소드 격실은 우선 10% NaOH 수용액으로 채워지며, 다음 0.2% NaOH 수용액이 애노드 격실로부터 방출되고 12% NaOH 수용액이 캐소드 격실로부터 방출된다. 얻어진 결과는 표 1과 같다.

전극 수명은 초기치로부터 전해 전압의 상승점인 2.0V에서 측정된다.

[표 1]

표 1에서 명백한 것처럼, 전극수명은 역방향으로 주기적인 전류 인가를 하므로써 대단히 개선되었다. 또한 역방향으로의 전류양이 증가할때 전극 수명은 증가하나 전해효율은 감소한다. 그렇기 때문에 전체 전해효율 50% 이상으로 유지하기 위해서는 역방향으로의 전류양은 정방향으로의 전류양의 3 내지 30%가 되어야만 한다.

[실시예 2]

전해조는 Ni판이 애노드 및 캐소드에 사용된다는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일하게 구성된다. 전해는 4% NaOH 수용액을 애노드 격실에 공급하고, 다음 애노드 격실로부터 2% NaOH 수용액을 방출하며 캐소드 격실로부터 12% NaOH 수용액이 방출하여 유사하게 이루어진다. 얻어진 결과가 표 2에 도시되어 있다.

[표 2]

[실시예 3]

양이온 교환막에 의해 분할된 전해셀(Dupont에 의해 제조된 상표명 Nafion 315)은 제1도에 도시된 방법으로 구성되며, 10㎝×10㎝ 크기와 2.5㎜ 두께의 스테인레스 스틸판(SUS 316)이 두개의 전극(4),(5)에 이용된다. 먼저, 좌측격실(2)은 애노드 격실로 되고 NaOH 수용액이 전해질로서 공급된다. 전해는 제7도에 도시된 바와같은 전류 인가 패턴에 따라 역방향으로 주기적 전류를 인가시키므로써 이루어진다.

다음 전해질은 밸브 동작에 의해 우측격실(3)에 공급되며, 전해는 애노드 격실로서 격실(3)을 사용하고 액체 흐름방향과 전류 인가 방향을 반전시켜 계속적으로 이루어진다. 그 조건은 다음과 같다.

공급된 전해질 : 2% NaOH 수용액

애노드 격실로부터 방출된 용액 : 0.5% NaOH 수용액

캐소드 격실로부터 방출된 용액 : 12% NaOH 수용액

전해온도 : 55℃

전류밀도 A₄=a₄: 30A/d㎡

전류 인가 시간 T₄=T'₄: 60초

역방향 t₄=t'₄: 6초

전해시간 L=L' : 300시간

그 결과, 전해처리는 어떠한 문제없이 3000시간동안 약 71%의 전체전류 효율에서 계속될 수 있었다. 한편, 주기적인 역전류 인가없이 이루어진 전해의 경우, 전류 효율은 86%이었으나 전해전압은 약 100시간의 전해동안 5V 이상 증가했고 더 이상의 전해가 불가능했다.

[실시예 4]

양이온 교환막(Dupont에서 제조한 상표명 Nafion 324)에 의해 분할되고 제1도에 도시된 바와같이 구성된 전해조를 사용하여 LPG 정제 Merox 공정의 알카리 폐수 용액으로부터 NaOH 수용액이 회수되었다. 여기에서 10㎝×10㎝ 크기와 3㎜ 두께의 순수한 니켈판이 전극(4), (5)으로 이용되었다.

알카리 폐수용액의 분석데이타는 다음과 같다.

이와같은 알카리 폐수용액을 전해조로서 사용하며 그것을 애노드 격실로 이용되는 좌측격실(2)내에 공급하면서 전해가 제7도에 도시된 전류인가 패턴에 따라 역방향으로 전류를 주기적으로 인가하므로써 이루어졌다. 다음, 전해질이 밸브 동작에 의해 우측 격실(3)에 공급되고, 애노드 격실로서 격실(3)을 이용하여 액체 흐름의 방향과 전류 인가 방향이 반전되어 전해가 이루어진다. 진한 NaOH 수용액을 원 폐수용액으로 환원 시키므로써 순수한 NaOH 수용액만이 회수되는데 이는 격실의 극성이 변환된 후 전해가 시작되는 시간에서 15분 동안 이루어진다.

전해조건은 다음과 같다.

공급된 전해질의 NaOH 농도 6.0%

애노드 격실로부터 방출된 NaOH 농도 0.6%

캐소드 격실로부터 방출된 수용액 12% NaOH 수용액

전해온도 55℃

전류밀도 A₄=a₄: 30A/d㎡

전류 인가 시간 T₄=T'₄: 60초

역방향 t₄=t'₄: 6초

전해주기 L=L' : 168시간(1주)

결과적으로 전해처리는 여떠한 문제없이 4500시간동안 약 73%의 전체 전류효율로 계속될 수 있었으며, 양이온 교환막상의 침전이 거의 발견되지 않았다.

한편 역방향으로 주기적 전류를 인가시키지 않은 전해의 경우에서, 전효율은 약 88%이었으나 전해의 약 100시간동안 전해 전압은 5V 이상으로 증가했으며 더이상 전해를 지속시키는 것이 불가능하였다.

역방향으로의 주기전류는 인가되지만 격실의 극성이 변환되지 않는 경우, 전체 전류 효율은 약 73%이고, 먼저 어떤 문제없이 1500시간동안 전해가 계속 될 수 있었지만 전해전압이 점차적으로 증가했다. 조의 분리에 따라, 소량의 비전도 산화물 형성이 애노드 기판상에 관찰되었다. 또한 공급된 알카리 폐수용액내의 불순물의 침전이 양이온 교환막의 표면상에 부착되었으며, 이에 따라 양이온 교환막의 전기 저항이 약 2배나 증가되었다.

Claims

묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법에 있어서, 양이온 교환막에 의하여 구분된 전해조의 격실에 묽은 부식 알카리 수용액을 공급하는 단계와, 상기 조내에서 상기 수용액을 전해하는 단계와, 농축된 부식 알카리수용액을 다른 격실에서 회수하는 단계를 포함하며, 여기서, 철, 니켈 혹은 그들의 기초합금이 전극물질로 사용되며, 정방향의 전류가 인가되는 각 전기분해후에 상기 전극에 반대방향의 전류가 인가되어 전기분해가 수행되는 것을 특징으로 하는 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법.
제1항에 있어서, 정방향의 전류인가 시간이 15분이나 그 이하인 것을 특징으로 하는 묽은 부식 알카리 수용액의 전해방법.
제1항에 있어서, 역방향으로 인가된 전류의 총합이 정방향으로 인가된 전류의 총합의 3 내지 30%인 것을 특징으로 하는 묽은 부식성 알카리수용액의 전해방법.
묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법에 있어서, 양이온 교환막에 의하여 구분된 전해조의 격실에 묽은 부식성 알카리수용액을 공급하는 단계와, 상기 조에서 상기 수용액을 전해하는 단계와, 농축된 부식성 알카리수용액을 다른 격실에서 회수하는 단계를 포함하며, 철, 니켈 혹은 그들의 기초합금이 전극재질로 쓰이며, 정방향의 전류가 인가되는 각 전기분해 후에 상기 전극에 반대방향의 전류가 인가되어 전기분해가 일정한 시간동안 수행되며, 다음 전해질을 공급 및 방출방향을 반전시키고, 상기 일정한 시간의 전기분해에 대하여 부방향 전류가 인가되는 각 전기분해후에 전류가 반대방향으로 인가되어 일정한 시간동안 전해가 수행되는 것을 특징으로 하는 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법.
제4항에 있어서, 정방향 혹은 부방향 전류 인가 시간이 15분이나 그 이하인 것을 특징으로 하는 묽은 부식 알카리 수용액의 전해방법.
제4항에 있어서, 인가되는 부방향 전류의 총합이 정방향 인가 전류의 총합의 3내지 30%인 것을 특징으로 하는 묽은 부식 알카리 수용액의 전해방법.
제4항에 있어서, 상기 일정한 시간이 100 내지 1000 시간인 것을 특징으로 하는 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해방법.
양이온 교환막에 의하여 구분된 전해조를 포함하는 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해장치에 있어서, 철, 니켈 혹은 그들의 기초합금이 전극물질로 사용되고, 상기 전해조가 양이온 교환막이나 전극에 대응하는 선에 대하여 대칭이 되도록 동일한 형태를 갖는 격실 및 전해질 공급 및 방출수단을 포함하고, 전극의 극성반전과 전해질의 공급과 방출방향을 자유롭게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 묽은 부식성 알카리 수용액의 전해장치.