EDI法を原理とする連続イオン選択分離装置の開発

基于EDI法的连续离子选择性分离装置的研制

• 批准号: 13750713
• 负责人: 中村 一穂
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750713/
• 关键词: イオン交換; 電気透析; 連続イオン交換; EDI

EDI (Electro De-Ionization:電気式脱塩装置)は、電気透析とイオン交換法を組み合わせた方法でイオン交換樹脂を連続的に再生することが可能である。本研究では、さらにイオンの選択分離能の付与を目的とし、EDI装置の製作、Na^+,Ni^<2+>イオンの分離特性について検討した。強酸性陽イオン交換膜(CMX:トクヤマ)、強塩基性陰イオン交換膜(AMX:トクヤマ)、陰イオン交換樹脂SA12A、陽イオン交換樹脂SK1Bまたはキレート樹脂CR-10を用いた系について検討した。NaCl,NiCl_2混合液(各濃度0.1M)の脱塩実験を行った結果以下の結論が得られた。(1)脱塩室の総イオン濃度は7ppmまで低下することができた、(2)Naイオンは濃縮室にてほぼ100%回収できたが、Niイオンの回収率は1%程度であり、Niイオンは脱塩室および濃縮室の濃度変化から物質収支がとれなかった、(3)キレート樹脂CR-10を用いた場合はNiの回収率はさらに1/3程度に下がった。続いて、Niの挙動に着目してEDIのイオン交換体再生装置としての利用可能性について検討した。Ni型陽イオン交換樹脂の再生挙動に及ぼす(1)脱塩室の厚さの影響、(2)電圧の影響、また装置内のpHがアルカリになる場合があったので、(3)Ni水酸化物生成に及ぼすpHの影響について検討した。その結果以下の結論得られた。(1)EDI法によりNi型陽イオン交換樹脂が一部再生できることが確認できた。(2)Ni再生に関する電流効率は最大でも12%程度であり、再生時間が長くなると低下する傾向があった。また電流効率は樹脂の充填状態に大きく依存した。(3)脱塩室内のアルカリ化によるNi不溶化により再生が制限されるため、脱塩室内のpHは8以下にする必要がある。

EDI (Electro De-Ionization: Electro De-Ionization Device) is a combination of electrodialysis and heat exchange methods. It is possible to regenerate heat exchange resins. In this study, the purpose of selective separation, the fabrication of EDI devices, and the separation characteristics of Na^+,Ni^<2+> were discussed. Strong acidic cation exchange membrane (CMX: TRK), strong basic anion exchange membrane (AMX: TRK), anion exchange resin SA 12A, cation exchange resin SK1B, and reverse resin CR-10 are used in the system. The experimental results of dechlorination of NaCl, NiCl_2 mixture (0.1M each) were summarized as follows. (1)The concentration of Ni in the desorption chamber is lower than 7ppm.(2) The recovery rate of Ni in the concentration chamber is lower than 1%.(3) The recovery rate of Ni in the desorption chamber is lower than 1/3 when CR-10 is used. In addition, Ni and Ni can be used to regenerate the exchange body. The regeneration of Ni-type cation exchange resin and its influence on (1) thickness of desorption chamber,(2) electric pressure and pH in equipment are discussed.(3) formation of Ni hydrate and influence of pH are discussed. The following conclusions were drawn. (1)EDI method: Ni type cation exchange resin is partially regenerated. (2)Ni The regeneration time tends to decrease as the current efficiency increases to a maximum of 12%. The current rate depends greatly on the filling state of the resin. (3)Ni insolubilization in the desorption chamber is restricted to pH 8 or lower.