JP2002308618A - Method for producing aqueous solution of alkali metal silicate - Google Patents
Method for producing aqueous solution of alkali metal silicateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、地盤注入用材として有
用な脱塩されたアルカリ金属ケイ酸塩水溶液の製造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a desalted aqueous alkali metal silicate solution useful as a material for ground injection.
【０００２】[0002]
【従来の技術】土木工事において、掘削等により崩壊の
おそれのある地盤、湧水などにより掘削が困難な地盤な
どに対して、外部より地盤改良材を注入して地盤を改良
する薬液注入工法が汎用されている。2. Description of the Related Art In civil engineering work, a chemical solution injection method for improving a ground by injecting a ground improvement material from the outside into a ground which may be collapsed due to excavation or a ground which is difficult to excavate due to spring water or the like is used. It is widely used.
【０００３】現在使用される地盤改良材は種々のものが
知られているが、最近では注入による固化物の強度が高
くその耐久性に優れること、注入液が一液でありゲルタ
イムの調節も容易で取り扱いに便利なことから、アルカ
リ金属ケイ酸塩水溶液（以下、水ガラスともいう）を主
成分とするシリカゾル系地盤改良注入材が多く用いられ
ている。[0003] Various types of soil improvement materials currently used are known, but recently, the solidified material obtained by injection has a high strength and is excellent in durability, and the injection time is one liquid, and the gel time can be easily adjusted. Therefore, silica sol-based ground improvement injection materials containing an alkali metal silicate aqueous solution (hereinafter, also referred to as water glass) as a main component are often used because they are easy to handle.
【０００４】しかし、このシリカゾル系地盤改良注入材
にはアルカリ金属塩が多く含まれており、これが得られ
る固結体の強度の低下原因になったり、時間の経過に伴
って固結体からアルカリあるいは塩が遊離ないし逸脱し
て固結体が収縮してその耐久性が低下するといった問題
がある。[0004] However, this silica sol-based ground improvement injection material contains a large amount of alkali metal salts, which may cause a reduction in the strength of the obtained consolidated body or cause the alkali to be removed from the consolidated body with the passage of time. Alternatively, there is a problem that the salt is released or deviates, the compact is shrunk, and its durability is reduced.
【０００５】このような欠点を改良するために水ガラス
をイオン交換樹脂法によりアルカリ分を除去する方法が
採用されている（特開平１１−２７９５５２号公報）。In order to improve such disadvantages, a method of removing alkali from water glass by an ion exchange resin method has been adopted (JP-A-11-279552).
【０００６】しかしながら、イオン交換樹脂法による脱
アルカリ処理は樹脂の再生を必要とするため長期間の脱
アルカリ処理は不可能であり、さらに再生廃液が排出さ
れることやＳｉＯ２濃度の高い水ガラスは樹脂近傍でゲ
ル化するため、使用する条件に制約が生じてしまう。However, de-alkali treatment with ion exchange resin method is prolonged dealkalization requires a regeneration of the resin is impossible, further the regeneration effluent is discharged and SiO 2 concentration high waterglass Is gelled in the vicinity of the resin, which limits the conditions for use.
【０００７】そこで、最近ではイオン交換膜法電気透析
装置により水ガラスを脱アルカリする方法が採用されて
いる（特開平１１−６１１２４号公報）。この方法で
は、電解透析槽と、この槽内部の対向する両端面にそれ
ぞれ配置された一対の陽極および陰極と、これら陽陰電
極間の最も陽極側には陰イオン交換膜が、最も陰極側に
は陽イオン交換膜がそれぞれ位置され、交互に、かつ複
数の区画を形成するように配置された陽および陰イオン
交換膜とからなり、これら複数の区画のうち、陽極およ
び陰極の位置する区画に水を填充するとともに、その他
の区画にそれぞれ水ガラスおよび水を交互に填充し、か
つ陽陰電極間に電流を通電することにより、水ガラス中
のＮａ＋イオンが陽イオン交換膜を介して隣接する一方
の側の区画に填充された水中に該膜を通して透過放出さ
れ、かつＯＨ−イオンが陰イオン交換膜を介して隣接す
る他方の側の区画に填充された水中に該膜を通して放出
され、これにより前記水ガラスが脱アルカリ処理されて
脱アルカリ水ガラスを得ている。Therefore, recently, a method has been adopted in which water glass is dealkalized by an ion exchange membrane method electrodialyzer (Japanese Patent Laid-Open No. 11-61124). In this method, an electrolytic dialysis tank, a pair of anodes and cathodes respectively arranged on opposite end surfaces inside the tank, an anion exchange membrane on the most anode side between these positive and negative electrodes, and the most cathode side Is composed of cation and anion exchange membranes in which cation exchange membranes are respectively located and arranged alternately and to form a plurality of compartments. By filling water alternately with water glass and water respectively in the other compartments and passing a current between the positive and negative electrodes, Na + ions in the water glass are adjacent via the cation exchange membrane. to partitioned transmitted released through stuffing has been membrane in the water on one side of, and OH - ions are released through the membrane into the water which is stuffing the compartment of the other side adjacent through an anion-exchange membrane Thereby the water glass is obtained a dealkalization has been de-alkali water glass.
【０００８】同様に、陰イオン交換膜の代わりにバイポ
ーラ膜を用いてアルカリ性シリカゾルを脱アルカリする
方法も採用されている（特開平７−８０３号公報）。す
なわち、陽極と陰極の間に、耐アルカリ性の陰イオン交
換膜を有するバイポーラ膜と陽イオン交換膜を交互に並
べて構成される電気透析槽を用い、該バイポーラ膜と陽
イオン交換膜で構成される室（バイポーラ膜の陰極側
室、酸室）にケイ酸アルカリを、陽イオン交換膜と該バ
イポーラ膜で構成される室（バイポーラ膜の陽極側室、
アルカリ室）に水酸化アルカリ水溶液を各々供給し、電
気透析を行うことにより、水ガラス中のＮａ＋イオンが
陽イオン交換膜を介して隣接する一方の側の区画に填充
された水中に該膜を通して透過放出され、かつバイポー
ラ膜より生じるＯＨ−イオンが隣接する他方の側の区画
に填充された水中に放出され、これにより前記水ガラス
が脱アルカリ処理されて脱アルカリ水ガラスを得てい
る。[0008] Similarly, a method of dealkalizing alkaline silica sol by using a bipolar membrane instead of an anion exchange membrane has been adopted (Japanese Patent Laid-Open No. 7-803). That is, between the anode and the cathode, using an electrodialysis tank configured by alternately arranging a bipolar membrane and a cation exchange membrane having an alkali-resistant anion exchange membrane, and configured by the bipolar membrane and the cation exchange membrane A chamber (a cathode side chamber of a bipolar membrane, an acid chamber) is filled with alkali silicate, and a chamber composed of a cation exchange membrane and the bipolar membrane (an anode side chamber of the bipolar membrane,
The aqueous solution of alkali hydroxide is supplied to each of the alkaline compartments, and electrodialysis is carried out, whereby the Na + ions in the water glass are introduced into the water filled in one of the adjacent compartments via a cation exchange membrane. is transmitted released, and OH resulting from the bipolar membrane through - ions are released into the water which is stuffing the compartment of the other side adjacent, thereby the water glass is obtained a dealkalization has been de-alkali water glass.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法を
長期間連続して実施したところ、透析時間の経過と共に
脱アルカリ処理能力が低下することが分かった。However, when the above-mentioned method was continuously performed for a long period of time, it was found that the dialysis time reduced the alkali removal capacity.
【００１０】そこで、本発明は、イオン交換膜法電気透
析装置により水ガラスを脱アルカリする方法において、
長期連続運転後に低下した脱アルカリ処理能力を効率よ
く回復させる方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a method for dealkalizing water glass using an ion exchange membrane method electrodialyzer,
It is an object of the present invention to provide a method for efficiently recovering a reduced dealkaline treatment capacity after long-term continuous operation.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、長期連
続運転後に脱アルカリ処理能力が低下するのは、透析時
間の経過と共に陽イオン交換膜、陰イオン交換膜または
バイポーラ膜の膜表面に珪酸塩を主成分とする析出物が
付着し、原料供給が困難となったり膜抵抗が上昇したり
するのが原因であることを突き止めた。そして、この析
出物の効率的な除去方法について更に検討を行なったと
ころ、脱塩室および濃縮室に高濃度のアルカリ水溶液を
供給して洗浄を行なうことにより、上記析出物をほぼ完
全に除去でき、当初の脱アルカリ処理能力が回復するこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems. As a result, the reduction in the alkali removal treatment capacity after long-term continuous operation is due to the fact that deposits mainly composed of silicate adhere to the surface of the cation exchange membrane, anion exchange membrane or bipolar membrane with the passage of dialysis time. It has been found that the cause is that the supply of the raw material becomes difficult or the film resistance increases. Further examination of an efficient method for removing the precipitates revealed that the precipitates could be almost completely removed by supplying a high-concentration aqueous alkali solution to the desalting chamber and the concentrating chamber for washing. The present inventors have found that the initial alkali removal treatment ability is recovered, and have completed the present invention.
【００１２】即ち、本発明は、陽極と陰極との間に、陽
イオン交換膜とバイポーラ膜又は陰イオン交換膜とを交
互に配置して、陽極側が陰イオン交換膜又はバイポーラ
膜の陽イオン交換体層側で仕切られ陰極側が陽イオン交
換膜で仕切られた脱塩室、及び陽極側が陽イオン交換膜
で仕切られ陰極側が陰イオン交換膜又はバイポーラ膜の
陰イオン交換体層側で仕切られた濃縮室を形成した電気
透析装置を用い、前記脱塩室に原料のアルカリ金属ケイ
酸塩水溶液を供給して電気透析を行なって脱塩されたア
ルカリ金属ケイ酸塩水溶液を製造する方法において、脱
塩されたアルカリ金属ケイ酸塩水溶液の製造中に陽イオ
ン交換膜、陰イオン交換膜またはバイポーラ膜の表面に
付着した析出物を、前記脱塩室および濃縮室にアルカリ
水溶液を供給して溶解除去する洗浄工程を含むことを特
徴とする脱塩されたアルカリ金属ケイ酸塩水溶液の製造
方法である。That is, according to the present invention, a cation exchange membrane and a bipolar membrane or an anion exchange membrane are alternately arranged between an anode and a cathode, and the cation exchange membrane or the bipolar membrane has a cation exchange membrane on the anode side. A desalination chamber partitioned on the body layer side and the cathode side partitioned by a cation exchange membrane, and an anode side partitioned by a cation exchange membrane and the cathode side partitioned by an anion exchange layer side of an anion exchange membrane or a bipolar membrane In a method for producing a desalted alkali metal silicate aqueous solution by supplying a raw material alkali metal silicate aqueous solution to the desalting chamber by using an electrodialysis apparatus having a concentrating chamber and performing electrodialysis, During the production of the salted alkali metal silicate aqueous solution, deposits attached to the surface of the cation exchange membrane, anion exchange membrane or bipolar membrane are supplied to the desalting chamber and the concentrating chamber by supplying an alkaline aqueous solution. A desalted method for producing alkali metal silicate solution which comprises a washing step of the solution removed.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の製造方法は、脱塩室およ
び濃縮室にアルカリ水溶液を供給して、脱塩されたアル
カリ金属ケイ酸塩水溶液の製造中に陽イオン交換膜、陰
イオン交換膜またはバイポーラ膜の表面に付着した析出
物を溶解除去する洗浄工程を含むこと以外は、従来の電
気透析による水ガラスの脱塩方法と特に変わる点はな
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The production method of the present invention comprises the steps of: supplying an aqueous alkali solution to a desalting chamber and a concentration chamber; Except for including a washing step of dissolving and removing precipitates attached to the surface of the membrane or bipolar membrane, there is no particular difference from the conventional method of desalting water glass by electrodialysis.
【００１４】即ち、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を
用いた電気透析装置としては、例えば特開平１１−６１
１２４号公報に開示されているような、陽極および陰極
の間に陽イオン交換膜（以下、ＣＥ膜ともいう。）と陰
イオン交換膜（以下、ＡＥ膜ともいう。）を交互に配置
して、陽極側及び陰極側がそれぞれ陰イオン交換膜及び
陽イオン交換膜で仕切られた脱塩室と陽極側及び陰極側
がそれぞれ陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜で仕切ら
れた濃縮室とを交互に形成した電気透析装置が何ら制限
なく使用できる。That is, as an electrodialysis apparatus using a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, for example, JP-A-11-61
No. 124, a cation exchange membrane (hereinafter also referred to as a CE membrane) and an anion exchange membrane (hereinafter also referred to as an AE membrane) are alternately arranged between an anode and a cathode. , A desalination chamber in which the anode side and the cathode side are partitioned by an anion exchange membrane and a cation exchange membrane, respectively, and a concentration chamber in which the anode side and the cathode side are partitioned by a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, respectively, are alternately formed. The used electrodialysis device can be used without any restrictions.
【００１５】陽イオン交換膜とバイポーラ膜を用いた電
気透析装置としては、例えば特開平７−８０３号公報に
開示されているような、陽極および陰極の間に陽イオン
交換膜（以下、ＣＥ膜ともいう。）とバイポーラ膜（以
下、ＢＰ膜ともいう。）を交互に配置して、陰極側及び
陽極側がそれぞれ陽イオン交換膜及びバイポーラ膜の陽
イオン交換体層側で仕切られた脱塩室と陽極側及び陰極
側がそれぞれ陽イオン交換膜及びバイポーラ膜の陰イオ
ン交換体層側で仕切られた濃縮室とを交互に形成した電
気透析装置が何ら制限なく使用できる。As an electrodialysis apparatus using a cation exchange membrane and a bipolar membrane, for example, a cation exchange membrane (hereinafter referred to as a CE membrane) between an anode and a cathode as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-803 is disclosed. ) And bipolar membranes (hereinafter also referred to as BP membranes) alternately arranged such that the cathode side and the anode side are separated by the cation exchange membrane and the cation exchanger layer side of the bipolar membrane, respectively. An electrodialysis apparatus in which the anode side and the cathode side are alternately formed with a cation exchange membrane and a concentrating chamber separated by an anion exchanger layer side of a bipolar membrane, respectively, can be used without any limitation.
【００１６】また、上記のような装置を構成するのに必
要な部材である電極及び各イオン交換膜についても従来
の電気透析装置で使用されているものが特に制限なく使
用される。As for the electrodes and the respective ion exchange membranes necessary for constituting the above-mentioned apparatus, those used in the conventional electrodialysis apparatus are not particularly limited.
【００１７】即ち、本発明で使用する陽極及び陰極とし
ては、水電解や食塩電解などの電気化学工業で採用され
ている電極が制限なく用いられる。例えば、陽極材料と
してはニッケル、鉄、鉛、チタン、白金、黒鉛などが、
また、陰極材料としてはニッケル、鉄、ステンレススチ
ール、白金、チタンなどが好適に用いられる。That is, as the anode and the cathode used in the present invention, electrodes used in the electrochemical industry such as water electrolysis and salt electrolysis are used without any limitation. For example, as the anode material, nickel, iron, lead, titanium, platinum, graphite, etc.,
As the cathode material, nickel, iron, stainless steel, platinum, titanium and the like are preferably used.
【００１８】本発明で使用する陰イオン交換膜（ＡＥ
膜）は、陰イオン交換基が結合した樹脂からなる陰イオ
ン選択透過性を有する膜であれば特に制限されず公知の
陰イオン交換膜が使用できる。陰イオン交換基として
は、水溶液中で正の電荷となり得る官能基が特に制限な
く採用できる。具体的には、１〜３級アミノ基、ピリジ
ル基、４級アンモニウム塩基、４級ピリジニウム塩基、
さらにこれらのイオン交換基が混在したものなどが挙げ
られる。ＡＥ膜としては、重合型、縮合型、均質型、不
均質型等の区別無く使用することができ、さらに、補強
のために使用する補強材の有無や、イオン交換基が結合
する樹脂の材質（通常、炭化水素系樹脂またはフッ素系
樹脂が使用されている）も特に制限されない。なお、本
発明の製造方法においては、使用する液が水ガラス、水
酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液であるため、
耐アルカリ性のＡＥ膜を使用することが望ましい。The anion exchange membrane (AE) used in the present invention
The membrane is not particularly limited as long as it is a membrane having an anion selective permeability made of a resin to which an anion exchange group is bonded, and a known anion exchange membrane can be used. As the anion exchange group, a functional group that can be positively charged in an aqueous solution can be employed without particular limitation. Specifically, a primary to tertiary amino group, a pyridyl group, a quaternary ammonium base, a quaternary pyridinium base,
Further, those in which these ion exchange groups are mixed are exemplified. The AE membrane can be used regardless of whether it is a polymerization type, a condensation type, a homogeneous type, a heterogeneous type, etc. Further, the presence or absence of a reinforcing material used for reinforcement and the material of the resin to which the ion exchange group is bonded (Usually, a hydrocarbon resin or a fluorine resin is used) is not particularly limited. In the production method of the present invention, the liquid to be used is water glass, an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution,
It is desirable to use an alkali resistant AE film.
【００１９】本発明でいうバイポーラ膜（ＢＰ膜）とは
陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とが張り合わさった構
造をした複合イオン交換膜である。そのようなバイポー
ラ膜としては、特に制限されず公知の膜が使用できる。
その製造方法、および膜としては、次のようなものが知
られている。例えば、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜
とをポリエチレンイミン−エピクロルヒドリンの混合物
で張り合わせ硬化接着する方法（特公昭３２−３９６２
号）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とをイオン交換
性接着剤で接着させる方法（特公昭３４−３９６１
号）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを微粉のイオ
ン交換樹脂、陰または陽イオン交換樹脂と熱可塑性物質
とのペースト状混合物を塗布し圧着させる方法（特公昭
３５−１４５３１号）、陽イオン交換膜の表面にビニル
ピリジンとエポキシ化合物とからなる糊状物質を塗布
し、これに放射線照射することによって製造する方法
（特公昭３８−１６６３３号）、陰イオン交換膜の表面
にスルホン酸型高分子電解質とアリルアミン類を付着さ
せた後、電離性放射線を照射架橋させる方法（特公昭５
１−４１１３号）、イオン交換膜の表面に反対電荷を有
するイオン交換樹脂の分散系と母体重合体との混合物を
沈着させる方法（特開昭５３−３７１９０号）、ポリエ
チレンフィルムにスチレン、ジビニルベンゼンを含浸重
合したシート状物をステンレス製の枠にはさみつけ、一
方の側をスルホン化させた後、シートを取り外して残り
の部分にクロルメチル化、次いでアミノ化処理する方法
（米国特許３５６２１３９号）、また陰イオン交換膜と
陽イオン交換膜との界面を無機化合物で処理し、両膜を
接合したバイポーラ膜（特開昭５９−４７２３５号）な
どである。 なお、本発明においては、使用する液が水
ガラス、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液で
あるため、耐アルカリ性のＢＰ膜を使用することが望ま
しい。The bipolar membrane (BP membrane) referred to in the present invention is a composite ion exchange membrane having a structure in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are laminated. As such a bipolar film, a known film can be used without any particular limitation.
The following are known as the manufacturing method and the film. For example, a method of laminating a cation exchange membrane and an anion exchange membrane with a mixture of polyethyleneimine-epichlorohydrin and curing the mixture (Japanese Patent Publication No. 32-3962).
), A method of bonding a cation exchange membrane and an anion exchange membrane with an ion exchange adhesive (Japanese Patent Publication No. 34-3961)
), A method in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are coated with a fine powder of an ion exchange resin or a paste-like mixture of an anion or cation exchange resin and a thermoplastic substance and then pressed (Japanese Patent Publication No. 35-14531). A method in which a paste-like substance composed of vinylpyridine and an epoxy compound is applied to the surface of a cation exchange membrane, and the paste is irradiated with radiation (Japanese Patent Publication No. 38-16633). Method of adhering the polymer electrolyte and allylamines and then irradiating and cross-linking with ionizing radiation
1-4113), a method of depositing a mixture of a base polymer and a dispersion of an ion-exchange resin having an opposite charge on the surface of an ion-exchange membrane (JP-A-53-37190), styrene and divinylbenzene on a polyethylene film. A sheet-like material impregnated and polymerized with a stainless steel frame, sulfonating one side, removing the sheet, chloromethylating the remaining part, and then amination treatment (US Pat. No. 3,562,139); Further, there is a bipolar membrane in which an interface between an anion exchange membrane and a cation exchange membrane is treated with an inorganic compound and both membranes are joined (Japanese Patent Laid-Open No. 59-47235). In the present invention, since the liquid to be used is an alkaline solution such as water glass or an aqueous solution of sodium hydroxide, it is preferable to use an alkali-resistant BP film.
【００２０】本発明で使用する陽イオン交換膜（ＣＥ
膜）は、陽イオン交換基が結合した樹脂からなる陽イオ
ン選択透過性を有する膜であれば特に制限されず公知の
陽イオン交換膜が使用できる。陽イオン交換基として
は、水溶液中で負の電荷となり得る官能基が特に制限な
く採用できる。具体的には、スルホン酸基、カルボン酸
基、ホスホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル
基、さらにこれらのイオン交換基が混在したものなどが
挙げられる。ＣＥ膜としては、重合型、縮合型、均質
型、不均質型等の区別無く使用することができ、さら
に、補強のために使用する補強材の有無や、イオン交換
基が結合する樹脂の材質（通常、炭化水素系樹脂または
フッ素系樹脂が使用されている）も特に制限されない。
なお、本発明の製造方法においては、使用する液が水ガ
ラス、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液であ
るため、耐アルカリ性のＣＥ膜を使用することが望まし
い。The cation exchange membrane (CE) used in the present invention
The membrane is not particularly limited as long as it is a membrane having cation selective permeability composed of a resin to which cation exchange groups are bonded, and a known cation exchange membrane can be used. As the cation exchange group, a functional group that can be negatively charged in an aqueous solution can be employed without particular limitation. Specific examples include a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphonic acid group, a sulfate group, a phosphate group, and a mixture of these ion exchange groups. As the CE membrane, it can be used regardless of whether it is a polymerization type, a condensation type, a homogeneous type, a heterogeneous type, etc. Further, the presence or absence of a reinforcing material used for reinforcement, and the material of the resin to which the ion exchange group is bonded (Usually, a hydrocarbon resin or a fluorine resin is used) is not particularly limited.
In the production method of the present invention, since the liquid to be used is an alkaline solution such as water glass or an aqueous solution of sodium hydroxide, it is desirable to use an alkali-resistant CE film.
【００２１】本発明で使用する電気透析装置において
は、互いに対向するように配置された陽極と陰極の間
に、ＡＥ膜またはＢＰ膜と、ＣＥ膜とを交互に配置す
る。ＡＥ膜とＣＥ膜とを用いる場合、陽極側及び陰極側
がそれぞれＡＥ膜及びＣＥ膜で仕切られた（すなわち陽
極側の隔膜がＡＥ膜であり陰極側の隔膜がＣＥ膜であ
る）脱塩室と、該脱塩室と隣り合うように、陽極側及び
陰極側がそれぞれＣＥ膜及びＡＥ膜で仕切られた（すな
わち陽極側の隔膜がＣＥ膜であり陰極側の隔膜がＡＥ膜
である）濃縮室とが形成されている。In the electrodialysis apparatus used in the present invention, an AE or BP membrane and a CE membrane are alternately arranged between an anode and a cathode which are arranged to face each other. When an AE membrane and a CE membrane are used, the anode side and the cathode side are separated by an AE membrane and a CE membrane, respectively (that is, the anode side diaphragm is an AE membrane and the cathode side diaphragm is a CE membrane). A concentration chamber in which the anode side and the cathode side are separated by a CE membrane and an AE membrane, respectively, so as to be adjacent to the desalting chamber (that is, the anode side diaphragm is a CE membrane and the cathode side diaphragm is an AE membrane); Are formed.
【００２２】また、ＢＰ膜とＣＥ膜を使用する場合、Ｂ
Ｐ膜の陰イオン交換体層が陽極側、陽イオン交換体層が
陰極側になるように上記のＡＥ膜をＢＰ膜に置き換えて
使用する。When a BP film and a CE film are used, B
The AE membrane is replaced with a BP membrane so that the anion exchanger layer of the P membrane is on the anode side and the cation exchanger layer is on the cathode side.
【００２３】本発明においてはこのような構成の電気透
析装置が好適に使用できる。図１にＡＥ膜とＣＥ膜とを
用いた電気透析装置を示した。In the present invention, an electrodialysis apparatus having such a configuration can be suitably used. FIG. 1 shows an electrodialysis apparatus using an AE membrane and a CE membrane.
【００２４】図１に示す電気透析装置１においては、互
いに対向するように配置された陽極２と陰極３との間
に、陽極側から順にＣＥ膜５とＡＥ膜４とが交互に且つ
最も陰極側がＣＥ膜５となるように配列されて、陽極室
６、陰極室７、脱塩室８、及び濃縮室９が構成されてい
る。各室内には、流路を確保するためのスペーサーや液
を均等配流するための配流板が設けられている。これら
スペーサーや配流板の形状については特に限定されない
が、析出物発生防止効果があり、仮に析出物が発生した
場合においても容易にこれを除去出来る構造のもの、例
えばトンネル型構造のものを使用するのが好適である。
また、各室枠には液供給口および液排出口が設けられ、
各液供給口、液排出口は必要に応じて枝管を経由して主
管に接続されている。In the electrodialyzer 1 shown in FIG. 1, a CE film 5 and an AE film 4 are alternately and sequentially arranged from an anode side between an anode 2 and a cathode 3 which are arranged to face each other. The anode chamber 6, the cathode chamber 7, the desalting chamber 8, and the concentrating chamber 9 are arranged so that the sides become the CE membrane 5. Each chamber is provided with a spacer for securing a flow path and a distribution plate for uniformly distributing the liquid. The shape of these spacers and distribution plates is not particularly limited, but a structure having an effect of preventing the generation of precipitates and capable of easily removing even if a precipitate is generated, for example, a tunnel type structure is used. Is preferred.
Also, each chamber frame is provided with a liquid supply port and a liquid discharge port,
Each liquid supply port and liquid discharge port are connected to the main pipe via a branch pipe as necessary.
【００２５】上記脱塩室８には、原料液である水ガラス
を供給するための原料液供給路１０が接続されており、
原料液が連続的或いは断続的に水ガラスタンク１８（該
タンクには、図示しないラインによってフレッシュな原
料水ガラスが供給できるようになっている。）から供給
できるようになっている。また、濃縮室９には濃縮液供
給路１１を通して水酸化ナトリウム等の電解質の水溶液
からなる濃縮液が濃縮液タンク１９（該タンクには、図
示しないラインによってフレッシュな濃縮液、或いは濃
度調整用の稀釈水が供給できるようになっている。）か
ら連続的に或いは断続的に供給できるようになってい
る。また、脱塩室８には脱アルカリ（脱塩）された原料
液（すなわち生成液）の全部又は一部を連続的又は断続
的に抜き出すための生成液抜出し路１２が接続されてお
り、さらに生成液の一部は水ガラスタンク１８に循環で
きるようになっている。また、濃縮室には塩濃度が増大
した濃縮液の全部又は一部を連続的又は断続的に抜き出
すための濃縮液抜出し路１３が接続されており、さらに
塩濃度が増大した濃縮液の一部は濃縮液タンク１９に循
環できるようになっている。A raw material liquid supply passage 10 for supplying water glass as a raw material liquid is connected to the desalting chamber 8.
The raw material liquid can be supplied continuously or intermittently from a water glass tank 18 (a fresh raw water glass can be supplied to the tank by a line not shown). In the concentration chamber 9, a concentrated liquid consisting of an aqueous solution of an electrolyte such as sodium hydroxide is supplied through a concentrated liquid supply passage 11 to a concentrated liquid tank 19. Dilution water can be supplied) or continuously or intermittently. Further, the desalting chamber 8 is connected to a product liquid extracting passage 12 for continuously or intermittently extracting all or a part of the alkali solution (desalted) raw material liquid (that is, the product liquid). Part of the generated liquid can be circulated to the water glass tank 18. In addition, the concentrate chamber is connected to a concentrate extraction passage 13 for continuously or intermittently extracting all or a part of the concentrate with an increased salt concentration, and further a part of the concentrate with an increased salt concentration. Can be circulated to the concentrate tank 19.
【００２６】また、陽極室６及び陰極室７にはそれぞれ
陽極液供給路１４および陰極液供給路１５、並びに陽極
液抜出し路１６及び陰極液抜出し路１７が接続されてお
り、電解開始時に陽極液及び陰極液としての電解液（電
解質の水溶液）が供給できるようになっていると共に、
運転時においては電解質水溶液を連続的又は断続的に供
給し、濃度が増大した液を抜き出せるようになってい
る。An anolyte supply path 14 and a catholyte supply path 15, and an anolyte discharge path 16 and a catholyte discharge path 17 are connected to the anode chamber 6 and the cathode chamber 7, respectively. And an electrolytic solution (aqueous solution of an electrolyte) as a catholyte can be supplied.
During operation, the electrolyte aqueous solution is supplied continuously or intermittently so that the liquid having an increased concentration can be extracted.
【００２７】なお、ここで、脱塩室とは、電気透析時に
おいて該室に塩の水溶液を供給した場合に塩に由来する
アニオンが陽極側のＡＥ膜を透過して拡散すると共に、
塩に由来するカチオンが陰極側のＣＥ膜を透過して拡散
し、結果として該室内の塩濃度が低下する室を意味す
る。また、濃縮室とは、同様にして電気透析を行なった
ときにＡＥ膜及びＣＥ膜からそれぞれ隣接する脱塩室に
供給された塩由来のアニオン及びカチオンが各膜を透過
して流入し、結果として該室内の塩濃度が増大する室を
意味する。したがって、本発明の製造方法においては、
脱塩室に原料水ガラスを供給し、濃縮室に水酸化アルカ
リ水溶液等の電解質水溶液からなる濃縮液を供給して電
気透析を行なうことにより、脱塩室に供給された水ガラ
ス中に存在するＮａ＋イオン等のアルカリ金属イオンが
ＣＥ膜を透過して該ＣＥ膜を介して隣接する濃縮室に拡
散するとともに、同じく水ガラス中に存在するＯＨ−イ
オンがＡＥ膜を透過して該ＡＥ膜を介して隣接する濃縮
室に拡散し、結果として水ガラス中のアルカリ濃度が低
下した水ガラスを得ることができる。また、このとき、
濃縮室では、両隣の脱塩室から拡散してきたＮａ＋イオ
ン等のアルカリ金属イオン及びＯＨ−イオンが閉じ込め
られ、濃度の上昇した水酸化アルカリ水溶液が得られ
る。Here, the desalting chamber means that when an aqueous solution of a salt is supplied to the chamber during electrodialysis, anions derived from the salt diffuse through the AE membrane on the anode side,
This means a room in which cations derived from salts diffuse through the CE membrane on the cathode side, and as a result, the salt concentration in the room is reduced. Further, in the concentration chamber, the salt-derived anions and cations supplied from the AE membrane and the CE membrane to the adjacent desalination chambers respectively when the electrodialysis was performed in the same manner permeate through each membrane and flow in. Means a room where the salt concentration in the room increases. Therefore, in the production method of the present invention,
The raw water glass is supplied to the desalting chamber, the concentrated liquid comprising an aqueous electrolyte solution such as an aqueous alkali hydroxide solution is supplied to the concentrating chamber, and electrodialysis is performed. Alkali metal ions such as Na + ions permeate the CE membrane and diffuse through the CE membrane to the adjacent concentration chamber, and OH − ions also present in water glass permeate the AE membrane and pass through the AE membrane. And diffused into the adjacent concentrating chamber through the process, and as a result, water glass having a reduced alkali concentration in the water glass can be obtained. At this time,
In the concentration chamber, alkali metal ions such as Na + ions and OH − ions diffused from the adjacent desalting chambers are confined, and an aqueous alkali hydroxide solution having an increased concentration is obtained.
【００２８】ＣＥ膜とＢＰ膜とを使用する場合の脱塩室
とは、電気透析時において該室に塩の水溶液を供給した
場合に、陽極側のＢＰ膜のアニオン交換層とカチオン交
換層の界面付近で生成した水素イオンがカチオン交換層
中を拡散、または電気泳動により到達し、結果として該
室内の水酸化物イオン濃度が低下する室を意味する。ま
た、濃縮室とは、同様にして電気透析を行なったときに
陰極側のＣＥ膜に隣接する脱塩室に供給された塩由来の
カチオンが、ＣＥ膜を透過して流入し、またＢＰ膜のア
ニオン交換層とカチオン交換層の界面付近で生成した水
酸化物イオン（前記ＢＰ膜で生成した水素イオンとほぼ
等量）がアニオン交換膜中を拡散、または電気泳動によ
り到達し、結果として該室内の水酸化物イオン濃度が増
大する室を意味する。したがって、本発明の製造方法に
おいては、脱塩室に原料水ガラスを供給し、濃縮室に水
酸化アルカリ水溶液等の電解質水溶液からなる濃縮液を
供給して電気透析を行なうことにより、脱塩室に供給さ
れた水ガラス中に存在するＮａ＋イオン等のアルカリ金
属イオンがＣＥ膜を透過して該ＣＥ膜を介して隣接する
濃縮室に拡散するとともに、同じく水ガラス中に存在す
るＯＨ−イオンはＢＰ膜から生成する水素イオンにより
中和され、ＢＰ膜で生成した該水素イオンとほぼ等量の
ＯＨ−イオンが隣接する濃縮室に拡散し、結果として水
ガラス中のアルカリ濃度が低下した水ガラスを得ること
ができる。また、このとき、濃縮室では、両隣の脱塩室
から拡散してきたＮａ＋イオン等のアルカリ金属イオン
及びＯＨ−イオンが閉じ込められ、濃度の上昇した水酸
化アルカリ水溶液が得られる。In the case of using a CE membrane and a BP membrane, the desalting chamber is used for the anion exchange layer and the cation exchange layer of the BP membrane on the anode side when an aqueous salt solution is supplied to the chamber during electrodialysis. Hydrogen ions generated in the vicinity of the interface are diffused in the cation exchange layer or reach by electrophoresis, resulting in a chamber where the hydroxide ion concentration in the chamber is reduced. In the enrichment chamber, salt-derived cations supplied to the desalination chamber adjacent to the CE membrane on the cathode side when electrodialysis is performed in the same manner flow through the CE membrane, and flow into the BP membrane. The hydroxide ions (substantially equivalent to the hydrogen ions generated in the BP membrane) generated near the interface between the anion exchange layer and the cation exchange layer of the above-mentioned (1) diffuse through the anion exchange membrane or reach by electrophoresis, and as a result, It means a room where the hydroxide ion concentration in the room increases. Therefore, in the production method of the present invention, the raw water glass is supplied to the desalting chamber, and the concentrated liquid comprising an aqueous electrolyte solution such as an aqueous alkali hydroxide solution is supplied to the condensing chamber to perform electrodialysis. Alkali metal ions such as Na + ions present in the water glass supplied to the glass penetrate through the CE membrane and diffuse into the adjacent concentrating chamber via the CE membrane, and OH − ions also present in the water glass Is neutralized by hydrogen ions generated from the BP film, and OH − ions of substantially the same amount as the hydrogen ions generated by the BP film diffuse into the adjacent concentrating chamber, and as a result, the water whose alkali concentration in the water glass has decreased is reduced. You can get glass. Further, at this time, in the concentration chamber, alkali metal ions such as Na + ions and OH − ions diffused from the adjacent desalting chambers are confined, and an alkali hydroxide aqueous solution having an increased concentration is obtained.
【００２９】図１には、脱塩室および濃縮室がそれぞれ
複数形成されたものを示したが、各室の数はそれぞれ１
であってもよい。但し、工業的な規模での実施をする場
合には、製造効率の観点から、電気透析装置における膜
の配列は、陽極−ＣＥ膜−（ＡＥ膜−ＣＥ膜）n−陰極
（但し、ｎはＡＥ膜とＣＥ膜の配列の繰り返し数であ
る。）、または、陽極−ＣＥ膜−（ＢＰ膜−ＣＥ膜）n
−陰極（但し、ｎはＢＰ膜とＣＥ膜の配列の繰り返し数
である。）で示したときにｎが５〜２００とするのが好
適である。特に、各室を形成するための切欠部を中央に
有する室枠を介して前記した好適なｎの範囲となるよう
に各膜を配列し、両端より締め付ける、いわゆるフィル
タープレス型の構造とするのが好適である。FIG. 1 shows a case in which a plurality of desalting chambers and a plurality of concentrating chambers are respectively formed.
It may be. However, in the case of performing on an industrial scale, from the viewpoint of production efficiency, the arrangement of the membranes in the electrodialyzer is anode-CE membrane- (AE membrane-CE membrane) n -cathode (where n is This is the number of repetitions of the arrangement of the AE film and the CE film.) Or anode-CE film- (BP film-CE film) n
It is preferable that n is from 5 to 200 when indicated by a cathode (where n is the number of repetitions of the arrangement of the BP film and the CE film). In particular, a so-called filter press type structure is provided in which the respective membranes are arranged so as to be in the preferable range of n described above through a chamber frame having a cutout portion at the center for forming each chamber and tightened from both ends. Is preferred.
【００３０】また、このような装置を用いて水ガラスの
脱塩を行なう方法も従来の方法と変わる点は特に無く、
例えば次のような方法により行なうことができる。The method of desalting water glass using such an apparatus is not particularly different from the conventional method.
For example, it can be performed by the following method.
【００３１】即ち、電気透析を行なうに際しては、先ず
陽極室６、陰極室７、及び濃縮室９にそれぞれ水酸化ナ
トリウム等の電解質の水溶液からなる陽極液、陰極液、
及び濃縮液を供給し、更に脱塩室８に原料液となる水ガ
ラスを供給し、次いで陽極と陰極の間に電圧を印加し、
電気透析を開始すればよい。That is, when performing electrodialysis, first, an anolyte solution, a catholyte solution comprising an aqueous solution of an electrolyte such as sodium hydroxide are placed in the anode chamber 6, the cathode chamber 7, and the concentration chamber 9, respectively.
And a concentrated liquid, and further, a water glass as a raw material liquid is supplied to the desalting chamber 8, and then a voltage is applied between the anode and the cathode,
Electrodialysis may be started.
【００３２】このとき、原料として使用する水ガラス
は、二酸化珪素とアルカリとを融解して得られたアルカ
リ金属ケイ酸塩水溶液であれば特に限定されないが、調
製の容易さから高シリカ（ＳｉＯ２）濃度の水ガラスを
水で希釈し、シリカ（ＳｉＯ２）濃度が３〜８wt％、特
に５〜７wt％に調製したものを使用するのが好適であ
る。高シリカ（ＳｉＯ２）濃度の水ガラスとしては、工
業的に入手できることからＪＩＳ規格３号水ガラス（シ
リカ濃度２８〜３０wt%）を用いるのが好適である。[0032] At this time, water glass used as a raw material is not particularly limited as long as it is alkali metal silicate aqueous solution obtained by melting the silicon dioxide and alkali, high silica ease of preparation (SiO 2 ) of water glass concentration is diluted with water, silica (SiO 2) concentration of 3～8Wt%, it is preferable to particularly use those prepared in 5-7 wt-%. As the water glass having a high silica (SiO 2 ) concentration, it is preferable to use JIS standard No. 3 water glass (silica concentration: 28 to 30% by weight) because it is industrially available.
【００３３】また、陽極液、陰極液、及び濃縮液となる
電解質の水溶液としては、一般に０．１〜２（ｍｏｌ／
Ｌ）の水酸化アルカリ水溶液が用いられる。The aqueous solution of the electrolyte to be the anolyte, the catholyte and the concentrated solution is generally 0.1 to 2 (mol / mol).
The alkali hydroxide aqueous solution of L) is used.
【００３４】電気透析中においては、原料液や濃縮液を
連続的又は断続的に供給すると共に脱塩された原料液や
濃度が増大した濃縮液を連続的又は断続的に抜き出せば
よい。このとき、各イオン交換膜の電気抵抗の上昇を防
止するために、各室内の溶液を撹拌しながら電気透析を
行うことが好適である。撹拌の手段としては、各液を循
環させるのが好適であり、そのためには各室の外部に液
の種類ごとにタンクを設けて、各々の室と外部タンクと
の間でポンプ等を用いて液を循環させるのが好適であ
る。このような方式を採用することにより、生成物の脱
アルカリ水ガラスの脱塩状態を制御することも容易にな
る。During the electrodialysis, the raw material liquid and the concentrated liquid may be supplied continuously or intermittently, and the desalted raw material liquid and the concentrated liquid having an increased concentration may be continuously or intermittently extracted. At this time, it is preferable to perform electrodialysis while stirring the solution in each chamber in order to prevent an increase in the electric resistance of each ion exchange membrane. As a means for stirring, it is preferable to circulate each liquid.For that purpose, a tank is provided for each type of liquid outside each chamber, and a pump or the like is used between each chamber and the external tank. It is preferred to circulate the liquid. By adopting such a method, it is easy to control the desalting state of the product alkali-free water glass.
【００３５】電気透析を行なう際の電流密度は特に制限
を受けないが、一般には０Ａ／ｄｍ 2を越えて１０Ａ／
ｄｍ2以下、特に０Ａ／ｄｍ2を越えて５Ａ／ｄｍ2以下
が好適である。The current density when performing electrodialysis is particularly limited.
But generally 0A / dm TwoOver 10A /
dmTwoBelow, especially 0A / dmTwoOver 5A / dmTwoLess than
Is preferred.
【００３６】通常、このような方法で電気透析を行ない
水ガラスの脱塩を長時間行なうと、各イオン交換膜上に
徐々に珪酸塩を主成分とする析出物が析出し、原料水ガ
ラスの供給が困難になったり（供給圧が高くなった
り、）膜抵抗が上昇したりして、脱塩を続けることが困
難となる。Usually, when electrodialysis is carried out by such a method and the desalination of water glass is carried out for a long time, a precipitate mainly composed of silicate is gradually deposited on each ion exchange membrane, and the raw water glass Supply becomes difficult (supply pressure becomes high) or membrane resistance increases, and it becomes difficult to continue desalination.
【００３７】本発明の製造方法においては、このような
現象発生の原因となる上記析出物を除去する洗浄工程を
含むものである。該洗浄工程は、脱塩室および濃縮室に
洗浄液としてアルカリ水溶液を供給して脱アルカリ水ガ
ラスの製造中に陽イオン交換膜、陰イオン交換膜または
バイポーラ膜の表面に付着した珪酸塩を主成分とする析
出物を溶解除去することによって行われる。The manufacturing method of the present invention includes a washing step for removing the precipitates which cause such a phenomenon. In the washing step, an alkaline aqueous solution is supplied as a washing solution to the desalting chamber and the concentrating chamber, and a silicate adhered to the surface of a cation exchange membrane, an anion exchange membrane, or a bipolar membrane during the production of the alkali-free water glass is mainly used. Is carried out by dissolving and removing the precipitate.
【００３８】本発明の製造方法で洗浄液として使用する
アルカリ水溶液は特に限定されないが、水ガラスとして
好適に使用されるＪＩＳ規格３号水ガラスがナトリウム
塩である観点から、水酸化ナトリウム水溶液であるのが
好適である。なお、洗浄時間を短く、且つ洗浄に要する
液量を少なくし、イオン交換膜面に付着した析出物を効
率よく除去できるという観点から、洗浄に用いるアルカ
リ水溶液の濃度は装置等に悪影響を与えない範囲で高い
方が好ましい。このようなことから、本発明における洗
浄液としては、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上、特に１ｍｏｌ／
Ｌ以上の濃度の水酸化ナトリウム水溶液を用いるのが好
ましい。このような高濃度のアルカリ水溶液は、脱塩さ
れた水ガラスを製造する際に濃縮室において副生物とし
て濃度が増大した濃縮液として生成するので、これを抜
き出し洗浄液として用いることもできる。The aqueous alkaline solution used as the washing liquid in the production method of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint that JIS standard No. 3 water glass, which is preferably used as water glass, is a sodium salt, it is an aqueous sodium hydroxide solution. Is preferred. The concentration of the alkaline aqueous solution used for the cleaning does not adversely affect the apparatus and the like, from the viewpoint that the cleaning time is short, the amount of the liquid required for the cleaning is reduced, and the precipitate attached to the ion exchange membrane surface can be efficiently removed. Higher is preferable in the range. Therefore, the cleaning liquid in the present invention is 0.5 mol / L or more, particularly 1 mol / L.
It is preferable to use an aqueous solution of sodium hydroxide having a concentration of L or more. Such a high-concentration aqueous alkaline solution is produced as a concentrated liquid having an increased concentration as a by-product in a concentrating chamber when desalted water glass is produced, and can be withdrawn and used as a cleaning liquid.
【００３９】濃縮室から抜き出す濃縮液のアルカリ濃度
は容易に制御することが可能である。例えば、循環させ
ることにより濃縮液の濃度を上昇させたり、濃縮液タン
ク内での希釈を止めること等により０．５ｍｏｌ／Ｌ以
上の濃度のアルカリ水溶液を容易に得ることができる。
抜き出した濃縮液は、そのまま洗浄液として用いること
ができるため、洗浄液を新規に準備する場合に比べる
と、時間短縮、廃液量低減等のメリットも大きい。The alkali concentration of the concentrated solution extracted from the concentration chamber can be easily controlled. For example, an alkaline aqueous solution having a concentration of 0.5 mol / L or more can be easily obtained by increasing the concentration of the concentrated solution by circulating or by stopping the dilution in the concentrated solution tank.
Since the extracted concentrated liquid can be used as it is as a cleaning liquid, there are great merits such as a reduction in time and a waste liquid amount as compared with a case where a new cleaning liquid is prepared.
【００４０】図１に示した装置を用いて、濃度が増大し
た濃縮液を用いて洗浄工程を行なうには、先ず水ガラス
タンク１８中の原料水ガラスを抜き出し、所望の濃度ま
で上昇させた濃縮液の一部を水ガラスタンク１８に導入
し、脱塩室８には原料液供給路１０を通じて導入すると
ともに、濃縮室には濃縮液供給路１１を通して濃縮液タ
ンク１９内に残っている濃縮液を導入すればよい。ま
た、析出物が溶解した廃液は、生成液抜出し路１２およ
び濃縮液抜出し路１３から排出すればよい。In order to carry out the washing step using the concentrated liquid having the increased concentration using the apparatus shown in FIG. 1, first, the raw water glass in the water glass tank 18 is withdrawn, and the concentrated water having the desired concentration is raised. A part of the liquid is introduced into the water glass tank 18, introduced into the desalting chamber 8 through the raw material liquid supply path 10, and the concentrated liquid remaining in the concentrated liquid tank 19 through the concentrated liquid supply path 11 is supplied to the concentration chamber. Should be introduced. Further, the waste liquid in which the precipitate is dissolved may be discharged from the product liquid extraction path 12 and the concentrated liquid extraction path 13.
【００４１】洗浄時間は特に制限を受けないが、洗浄を
終了する目安として、洗浄液及び廃液の電気伝導度を用
いることができる。これは、洗浄液であるアルカリ水溶
液に析出物が溶解すると洗浄液の電気伝導度が低下する
ことを利用したもので、溶解洗浄が進むにつれて廃液の
電気伝導度の低下の程度が減少し、洗浄が完全に終了す
ると導入する洗浄液の電気伝導度と排出される廃液の電
気伝導度の差は０となる。本発明においては、洗浄工程
において析出物の全てを溶解除去する必要はなく、上記
伝導度の差が予め定めた特定値以下になった時に終了す
ればよいが、脱塩能力の回復の程度、洗浄工程を行なう
間隔を長くする等の観点からは、析出物の全てを溶解除
去するのが好適である。The cleaning time is not particularly limited, but the electrical conductivity of the cleaning liquid and the waste liquid can be used as a measure for ending the cleaning. This is based on the fact that the electric conductivity of the washing liquid decreases when the precipitates dissolve in the alkaline aqueous solution, which is the washing liquid.As the dissolution washing proceeds, the degree of decrease in the electric conductivity of the waste liquid decreases, and the washing is completed. Is completed, the difference between the electric conductivity of the cleaning liquid to be introduced and the electric conductivity of the discharged waste liquid becomes zero. In the present invention, it is not necessary to dissolve and remove all of the precipitates in the washing step, and the process may be terminated when the difference in the conductivity becomes equal to or less than a predetermined specific value. It is preferable to dissolve and remove all the precipitates from the viewpoint of elongating the interval at which the washing step is performed.
【００４２】同様に、洗浄を終了する目安として、上記
膜抵抗または膜にかかる電圧も用いることができ、溶解
洗浄が進むにつれて膜抵抗または膜にかかる電圧は小さ
くなり、洗浄が完全に終了すると固体析出前の膜抵抗
（または膜にかかる電圧）と同じ値になる。Similarly, the voltage applied to the film resistance or the film can be used as a measure for ending the cleaning. The voltage applied to the film resistance or the film decreases as the dissolution cleaning proceeds, and when the cleaning is completely completed, the solid resistance is reduced. It has the same value as the film resistance (or voltage applied to the film) before deposition.
【００４３】なお、析出物の量が多くなりすぎると、溶
解除去が困難になる場合があるので、洗浄工程は、電気
透析時の膜抵抗、電流密度、原料液供給圧、又は生成液
が特定の塩濃度に達するのに要する時間、脱塩室中に滞
留する析出物の量等をモニターしておき、これらが予め
定めた特定値になった時に洗浄を行なうようにしておく
のが好適である。If the amount of the precipitates is too large, it may be difficult to dissolve and remove the precipitates. Therefore, in the washing step, the membrane resistance, the current density, the supply pressure of the raw material liquid, or the product liquid during electrodialysis are specified. It is preferable that the time required to reach the salt concentration, the amount of precipitates remaining in the desalination chamber, and the like be monitored, and washing be performed when these reach a predetermined specific value. is there.
【００４４】脱塩室中に滞留する析出物の量をモニター
する方法については特に制限を受けないが、脱塩液の光
散乱、陰イオン交換膜またはバイポーラ膜を挟んだ脱塩
室と濃縮室の間の電圧変化（膜抵抗変化）などによりモ
ニターすることができる。一般にイオン交換膜の表面に
イオン導伝体でない固体が析出した場合、電流密度が同
じであれば膜にかかる電圧（膜抵抗）は大きくなる。し
たがって、固体が析出した場合に膜にかかる電圧または
膜抵抗をあらかじめ求めておけば、容易に固体の析出を
知ることが可能である。There is no particular limitation on the method of monitoring the amount of precipitates remaining in the desalting chamber. Light scattering of the desalting solution, the desalting chamber sandwiching an anion exchange membrane or a bipolar membrane, and the concentrating chamber The change can be monitored by a change in voltage (change in film resistance) during this period. Generally, when a solid that is not an ion conductor precipitates on the surface of an ion exchange membrane, the voltage (membrane resistance) applied to the membrane increases if the current density is the same. Therefore, if the voltage or the film resistance applied to the film when the solid is deposited is determined in advance, it is possible to easily know the deposition of the solid.
【００４５】本発明においては、洗浄工程で得られた析
出物を溶解した洗浄廃液を原料として再利用すること
が、ゼロエミッションの観点から好ましい実施態様であ
る。この場合、脱塩された水ガラスの品質安定化の点か
ら、洗浄工程において脱塩室に供給する水ガラス（洗浄
液）としては、通常の製造時に使用する原料である水ガ
ラスと組成、濃度が近いことが好ましく、原料のシリカ
（ＳｉＯ２）濃度の８０〜１２０％のシリカ濃度を有す
る水ガラスであることがより好ましい。また、ｐＨにつ
いては、析出物を効率よく除去できるという観点から１
０以上であることが好ましく、もっとも好ましくは１１
以上である。原料の水ガラスを洗浄液として使用した場
合、洗浄廃液と原料の組成はほぼ同一であるため、洗浄
廃液を単独もしくは原料の水ガラスと混合することによ
って、原料として再利用することができる。この場合、
再利用不能な廃液は発生しない。また、洗浄に新たな薬
剤を使用しないことから、目的物に不純物が混入する恐
れがない。In the present invention, it is a preferred embodiment from the viewpoint of zero emission to reuse the washing waste liquid obtained by dissolving the precipitate obtained in the washing step as a raw material. In this case, from the viewpoint of stabilizing the quality of the desalted water glass, the water glass (cleaning liquid) supplied to the desalination chamber in the cleaning step has the same composition and concentration as the water glass used as a raw material used in normal production. It is preferably close, and more preferably water glass having a silica concentration of 80 to 120% of the silica (SiO 2 ) concentration of the raw material. In addition, the pH is 1 from the viewpoint that the precipitate can be efficiently removed.
It is preferably 0 or more, and most preferably 11
That is all. When water glass as the raw material is used as the cleaning liquid, the composition of the cleaning waste liquid and the raw material is almost the same, and thus the cleaning waste liquid can be reused as a raw material either alone or by mixing it with the raw water glass. in this case,
No non-reusable waste liquid is generated. Further, since no new chemical is used for cleaning, there is no possibility that impurities are mixed into the target object.
【００４６】本発明の洗浄工程における洗浄中は、電気
透析槽に電流を流さない方が、短時間で洗浄が可能であ
るため好適である。During the washing in the washing step of the present invention, it is preferable not to supply an electric current to the electrodialysis tank because the washing can be performed in a short time.
【００４７】[0047]
【実施例】本発明を更に具体的に説明するために以下に
実施例および比較例を掲げるが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【００４８】実施例１ 原料水ガラスの脱塩は、表１に示す仕様のトクヤマ社製
の電気透析装置（TS2-10型）を用い、ＪＩＳ規格３号水
ガラスを水で希釈してＳｉＯ２含有量を４．６ｗｔ％
（Ｎａ２Ｏ濃度１．４５ｗｔ％）に調整した水ガラスを
脱塩室に供給し、水酸化ナトリウムを水で希釈して０．
５（ｍｏｌ／Ｌ）に調整した水酸化ナトリウム水溶液を
濃縮室に供給して脱塩処理を行なった。新しいイオン交
換膜を用いた上記装置による初回の電気透析で原料液で
ある２Ｌの水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が０．４９ｗｔ％に
なるまで処理した場合の平均電流密度は１．４（Ａ／ｄ
ｍ2）であり、脱アルカリに要した時間は５２分であっ
た。電気透析前後の液組成および電気透析性能を表２に
示す。[0048] Desalting of Example 1 raw water glass, using Tokuyama Corp. electrodialysis apparatus specifications shown in Table 1 (TS2-10 type), SiO 2 was diluted with JIS standard No. 3 water glass with water 4.6wt% content
(Na 2 O concentration: 1.45 wt%) was supplied to a desalting chamber, and sodium hydroxide was diluted with water to 0.1 wt.
An aqueous sodium hydroxide solution adjusted to 5 (mol / L) was supplied to a concentration chamber to perform a desalting treatment. In the first electrodialysis by the above apparatus using a new ion-exchange membrane, the average current density in the case where 2 L of water glass as a raw material solution was treated until the Na 2 O concentration became 0.49 wt% was 1.4 (A / A). d
m 2 ), and the time required for dealkalization was 52 minutes. Table 2 shows the liquid composition and electrodialysis performance before and after electrodialysis.
【００４９】[0049]
【表１】 [Table 1]
【００５０】[0050]
【表２】 [Table 2]
【００５１】初回の電気透析のあと、同様の運転を繰返
していくと、平均電流密度が徐々に低下し、透析時間が
徐々に長くなった。通算で２５０時間通電（以下、単に
長期通電という。）を行なった後、原料液として２Ｌの
水ガラスを用い１０４分間通電を行ない、電気透析性能
を測定した。電気透析前後の液組成および電気透析性能
を表３に示す。なお、この時の平均電流密度は０．７
（Ａ／ｄｍ2）であった。When the same operation was repeated after the first electrodialysis, the average current density gradually decreased, and the dialysis time gradually increased. After energization for a total of 250 hours (hereinafter, simply referred to as long-term energization), energization was performed for 104 minutes using 2 L of water glass as a raw material liquid, and electrodialysis performance was measured. Table 3 shows the liquid composition before and after the electrodialysis and the electrodialysis performance. The average current density at this time was 0.7
(A / dm 2 ).
【００５２】[0052]
【表３】 [Table 3]
【００５３】長期通電後に、以下に示す条件でイオン交
換膜の洗浄を行なった後に透析性能を測定した。即ち、
水ガラスタンク１８、濃縮液タンク１９、濃縮室９、お
よび脱塩室８内の液を抜き出し、水ガラスタンク１８及
び濃縮液タンク１９に０．５（ｍｏｌ／Ｌ）の水酸化ナ
トリウム水溶液を各２リットル（計４Ｌ）導入し、各タ
ンクと電気透析装置の液循環を４時間行って洗浄を行っ
た。その後、上記と同様にして原料水ガラスのＮａ２Ｏ
濃度が０．４９ｗｔ％になるまで処理を行なった。その
結果、平均電流密度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリ
に要した時間は５２分であり、電気透析性能が回復して
いることが確認された。透析終了後、装置を分解したと
ころ、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の表面に析出
物の付着はほとんど見られなかった。この結果を表４に
まとめて示した。After long-term energization, the ion exchange membrane was washed under the following conditions, and the dialysis performance was measured. That is,
The liquids in the water glass tank 18, the concentrate tank 19, the concentration chamber 9, and the desalting chamber 8 are extracted, and a 0.5 (mol / L) aqueous sodium hydroxide solution is added to the water glass tank 18 and the concentrate tank 19. Two liters (4 L in total) were introduced, and the liquid was circulated through each tank and the electrodialyzer for 4 hours to perform washing. Then, in the same manner as above, the raw water glass Na 2 O
The processing was performed until the concentration reached 0.49 wt%. As a result, the average current density was 1.4 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 52 minutes, confirming that the electrodialysis performance had been restored. After the dialysis was completed, the apparatus was disassembled, and almost no deposits were observed on the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. The results are summarized in Table 4.
【００５４】[0054]
【表４】 [Table 4]
【００５５】なお、イオン交換膜を新品に交換した後、
長期通電を行なったところ、その時の電気透析性能は、
前述した長期通電後とほぼ同じであり、装置を分解した
ところ、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の表面に珪
酸塩を主成分とする析出物が付着していた。After replacing the ion exchange membrane with a new one,
After long-term energization, the electrodialysis performance at that time was
This is almost the same as that after the long-term energization described above. When the apparatus was disassembled, a deposit containing silicate as a main component adhered to the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
【００５６】実施例２ イオン交換膜を新品に交換した後、長期通電を行なって
から、洗浄液として用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃
度を１．０（ｍｏｌ／Ｌ）とし、洗浄液量を計２リット
ル（Ｌ）とし、洗浄時間を２時間とする他は実施例１と
同様に洗浄を行なった。その後、実施例１と同様に原料
水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が０．４９ｗｔ％になるまで処
理したところ、平均電流密度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱
アルカリに要した時間は５２分であり、電気透析性能は
回復していた。Example 2 After replacing the ion-exchange membrane with a new one, and after long-term energization, the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution used as the cleaning solution was set to 1.0 (mol / L), and the total amount of the cleaning solution was 2 liters ( L), and the cleaning was performed in the same manner as in Example 1 except that the cleaning time was set to 2 hours. Thereafter, the raw water glass was treated in the same manner as in Example 1 until the Na 2 O concentration of the raw water glass became 0.49 wt%. The average current density was 1.4 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 52 minutes. And the electrodialysis performance had recovered.
【００５７】実施例３ 洗浄液として用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃度を
２．０（ｍｏｌ／Ｌ）とし、洗浄液量を計１リットル
（Ｌ）とし、洗浄時間を１時間とした他は実施例２と同
様に洗浄及びその後の脱塩処理を行なったところ、平均
電流密度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時
間は５２分であり、電気透析性能が回復していることが
確認された。Example 3 Example 2 was repeated except that the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution used as the cleaning liquid was 2.0 (mol / L), the amount of the cleaning liquid was 1 liter (L), and the cleaning time was 1 hour. When washing and subsequent desalting were performed in the same manner, the average current density was 1.4 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 52 minutes, confirming that the electrodialysis performance had recovered. Was done.
【００５８】実施例４ 長期通電時に濃縮液の水酸化ナトリウム濃度が１．０
（ｍｏｌ／Ｌ）となるように調節した。洗浄液として用
いる水酸化ナトリウム水溶液として該濃縮液を用いる他
は実施例２と同様に洗浄及びその後の脱塩処理を行なっ
たところ、平均電流密度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アル
カリに要した時間は５２分であり、電気透析性能が回復
していることが確認された。Example 4 When the concentration of sodium hydroxide in the concentrated solution was 1.0
(Mol / L). When washing and subsequent desalting treatment were carried out in the same manner as in Example 2 except that the concentrated solution was used as the aqueous sodium hydroxide solution used as the washing solution, an average current density of 1.4 (A / dm 2 ) was obtained. The time taken was 52 minutes, confirming that the electrodialysis performance had recovered.
【００５９】実施例５ 洗浄液として用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃度を
０．１（ｍｏｌ／Ｌ）とし、洗浄液量を２０（Ｌ）と
し、洗浄時間を２０時間とした他は実施例２と同様に洗
浄及びその後の脱塩処理を行なったところ、平均電流密
度１．０５（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時間は
７８分であり、洗浄前に比べると不完全ではあるが、電
気透析性能は回復していた。Example 5 The same procedure as in Example 2 was carried out except that the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution used as the washing solution was 0.1 (mol / L), the amount of the washing solution was 20 (L), and the washing time was 20 hours. After washing and subsequent desalting treatment, the average current density was 1.05 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 78 minutes. Performance was recovering.
【００６０】実施例６ 実施例１において、長期通電後に通電を中止し、ＪＩＳ
規格３号水ガラスを水で希釈してＳｉＯ２含有量を４．
６ｗｔ％（Ｎａ２Ｏ濃度１．４５ｗｔ％）に調整した水
ガラス溶液４リットル（Ｌ）を脱塩室に供給し、水酸化
ナトリウムを水で希釈して０．５（ｍｏｌ／Ｌ）に調整
した水酸化ナトリウム水溶液を濃縮室に供給して各タン
クと電気透析装置の液循環を４時間行ってイオン交換膜
の洗浄を行ない、生じた洗浄廃液を原料として、上記と
同様にして原料水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が０．４９ｗｔ
％になるまで処理を行ない、透析性能を測定した。その
結果、平均電流密度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリ
に要した時間は５２分であり、電気透析性能が回復して
いることが確認された。結果を表５に示す。透析終了
後、装置を分解したところ、陽イオン交換膜及び陰イオ
ン交換膜の表面に析出物の付着はほとんど見られなかっ
た。なお、イオン交換膜を新品に交換した後、長期通電
を行なったところ、その時の電気透析性能は、前述した
長期通電後とほぼ同じであり、装置を分解したところ、
陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の表面に珪酸塩を主
成分とする析出物が付着していた。Embodiment 6 In Embodiment 1, the energization is stopped after the long-term energization, and JIS
3. No. 3 water glass is diluted with water to reduce the SiO 2 content to 4.
4 liters (L) of a water glass solution adjusted to 6 wt% (Na 2 O concentration: 1.45 wt%) is supplied to the desalting chamber, and sodium hydroxide is diluted with water to adjust to 0.5 (mol / L). The aqueous sodium hydroxide solution was supplied to the concentration chamber, and the liquid circulation of each tank and the electrodialyzer was performed for 4 hours to wash the ion-exchange membrane. 0.49wt of Na 2 O concentration
%, And the dialysis performance was measured. As a result, the average current density was 1.4 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 52 minutes, confirming that the electrodialysis performance had been restored. Table 5 shows the results. After the dialysis was completed, the apparatus was disassembled, and almost no deposits were observed on the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. After replacing the ion exchange membrane with a new one, when a long-term energization was performed, the electrodialysis performance at that time was almost the same as that after the long-term energization described above.
Precipitates mainly composed of silicate adhered to the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
【００６１】[0061]
【表５】 [Table 5]
【００６２】実施例７ イオン交換膜を新品に交換した後、長期通電を行なって
から、洗浄液として用いる水ガラスの濃度を原料として
使用する場合の０．８倍になるように調整し（ＳｉＯ２
含有量：３．７ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ濃度：１．１６ｗｔ
％）、洗浄液量を計２リットル（Ｌ）とし、洗浄時間を
２時間とする他は実施例６と同様に洗浄を行なった。そ
の後、実施例６と同様に原料水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が
０．４９ｗｔ％になるまで処理したところ、平均電流密
度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時間は５
２分であり、電気透析性能は回復していた。結果を表５
に示す。Example 7 After replacing the ion-exchange membrane with a new one, a long-term energization was performed, and then the concentration of water glass used as a cleaning liquid was adjusted to be 0.8 times the concentration when used as a raw material (SiO 2).
Content: 3.7 wt%, Na 2 O concentration: 1.16 wt
%), The washing amount was 2 liters (L) in total, and the washing was performed in the same manner as in Example 6 except that the washing time was 2 hours. After that, when the raw water glass was treated in the same manner as in Example 6 until the Na 2 O concentration of the raw water glass became 0.49 wt%, the average current density was 1.4 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 5
2 minutes, and the electrodialysis performance had recovered. Table 5 shows the results
Shown in
【００６３】実施例８ ＪＩＳ規格３号水ガラスを水で希釈してＳｉＯ２含有量
を５．５ｗｔ％（Ｎａ ２Ｏ濃度１．７４ｗｔ％）に調整
した溶液を洗浄液として用いる他は実施例７と同様に洗
浄及びその後の脱塩処理を行なったところ、平均電流密
度１．４（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時間は５
２分であり、電気透析性能が回復していることが確認さ
れた。結果を表５に示す。Example 8 JIS standard No. 3 water glass was diluted with water to prepare SiO 22Content
To 5.5 wt% (Na 2(O concentration 1.74 wt%)
Washed in the same manner as in Example 7 except that the used solution was used as a washing solution.
Purification and subsequent desalination treatment resulted in an average current density
Degree 1.4 (A / dmTwo5) The time required for dealkalization is 5
It was 2 minutes, and it was confirmed that electrodialysis performance had been restored.
Was. Table 5 shows the results.
【００６４】実施例９ アニオン交換膜の代わりにバイポーラ膜（ネオセプタＢ
Ｐ−１、１０枚）を用い、７Ｖ定電圧条件にした以外は
実施例６と同様の条件で長期通電を行った。初回の電気
透析では平均電流密度は１．４（Ａ／ｄｍ2）、所要時
間は５３分であったが、同様の運転を繰返していくと、
平均電流密度が徐々に低下し、透析時間が徐々に長くな
った。通算で２６０時間通電を行なった後、原料液とし
て２Ｌの水ガラスを用い１２３分間通電を行ない、電気
透析性能を測定したところ、この時の平均電流密度は
０．６（Ａ／ｄｍ2）であった。Example 9 Instead of an anion exchange membrane, a bipolar membrane (Neoceptor B)
P-1, 10 sheets), and long-term energization was performed under the same conditions as in Example 6 except that the voltage was changed to a constant voltage of 7 V. In the first electrodialysis, the average current density was 1.4 (A / dm 2 ) and the required time was 53 minutes, but when the same operation was repeated,
The average current density gradually decreased and the dialysis time gradually increased. After energizing for a total of 260 hours, energizing was performed for 123 minutes using 2 L of water glass as a raw material liquid, and the electrodialysis performance was measured. The average current density at this time was 0.6 (A / dm 2 ). there were.
【００６５】長期通電後に通電を中止し、ＪＩＳ規格３
号水ガラスを水で希釈してＳｉＯ２含有量を４．６ｗｔ
％（Ｎａ２Ｏ濃度１．４５ｗｔ％）に調整した水ガラス
４リットル（Ｌ）を脱塩室に供給し、水酸化ナトリウム
を水で希釈して０．５（ｍｏｌ／Ｌ）に調整した水酸化
ナトリウム水溶液を濃縮室に供給して各タンクと電気透
析装置の液循環を４時間行ってイオン交換膜の洗浄を行
ない、生じた洗浄廃液を原料として、上記と同様にして
原料水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が０．４９ｗｔ％になるま
で処理を行ない、透析性能を測定した。その結果、平均
電流密度１．３（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時
間は５５分であり、電気透析性能が回復していることが
確認された。結果を表５に示す。透析終了後、装置を分
解したところ、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の表
面に析出物の付着はほとんど見られなかった。なお、イ
オン交換膜を新品に交換した後、長期通電を行なったと
ころ、その時の電気透析性能は、前述した長期通電後と
ほぼ同じであり、装置を分解したところ、陽イオン交換
膜及びバイポーラ膜の表面に珪酸塩を主成分とする析出
物が付着していた。After long-term energization, the energization is stopped, and JIS standard 3
No. water glass was diluted with water to reduce the SiO 2 content to 4.6 wt.
% (Na 2 O concentration: 1.45 wt%), 4 liters (L) of water glass is supplied to a desalting chamber, and sodium hydroxide is diluted with water to adjust to 0.5 (mol / L). An aqueous solution of sodium oxide is supplied to the concentration chamber, and the circulation of liquid in each tank and the electrodialyzer is performed for 4 hours to wash the ion exchange membrane. The treatment was performed until the 2O concentration reached 0.49 wt%, and the dialysis performance was measured. As a result, the average current density was 1.3 (A / dm 2 ), the time required for dealkalization was 55 minutes, and it was confirmed that the electrodialysis performance was restored. Table 5 shows the results. After the dialysis was completed, the apparatus was disassembled, and almost no deposits were observed on the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. After replacing the ion-exchange membrane with a new one, a long-term energization was performed. The electrodialysis performance at that time was almost the same as that after the long-term energization described above. When the apparatus was disassembled, the cation exchange membrane and the bipolar membrane were removed. The precipitate containing silicate as a main component adhered to the surface of.
【００６６】実施例１０ 実施例１と同様にして長期通電を行なった後に通電を中
止し、ＪＩＳ規格３号水ガラスを水で希釈してＳｉＯ２
含有量を４．６ｗｔ％（Ｎａ２Ｏ濃度１．４５ｗｔ％）
に調整した水ガラス４リットル（Ｌ）を脱塩室に供給
し、水酸化ナトリウムを水で希釈して０．５（ｍｏｌ／
Ｌ）に調整した水酸化ナトリウム水溶液を濃縮室に供給
して各タンクと電気透析装置の液を循環させた。膜を電
気透析装置に装着した状態で液循環開始直後に陰イオン
交換膜１枚分の通電部分全体の膜抵抗を測定したとこ
ろ、５２オーム／ｃｍ２であった。その後１．８時間で
２６オーム／ｃｍ２まで減少したため洗浄工程を終了
し、生じた洗浄廃液を原料として、上記と同様にして原
料水ガラスのＮａ２Ｏ濃度が０．４９ｗｔ％になるまで
処理を行ない、透析性能を測定した。その結果、平均電
流密度１．２（Ａ／ｄｍ2）、脱アルカリに要した時間
は６１分であり、電気透析性能が回復していることが確
認された。結果を表５に示す。透析終了後、装置を分解
したところ、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の表面
に析出物の付着はほとんど見られなかった。Example 10 After long-term energization was performed in the same manner as in Example 1, energization was stopped, and JIS standard No. 3 water glass was diluted with water to obtain SiO 2.
The content is 4.6 wt% (Na 2 O concentration 1.45 wt%)
4 liters (L) of water glass adjusted to a pH of 0.5 was supplied to the desalting chamber, and sodium hydroxide was diluted with water to 0.5 (mol / mol).
The aqueous solution of sodium hydroxide adjusted to L) was supplied to the concentration chamber, and the liquid in each tank and the electrodialyzer was circulated. Immediately after the liquid circulation was started with the membrane attached to the electrodialysis apparatus, the membrane resistance of the entire energized portion of one anion exchange membrane was measured and found to be 52 ohm / cm 2 . After that, the cleaning process was completed because the cleaning water decreased to 26 ohm / cm 2 in 1.8 hours, and the generated cleaning waste liquid was used as a raw material in the same manner as described above until the Na 2 O concentration of the raw water glass reached 0.49 wt%. And the dialysis performance was measured. As a result, the average current density was 1.2 (A / dm 2 ), and the time required for dealkalization was 61 minutes, confirming that the electrodialysis performance was restored. Table 5 shows the results. After the dialysis was completed, the apparatus was disassembled, and almost no deposits were observed on the surfaces of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
【００６７】[0067]
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、イオン交換
膜電気透析法により水ガラスを脱アルカリして、地盤改
良材として好適に使用できる脱アルカリ水ガラスを製造
するに際し、長期間運転して脱塩効率が低下しても、簡
単な洗浄操作を行なうことによりその効率を回復させ、
再び高い脱塩効率で脱アルカリ水ガラスを製造すること
が可能となる。According to the production method of the present invention, the water glass is dealkalized by an ion exchange membrane electrodialysis method to produce a dealkalized water glass which can be suitably used as a ground improvement material, and is operated for a long time. Even if the desalination efficiency decreases, the efficiency can be restored by performing a simple washing operation,
Again, it becomes possible to produce alkali-free water glass with high desalination efficiency.
【００６８】また、原料の水ガラスを洗浄工程の洗浄液
として用い、洗浄工程から排出される洗浄廃液を原料と
して再利用することにより、長期間安定かつ効率的に連
続して脱アルカリを行うことが可能であり、しかも洗浄
廃液の量を著しく削減することが可能である。Further, by using the water glass as a raw material as a cleaning liquid in the cleaning step and reusing the cleaning waste liquid discharged from the cleaning step as the raw material, the alkali removal can be performed stably and efficiently continuously for a long period of time. It is possible, and the amount of washing waste liquid can be significantly reduced.
【図１】 本図は、本発明の製造方法で使用できる代表
的な電気透析装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a typical electrodialysis apparatus that can be used in the production method of the present invention.
１・・・電気透析装置 ２・・・陽極 ３・・・陰極 ４・・・陰イオン交換膜 ５・・・陽イオン交換膜 ６・・・陽極室 ７・・・陰極室 ８・・・脱塩室 ９・・・濃縮室 １０・・原料液供給路 １１・・濃縮液供給路 １２・・生成液抜出し路 １３・・濃縮液抜出し路 １４・・陽極液供給路 １５・・陰極液供給路 １６・・陽極液抜出し路 １７・・陰極液抜出し路 １８・・水ガラスタンク １９・・濃縮液タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrodialysis apparatus 2 ... Anode 3 ... Cathode 4 ... Anion exchange membrane 5 ... Cation exchange membrane 6 ... Anode chamber 7 ... Cathode chamber 8 ... Desorption Salt room 9 ・ ・ ・ Concentration room 10 ・ ・ Material liquid supply path 11 ・ ・ Concentrate supply path 12 ・ ・ Production liquid discharge path 13 ・ ・ Concentrate discharge path 14 ・ ・ Anolyte supply path 15 ・ ・ Cathode supply path 16. Anolyte extraction path 17. Catholyte extraction path 18. Water glass tank 19. Concentrate tank
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D040 AA01 AA04 AB01 CA02 CB03 4D006 GA17 HA47 JA04A JA42A JA42C JA43A JA44A KC02 KC16 KD17 KE17P KE19P KE24Q MA13 MA14 MA15 MB07 PA01 PB12 PB26 PC80 4G073 BD18 CB03 FB45 FD08 FD20 FD30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2D040 AA01 AA04 AB01 CA02 CB03 4D006 GA17 HA47 JA04A JA42A JA42C JA43A JA44A KC02 KC16 KD17 KE17P KE19P KE24Q MA13 MA14 MA15 MB07 PA01 PB12 PB26 PC80 4G073BD18 CB18FD
Claims (5)
バイポーラ膜又は陰イオン交換膜とを交互に配置して、
陽極側が陰イオン交換膜又はバイポーラ膜の陽イオン交
換体層側で仕切られ陰極側が陽イオン交換膜で仕切られ
た脱塩室、及び陽極側が陽イオン交換膜で仕切られ陰極
側が陰イオン交換膜又はバイポーラ膜の陰イオン交換体
層側で仕切られた濃縮室を形成した電気透析装置を用
い、前記脱塩室に原料のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を
供給して電気透析を行なって脱塩されたアルカリ金属ケ
イ酸塩水溶液を製造する方法において、脱塩されたアル
カリ金属ケイ酸塩水溶液の製造中に陽イオン交換膜、陰
イオン交換膜またはバイポーラ膜の表面に付着した析出
物を、前記脱塩室および濃縮室にアルカリ水溶液を供給
して溶解除去する洗浄工程を含むことを特徴とする脱塩
されたアルカリ金属ケイ酸塩水溶液の製造方法。1. A cation exchange membrane and a bipolar membrane or an anion exchange membrane are alternately arranged between an anode and a cathode,
A desalination chamber in which the anode side is partitioned by the cation exchanger layer side of the anion exchange membrane or bipolar membrane and the cathode side is partitioned by the cation exchange membrane, and the anode side is partitioned by the cation exchange membrane and the cathode side is the anion exchange membrane or Using an electrodialysis apparatus in which a concentration chamber partitioned by the anion exchanger layer side of the bipolar membrane was formed, an aqueous alkali metal silicate solution as a raw material was supplied to the desalting chamber, and electrodialysis was performed to perform desalination. In the method for producing an aqueous solution of an alkali metal silicate, the deposit attached to the surface of a cation exchange membrane, an anion exchange membrane or a bipolar membrane during the production of the desalted aqueous alkali metal silicate solution is desalted. A method for producing a desalted aqueous solution of an alkali metal silicate, comprising a washing step of supplying an aqueous alkali solution to a chamber and a concentrating chamber to dissolve and remove the aqueous alkali solution.
供給するアルカリ水溶液として、脱塩されたアルカリ金
属ケイ酸塩水溶液を製造する際に副生するアルカリ水溶
液を用いることを特徴とする請求項１記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution supplied to the desalting chamber and the concentrating chamber in the washing step is an alkaline aqueous solution produced as a by-product when producing a desalted aqueous alkali metal silicate solution. The method of claim 1.
として脱塩室および濃縮室から抜き出しながらこれら脱
塩室および濃縮室にアルカリ水溶液を供給して洗浄工程
を行ない、且つ廃液の電気伝導度と供給するアルカリ水
溶液の伝導度との差が予め定めた一定値以下となった時
点か、または膜抵抗の値が予め定めた一定値以下となっ
た時点で洗浄工程を終了することを特徴とする請求項１
記載の方法。3. A washing step is performed by supplying an alkaline aqueous solution to the desalting chamber and the concentrating chamber while extracting the alkaline aqueous solution in which the precipitate is dissolved as a waste liquid from the desalting chamber and the concentrating chamber, and performing the electrical conductivity of the waste liquid. The cleaning step is terminated when the difference between the conductivity of the supplied alkaline aqueous solution becomes equal to or less than a predetermined value or when the value of the membrane resistance becomes equal to or less than the predetermined value. Claim 1
The described method.
る請求項１記載の方法。4. The method of claim 1 wherein electrodialysis is stopped while performing the washing step.
原料として再使用する請求項１記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein a waste liquid of an aqueous alkaline solution in which the precipitate is dissolved is reused as a raw material.
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