Ｋ及びＭｇの回収方法及び装置
【課題】濃縮海水から効率よく、高回収率にてＫ及びＭｇを回収する方法及び装置を提供すること。
【解決手段】１）濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。２）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。３）濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。４）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【解決手段】１）濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。２）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。３）濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。４）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｋ及びＭｇの回収方法及び装置に関するものである。詳しくは、排出される濃縮海水に溶存するマグネシウム（Ｍｇ）とカリウム（Ｋ）を高効率に分離、濃縮後、高純度の塩化カリウム（ＫＣｌ）と塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）溶液、または高純度のＫＣｌと水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を製造するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換膜法の製塩プラントでは海水中の塩分の約３０％を回収しており、そこから食用塩を製造した残りの濃縮海水（１工場あたり約２３０ｍ３／日）は、一部を除いて希釈して排出している。
ＲＯ膜法の淡水化プラントでは海水の約４０％の水を回収するが、水が除かれた濃縮海水（取水量の６０％）は、製塩プラントと同様に希釈して排出している。これら濃縮海水は有用資源が濃縮しており、特にＭｇとＫは高濃度となっている。
なお、特許文献１及び２には、ＲＯ膜、ＮＦ膜を用いて海水やかん水から淡水とともに塩を回収する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１６３４７１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００２４３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、濃縮海水を原料とし、そこに溶存する資源を効率的に回収するシステムについては未だ確立されていなく、改善の余地が多分にある。
本発明は、濃縮海水から効率よく、高回収率にてＫ及びＭｇを回収する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のとおりである。
１）濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
２）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
３）濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。
４）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
本発明１）及び３)は、濃縮海水（好ましくは、全塩分濃度が５〜２０質量％）から効率的にＫ及びＭｇを回収するには、イオン交換膜を装着した電気透析装置、更には晶析装置、電解装置、脱臭素装置等を用いれば、効率的にＫ及びＭｇを回収できることを見出したものである。
本発明２）及び４)は、濃縮海水（好ましくは、全塩分濃度が２０質量％以上）から効率的にＫ及びＭｇを回収するには、反応晶析装置、晶析装置、電解装置、脱臭素装置等を用いれば、効率的にＫ及びＭｇを回収できることを見出したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、通常用いられている製塩用電気透析装置等を用いて、濃縮海水、例えば、にがり等から効率よく、高回収率にてＫ及びＭｇを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図３】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図５】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を説明する。
なお、以下、「イオン交換膜を装着した電気透析装置」を「ＥＤ装置」、「Ｋ＋を濃縮した画分」を「Ｋ画分」、「Ｍｇ２＋を濃縮した画分」を「Ｍｇ画分」、と各々、略す場合がある。
【０００９】
本発明において、濃縮海水とは、全塩分濃度が５質量％以上である水溶液を意味し、ゴミ等の不溶物は含まれない。ここで、塩分とは、蒸発乾固したときの金属塩を意味する。
濃縮海水は、金属としてＫ及びＭｇのみを含むものであってよいが、通常、Ｋ及びＭｇ以外に任意の金属が含まれる。
本発明は、濃縮海水をＥＤ装置にて処理して、Ｋ画分とＭｇ画分を得る工程を有する。
本発明に用いられるＥＤ装置は、電気透析の作用とイオン交換膜の交換基の作用により、Ｋ画分とＭｇ画分を得る機能を有する装置であれば、特に制限はない。イオン交換膜としては、陽イオン交換膜（以下、Ｃ膜とも記す）及び陰イオン交換膜（以下、Ａ膜とも記す）を交互に配置可能な平膜構造が好ましく、Ｃ膜及びＡ膜の構造（支持体の有機高分子構造、支持体に結合させたイオン交換基の種類等）も特に上記機能を有するものであれば、特に制限はない。
【００１０】
また、本発明は、ＥＤ装置として、例えば、電気透析の作用とＣ膜交換基の作用により、Ｋ＋のＣ膜での透過性をＭｇ2＋より大きく、かつ電気透析の作用とＡ膜交換基の作用により、Ｋ＋及びＭｇ２＋のＡ膜での透過を阻止することにより、Ｃ膜とＡ膜との間に形成される別個の空間（以下、膜空間ともいう）内にＫ＋が濃縮されたＫ画分とＭｇ２＋が濃縮されたＭｇ画分とを有する空間を形成できるものが挙げられる。このようなＥＤ装置はＣ膜とＡ膜を各々複数有することができる。
【００１１】
本発明において、濃縮海水、Ｋ画分、Ｍｇ画分等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられことにより、自身のＥＤ装置を含む目的の装置へ移送することができる。
濃縮海水は、通常、ろ過によりＥＤ装置に支障となる不純物が除去される。また、ろ過されたものは、そのままＥＤ装置へ移送してもよいが、浸透圧調整が必要な場合には、これを行ってもよい。濃縮海水、ろ過、浸透圧調整、ＥＤ装置への注入は、この順に連続して行うことができる。
ＥＤ装置を直列又は並列にして、Ｍｇ画分をＥＤ装置間で移送し、かつ最終的にＭｇ画分のみを集めるために、あるいはＫ画分のみを集めるために、膜空間と連絡した管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー等並びにそれらの制御装置等が用いられる。
【００１２】
以下、図を参照して、ＥＤを用いる本発明の実施態様の一例を説明する。
図１は、本発明の方法が適用されるＥＤ装置の構成を模式的に示したものである。１は、ＥＤ装置であり、ＥＤ装置１には、Ａ膜（Ａ）とＣ膜（Ｃ）で囲まれる膜空間５、６、及び７（他の膜は不図示）が形成され、初めに濃縮海水は、これら全膜空間に注入され、電界と膜の作用により、膜を介してイオンが移動し、膜空間５及び７等にはＭｇ画分が、膜空間６等にはＫ画分が生成される。図１（ａ）は、透析の状態を模式的に示している。●は、Ｋを含むカチオンであり、■はＭｇであり、○はアニオンであり、矢印方向は、移動方向を示す。カチオン（２）及び（３）は、Ｃ膜を透過するが、Ａ膜は透過できず、アニオン（４）はＡ膜を透過するが、Ｃ膜は透過できない。図中、８は、ガスの発生を防ぐための循環される電極液であり、９は、電極液を保持する電流透過性の膜である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のイオンの移動の結果を模式的に示したものであり、膜空間５及び７等にＭｇ画分が、膜空間６等にＫ画分が生成されることを示している。Ｍｇ画分とＫ画分の各々の膜空間は、交互に配列されている。このＭｇ画分には、製塩用のＣ膜（ＭｇよりＫが非常に透過しやすい膜）を装着したＥＤ装置を用いた場合、Ｃ膜を透過し難いＭｇイオン等が濃縮される。
濃縮海水をＥＤ装置の膜空間５、６、７等に注入する方法は、Ｋ及びＭｇを濃縮することができるのであれば、特に制限はなく、濃縮海水のみを用いてもよいし、濃縮海水と他の任意の水、例えば、任意のかん水、海水、純水等を併用してもよい。濃縮海水以外の水を併用する場合は、濃縮海水を注入する膜空間と同じでも別でもよい。また、濃縮海水をＥＤ装置に注入し、処理する方式は、バッチ式でも連続式でもよい。
【００１３】
本発明では、例えば、Ｋ画分とＭｇ画分を形成する工程は、第１番目のＥＤ装置にて濃縮海水を処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第１番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第２番目のＥＤ装置に移送して、同第２番目のＥＤ装置にて処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第２番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第３番目以降の電気透析装置に移送して前記処理を繰り返すことにより、Ｋの回収率を向上させることができる。ここで、各ＥＤ装置に注入されるＫ画分は、Ｋ画分単独でも他の水との併用でもよく、上記濃縮海水のＥＤ装置への注入方法を適用することができる。また、ＥＤ装置は、好ましくは、装置数３〜１５、直列に用いることが好ましい。一方、Ｍｇ画分は、後段に移行する従って濃縮されるように処理される。
本発明に適用できるＥＤ装置としては、例えば、造水技術ハンドブック、２００４年１１月２５日、造水技術ハンドブック編集企画委員会編、財団法人 造水促進センター発行、１１３頁図基Ｉ−１３．２４に記載のもの等が挙げられる。
【００１４】
本発明におけるＥＤ装置における処理以降の本発明の態様の一例を図２及び３に沿って説明する。
上記ＥＤ装置にて得られるＫ画分は、Ｋの金属イオン総量に対する割合が、通常、６．０〜６５質量％、好ましくは、１８〜６５質量％に濃縮される。
上記ＥＤ装置にて得られるＭｇ画分は、Ｍｇの金属イオン総量に対する割合が、通常、１０〜６０質量％、好ましくは、３０〜６０質量％に濃縮される。
本発明では、このＭｇ画分は、ＭｇＣｌ２溶液を主体とするものが得られることが好ましく、所望によりＭｇ画分を晶析装置に移送し、同装置にて晶析処理等を施して、Ｍｇを精製してもよい。
【００１５】
本発明は、Ｋ画分に含有される臭素を塩素により置換する工程が実施されることが好ましい。Ｋ画分は、通常、陰イオンとして塩素以外の臭素等のハロゲンイオンを含んでいる。本発明は、塩素をＫ画分が移送される脱臭素装置に注入することにより塩素を臭素と置換するとともに臭素ガスを排出乃至回収し、得られたＫ画分を蒸発晶析、加熱冷却晶析等の晶析装置に移送し、晶析することにより、ＫＣｌを結晶として得ることができる。
上記蒸発晶析、及び加熱冷却晶析の方法としては、特に制限はなく従来公知の方法が適用できる。例えば、実施例に記載のように低純度ＫＣｌ回収後の母液の一部乃至全部を、粗製ＫＣｌの溶解に、又、高純度ＫＣｌ回収後の母液の一部乃至全部を、低純度ＫＣｌの溶解に循環利用すること等が挙げられる。
また、図３に示したように、同時に晶析されたＮａＣｌを溶液として、電解装置に移送し、電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成することができる。該塩素を脱臭素装置に注入して、Ｋ画分に含まれる臭素を塩素に置換するとともに臭素をガス化して回収乃至排出するとともに、Ｍｇ画分を反応晶析装置（ＲＣ装置とも記す）に移送し、該ＮａＯＨをＲＣ装置に注入して、脱炭酸環境にてＭｇ画分と接触させることにより、反応晶析によりＭｇ（ＯＨ）２を生成することができる。上記Ｋ画分の脱臭素装置、晶析装置への移送、ＮａＣｌ溶液の電解装置への移送、Ｍｇ画分の晶析装置又はＲＣ装置への移送等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられことにより目的の装置へ移送することができる。
【００１６】
上記図２及び３の態様では、Ｋの回収率は６０〜７０％程度となる。また、ＭｇＣｌ２溶液はＮａ、Ｋなどの不純物が少なく、高純度のＭｇＣｌ２、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはＭｇＯ製造の原料ソースに好適である。図２の態様では、Ｋの回収率は６０〜７０％程度となる。また、Ｍｇ（ＯＨ）２は９９％以上の高純度の製品が得られる。
上記本発明の態様は、濃縮海水の全塩分濃度が５〜２０質量％である場合に好適である。
【００１７】
以下に説明する本発明の態様の一例は、濃縮海水の全塩分濃度が２０質量％以上である場合に好適であるものである（図４及び５参照）。この場合は、基本的にＥＤ装置を用いないで、反応晶析を適用する点を除けば上記態様と同様な処理が適用できる。
具体的には、濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法である。
上記アルカリ溶液としては、上記機能が発揮されれば特に制限はなく、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）溶液、ＮａＯＨ溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液が挙げられるがこの限りではない。
また、炭酸塩液としては、上記機能が発揮されれば特に制限はなく、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）が挙げられるがこの限りではない。
前記分離液Ｂは、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施されることが好ましい。
また、分離液Ｂを蒸発晶析、加熱冷却晶析等の晶析操作にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌを晶析し、このＮａＣｌを電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成し、該塩素を分離液Ｂに含まれる臭素、あるいは所望により点線で示したように精製において含まれる臭素と置換するために用いることができる。
以上の本発明の態様を図４及び５に示した。図４及び５において、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程に用いる反応晶析は、脱炭酸条件下で行うことが好ましい。
【００１８】
次に、図４及び５に示した装置構成について説明する。
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置は、ＲＣ装置が用いられ、濃縮海水とアルカリ溶液はＲＣ装置に移送され、同装置にて反応晶析を行うとともにＭｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離される。また、同様に、分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置は、上記とは別のＲＣ装置が用いられ、該分離液Ａを同装置に移送するとともに同装置に炭酸塩又は二酸化炭素を注入することにより、反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する機能を有する。該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置は、水分を蒸発させて結晶を得る蒸発晶析装置や、温度による溶解度差を利用する加熱冷却晶析装置が挙げられ、同装置に分離液Ｂを移送することにより晶析処理が実施され、ＫＣｌとＮａＣｌが分離される。
また、同時に晶析されたＮａＣｌを溶液として、電解装置に移送し、電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成し、該塩素を臭素置換のための脱臭素装置に回し、該ＮａＯＨを濃縮海水の反応晶析に用いるアルカリ溶液として回すことができる。
上記濃縮海水のＲＣ装置への移送、分離液Ａの順次、脱臭素装置、ＲＣ装置、分離液Ｂ、晶析装置への移送は、ＮａＣｌ溶液の電解装置への移送等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられることにより目的の装置へ移送することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
原料の濃縮海水として、イオン交換膜法の製塩プラントにて生成する苦汁をそのまま用いた（以下、製塩苦汁と記す）。以下の実施例、比較例についても原料の濃縮海水には製塩苦汁を用いた。
製塩苦汁を水で希釈し、浸透圧を調整した後、直列に連結した製塩用ＥＤにて処理した。つまり、第１番目のＥＤにて処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第１番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第２番目のＥＤに移送処理する操作を繰り返し、Ｋ画分、Ｍｇ画分を得た。
得られたＫ画分は蒸発晶析装置に供給し、沸点７０℃の減圧下にてＫ画分の水分を蒸発させた。なお、水分が蒸発する過程では、ＮａＣｌに次いでＫＣｌが析出するため、ＫＣｌが析出以降の析出物は全量回収し、これらを少量のＫ画分にて結晶表面を洗浄し、付着されているＭｇ、Ｃａ等を除去することで、粗製ＫＣｌを得た。洗浄に用いたＫ画分は、上記蒸発晶析装置に送った。
次に、３５℃にてＫＣｌ、及びＮａＣｌの濃度が飽和濃度であるかん水（下記低純度ＫＣｌと分離した母液）を７５℃に昇温し、そこに該粗製ＫＣｌを母液量の５質量％程度の溶け残りが生じるまで溶解後、減圧ろ過にて固液分離した。分離した母液は３５℃へと冷却し、ＫＣｌを主体とする析出物（以下、低純度ＫＣｌと記す）を回収した。さらに、３５℃にてＫＣｌが飽和濃度であるかん水（下記高純度ＫＣｌと分離した母液）を７５℃に昇温し、このかん水に上記低純度ＫＣｌを全量溶解後、３５℃へと冷却し、高純度ＫＣｌを回収した。
なお、低純度ＫＣｌ回収後の母液は粗製ＫＣｌの溶解に、高純度ＫＣｌ回収後の母液は低純度ＫＣｌの溶解に全量を循環利用した。
【００２１】
［実施例２］
実施例２は、図４に示した方法に準じて実施した。
製塩苦汁と２０％のＮａＯＨ溶液を良好な攪拌状態にあるＲＣ装置に連続的に供給し、反応晶析を実施後、固液分離により、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａを得た。なお、本実験では製塩苦汁のＭｇのうち、９９％以上をＭｇ（ＯＨ）２として分離した。次に、分離液Ａに炭酸ガスを２０％ＮａＯＨ溶液と共に分離液Ａに添加し、ＣａＣＯ３を生成させた．前記反応晶析後、固液分離によりＣａＣＯ３と分離液Ｂを得た。なお、本実験では分離液ＡのＣａのうち、９９％以上をＣａＣＯ３として分離した。
分離液Ｂについては、実施例１に示したＫ画分と同様の処理を実施し、高純度ＫＣｌを回収した．
【００２２】
［比較例１］
製塩苦汁を６５℃にて飽和濃度となるまで濃縮し、その後３５℃まで冷却することで析出する粗製ＫＣｌを全量回収した。
粗製ＫＣｌからの高純度ＫＣｌの回収は実施例１と同様の手法にて行った。
【００２３】
製塩苦汁、および上記で回収した高純度ＫＣｌのドライベースでの組成と回収率を比較した結果を表１、表２に示す。なお、高純度ＫＣｌの回収率は各操作でのＫ基準での回収率を掛けあわせることにより算出したが、粗製ＫＣｌの精製では循環する母液のＫ量も考慮して算出した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
比較例１では３４％であった高純度ＫＣｌの回収率が、実施例１では６５％、実施例２では６８％へと向上した。また、実施例１、２のいずれにおいても回収した高純度ＫＣｌの純度についても９９．５％以上と比較例１と同程度の高い水準であった。
これより、本発明は、製塩プラントから排出される濃縮海水から、効率的にＫ、Ｍｇを回収できることが分かる．
【符号の説明】
【００２７】
１…ＥＤ装置、２、３…カチオン、４…アニオン、５、６、７…膜空間、８…電極液、９…膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｋ及びＭｇの回収方法及び装置に関するものである。詳しくは、排出される濃縮海水に溶存するマグネシウム（Ｍｇ）とカリウム（Ｋ）を高効率に分離、濃縮後、高純度の塩化カリウム（ＫＣｌ）と塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）溶液、または高純度のＫＣｌと水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を製造するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換膜法の製塩プラントでは海水中の塩分の約３０％を回収しており、そこから食用塩を製造した残りの濃縮海水（１工場あたり約２３０ｍ３／日）は、一部を除いて希釈して排出している。
ＲＯ膜法の淡水化プラントでは海水の約４０％の水を回収するが、水が除かれた濃縮海水（取水量の６０％）は、製塩プラントと同様に希釈して排出している。これら濃縮海水は有用資源が濃縮しており、特にＭｇとＫは高濃度となっている。
なお、特許文献１及び２には、ＲＯ膜、ＮＦ膜を用いて海水やかん水から淡水とともに塩を回収する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１６３４７１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００２４３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、濃縮海水を原料とし、そこに溶存する資源を効率的に回収するシステムについては未だ確立されていなく、改善の余地が多分にある。
本発明は、濃縮海水から効率よく、高回収率にてＫ及びＭｇを回収する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のとおりである。
１）濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
２）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
３）濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。
４）濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
本発明１）及び３)は、濃縮海水（好ましくは、全塩分濃度が５〜２０質量％）から効率的にＫ及びＭｇを回収するには、イオン交換膜を装着した電気透析装置、更には晶析装置、電解装置、脱臭素装置等を用いれば、効率的にＫ及びＭｇを回収できることを見出したものである。
本発明２）及び４)は、濃縮海水（好ましくは、全塩分濃度が２０質量％以上）から効率的にＫ及びＭｇを回収するには、反応晶析装置、晶析装置、電解装置、脱臭素装置等を用いれば、効率的にＫ及びＭｇを回収できることを見出したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、通常用いられている製塩用電気透析装置等を用いて、濃縮海水、例えば、にがり等から効率よく、高回収率にてＫ及びＭｇを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図３】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【図５】本発明の態様を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を説明する。
なお、以下、「イオン交換膜を装着した電気透析装置」を「ＥＤ装置」、「Ｋ＋を濃縮した画分」を「Ｋ画分」、「Ｍｇ２＋を濃縮した画分」を「Ｍｇ画分」、と各々、略す場合がある。
【０００９】
本発明において、濃縮海水とは、全塩分濃度が５質量％以上である水溶液を意味し、ゴミ等の不溶物は含まれない。ここで、塩分とは、蒸発乾固したときの金属塩を意味する。
濃縮海水は、金属としてＫ及びＭｇのみを含むものであってよいが、通常、Ｋ及びＭｇ以外に任意の金属が含まれる。
本発明は、濃縮海水をＥＤ装置にて処理して、Ｋ画分とＭｇ画分を得る工程を有する。
本発明に用いられるＥＤ装置は、電気透析の作用とイオン交換膜の交換基の作用により、Ｋ画分とＭｇ画分を得る機能を有する装置であれば、特に制限はない。イオン交換膜としては、陽イオン交換膜（以下、Ｃ膜とも記す）及び陰イオン交換膜（以下、Ａ膜とも記す）を交互に配置可能な平膜構造が好ましく、Ｃ膜及びＡ膜の構造（支持体の有機高分子構造、支持体に結合させたイオン交換基の種類等）も特に上記機能を有するものであれば、特に制限はない。
【００１０】
また、本発明は、ＥＤ装置として、例えば、電気透析の作用とＣ膜交換基の作用により、Ｋ＋のＣ膜での透過性をＭｇ2＋より大きく、かつ電気透析の作用とＡ膜交換基の作用により、Ｋ＋及びＭｇ２＋のＡ膜での透過を阻止することにより、Ｃ膜とＡ膜との間に形成される別個の空間（以下、膜空間ともいう）内にＫ＋が濃縮されたＫ画分とＭｇ２＋が濃縮されたＭｇ画分とを有する空間を形成できるものが挙げられる。このようなＥＤ装置はＣ膜とＡ膜を各々複数有することができる。
【００１１】
本発明において、濃縮海水、Ｋ画分、Ｍｇ画分等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられことにより、自身のＥＤ装置を含む目的の装置へ移送することができる。
濃縮海水は、通常、ろ過によりＥＤ装置に支障となる不純物が除去される。また、ろ過されたものは、そのままＥＤ装置へ移送してもよいが、浸透圧調整が必要な場合には、これを行ってもよい。濃縮海水、ろ過、浸透圧調整、ＥＤ装置への注入は、この順に連続して行うことができる。
ＥＤ装置を直列又は並列にして、Ｍｇ画分をＥＤ装置間で移送し、かつ最終的にＭｇ画分のみを集めるために、あるいはＫ画分のみを集めるために、膜空間と連絡した管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー等並びにそれらの制御装置等が用いられる。
【００１２】
以下、図を参照して、ＥＤを用いる本発明の実施態様の一例を説明する。
図１は、本発明の方法が適用されるＥＤ装置の構成を模式的に示したものである。１は、ＥＤ装置であり、ＥＤ装置１には、Ａ膜（Ａ）とＣ膜（Ｃ）で囲まれる膜空間５、６、及び７（他の膜は不図示）が形成され、初めに濃縮海水は、これら全膜空間に注入され、電界と膜の作用により、膜を介してイオンが移動し、膜空間５及び７等にはＭｇ画分が、膜空間６等にはＫ画分が生成される。図１（ａ）は、透析の状態を模式的に示している。●は、Ｋを含むカチオンであり、■はＭｇであり、○はアニオンであり、矢印方向は、移動方向を示す。カチオン（２）及び（３）は、Ｃ膜を透過するが、Ａ膜は透過できず、アニオン（４）はＡ膜を透過するが、Ｃ膜は透過できない。図中、８は、ガスの発生を防ぐための循環される電極液であり、９は、電極液を保持する電流透過性の膜である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）のイオンの移動の結果を模式的に示したものであり、膜空間５及び７等にＭｇ画分が、膜空間６等にＫ画分が生成されることを示している。Ｍｇ画分とＫ画分の各々の膜空間は、交互に配列されている。このＭｇ画分には、製塩用のＣ膜（ＭｇよりＫが非常に透過しやすい膜）を装着したＥＤ装置を用いた場合、Ｃ膜を透過し難いＭｇイオン等が濃縮される。
濃縮海水をＥＤ装置の膜空間５、６、７等に注入する方法は、Ｋ及びＭｇを濃縮することができるのであれば、特に制限はなく、濃縮海水のみを用いてもよいし、濃縮海水と他の任意の水、例えば、任意のかん水、海水、純水等を併用してもよい。濃縮海水以外の水を併用する場合は、濃縮海水を注入する膜空間と同じでも別でもよい。また、濃縮海水をＥＤ装置に注入し、処理する方式は、バッチ式でも連続式でもよい。
【００１３】
本発明では、例えば、Ｋ画分とＭｇ画分を形成する工程は、第１番目のＥＤ装置にて濃縮海水を処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第１番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第２番目のＥＤ装置に移送して、同第２番目のＥＤ装置にて処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第２番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第３番目以降の電気透析装置に移送して前記処理を繰り返すことにより、Ｋの回収率を向上させることができる。ここで、各ＥＤ装置に注入されるＫ画分は、Ｋ画分単独でも他の水との併用でもよく、上記濃縮海水のＥＤ装置への注入方法を適用することができる。また、ＥＤ装置は、好ましくは、装置数３〜１５、直列に用いることが好ましい。一方、Ｍｇ画分は、後段に移行する従って濃縮されるように処理される。
本発明に適用できるＥＤ装置としては、例えば、造水技術ハンドブック、２００４年１１月２５日、造水技術ハンドブック編集企画委員会編、財団法人 造水促進センター発行、１１３頁図基Ｉ−１３．２４に記載のもの等が挙げられる。
【００１４】
本発明におけるＥＤ装置における処理以降の本発明の態様の一例を図２及び３に沿って説明する。
上記ＥＤ装置にて得られるＫ画分は、Ｋの金属イオン総量に対する割合が、通常、６．０〜６５質量％、好ましくは、１８〜６５質量％に濃縮される。
上記ＥＤ装置にて得られるＭｇ画分は、Ｍｇの金属イオン総量に対する割合が、通常、１０〜６０質量％、好ましくは、３０〜６０質量％に濃縮される。
本発明では、このＭｇ画分は、ＭｇＣｌ２溶液を主体とするものが得られることが好ましく、所望によりＭｇ画分を晶析装置に移送し、同装置にて晶析処理等を施して、Ｍｇを精製してもよい。
【００１５】
本発明は、Ｋ画分に含有される臭素を塩素により置換する工程が実施されることが好ましい。Ｋ画分は、通常、陰イオンとして塩素以外の臭素等のハロゲンイオンを含んでいる。本発明は、塩素をＫ画分が移送される脱臭素装置に注入することにより塩素を臭素と置換するとともに臭素ガスを排出乃至回収し、得られたＫ画分を蒸発晶析、加熱冷却晶析等の晶析装置に移送し、晶析することにより、ＫＣｌを結晶として得ることができる。
上記蒸発晶析、及び加熱冷却晶析の方法としては、特に制限はなく従来公知の方法が適用できる。例えば、実施例に記載のように低純度ＫＣｌ回収後の母液の一部乃至全部を、粗製ＫＣｌの溶解に、又、高純度ＫＣｌ回収後の母液の一部乃至全部を、低純度ＫＣｌの溶解に循環利用すること等が挙げられる。
また、図３に示したように、同時に晶析されたＮａＣｌを溶液として、電解装置に移送し、電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成することができる。該塩素を脱臭素装置に注入して、Ｋ画分に含まれる臭素を塩素に置換するとともに臭素をガス化して回収乃至排出するとともに、Ｍｇ画分を反応晶析装置（ＲＣ装置とも記す）に移送し、該ＮａＯＨをＲＣ装置に注入して、脱炭酸環境にてＭｇ画分と接触させることにより、反応晶析によりＭｇ（ＯＨ）２を生成することができる。上記Ｋ画分の脱臭素装置、晶析装置への移送、ＮａＣｌ溶液の電解装置への移送、Ｍｇ画分の晶析装置又はＲＣ装置への移送等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられことにより目的の装置へ移送することができる。
【００１６】
上記図２及び３の態様では、Ｋの回収率は６０〜７０％程度となる。また、ＭｇＣｌ２溶液はＮａ、Ｋなどの不純物が少なく、高純度のＭｇＣｌ２、Ｍｇ（ＯＨ）２、またはＭｇＯ製造の原料ソースに好適である。図２の態様では、Ｋの回収率は６０〜７０％程度となる。また、Ｍｇ（ＯＨ）２は９９％以上の高純度の製品が得られる。
上記本発明の態様は、濃縮海水の全塩分濃度が５〜２０質量％である場合に好適である。
【００１７】
以下に説明する本発明の態様の一例は、濃縮海水の全塩分濃度が２０質量％以上である場合に好適であるものである（図４及び５参照）。この場合は、基本的にＥＤ装置を用いないで、反応晶析を適用する点を除けば上記態様と同様な処理が適用できる。
具体的には、濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法である。
上記アルカリ溶液としては、上記機能が発揮されれば特に制限はなく、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）溶液、ＮａＯＨ溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液が挙げられるがこの限りではない。
また、炭酸塩液としては、上記機能が発揮されれば特に制限はなく、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）が挙げられるがこの限りではない。
前記分離液Ｂは、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施されることが好ましい。
また、分離液Ｂを蒸発晶析、加熱冷却晶析等の晶析操作にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌを晶析し、このＮａＣｌを電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成し、該塩素を分離液Ｂに含まれる臭素、あるいは所望により点線で示したように精製において含まれる臭素と置換するために用いることができる。
以上の本発明の態様を図４及び５に示した。図４及び５において、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程に用いる反応晶析は、脱炭酸条件下で行うことが好ましい。
【００１８】
次に、図４及び５に示した装置構成について説明する。
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置は、ＲＣ装置が用いられ、濃縮海水とアルカリ溶液はＲＣ装置に移送され、同装置にて反応晶析を行うとともにＭｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離される。また、同様に、分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置は、上記とは別のＲＣ装置が用いられ、該分離液Ａを同装置に移送するとともに同装置に炭酸塩又は二酸化炭素を注入することにより、反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する機能を有する。該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置は、水分を蒸発させて結晶を得る蒸発晶析装置や、温度による溶解度差を利用する加熱冷却晶析装置が挙げられ、同装置に分離液Ｂを移送することにより晶析処理が実施され、ＫＣｌとＮａＣｌが分離される。
また、同時に晶析されたＮａＣｌを溶液として、電解装置に移送し、電解処理し、ＮａＯＨと塩素を生成し、該塩素を臭素置換のための脱臭素装置に回し、該ＮａＯＨを濃縮海水の反応晶析に用いるアルカリ溶液として回すことができる。
上記濃縮海水のＲＣ装置への移送、分離液Ａの順次、脱臭素装置、ＲＣ装置、分離液Ｂ、晶析装置への移送は、ＮａＣｌ溶液の電解装置への移送等は、適宜、管、バルブ、ポンプ、コンプレッサー並びにそれらの制御装置等が用いられることにより目的の装置へ移送することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
［実施例１］
原料の濃縮海水として、イオン交換膜法の製塩プラントにて生成する苦汁をそのまま用いた（以下、製塩苦汁と記す）。以下の実施例、比較例についても原料の濃縮海水には製塩苦汁を用いた。
製塩苦汁を水で希釈し、浸透圧を調整した後、直列に連結した製塩用ＥＤにて処理した。つまり、第１番目のＥＤにて処理して得られたＫ画分を同装置から回収するとともに第１番目の同装置にて処理して得られたＭｇ画分を第２番目のＥＤに移送処理する操作を繰り返し、Ｋ画分、Ｍｇ画分を得た。
得られたＫ画分は蒸発晶析装置に供給し、沸点７０℃の減圧下にてＫ画分の水分を蒸発させた。なお、水分が蒸発する過程では、ＮａＣｌに次いでＫＣｌが析出するため、ＫＣｌが析出以降の析出物は全量回収し、これらを少量のＫ画分にて結晶表面を洗浄し、付着されているＭｇ、Ｃａ等を除去することで、粗製ＫＣｌを得た。洗浄に用いたＫ画分は、上記蒸発晶析装置に送った。
次に、３５℃にてＫＣｌ、及びＮａＣｌの濃度が飽和濃度であるかん水（下記低純度ＫＣｌと分離した母液）を７５℃に昇温し、そこに該粗製ＫＣｌを母液量の５質量％程度の溶け残りが生じるまで溶解後、減圧ろ過にて固液分離した。分離した母液は３５℃へと冷却し、ＫＣｌを主体とする析出物（以下、低純度ＫＣｌと記す）を回収した。さらに、３５℃にてＫＣｌが飽和濃度であるかん水（下記高純度ＫＣｌと分離した母液）を７５℃に昇温し、このかん水に上記低純度ＫＣｌを全量溶解後、３５℃へと冷却し、高純度ＫＣｌを回収した。
なお、低純度ＫＣｌ回収後の母液は粗製ＫＣｌの溶解に、高純度ＫＣｌ回収後の母液は低純度ＫＣｌの溶解に全量を循環利用した。
【００２１】
［実施例２］
実施例２は、図４に示した方法に準じて実施した。
製塩苦汁と２０％のＮａＯＨ溶液を良好な攪拌状態にあるＲＣ装置に連続的に供給し、反応晶析を実施後、固液分離により、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａを得た。なお、本実験では製塩苦汁のＭｇのうち、９９％以上をＭｇ（ＯＨ）２として分離した。次に、分離液Ａに炭酸ガスを２０％ＮａＯＨ溶液と共に分離液Ａに添加し、ＣａＣＯ３を生成させた．前記反応晶析後、固液分離によりＣａＣＯ３と分離液Ｂを得た。なお、本実験では分離液ＡのＣａのうち、９９％以上をＣａＣＯ３として分離した。
分離液Ｂについては、実施例１に示したＫ画分と同様の処理を実施し、高純度ＫＣｌを回収した．
【００２２】
［比較例１］
製塩苦汁を６５℃にて飽和濃度となるまで濃縮し、その後３５℃まで冷却することで析出する粗製ＫＣｌを全量回収した。
粗製ＫＣｌからの高純度ＫＣｌの回収は実施例１と同様の手法にて行った。
【００２３】
製塩苦汁、および上記で回収した高純度ＫＣｌのドライベースでの組成と回収率を比較した結果を表１、表２に示す。なお、高純度ＫＣｌの回収率は各操作でのＫ基準での回収率を掛けあわせることにより算出したが、粗製ＫＣｌの精製では循環する母液のＫ量も考慮して算出した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
比較例１では３４％であった高純度ＫＣｌの回収率が、実施例１では６５％、実施例２では６８％へと向上した。また、実施例１、２のいずれにおいても回収した高純度ＫＣｌの純度についても９９．５％以上と比較例１と同程度の高い水準であった。
これより、本発明は、製塩プラントから排出される濃縮海水から、効率的にＫ、Ｍｇを回収できることが分かる．
【符号の説明】
【００２７】
１…ＥＤ装置、２、３…カチオン、４…アニオン、５、６、７…膜空間、８…電極液、９…膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、カリウム（Ｋ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の回収方法。
【請求項２】
前記Ｍｇ２＋を濃縮した画分は、ＭｇＣｌ２溶液を主体とする、請求項１のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項３】
前記Ｋ＋を濃縮した画分は、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施される、請求項１又は２のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項４】
前記Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌが晶析され、このＮａＣｌは電解処理され、ＮａＯＨと塩素が生成され、該塩素は請求項３の置換に用いられる、請求項１〜３のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項５】
前記Ｍｇ２＋を濃縮した画分は、請求項４のＮａＯＨを用いた反応晶析が行われ、Ｍｇ（ＯＨ）２が生成される、請求項１〜４のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項６】
前記濃縮海水は、全塩分濃度が５〜２０質量％である、請求項１〜５のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項７】
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
【請求項８】
前記分離液Ｂは、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施される、請求項７のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項９】
前記分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌが晶析され、このＮａＣｌは電解処理され、ＮａＯＨと塩素が生成され、該ＮａＯＨは請求項７のアルカリ溶液に用いられ、該塩素は請求項８の置換に用いられる、請求項７又は８のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項１０】
前記濃縮海水は、全塩分濃度が２０質量％以上である、請求項７〜９のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項１１】
濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置、及びＫ＋を濃縮した画分の晶析を実施するための晶析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【請求項１２】
請求項３の置換を実施するための脱臭素装置及び請求項４の電解を実施するための電解装置を含む、請求項１１のＫ及びＭｇの回収装置。
【請求項１３】
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【請求項１４】
請求項８の置換を実施するための脱臭素装置及び請求項９の電解を実施するための電解装置を含む、請求項１３のＫ及びＭｇの回収装置。
【請求項１】
濃縮海水を、イオン交換膜を装着した電気透析装置にて処理してＫ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得る工程、該Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、カリウム（Ｋ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の回収方法。
【請求項２】
前記Ｍｇ２＋を濃縮した画分は、ＭｇＣｌ２溶液を主体とする、請求項１のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項３】
前記Ｋ＋を濃縮した画分は、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施される、請求項１又は２のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項４】
前記Ｋ＋を濃縮した画分を晶析処理にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌが晶析され、このＮａＣｌは電解処理され、ＮａＯＨと塩素が生成され、該塩素は請求項３の置換に用いられる、請求項１〜３のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項５】
前記Ｍｇ２＋を濃縮した画分は、請求項４のＮａＯＨを用いた反応晶析が行われ、Ｍｇ（ＯＨ）２が生成される、請求項１〜４のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項６】
前記濃縮海水は、全塩分濃度が５〜２０質量％である、請求項１〜５のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項７】
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する工程、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する工程、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程を有する、Ｋ及びＭｇの回収方法。
【請求項８】
前記分離液Ｂは、含有される臭素を塩素により置換する工程が実施される、請求項７のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項９】
前記分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る工程にて、ＮａＣｌが晶析され、このＮａＣｌは電解処理され、ＮａＯＨと塩素が生成され、該ＮａＯＨは請求項７のアルカリ溶液に用いられ、該塩素は請求項８の置換に用いられる、請求項７又は８のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項１０】
前記濃縮海水は、全塩分濃度が２０質量％以上である、請求項７〜９のいずれか１項のＫ及びＭｇの回収方法。
【請求項１１】
濃縮海水を、Ｋ＋を濃縮した画分とＭｇ２＋を濃縮した画分を得るための、イオン交換膜を装着した電気透析装置、及びＫ＋を濃縮した画分の晶析を実施するための晶析装置を含む、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【請求項１２】
請求項３の置換を実施するための脱臭素装置及び請求項４の電解を実施するための電解装置を含む、請求項１１のＫ及びＭｇの回収装置。
【請求項１３】
濃縮海水をアルカリ溶液にて反応晶析を行い、Ｍｇ（ＯＨ）２と分離液Ａに固液分離する装置、該分離液Ａを炭酸塩又は二酸化炭素にて反応晶析を行い、ＣａＣＯ３と分離液Ｂに固液分離する装置、該分離液Ｂを晶析処理にてＫＣｌを得る装置を有する、Ｋ及びＭｇの回収装置。
【請求項１４】
請求項８の置換を実施するための脱臭素装置及び請求項９の電解を実施するための電解装置を含む、請求項１３のＫ及びＭｇの回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１３７６７（Ｐ２０１２−２１３７６７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７７３４４（Ｐ２０１２−７７３４４）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（３９６０２１４８３）財団法人塩事業センター (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（３９６０２１４８３）財団法人塩事業センター (18)
【Ｆターム（参考）】
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