(57)【要約】【課題】本発明は、高純度の塩化カリウム含有結晶が得られるカリウムイオン濃縮溶液及び高純度の塩化マグネシウム濃縮溶液が得られるマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法を提供することを解決すべき課題としている。【解決手段】カリウムイオン１．０モルあたりマグネシウムイオン１．０モル以上の比率でカリウムイオン及びマグネシウムイオンを含有する製塩苦汁から結晶を析出させる工程と、前記結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する工程を有する、カリウムイオン濃縮溶液及びマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カリウムイオン１．０モルあたりマグネシウムイオン１．０モル以上の比率でカリウムイオン及びマグネシウムイオンを含有する製塩苦汁から結晶を析出させる工程と、
前記結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する工程を有する、カリウムイオン濃縮溶液及びマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法により分離されたカリウムイオン濃縮溶液から塩化カリウム含有結晶を析出させる工程を有する、塩化カリウム含有結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法により分離されたマグネシウムイオン濃縮溶液から、マグネシウムイオン以外の陽イオンを回収する工程を有する、塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カリウムイオン濃縮溶液及びマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法、塩化カリウム含有結晶の製造方法及び塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換膜法製塩においては、原料海水をイオン交換膜電気透析装置により濃縮してかん水が得られる。得られるかん水から、加熱蒸発晶析により塩化ナトリウムを析出させて回収する。塩化ナトリウムを回収した後の残液は、製塩苦汁として排出される。さらに、製塩苦汁から塩化カリウム含有結晶を析出させることができ、塩化カリウムは、清涼飲料水、加工食品、食塩代替物（減塩食品）、園芸品、飼料等に利用されている。
【０００３】
製塩苦汁から塩化カリウムを得る方法としては、例えば、特許文献１では、高温度のイオン交換膜にがりを冷却し、生成する塩化カリウムと塩化ナトリウムより主としてなる混合沈殿物を分離し、該沈殿物に含まれる塩化ナトリウムを溶解するのに必要な水と溶解分離し塩化カリウムを回収することを特徴とする塩化カリウムの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５―５６０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術で得られる塩化カリウム含有結晶中の塩化カリウム純度は７０％前後と高くなく、改善の余地がある。
また、特許文献１に記載の技術では、製塩苦汁から、除湿剤、融雪剤、豆腐用凝固剤、食品添加物等の様々な製品に利用されている塩化マグネシウムを効率よく回収することができない。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、高純度の塩化カリウム含有結晶が得られるカリウムイオン濃縮溶液及び高純度の塩化マグネシウム濃縮溶液が得られるマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００７】
また、本発明は、高純度の塩化カリウム含有結晶の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
さらに、本発明は、高純度の塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、製塩苦汁中のカリウムイオン及びマグネシウムイオンの比率を特定の比率にすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は下記＜１＞〜＜３＞に関するものである。
＜１＞カリウムイオン１．０モルあたりマグネシウムイオン１．０モル以上の比率でカリウムイオン及びマグネシウムイオンを含有する製塩苦汁から結晶を析出させる工程と、前記結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する工程を有する、カリウムイオン濃縮溶液及びマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法。
＜２＞＜１＞に記載の方法により分離されたカリウムイオン濃縮溶液から塩化カリウム含有結晶を析出させる工程を有する、塩化カリウム含有結晶の製造方法。
＜３＞＜１＞に記載の方法により分離されたマグネシウムイオン濃縮溶液から、マグネシウムイオン以外の陽イオンを回収する工程を有する、塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高純度の塩化カリウム含有結晶が得られるカリウムイオン濃縮溶液及び高純度の塩化マグネシウム濃縮溶液が得られるマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法を提供することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、高純度の塩化カリウム含有結晶の製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、高純度の塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳述するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものであり、本発明はこれらの内容に特定されるものではない。
【００１３】
［カリウムイオン濃縮溶液及びマグネシウムイオン濃縮溶液の分離方法］
本発明のカリウムイオン（Ｋ＋）濃縮溶液及びマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）濃縮溶液の分離方法は、Ｋ＋１．０モルあたりＭｇ２＋１．０モル以上の比率でＫ＋及びＭｇ２＋を含有する製塩苦汁から結晶を析出させる工程と、前記結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する工程を有する。
【００１４】
＜製塩苦汁から結晶を析出させる工程＞
本発明で用いる製塩苦汁は、Ｋ＋１．０モルあたりＭｇ２＋１．０モル以上の比率でＫ＋及びＭｇ２＋を含有する。
【００１５】
製塩苦汁中のＭｇ２＋含有量が少ないと、製塩苦汁から結晶を析出させる際、結晶は塩化ナトリウムと塩化カリウムを主とする混合沈殿物として析出する。一方、Ｋ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量が１．０モル以上であると、製塩苦汁から結晶を析出させる際、塩化マグネシウムも飽和濃度以上となり、結晶は塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カリウムと塩化マグネシウムとの複塩を主とする混合沈殿物として析出する。そのため、本発明で用いる製塩苦汁から析出する結晶中には、カーナライト（ＫＣｌ・ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）が含まれていると考えられる。
【００１６】
なお、林真敬、外３名、「イオン交換膜かん水の濃縮によるにがりの処理に関する試験（第１報）」、防府製塩試験場報告、日本専売公社防府製塩試験場、１９６９年３月、第２１巻、ｐ．１９−２５には、製塩苦汁を加熱して濃縮させた際にカーナライトが析出したことについて記載されている。
【００１７】
上記結晶中にカーナライトが含まれると、カーナライトは塩化カリウム（ＫＣｌ）を含有するので、当該結晶を基にして後述の高純度のＫＣｌ含有結晶を得ることができる。
また、当該結晶中にカーナライトが含まれると、カーナライトは塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）を含有するので、当該結晶を基にして後述の高純度のＭｇＣｌ２濃縮溶液を得ることができる。
【００１８】
Ｋ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量は、より効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶及び高純度のＭｇＣｌ２濃縮溶液を得る観点から、１．１モル以上が好ましく、１．２モル以上がより好ましい。
【００１９】
Ｋ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量は、一定量を超えると本発明の効果が頭打ちになると考えられるため、５．０モル以下が好ましく、４．６モル以下がより好ましい。
【００２０】
また、本発明で用いる製塩苦汁は、高純度のＫＣｌ含有結晶及び高純度のＭｇＣｌ２濃縮溶液を効率的に得る観点から、全塩分濃度が２５０〜５００ｇ／ｋｇであることが好ましく、３００〜４５０ｇ／ｋｇであることがより好ましい。
【００２１】
本発明で用いる製塩苦汁中のＮａ＋（ナトリウムイオン）濃度は、０〜１００ｇ／ｋｇであることが好ましく、０〜３０ｇ／ｋｇであることがより好ましい。
本発明で用いる製塩苦汁中のＫ＋濃度は、０〜１００ｇ／ｋｇであることが好ましく、３０〜１００ｇ／ｋｇであることがより好ましい。
本発明で用いる製塩苦汁中のＣａ２＋（カルシウムイオン）濃度は、０〜１００ｇ／ｋｇであることが好ましく、０〜５０ｇ／ｋｇであることがより好ましい。
本発明で用いる製塩苦汁中のＭｇ２＋濃度は、０〜１００ｇ／ｋｇであることが好ましく、３０〜８０ｇ／ｋｇであることがより好ましい。
【００２２】
本発明で用いる製塩苦汁の製造には、海水を処理して得られるかん水を用いる。海水の処理方法としては、例えば、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置による処理が挙げられる。
【００２３】
イオン交換膜電気透析装置にて処理される海水の温度は、電気透析効率化の観点から、通常１０〜５０℃であり、好ましくは１５〜３５℃である。
【００２４】
電気透析効率化の観点から、イオン交換膜電気透析装置において、海水の線速度は、通常１〜１０ｃｍ／ｓであり、好ましくは４〜６ｃｍ／ｓであり、電流密度は、通常１〜５Ａ／ｄｍ２であり、好ましくは２〜４Ａ／ｄｍ２である。
かくして、海水からかん水が得られる。
【００２５】
次に、得られるかん水を通常５０〜１５０℃で加熱し、水を徐々に蒸発させ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を析出させる。析出したＮａＣｌを固液分離によって回収することで、製塩苦汁が得られる。得られた直後の製塩苦汁の温度は、通常５０〜１５０℃であり、７０〜１２０℃であることが好ましい。なお、上記加熱は、より効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶を得る観点から、かん水中のＫＣｌ濃度が飽和濃度に達するまで行うことが好ましい。
【００２６】
製塩苦汁のＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量を１．０モル以上にする方法としては、例えば、下記式で求められるかん水の純塩率を調整する方法が挙げられる。かん水の純塩率を好ましくは７３．０〜８７．０％、より好ましくは７３．０〜８６．５％、さらに好ましくは７３．０〜８６．０％とすると、Ｋ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量を１．０モル以上にすることができる。
【００２７】
【数１】
2020049471.tif 000002
【００２８】
かん水の純塩率を上記範囲とする方法としては、例えば、イオン交換膜電気透析装置に装着される全陽イオン交換膜の枚数における２価陽イオン難透過性膜の枚数の比率を調整する方法が挙げられる。当該比率は、好ましくは０〜６０％、より好ましくは０〜５８％、さらに好ましくは０〜５５％である。
【００２９】
また、かん水の純塩率を上記範囲とする方法としては、例えば、イオン交換膜電気透析装置に装着される２価陽イオン難透過性膜の、２価イオン難透過処理の強さを制御する方法も挙げられる。
【００３０】
また、製塩苦汁のＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量を１．０モル以上にする方法としては、製塩苦汁へＭｇＣｌ２を添加する方法が挙げられる。
【００３１】
製塩苦汁へＭｇＣｌ２を添加する方法としては、特に限定されず、例えば、製塩苦汁を撹拌しながらＭｇＣｌ２を添加する方法が挙げられる。製塩苦汁へＭｇＣｌ２を添加する場合、製塩苦汁のＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋含有量が所望の範囲内になるような量のＭｇＣｌ２を添加すればよい。
【００３２】
次に、製塩苦汁から結晶を析出させる。製塩苦汁から結晶を析出させる方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、製造直後の製塩苦汁から結晶を析出させる場合は、製塩苦汁を通常０〜５０℃、好ましくは０〜３５℃、より好ましくは０〜２５℃まで冷却することにより、結晶を析出させることができる。また、製塩苦汁を製造してから一定時間静置することによって結晶を析出させることもできる。
【００３３】
上述のとおり、本発明で得られる当該結晶にはカーナライトが含まれると考えられる。カーナライトが存在するために、後述の工程によって効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶及び高純度のＭｇＣｌ２濃縮溶液が得られると考えられる。
【００３４】
＜結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する工程＞
次に、Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液を分離するために、上記で得られる結晶を水に溶解させ、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理する。
【００３５】
イオン交換膜電気透析装置にて処理する際には、Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液の浸透圧の差を適切なものに調整する必要がある。浸透圧の差を適切なものに調整する方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
【００３６】
例えば、上記で得られる結晶を水に溶解させる際に浸透圧の差を適切なものに調整する場合は、結晶質量の１〜１０倍の質量の水を用いることが好ましく、結晶質量の１〜８倍の質量の水を用いることがより好ましく、結晶質量の１〜５倍の質量の水を用いることがさらに好ましい。また、Ｋ＋濃縮溶液に水を添加することで、浸透圧の差を適切なものに調整することも可能である。
なお、当該結晶を水に溶解して得られる水溶液を、以下より「水溶液１」と称する。
【００３７】
２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理される水溶液１の温度は、電気透析効率化の観点から、通常１０〜５０℃であり、好ましくは１５〜３５℃である。
【００３８】
電気透析効率化の観点から、イオン交換膜電気透析装置において、水溶液１の線速度は、通常１〜１０ｃｍ／ｓであり、好ましくは４〜６ｃｍ／ｓであり、電流密度は、通常１〜５Ａ／ｄｍ２であり、好ましくは２〜４Ａ／ｄｍ２である。
【００３９】
イオン交換膜電気透析装置での処理は、より効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶を得る観点から、Ｋ＋濃縮溶液中のＫ＋の質量が、水溶液１中の全Ｋ＋の質量うち６０％以上になるまで行うことが好ましく、７０％以上になるまで行うことがより好ましく、８０％以上になるまで行うことがさらに好ましい。
【００４０】
上述の操作により、Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液を分離することができる。
【００４１】
［塩化カリウム含有結晶の製造方法］
本発明のＫＣｌ含有結晶の製造方法は、上述のＫ＋濃縮溶液からＫＣｌ含有結晶を析出させる工程を有する。
【００４２】
Ｋ＋濃縮溶液からＫＣｌ含有結晶を析出させる方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
例えば、Ｋ＋濃縮溶液を通常５０〜１５０℃、好ましくは７０〜１２０℃で加熱し、水を徐々に蒸発させ、その後通常０〜５０℃、好ましくは０〜３５℃、より好ましくは０〜２５℃まで冷却することにより、ＫＣｌ含有結晶を析出させることができる。
【００４３】
なお、本発明では、Ｋ＋濃縮溶液から水を徐々に蒸発させると、最初にＫＣｌが析出し、次にＮａＣｌが析出する。本発明では、より効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶を得る観点から、ＮａＣｌが析出する直前に加熱を止めることが好ましい。
【００４４】
また、本発明では、より効率的に高純度のＫＣｌ含有結晶を得る観点から、ＫＣｌ含有結晶を析出させる前に、Ｋ＋濃縮溶液に含有される臭素を塩素により置換する工程が行われることが好ましい。当該工程は、例えば、脱臭素装置にＫ＋濃縮溶液を供給し、塩素を注入して処理することによって行われる。
【００４５】
上記操作により析出したＫＣｌ含有結晶を、固液分離によりＫ＋濃縮溶液から回収し、ＫＣｌ含有結晶を得ることができる。
【００４６】
下記式で求められるＫＣｌ含有結晶中のＫＣｌ純度は、９０．０％以上が好ましく、９５．０％以上がより好ましい。
【００４７】
【数２】
2020049471.tif 000003
【００４８】
［塩化マグネシウム濃縮溶液の製造方法］
本発明のＭｇＣｌ２濃縮溶液の製造方法は、上述のＭｇ２＋濃縮溶液から、Ｍｇ２＋以外の陽イオンを回収する工程を有する。
【００４９】
Ｍｇ２＋濃縮溶液から、Ｍｇ２＋以外の陽イオンを回収する方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
例えば、Ｍｇ２＋濃縮溶液を、２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理することにより、Ｍｇ２＋以外の陽イオンを回収することができる。
【００５０】
２価陽イオン難透過性膜を装着したイオン交換膜電気透析装置にて処理されるＭｇ２＋濃縮溶液の温度は、電気透析効率化の観点から、通常１０〜５０℃であり、好ましくは１５〜３５℃である。
【００５１】
電気透析効率化の観点から、イオン交換膜電気透析装置において、Ｍｇ２＋濃縮溶液の線速度は、通常１〜１０ｃｍ／ｓであり、好ましくは４〜６ｃｍ／ｓであり、電流密度は、通常１〜５Ａ／ｄｍ２であり、好ましくは２〜４Ａ／ｄｍ２である。
【００５２】
イオン交換膜電気透析装置での処理は、ＭｇＣｌ２濃縮溶液中のＭｇＣｌ２純度をより高くする観点から、ＭｇＣｌ２濃縮溶液中のＫ＋の質量が、水溶液１中の全Ｋ＋の質量のうち２０．０％未満になるまで行うことが好ましく、１０．０％未満になるまで行うことがより好ましく、１．０％未満になるまで行うことがさらに好ましい。
【００５３】
上述の操作により、ＭｇＣｌ２濃縮溶液が得られる。
【００５４】
下記式で求められるＭｇＣｌ２濃縮溶液中のＭｇＣｌ２純度は、９０．０％以上が好ましく、９５．０％以上がより好ましく、９７．５％以上がさらに好ましい。
【００５５】
【数３】
2020049471.tif 000004
【実施例】
【００５６】
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。
【００５７】
［製造例１］
＜かん水１の製造＞
イオン交換膜電気透析装置（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＤＷ−Ｌａｂ」）の脱塩室に海水を供給し電気透析を行い、当該装置が定常状態になった後、当該装置の濃縮室から濃縮された海水を溢流させ、かん水１を製造した。
【００５８】
なお、電気透析の条件及び使用したイオン交換膜は、下記のとおりである。
海水の温度：２５℃
海水の線速度：５ｃｍ／ｓ
電流密度：３Ａ／ｄｍ２
イオン交換膜の対数：１５対
陽イオン交換膜：２価陽イオン難透過処理実施膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＣＳＯ」）１５枚、２価陽イオン難透過処理未実施膜（ＡＧＣエンジニアリング社製「ＣＭＡ」）０枚
陰イオン交換膜：２価陰イオン難透過処理実施膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＡＳＡ」）１５枚
【００５９】
かん水１中の各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）及び全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を『塩試験方法  第４版（日本語版）』（公益財団法人塩事業センター、２０１３年９月発行）に記載の方法により分析した。また、かん水１において、下記式で求められる純塩率及びＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋のモル数を求めた。各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、純塩率及びＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋のモル数を表１に示す。
なお、以下において、各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）及び全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）は、上記の方法により分析した値である。
【００６０】
【数４】
2020049471.tif 000005
【００６１】
［製造例２〜５］
＜かん水２〜５の製造＞
２価陽イオン難透過処理実施膜及び２価陽イオン難透過処理未実施膜の使用枚数を表１に示すものとした以外は、製造例１と同様にしてかん水２〜５を製造した。
【００６２】
得られた各かん水において、製造例１と同様にして各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）及び全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析し、純塩率及びＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋のモル数を求めた。各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、純塩率及びＫ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋のモル数を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2020049471.tif 000006
【００６４】
［製造例６〜１０］
＜製塩苦汁１〜５の製造＞
製塩苦汁を得るには、多量のかん水が必要となるため、かん水１〜５と同一の組成を有する水溶液（モデルかん水１〜５）を調製した。モデルかん水１〜５を加熱蒸発晶析装置に供給し、１１０℃で加熱し、水を徐々に蒸発させ、モデルかん水１〜５中の各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を継時的に分析し、モデルかん水１〜５中のＫＣｌ濃度が飽和濃度に達した時点での、各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を得た。なお、水を蒸発させる過程において、ＮａＣｌが析出した。
【００６５】
次に、ＫＣｌ濃度が飽和濃度に達した時点でのモデルかん水１〜５と同一の組成を有する、１１０℃の水溶液（製塩苦汁１〜５）を調製した。また、製塩苦汁１〜５中の、Ｋ＋１．０モルあたりのＭｇ２＋のモル数を求めた。結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2020049471.tif 000007
【００６７】
［実施例１］
＜冷却結晶の析出＞
１ｋｇの製塩苦汁３を２５℃まで冷却し、結晶を析出させ、固液分離により析出した結晶約２６０ｇを回収した。
なお、当該結晶中にはカーナライトが含まれていると推測される。
【００６８】
＜Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液の分離＞
Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液を得るには、多量の溶液が必要となるため、上記で得られた結晶を結晶質量の４倍の質量の水で溶解した水溶液と同一の組成を有する、水溶液１を調製した。
イオン交換膜電気透析装置（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＤＷ−Ｌａｂ」）の脱塩室に水溶液１を供給し電気透析を行い、当該装置が定常状態になった後、Ｋ＋濃縮溶液を徐々に溢流させ、Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液を分離させた。
【００６９】
なお、電気透析の条件は、以下のとおりとした。
水溶液１の温度：２５℃
水溶液１の線速度：５ｃｍ／ｓ
電流密度：２Ａ／ｄｍ２
イオン交換膜の対数：１５対
陽イオン交換膜：２価陽イオン難透過処理実施膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＣＳＯ」）１５枚、２価陽イオン難透過処理未実施膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＣＭＡ」）０枚
陰イオン交換膜：２価陰イオン難透過処理実施膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製「ＡＳＡ」）１５枚
【００７０】
水溶液１中の全Ｋ＋のうち８２質量％が、Ｋ＋濃縮溶液中に移行した時点までに得られたＫ＋濃縮溶液（Ｋ分画１）を回収した。Ｋ分画１中の各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析した。結果を表３に示す。
【００７１】
【表３】
2020049471.tif 000008
【００７２】
また、Ｋ分画１中の各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析した。結果を表４に示す。
なお、下記式で求められるＫ分画１中のＫＣｌ純度は、７６．４％であった。
【００７３】
【数５】
2020049471.tif 000009
【００７４】
【表４】
2020049471.tif 000010
【００７５】
＜ＫＣｌ含有結晶の製造＞
ＮａＣｌ濃度が飽和濃度に達するまで濃縮するには、多量のＫ分画１が必要となるため、Ｋ分画１と同一の組成を有する水溶液（モデルＫ分画１）を調製した。モデルＫ分画１を加熱蒸発晶析装置に供給し、９０℃で加熱し、水を徐々に蒸発させ、モデルＫ分画１中の各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を継時的に分析し、モデルＫ分画１中のＮａＣｌ濃度が飽和濃度に達した時点での、各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を得た。モデルＫ分画１中のＮａＣｌ濃度が飽和濃度に達した時点での、各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を表５に示す。なお、水を蒸発させる過程において、ＫＣｌが析出した。
【００７６】
【表５】
2020049471.tif 000011
【００７７】
次に、ＮａＣｌ濃度が飽和濃度に達した時点でのモデルＫ分画１と同一の組成を有する、９０℃の水溶液１ｋｇを調製した。当該水溶液１ｋｇを２５℃まで冷却し、ＫＣｌ含有結晶を析出させ、固液分離によりＫＣｌ含有結晶約１００ｇを回収した。また、ＫＣｌ含有結晶の各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析した。結果を表６に示す。なお、下記式で求められる得られたＫＣｌ含有結晶中のＫＣｌ純度は９６．６％であった。
【００７８】
【数６】
2020049471.tif 000012
【００７９】
【表６】
2020049471.tif 000013
【００８０】
よって、本発明のＫＣｌ含有結晶の製造方法によれば、高純度のＫＣｌ含有結晶が得られることが分かった。
【００８１】
＜ＭｇＣｌ２濃縮溶液の製造＞
上記＜Ｋ＋濃縮溶液及びＭｇ２＋濃縮溶液の分離＞にてＫ分画１を回収した後も、水溶液１中の全Ｋ＋のうち９９質量％が、Ｋ＋濃縮溶液側に移行するまで電気透析を継続し、Ｍｇ２＋濃縮溶液からＭｇ２＋以外の陽イオンを回収した。Ｍｇ２＋以外の陽イオン回収後の水溶液（ＭｇＣｌ２濃縮溶液）中の各イオン濃度（ｇ／ｋｇ）、全塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析した。結果を表７に示す。
【００８２】
【表７】
2020049471.tif 000014
【００８３】
また、ＭｇＣｌ２濃縮溶液中の各塩分濃度（ｇ／ｋｇ）を分析した。結果を表８に示す。
なお、下記式で求められるＭｇＣｌ２濃縮溶液中のＭｇＣｌ２純度は、９７．５％であった。
【００８４】
【数７】
2020049471.tif 000015
【００８５】
【表８】
2020049471.tif 000016
【００８６】
よって、本発明のＭｇＣｌ２濃縮溶液の製造方法によれば、高純度のＭｇＣｌ２濃縮溶液が得られることが分かった。