技术领域
本发明涉及一种由在SiCl4等的脱氯化氢反应的气相化学反应制程中产生的废气
中的氯化氢制造盐酸的方法及装置。
背景技术：
在光纤用母材等合成石英的制造中，已知有通过使原料SiCl4在氢氧焰中进行火
焰水解反应而合成二氧化硅微粒子的方法。对于该制造方法而言，废气中包含大量未作为
母材堆积的二氧化硅微粒子、或者在水解时的脱氯化氢反应中产生的氯化氢气体。为了将
这些未堆积的二氧化硅微粒子或氯化氢气体从系统内去除，对于二氧化硅微粒子而言，是
使用过滤袋等气体过滤装置进行回收，对于氯化氢气体而言，是将其导入洗净塔的反应槽
内，进行洒水，在洒水中吸收氯化氢而以盐酸的形式进行回收。所回收的二氧化硅微粒子是
以微粉末二氧化硅的形式进行再利用。
另一方面，在所回收的盐酸中包含通过气体过滤装置的超微细二氧化硅粒子、与
源自制造设备所附带的废气烟道等的材质中的铁。其中超微细二氧化硅粒子可通过精密的
液相用过滤器等进行物理性去除。然而，铁在盐酸中以铁离子的形式溶存，因此对于利用过
滤器等物理方法而言，无法容易地将铁离子去除。因此，难以以工业性的核算基准将所回收
的盐酸以试剂用盐酸等形式进行再利用，因此通常通过苛性钠等进行中和后，进行排水处
理。或者，限定在容许溶存铁离子的用途而以粗盐酸的形式进行再利用。
技术实现要素：
[发明要解决的问题]
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种从脱氯化氢反应的气相化学反应制程
中所产生的废气(以下，称为制程废气)中提取盐酸，且可连续且稳定地将包含在盐酸中的
高浓度铁离子去除的盐酸的制造方法及制造装置。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施方式中的盐酸的制造方法是通过捕捉在脱氯化氢反应的气相化
学反应制程中产生的废气中的氯化氢而制造盐酸，向并列设置的多个精制塔中的一部分精
制塔导入盐酸，将盐酸中的铁离子去除，且根据铁离子的去除能力的降低，切换至在多个精
制塔中的另一部分精制塔中进行盐酸中的铁离子的去除，向另一部分精制塔导入盐酸，一
面对盐酸中的铁离子进行去除处理，一面进行已降低的铁离子去除能力的再生，在并列设
置的精制塔中依序切换进行盐酸的处理的精制塔与进行铁离子去除能力的再生的精制塔，
由此连续地进行由废气制造盐酸、与进行盐酸中的铁离子的去除。
本发明的另一实施方式中的盐酸的制造装置包括：通过利用洒水的吸收反应而吸
收在脱氯化氢反应的气相化学反应制程中产生的废气中的氯化氢而制造盐酸的反应槽；通
过离子交换树脂捕捉盐酸中所包含的铁离子并进行去除的并列设置的多个精制塔；及通向
各精制塔的盐酸供给管线与纯水供给管线；且通过依序切换盐酸与纯水向各精制塔的供给
及停止，而同时在供给有盐酸的精制塔中利用离子交换树脂进行铁离子的去除、与在供给
有纯水的精制塔中利用纯水进行离子交换树脂的铁离子去除能力的再生。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的从盐酸中去除铁离子的铁离子去除设备的概略
的示意图。
图2是表示SV值与铁离子浓度的关系的图。
图3是表示盐酸的处理量与铁离子浓度的关系的图。
图4是表示用以决定离子交换树脂的再生条件的纯水的供给量与在纯水中溶出的
铁离子浓度的关系的图。
图5是表示以4个序列进行连续运转时的残留在盐酸中的铁离子浓度的推移的图。
具体实施方式
可通过强碱性阴离子交换树脂而选择性地且有效率地捕捉自制程废气提取的盐
酸中所包含的铁离子。向填充有该离子交换树脂的容器连续地供给盐酸并使之通过，由此
可将盐酸中所包含的铁离子去除，但如果盐酸的处理量超过固定量，则离子交换树脂的铁
离子捕捉能力降低。因此，事先将相同的填充有离子交换树脂的多个容器并列设置，从而在
离子交换树脂的铁离子捕捉能力降低的时点，将盐酸的处理切换至其他离子交换树脂填充
容器，与此同时进行离子交换树脂的再生。也就是说，在铁离子捕捉能力降低的时点切换容
器，通过在并列设置的容器之间依序进行盐酸的处理与离子交换树脂的再生，可不为了离
子交换树脂再生而中断盐酸的精制，而连续地进行盐酸中的铁离子的去除。
图1是示意性地表示本实施例的高纯度盐酸的制造装置的示意图，且表示从自制
程废气提取的盐酸去除铁离子的精制塔包含以2塔1组为1个序列的合计4个序列的高纯度
盐酸的制造装置。此外，在本发明中，1个序列所包含的精制塔的数量、及序列的数量没有限
定，可为各种组合，可考虑应处理的盐酸的量、铁离子的浓度等而适当决定。
去除铁离子的精制塔是使用内径约0.6m的耐酸性原材料，例如氯乙烯树脂制的筒
状材料，在塔内，以每个塔400升的方式填充有选择性地捕捉铁离子的采用氯络合物的形态
的强碱性阴离子交换树脂。在填充有离子交换树脂的塔身的下部及上部，多孔板状地安装
有过滤器以不使离子交换树脂向系统外流出。离子交换树脂的填充高度约1.5m。将2个这样
的塔进行组合而设为1个序列。每1个序列的离子交换树脂量为800升。
通过氢氧焰中的SiCl4的水解反应而合成二氧化硅，同时通过脱氯化氢反应而产
生氯化氢。捕捉废气中的氯化氢而制造盐酸的步骤是通过在反应槽内进行洒水，在洒水中
吸收氯化氢而进行。对于本例而言，在这样的制程废气中包含数千ppm(体积)左右的氯化氢
气体，使之通过气体过滤器而将相伴的二氧化硅微粉末去除后，导入气体洗净塔中，进行水
洗，而以14％盐酸液的形式回收。进而，使该回收液通过过滤器而将超微细二氧化硅微粒子
去除后，将其以处理前的粗盐酸的形式供给给铁离子去除设备的1个序列，也就是精制塔A/
B。如果打开盐酸供给管线的阀门a及b，则粗盐酸通过阀门a而自精制塔A/B的下端被导入塔
内，经过塔内的离子交换树脂层而进行处理。也就是说，盐酸中的铁离子的去除是通过与安
装在精制塔内的离子交换树脂进行接触以捕捉铁离子而进行。离子交换树脂是选择性地捕
捉铁离子的采用氯络合物的形态的强碱性阴离子交换树脂，且离子交换树脂是自捕捉到铁
离子的能去除铁离子并能使铁离子去除能力恢复的树脂。处理后的盐酸自精制塔A/B的上
部流出，通过阀门b而前往中转槽。精制塔A/B中的盐酸的处理流量可通过阀门a、b的开启程
度而进行调节。
此处，将离子交换树脂每单位量的处理液量称为SV值，并以公式1的方式进行定
义。
[公式1]
通过调节阀门改变粗盐酸的处理流量而变更SV值，以各SV值连续供给粗盐酸并进
行处理，通过ICP(Inductivelycoupledplasma，电感耦合等离子体)发射光谱法对各处理
前后的盐酸中的铁离子浓度进行分析。
粗盐酸的铁离子浓度在一系列处理中为1.2ppm(重量)以上且1.5ppm(重量)以下
的范围。将SV值与处理后盐酸中的铁离子浓度的关系示于图2。在SV值为3.5以下的范围内，
处理后盐酸中的铁离子浓度稳定地显示为0.1ppm(重量)以下，铁离子被充分去除。尤其是
在SV值为3以下的范围内获得稳定的去除效果。
其次，固定流量并将SV值设为2.25，将粗盐酸向1个序列连续供给，对处理后的盐
酸中的铁离子浓度进行测量。将盐酸的累计处理量与处理后盐酸中的铁离子浓度的关系示
于图3。在处理量为152m3，也就是说达到离子交换树脂的体积的190倍后，盐酸中的铁离子
的残留量上升，去除效果表现出减弱。在累计处理量达到180m3的时点中断盐酸中的铁离子
去除处理，使用纯水进行离子交换树脂的再生。
关于离子交换树脂的再生处理，首先关闭盐酸供给管线的阀门a、b而停止粗盐酸
向精制塔A/B的流入流出，打开阀门e，将残留在塔内的盐酸自下部配管抽出并向废液凹坑
排出。将残留的盐酸自精制塔A/B内排出后，暂时关闭阀门e，将纯水供给管线的阀门c打开，
向塔内供给纯水，在树脂整体充分浸渍在纯水中的时点中断送水(关闭阀门c)，在该状态下
经过数分钟后，再次打开阀门e，将塔内的液体自下部配管抽出并向废液凹坑排出。其次，关
闭阀门e，打开纯水供给管线的阀门c及d，自精制塔的下部将纯水以1500升/小时(25升/分
钟)向精制塔内连续供给，使之流动而进行洗净。
通过精制塔内的纯水(再生水)通过阀门d而被排出至废液凹坑。此时，将所排出的
再生水中的铁离子浓度与洗净时间的关系示于图4。此外，铁离子浓度是通过ICP发射光谱
法而进行分析。在开始纯水的连续供给后约200分钟时，在再生水中未发现自树脂溶出的铁
离子。其后，关闭阀门c、阀门d，打开阀门e，将滞留在塔内的再生水向废液凹坑排出后，关闭
阀门e，树脂的再生结束。
多个精制塔内的离子交换树脂可通过以固定的周期依序再生并回到铁离子去除
步骤，从而连续地进行盐酸中的铁离子的去除。
以上述方式，提供一种自在脱氯化氢反应的气相化学反应处理中产生的废气中的
氯化氢制造盐酸，进行精制使品质提高，而以有价物的形式进行再利用的高纯度的盐酸的
制造方法及制造装置。因此，即便被铁化合物高浓度地溶存且着色的盐酸，仍可通过使用铁
离子去除设备进行精制而连续且稳定地进行处理，从而可获得品质与试剂用的盐酸相比毫
不逊色的高纯度且高品质的盐酸。
[实施例]
使用将以2塔1组为1个序列的4个序列的精制塔并列排列的图1所示的装置，一面
插入离子交换树脂的再生步骤，一面进行从自制程废气提取的粗盐酸将铁离子去除的连续
处理。
设为向4个序列中的3个序列同时供给粗盐酸而进行铁离子去除步骤，而仅剩余的
1个序列进行树脂再生步骤。
树脂再生步骤是实施a.残留盐酸抽出→b.纯水加入/抽出→c.纯水连续供给流动
(200分钟)/抽出的一系列处理。1个序列的树脂再生结束后，向该序列供给粗盐酸而开始铁
离子去除步骤，停止下一个序列的铁离子去除步骤并移行至树脂再生步骤。如此，一面以4
个序列，A/B塔→C/D塔→E/F塔→G/H塔→…的顺序依序进行树脂再生，一面将铁离子去除
的一系列步骤以约24小时巡回一个周期。
供处理的盐酸的流量设为3000升/小时，将3个序列同时运转处理时的SV值设为
1.25而进行连续运转，对处理后的盐酸中的铁离子浓度的推移进行测量。其结果如图5所
示，稳定地获得铁离子浓度0.02ppm(重量)以上且0.04ppm(重量)以下的高品质的盐酸。
此外，粗盐酸的浓度为约14％，铁离子浓度为1.2ppm(重量)以上且1.5ppm(重量)
以下。铁离子浓度是通过ICP发射光谱法进行分析。
以上述方式依序切换并列设置的多个精制塔(离子交换树脂填充塔)，反复铁离子
去除/树脂再生的循环，从而可在盐酸回收设备的线内从粗盐酸连续地获得稳定品质的可
以以高附加价值盐酸的形式进行再利用的盐酸。