从盐的水溶液中降低杂质含量的方法技术

本发明专利技术提供一种从盐的水溶液中降低杂质含量的方法，该方法是，在将至少含有１种微量杂质的水溶性化合物水溶液通过填充了选择性吸附该杂质的吸附剂的柱，除去杂质时，引起反常吸附色谱现象，形成具有比原溶液中微量杂质的浓度更大的杂质浓度的洗脱液级分，将该级分除去，由此，高效地除去微量杂质，能够以高纯度的状态获得该水溶性化合物。将该方法用与氯化钠水溶液时，可以得到降低杂质浓度的氯化钠结晶，并提供将钾离子浓度低的氯化钠结晶溶解于水得到的医用盐水以及镁离子或钙离子浓度低的藻类培养用人工海水调制用氯化钠组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从盐的水溶液中降低杂质含量的方法
本专利技术涉及利用反常吸附色谱现象除去溶解了水溶性无机盐这样的规定物质的水溶液中所含有的微量杂质，特别是杂质离子的方法；利用上述方法制造纯度99.99质量％或99.99质量％以上的精制氯化钠结晶的方法；将钾离子含量少的精制氯化钠结晶溶解于水中得到的，可以抑制基于钾离子引起的功能障碍的低钾医用盐水及其制备方法；以及使用时视需要溶解于水中为调制藻类培养用人工海水的氯化钠组成物及其制备方法。
技术介绍
作为分离含有2种或2种以上成分的混合物中各成分的方法已知有蒸馏法、重结晶法、溶剂萃取法、非溶剂洗净法等，但从用比较简单的操作，就可以高纯度地分离各成分这一点来看，最近，色谱法(以下简称色谱法)在工业上受到瞩目。该色谱法通过将在规定的溶剂中溶解了需要分离的混合物得到的溶液通过填充了固体吸附剂的柱进行的，这是因为，溶液中的各成分在固体吸附剂侧(固定相)和移动液体侧(移动相)之间以不同的比例分配，因此，利用各成分之间产生移动速度差的现象、所谓的吸附色谱现象进行分离。利用这种吸附色谱现象，连续取得各成分浓缩了的级分的方法，广泛应用于各领域的工业生产中，例如，提出了在填充了吸附剂的柱中交替供给多种成分的混合物和解吸剂，边将各成分的吸附带调整为在相邻部分重合，边进行的方法(日本国特开昭57-207507号公报)；从含有期望成分的级分除去解吸剂得到的物质和原料混合物逐次供给到柱中的方法(日本国特开昭58-20208号公报)等。另一方面，由于在吸附色谱现象中，吸附剂的选择性是重要的因素，因此视不同的目的，开发各种吸附剂。例如，作为选择性吸附钾的吸附剂，提出了，用酸提取含水黑色系锰氧化物得到的吸附剂(日本国特开平8-38887号公报)、具有特定物性的无粘性(バインダ一レス)3A型沸石砂吸附剂(日-->本国特开2002-119849)等。但是，通常水溶液中所含有的微量的杂质大多与主成分具有类似的性质，在吸附剂中主成分和杂质的选择系数小，而且，该选择系数的提高在理论上也是有限度的，因此分离主成分和杂质十分困难。即，在通常的吸附色谱现象中，使用对于混合物溶液规定的成分显示出选择性的吸附剂作为固定相，另外，混合物溶液作为流动相，将混合物溶液流经填充了吸附剂的柱，经过一段时间后提取通过的级分，收集规定的成分浓缩了的级分，但观察此时级分中规定成分的浓度时，其并未超过原溶液中该成分的浓度(以下记作初始浓度)，在达到由吸附剂的吸附容量和体积所决定的吸附量之前，吸附剂持续吸附，溶液中该成分的浓度逐渐减少，最后，吸附量饱和，失去吸附能力，通过的溶液中的浓度达到恒定。本专利技术的第一方案是利用与上述通常的吸附色谱现象完全不同的吸附色谱现象，将存在于水溶性化合物水溶液中的微量的杂质、特别是杂质离子高效除去，以高纯度状态获得该水溶性化合物为目的而进行的。下面，迄今为止，为了从海水、咸水这样的氯化钠稀溶液中得到氯化钠结晶，已知有，在该溶液中进行石灰石、大理石、方解石等粒子的接触催化反应的方法(日本国特开昭53-91151号公报)、向旋转滚筒式干燥机的滚筒本身吹送火焰，向其表面吹送海水，使水分蒸发析出结晶的方法(日本国专利2000-228964号公报)、将海水供给至内侧水槽，向该内侧水槽内的海水面吹送热风，同时，用设置在内侧水槽外侧的外侧水槽的温水加热内侧水槽中的海水，蒸发水分制盐的方法(日本国特开2001-158616号公报)等。但是，这样得到的氯化钠结晶中由于含有作为杂质的钾离子、镁离子、钙离子，在作为要求高纯度的工业用原料使用时需要将其精制提高纯度。迄今为止，作为精制这样的粗制氯化钠的方法，已知有，在饱和盐水中，边使晒制盐的粒子流动，边筛分，除去大部分粒径小的杂质的方法(日本国特开平8-119627号公报)、向被氯化钾以及硫酸根离子污染的氯化钠盐水中添加钙化合物，将硫酸根离子成为硫酸钙沉淀除去，从其残液中析出氯化钠结晶的方法(日本国特表2002-523330号公报)等。另一方面，提出了使用固体吸附剂，利用通常的吸附色谱现象，连续获取从2种或2种以上成分的混合物中浓缩各成分得到的级分的各种方法，其中的几种方法已经在工业中实施了(日本国特开昭57-207507号公报、特开-->昭57-207508号公报以及特开昭58-20208号公报)。而且，在这些利用吸附色谱现象的分离方法中，吸附剂的选择是重要的，因此，开发出对于期望的成分显示出高选择系数的许多无机离子交换体(日本国特开平3-153522号公报、特开平8-38887号公报、特开2002-119849号公报)和螯合树脂(日本国特开平5-186215号公报)但是，在氯化钠中通常含有的杂质的钾离子、镁离子、钙离子与钠离子的性质相似，因此，难以与溶液中的钠离子分离，而且，在结晶化时，或进入到氯化钠结晶的晶格中，或牢固地附着于其结晶表面，不能简单地除去。因此，利用通常的吸附色谱现象精制氯化钠结晶时，精制物纯度难免受到限制。本专利技术的第二方案的目的在于提供，除去作为本专利技术的第一方案的水溶性化合物水溶液中含有的微量杂质离子的方法，即，取代以往的吸附色谱现象，而利用显示出与其完全不同的特性的反常吸附色谱现象，获得纯度98质量％或98质量％以上、特别是纯度在99.99质量％或99.99质量％以上的精制氯化钠结晶的方法。对本专利技术的第三方案进行说明，食盐，也就是氯化钠，除可以作为恢复由于缺乏Na+或Cl-引起的各种症状用的营养补充剂、用于溶解注射剂的体液等渗液、林格氏液、洛克氏液等使用之外，还可以广泛用于皮肤、创伤、粘膜的清洗、湿敷布、医疗用器械的洗净等多种医疗用领域。但是，食盐主要由海水、咸水、岩盐、粗盐制造，但由于它们中含有氯化钠的同时还含有钾离子，因此，不可避免地在得到的食盐中混有钾离子。该钾离子占人体细胞内阳离子的大部分，以平均约150mEq/升的浓度存在，另外，在血清中，通常也含有3.5～5.0mEq/升的浓度。而且，这种血清中的钾离子浓度比较低，但其变化会对细胞内外的钾离子浓度产生很大影响，再者，通过膜电位，给细胞的功能、特别是神经、肌肉的功能带来重大影响。另外，该钾离子是在细胞内引起各种酶反应也是必须的因子，在蛋白质合成、糖原合成中发挥主要的作用。已知该钾离子在体内的浓度主要依赖于通过肾脏的钾离子排泄量的调节，但大量摄取钾离子，由于钾离子从细胞内向细胞外的迁移量增大，肾脏的钾离子排泄能力降低等，血清中的钾离子浓度会变为5.0mEq/升或5.0mEq/升以上，成为所谓的高钾血症，引起肌肉的弛缓性麻痹、四肢的知觉障碍、-->下肢沉重感等症状(大久保昭行编集，“临床检查指南’95”，文光堂，1995年，P.293-298)。因此，希望尽量避免从外部摄取钾离子，但现在市售的医疗用食盐的现状是，将其调制成20质量％的水溶液时的钾离子含量高达平均0.1至1.2mg/升，另外，通常使用的生理盐水中也高达0.3mg/升。但是，要降低水溶液中钾离子的浓度，将该水溶液通过填充了沸石这样的对无机离子具有选择吸附作用的吸附剂的柱是最为简单的方法，但以往的沸石中，相对于钠离子，钾离子的选择系数的理论值约为100，因此不能用于除去高浓度氯化钠水溶液中的钾离子。本专利技术的第三方案的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶液中微量杂质离子的除去方法，其特征在于，在将至少含有１种微量杂质离子的水溶性化合物水溶液通过填充了选择性吸附该杂质离子的吸附剂的柱除去杂质离子时，引起反常吸附色谱现象，形成具有比原溶液中微量杂质离子浓度更高的杂质离子浓度的洗脱液级分，并将该级分除去。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-2-4 027693/2003;JP 2003-2-4 027694/2003;JP1.一种溶液中微量杂质离子的除去方法，其特征在于，在将至少含有1种微量杂质离子的水溶性化合物水溶液通过填充了选择性吸附该杂质离子的吸附剂的柱除去杂质离子时，引起反常吸附色谱现象，形成具有比原溶液中微量杂质离子浓度更高的杂质离子浓度的洗脱液级分，并将该级分除去。2.按照权利要求1所记载的微量杂质离子的除去方法，其特征在于，水溶液中的微量杂质离子浓度是作为主成分的水溶性化合物的浓度的20分之1或20分之1以下。3.按照权利要求1所记载的微量杂质离子的除去方法，其特征在于，水溶性化合物是无机盐类。4.一种精制氯化钠结晶的制备方法，其特征在于，该方法包括：将含有选自钾离子、镁离子和钙离子中的至少一种离子作为微量杂质离子的固体成分含量为50g/升或50g/升以上的浓氯化钠水溶液，(A)通过填充了对其中含有的钾离子、镁离子和钙离子中的至少一种离子显示出选择性的吸附性的吸附剂的柱的工序；(B)利用反常吸收色谱现象除去微量杂质离子的工序；(C)接着，从该处理液中将氯化钠析出结晶、并进行固液分离的工序以及(D)干燥该固体成分的工序。5.按照权利要求4所记载的精制氯化钠结晶的制备方法，其特征在于，浓氯化钠水溶液中的杂质离子浓度，基于该水溶液中的固体成分总含量为1质量％或1质量％以下。6.按照权利要求4所记载的精制氯化钠结晶的制备方法，该方法还具有附加工序，该附加工序是向填充了在(A)工序中通过浓氯化钠水溶液后的吸附剂的柱中，通入氯化氢或氯化铵水溶液，再生该吸附剂的工序。7.按照权利要求4所记载的精制氯化钠结晶的制备方法，其中，在(C)工序中的氯化钠的结晶析出，是通过向处理液中加入水溶性醇类来进行。8.按照权利要求7所记载的精制氯化钠结晶的制备方法，其中，在(C)工序中结晶析出氯化钠时，在向处理液中加入水溶性醇类之前，先向该处理液中加入氢氧化钠，使杂质离子作为沉淀生成，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：垣田浩孝，苑田晃成，吉原一年，上嶋洋，广津孝弘，大井健太，高岛和行，岩崎哲夫，山时英次，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术总合研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]