ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение натрия электролизом расплавленного едкого натра из "Руководство к лабораторным работам по прикладной электрохимии" Металлический натрий в промышленном масштабе получается в настоящее время исключительно электролизом расплавленных его соединений. Исходными веществами могут служить либо едкий натр, либо поваренная соль. И тот и другой способы широко применяются в технике, причем около половины всего мирового производства металлического натрия получают по щелочному способу. [c.64] Преимущества щелочного способа по сравнению с солевым состоят в большей простоте процесса, его освоенности и меньшем расходе энергии. [c.64] Однако, дорогое исходное сырья в первом способе и значительные технические достижения за последние десятилетия в производстве натрия из поваренной соли делают оба метода конкурирующими. [c.64] В результате выбор способа является следствием местных условий (наличие чистого едкого натра, дешевой электроэнергии, потребителей хлора при солевом способе и т. п.). [c.64] Однако, последняя реакция (4) возможна и в анодном пространстве, так как растворимый в электролите металлический натрий в свою очередь диффундирует в анодное пространство. В этом случае у анода образуется гремучая смесь и электролиз сопровождается сильными хлопками (взрывами). Выход же по току, как это следует из реак-ций (2), (3) и (4), должен быть кщзехиаеаш ШПпрТктйке же в ваннах старых конструкций выход по току снижается до 40—30% и ниже. [c.65] Написанные выше реакции указывают и пути рационального технологического процесса с достижением высоких (50% и выше) выходов по току. [c.65] Для пуска ванны приготовляется электролит, представляющий собою смесь чистого едкого натра с 10—12% соды. Примесей Ре, 51 и Са в электролите следует избегать. Влагу, содержащуюся в каустике и в соде, удаляют до электролиза путем прокаливания электролита до 500° и добавкой небольшого количеств а металлического натрия (дообезвоживание ЫаОН). [c.66] Так как в процессе электролиза расходуется только NaOH, то по мере хода электролиза, время от времени, в ванну добавляют едкий натр, тоже предварительно обезвоженный при высокой температуре в присутствии небольшого количества металлического натрия, введенного в расплавленный NaOH. По мере электролиза в ванне накапливается сода, вводимая с загружаемым ЫаОН, а также образующаяся за счет поглощения СОг из воздуха расплавленной щелочью. Допустимое содержание соды 17—18%, после чего электролит необходимо заменить свежим. [c.66] Подробнее о технологии и конструкции ванн см. литературу (в конце работы). [c.67] Проведение полного цикла получения металлического натрия из едкого натра, включая приготовление электролита, пуск ванны и электролиз, с определением напряжения на ванне и выхода по току, а также расхода электроэнергии. [c.67] Вне ванны, с боковых ее сторон, помещают нихромовый электрический нагреватель, при помощи которого расплавляют электролит и поддерживают нужную температуру в ванне вне зависимости от силы (плотности) постоянного тока в электролизере. [c.69] Наличие внешнего электрического обогрева позволяет использовать ванну при достаточной мощности обмотки для первоначального приготовления электролита (расплавления, обезвоживания), однако, только в том случае, когда исходная щелочь и сода очищены от примесей. [c.69] Емкость ванны 2,3—2,4 л или 4—4,25 кг электролита. На такой ванне можно работать при силе тока 50—100 а. Требуемое напряжение около 6 в. [c.69] Сверху ванна закрыта теплоизолирующей крышкой с отверстиями для вычерпывания металла и установки термометра. Приготовленный электролит загружают в ванну, расплавляют и, установив определенную температуру, вклю-чают ток электролиза. Сила (плотность) тока я трмпррятура процесса указываются руководителем. [c.69] Перед включением тока электролиза обязательно проверяют полярность, а также отсутствие замыкания корпуса на анод или катод или на переменный ток внешнего электронагрева. [c.69] Весь полученный натрий переплавляют под трансформаторным маслом в железном стакане нагреванием до 120—130°, выливают в другой фарфоровый стаканчик, содержащий небольшое количество обезвоженного масла, и взвешивают. [c.70] Затем рассчитывают средний выход по току на переплавленный металл за все время опыта и определяют расход электроэнергии по постоянному току на единицу металла. [c.70] В графе Примечание отмечают внешние признаки процесса электролиза, например, пена в анодном (катодном) пространстве, вспышка металла и т. д. [c.70] По окончании электролиза, после удаления всего металла из сборника, удаляют также и анод, термометр и сборник. Электролит из ванны вычерпывают (или выливают) в железный сухой подогретый противень, дают застыть, разбивают на куски и убирают в материальную банку с надписью, указывающей дату, процент соды (по анализу), вес. [c.70] Все операции с расплавом и металлом производятся обязательно в капюшоне или защитных очках и рукавицах. [c.70] Вернуться к основной статье