發(fā)布時間：2021-08-28 13:52

　　金屬鈉是一種基本原料,應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。目前金屬鈉主要由食鹽熔融電解裝置、燒堿熔融電解裝置、電解鈉汞齊裝置等制備而出,但制備出的金屬鈉的雜質(zhì)較多,需要進(jìn)行第二次提純。Na-β-Al2O3是一種新型固體電解質(zhì)材料,具有在電場作用下,鈉離子可以在其中自由地遷移,其他離子則不能或較難通過的特點。利用Na-β-Al2O3這個特點,設(shè)計出一個集制備和提純?yōu)橐惑w的制備金屬鈉的裝置,結(jié)構(gòu)簡單,電流效率大,所制得的金屬鈉的純度可達(dá)99.99%。本文主要研究內(nèi)容如下:Na-β-A12O3管為隔膜為電解裝置的核心部件,采用半封閉結(jié)構(gòu),陰極室采用密封結(jié)構(gòu),陽極室采用開放結(jié)構(gòu)。根據(jù)已有隔膜管的尺寸和電流密度展開計算,設(shè)計,確定電解裝置的各個系統(tǒng),包括反應(yīng)裝置、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儲鈉裝置、保護(hù)氣系統(tǒng)和測試平臺,本文共研究了3套裝置。1.裝置1以Na-β-A12O3陶瓷隔膜管內(nèi)部為陰極室,頂端采用陶瓷管和鋁環(huán)焊接技術(shù),以替換體和鋁環(huán)螺紋密封達(dá)到密封結(jié)構(gòu),替換體充當(dāng)陰極,陽極室為U型結(jié)構(gòu),U形管另一端為加料口;產(chǎn)生金屬鈉從替換體上端流出,經(jīng)過出鈉管進(jìn)入儲鈉器,整個反應(yīng)裝置和儲鈉裝置中通入氮氣進(jìn)行保護(hù)。2.裝置2... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１３６１??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｌｔｅｎ?ｓａｌｔ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｄｅｖｉｃｅ＾３６＾??

１．２．３電解鈉汞齊法??電解鈉汞齊法于１９７１年由日本Ｔｅｋｋｏｓｈａ公司首先掌握并應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。鈉汞??齊制備裝置［４２］如圖１．２：?ｐ－Ａｌ２０３陶瓷管１與玻璃管２加熱封接，一根鉬絲３作為汞或鈉??汞齊的引出電極，從Ｐ－Ａ１２０３管內(nèi)引出并熔封在玻璃管壁上。把蒸餾后的汞從玻璃管的??側(cè)端口部４加入后，隨后抽至真空度達(dá)１０４ｍｍＨｇ?（１ｍｍ?Ｈｇ?＝１３３．３２?Ｐａ）時進(jìn)行溶封，??密封使萊／鈉介八１２０３電極處于真空中。將此電極置于不銹鋼容器５內(nèi)的熔融鈉中，構(gòu)成??鈉／汞電池。電解時，陽極為鈉汞齊，陰極為多孔的鐵片，惰性氣體氨或氬從容器蓋板６??上的導(dǎo)管７導(dǎo)入。??．??圖１．２鈉汞齊的電化學(xué)制備裝置１４２丨??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｄｉｕｍ?ａｍａｌｇａｍ１４２１??ｌ．Ｎａ－ｐ－Ａｌ２０３管２．ＤＭ－５０８玻璃３．鑰絲４．加汞口?５．不銹鋼容器６．蓋板７．通氣口??８．汞９．鈉１０．銅棒１１．封接瓶頸１２．電爐??生成金屬鈉從陰極上端的孔漂浮上來。鈉汞齊法電解時需用到汞，汞蒸氣有毒，會??污染環(huán)境并人類的健康，此方法已被淘汰。??１．２．４?Ｎａ－ｐ－Ａｌ２０３隔膜電解法??Ｎａ－Ｐ－Ａｌ２０３是一種特別的陶瓷材料，它是一種固體電解質(zhì)［４３，４４］，最開始被１９６６年??美國福特汽車公司用作鈉硫蓄電池的隔膜［４５］。具有可以允許鈉離子在其中遷移

在一種從堿金屬汞齊中電解生產(chǎn)堿金屬的方法中，用堿金屬汞齊作陽極，用??Ｎａ－Ｐ－Ａｌ２〇３的固體電解質(zhì)和液體堿金屬作陰極，用作陽極的堿金屬采齊保持著運動。如??圖１．５所示，Ｎａ－ｐ－Ａｌ２０３固體電解質(zhì)管，在開口端裝有一個ａ－Ａｌ２０３環(huán)，用玻璃材料連??接法裝配成不泄漏氦的狀態(tài)，使Ｎａ－Ｐ－Ａｌ２０３管的開口端安裝在一個圓柱形不銹鋼容器內(nèi)??并進(jìn)行密封。密封起見，在ａ－Ａｌ２０３環(huán)的上端和下端分別有外殼法蘭和頂蓋法蘭，并用??三個夾緊螺栓夾住形成平直封口。陽極引線固結(jié)在不銹鋼容器上。在容器頂部和底部的??側(cè)面分別焊接管段，上端作為汞齊的入口，下端作為汞齊的出口。不銹鋼管陰極從頂蓋??法蘭伸入Ｎａ－（３－Ａｌ２〇３管的孔中，該不銹鋼管可作為液體鈉的流出口。該裝置被用電加熱??帶纏繞并包有隔熱材料。所生成的液體鈉在反應(yīng)壓力下被通過加過熱的輸出管，輸出到??一個被氬封住的容器中，該容器內(nèi)部部分充分地注有石蠟油，液體鈉在石蠟油內(nèi)固化成??小球狀［４８］。??孕，１２?，１３??ｊ??．．．．．辦扣??Ｌ＾二：一＿＿！??／??１０??圖１．５從堿金屬汞

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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