Способ приготовления сплавов системы натрий-калий-цезий Советский патент 1992 года по МПК C22C1/02 

Изобретение относится к техноло- .гии сплавов щелочных металлов, в частности к способу приготовления тройных сплавов натрия, калия и цезия, и может быть использовано для приготовления сплавов, применяемых в качестве теплоносителей для лабо- раторних и промышленньк теплотехнических установок различного назначения.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат и уменьшение по- жаро- и взрывоопасности процесса.

Способ осутдестоляют следующим образом.

В реакционную емкость с твердым калием вводят жидкий цезий, переме- шивают до полного растворения калия, а затем в полученньп сплав калий-цезий вводят твердый натрш и перемешивают ло его полного растворения.

Указанная последовательтгость операций обеспечивает протекание экзотермического процесса при взаимном смешении калия, цезия и натрия, приводящего к разогреву и расплавлению калия и натрия.

Величину энергозатрат на разогрев до температуры плавления и осуществления плавления каждого из компонентов тройного сплава можно оценить, если принять за начальную температуру 20 С и положить, что КПД нагревателя 100%. Вьтолненные на основании теплотехнических данных вычисления показывают, что на нагрев и плавление 1 кг натрия необходимо затратить 207,6 кДж, на 1 кг капия 93,5 кДж и на 1 кг цезия 18,0 кДж.

В действительности зти энергозатраты, на- подготовку коьиюнентов сплава будут заметно более пысокими, так

(Л

с

ел

00 СП

00 fO

315П

i . ir ПштМИИИГТПП HCIICirib J yPMWX n Т(Хj l KP ппг-ропателой лля подогроиа и ч-шлоиия KciMiioiuMiTon cn.nnna имеют :1нпчит г1ыи) тиачение КП/Ь

- 1с.лг1Ж1ггсль. -эффпкт при осущест- ji/teiinn ггрр.дллгаемого способа дости- глртгя за счет того, что нп ncRx потможиьгх л,по1 П1ых сплагюп, попучле- мых смешением компонентов тройтгого cininna, только при образовании спла- riii клли11-цезий происходит пыделетше достаточиого количсстпа тепла, не- (fixo;u Moi4j для расплавления и взаимного раст1юренип как калия и цезия, гак и добавляемого па заключительном ттане тпердого натрия. Именно предложенная последонателыюсть операций приводит к дос7 ижению постаялеи ной цели. При изменении опера- irni s и их последо лтел1 ности не уд.ае СП получить тройпь е сплавы без до- нолнителг ного подогуюпа и плаплеиил натрия п к. шип.

I р и м е р. Приготовление сплаво натрия, калия и цезил по rIp(.,aaгae foмy способу проводилось в гачопак-уумной камере IB атмосфере очшцеиного технического аргопа. Це- тий п запаянных стеклянных ампулах, натри | и калий, в тпердом пидо пводп лись п камеру. Приготовлено ЗА образ i.ia сплавов.

Рассчитанные количестпа тперд1)Тх калия и {атрия дл получения спл.ша заданного соот1тотения отбирались пзнешинанием на чашечных медицинских весах, расноложенных п камере. В опытах жидкий дезий из ампулы вподили в реакп.ионпуго емкость объе- 100 Hjni 300 см с тпердым кяпи- ем, псремеипшали до,полного растворения Kajnin, а затем в полученньп сплап кали1(-н;езиГ1 вводили твердый натрий и вновь ггерепетивали до полного растворения. Температура расплавов при этом составляла 40-90 С. Ни в одном из этих опытов предварительный тьзгрев и расплавле1гие калия и натрия пе осуществлялись.

to

15

20

25

30

35

40

45

llpni-oToBJieFiirr.ic сплавы отвечали требованиям, предъявляемым к тройным сплава м Нгятрий-калпй-дезий.

Но сравнению с способом-прототипом предложепны способ позволяет уметгьшить энергетические затраты, добиться снижения пожаро- и взрыпо- опасности. Например, энергетические затраты Tia приготопЛение 1 кг сплава состава, мае Л: А, 16 Na, 22,08 К и 73,76 Ся - сокращаются на 69% по сравнению с известным способом. сплавов с большим содержа гием натрия и калип экономия энергетических яат- рат увеличивается.

Произвести оденку снижения пожаро- и взрывоопасности, как это сделано по отношению к энерт озатратам, я настоящее время затруднительно,так . как они зависят от характера производства и его объема.

Таким образом, использование тверд KajniH и натрия в предл;оженном способе пригртовлепня тройных сгглавов щелочных металлов позволяет снизить энергозатраты за счет исключения ста- tyin разогрева и расплавления калия и- натрия, а также снизить пожаро- и B3piireoonaciiocTb npoiiecca npnroTOBjte- ния сплавов за счет снт-пкения температуры компонентов сплава и самого продесса приготовления.

о р м у л а изобретения

Способ приготовления сплапов сис- натрий-калий-дезий, включающий расп,павление и смешивание компонентов сплава, отличающийся тем, что, с целью сношения энергетических затрат и уменьшения пожаро- и взрывоопасности процесса, скачала расплавляют цезий н смешнвакзт его с твердым калием до получения расплава калий-цезий, затем полученный расплав двойного сачава смешивают с твердьм натрием с получетшем тройно-- го сплава.

Изобретение относится к технологии сплавов П1елоч11ых металлов и может быть использовано для приготовления сплавов, применяемых в качестве теплоносителей для лабораторных и промышленник теплотехнических установок различного назначения. Цель изобретения - снижение знерге- тических затрат и умеГгьшение пожаро- и взрыпоопасности процесса. Поставленная цель достигается за .счет нагрева и расплавления калия и натрия теплом, выделяемым при образовании сплава калий-цезий. с