СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ Советский патент 1974 года по МПК C25C3/02 

1

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к .получению щелочных металлов электролизом солевых расплавов.

Известен способ получения щелочных металлов, например натрия, электролизом солевых электролитов в электролизере с .катодным колпаком. Полученный натрий удаляют в сборник через слой поваренной соли, что влечет за собой загрязнение полученного продукта кальцием из-за существования в системе (Ca+2NaCl 2Na + CaCl2) равновесия натрия. Натрий требует дополнительной очистки отстаиванием или фильтрацией на стадии рафинирования.

Цель изобретения - упрощение дродесса и повышение чистоты получаемого щелочного металла.

В предлагаемом способе катодно выделенный щелочной металл удаляют через слой индифферентных по отношению к нему металлов и сплавов, находящихся в соврикосновении с электролитом. В качестве индифферентных металлов и сплавов в катодный колпак вводят магний, алюминий, силумины типа АЛ-2 и АЛ-4.

При электролизе из расплавов солевых электролитов катодно выделенный щелочной металл, включающий металлические примеси щелочных (лития) и щелочноземельных металлов, растворенных в нем, экстрагируют алюминием, магнием или их сплавами с образованием сплавов, а натрий или калий при этом не взаимодействуют с алюминием и магнием и их сплавами. Образующиеся сплавы лития, щелочноземельных металлов с алюминием и магнием и их сплавами, находясь в контакте с хлоридными электролитами, взаимодействуют с ними и присутствующие в

них указанные примеси переходят в солевой расплав.

Предложенный способ позволяет получить натрий и калий повышенной чистоты, что значительно расширяет области его применения

(атомная энергетика, кабельная промышленность, порошковая металлургия титана).

Пример 1. В лабораторных условиях проводят процесс электролиза хлорлитиевого электролита, содержащего вес.%: хлористого

натрия - 27,3; хлористого бария - 63,7; хлористого лития - 9,0 при введении в устройство для сбора катодно выделенного металла алюминия и магния и при окончании опыта отбирают пробы натрия на содержание примеси лития и бария. Содержание лития в натрии без введения алюминия и магния в катодный колпак равно 0,17 вес.%. Содержание лития в натрии, полученном при проведении процесса электролиза с введением в устройство для сбора натрия, алюминия и магния

равно 0,054-0,058 вес.%, определенным по пламенно-фотометрическому методу.

Пример 2. В лабораторных условиях проводят электролиз хлорстронщиевого электролита, содержащего в вес. %: хлористого калия- 40,0, хлористого бария - 40,0 и хлористого стронция - 20,0 при ,0 а/см температуре 620°С и при введении в катодный колпак силумина марки АЛ-2. Содержание стронция в металлическом калии до введения в катодно выделенный металл равно 0,2 вес. %, а при введении указанного сплава равно 0,03 вес.%.

Пример 3. В лабораторных условиях провели электролиз хлорбариевого электролита, содержащего в вес.%: хлористого натрия - 32,0, хлористого бария - 60,0 и хлористого кальция - 8,0 при ,0 а/см, температуре 670°С и при введении в натрий, находящийся Б катодном колпаке, силумина марки АЛ-2. Содержание кальция в металлическом натрии до введения в катодно выделенный металл равно 0,35-0,40 вес.%. При введении силумина содержание кальция в натрии равно 0,05 вес.%. Содержание примеси бария в катодно выделенных натрии и калии из указанных выше электролитов получилось равным менее 1 .

Предмет изобретения

il. Способ получения щелочных металлов электролизом солевых электролитов в электролизере с катодным колпаком, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышення чистоты металла, катодно выделенный металл удаляют через слой индифферентных по отношению к нему металлов и сплавов, находящихся в соприкосновении с электролитом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индифферентных металлов и сплавов вводят магний, алюминий или силумины тииа АЛ-12 и АЛ-4.