Низкоплавкая солевая смесь Советский патент 1981 года по МПК C01D11/00 C25C3/02 

(54) НИЗКОПЛАВКАЯ СОЛЕВАЯ СМЕСЬ

таву ингредиентов наиболее близка к предлагаемому составу смесь, содержащая хлориды лития, натрия, калия и цезия в следующих количествах, вес.%:

Хлорид лития 24-26 Хлорид, натрия 3,8- 4,8 Хлорид калия 4,5- 5,5 Хлорид цезия 64-66,5

Смесь характеризуется температурой плавления 2.

Однако известная смесь довольно тугоплавка.

Цель изобретения - создание солевой смеси эвтектического состава в системе из хлоридов лития, натрия, калия, рубидия и цезия с пониженной температурой кристаллизации, что приводит к снижению энергетических затрат на плавление смеси.

Поставленная цель достигается созданием электролита с оптимальным составом входящих ь него компонентов; обеспечивающих минимальную в си9теме температуру плавления смеси. Для этого смесь дополнительно содержит хлорид рубидия. В результате исследований пятккомпонентной системы из хлоридов лития, натрия, калия, рубидия и цезия определен состав с минимальной в системе температурой плавления, равной , при следующих соотнетиениях компонентов , вес.%:

Хлорид лития 26,0-27,0 Хлорид натрия 2,0- 2,4 Хлорид калия 17,0-18,0 Хлорид рубидия 11,0-12,0 Хлорид цезия 41,0-42,0 Предлагаемая солевая смесь иссле-в дована на установке ДТА, состоящей из автоматического потенциометра типа ЭПП-09 3 (служит для записи температурной и дифференциальнойи кривых), микровольтмикроамперметра Ф-116 (служит для усиления дифференциальной термо-ЭДС), магазина сопротивлений (служит для варьирования чувствительности дифференциальной записи), источника регулируемого напряжения (служит для смещения нулевой линии дифференциальной кривой) комбинированной платина-платинородиевой термопары погружноготипа (служит датчиком температурной и дифференциальной термо-ЭДС) электропечи. Установка ДТА проградуирована по реперным веществам. Для исследований используют платиновые микротигли, найески веществ массой 100-150 мг. Скорость охлаждения образцов составляет 10 с/мин.

Метод отыскания пятерной эвтектической точки изложен в работе з.

На фиг. 1 представлена развертка ограняющих элементов пятикомпонентной системы из хлоридов лития, натрия калия, рубидия и цезия и показано расположение ребер секущего тетраэдра АВСО (А-65% LiCE+35% В-65% LtCt+35% C-65%,Li:Cl +35% RbCt и D-65% LiCE+35% CsCE).

Ha фиг. 2 представлены ограняющие элементы секущего тетраэдра с ABCD и показано расположение ребер двухмерного политермическогр сечения аЬс .(а - 65% LiCB +23%,1% КСК +11,9% NaCE; Ь - 65% LiCE+23,1% КСЕ+11,9% RbCE и с - 65% LiCE+23,l% КСЕ+11,9%

10 На фиг. 3 изображено двухмерное политермическое сечение аЬс с нанесенными на него проекциями четвер- ных и пятерной эвтектических точек,

j моновариантных кривых, а также показано расположение одномерного политермического сечения MN (М - 65% LiCE, 21,3% КС 4,0% NaCt и 7,9j RbCt.,

N-65,0% LICE 21,3% ксе, 4,o%wace и

7,9% CsCE). lia фиг. 4 изображена диаграмма поJHтермического сечения инконгруэнтного плавления соединений LiCl RbCC я Lice-CsCt на фиг. 4-6 CsCt . Пятерная эвтектическая точка на ней

5 отражается узлом, в котором сходятся две моновариантные линии. Состав проекции (с пятерной эвтектики на сечение а be определяют, изучая третичный нонвариантный разрез (одномерное политермическое сечение, проходящее через вершину а сечения аЪс и проекцию (ЕО)пятерной .эвтектики на сечение MN из вершины а кристаллизации, трех, фаз) по составу, отвечающему наибольшей величине пика кристаллизации пяти фаз, так как на диаграмме этого сечения не разг деЛяются пики, соответствующие крисТсшлизации двух и трех фаз. Проекция (ЕО пятерной эвтектической

точки на сечение аЬс отвечает сосTaBV, %: 10a+25b+65c).

На фиг. 5 изображена диаграмма вторичного нонвариантного сечения (одномерного политермического сечения, проходящего через вершину В сечения ABCD и через точку Е проекции пятерной эвтектики на сечение аЬс). На диаграмме этого сечения точка пересечения линий кристгш0 лизации двух и пяти фаз определяет состав проекции Е) пятерной эвтектической точки на трехмерное сечение ABCD из полюса кристаллизации одной фазы. Эта проекция отвечает составу, %: 6,1 А + 38,6 В + 15,4 С + + 39,9 D. .

На фиг. 6 изображена диаграмма первичного нонвариантного сечения (одномерного политермического сечения, проходящего через вершину кристаллизации хлорида лития и проекцию (ЕО) пятерной эвтектики на сечение АВСО). Составу пятерной эвтектики отвечает узел, где пересекаются линии кристаллизации одной и пяти

5 фаз. Пятерная эвтектическая точка отвечает составу: 50,5% LlСI, 3,0 NaCC 19,1% КСЕ, 7,6% RbC, 19,8% CsCE (экЬ.%), или 26,8% uc 2,2% NaCE, 17,8% КСе, 11,5% RbCg и 41,7% CsCE (вес.%). На термограм ме полученного состава отмечается только один пик при 248с, соответ ствующий кристаллизации эвтектики Для получения солевой смеси эвт тического состава в печи в платино тигле переплавлено солевую смесь, содержащую безводные, квалификации х.ч. 1,072 г хлорида лития, 0,088 хлорида натрия, 0,712 г хлорида ка лия, О, хлорида рубидия и 1,668 г хлорида цезия. Температура начала кристгиплизации этой смеси, определенная пластина-платинородие вой термопарой, равна 248с. В таблице представлены физикохимические свойства предлагаемого и известного составов. Известный 24,0- 3,8- 4,5-26,0 -4,8 -5,5 Предлагаемый Предлагаемый 26,0- 2,0-17,0-11,0-41,0d V j-k 4 4 f -27,0 -2,4 -18,0 -12.0 -42,0 Предлагаемый .состав плавится при температуре на 25С ниже по сравнению с известным, что позволяет снизить энергетические затраты на плавление. Формула изобретения Низкоплавкая солевая смесь, содержащая хлорид-лития, хлорид натрия, хлорид .калия к хлорид цезия, отличающаяся .тем, что, с целью снижения энергетических затрат на плавление солевой смеси за счет снижения ее температуры кр исталлизации, смесь дополнительно содержит хлорид рубидия, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Хлорид лития 26,0-27,0 Хлорид натрия 2,0-2,4 Хлорид калия ,6 Хлорид- рубидия 11,0-12,0 Хлорид цезия 41,0-42,0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Делимарский Ю.К. Пути практического использования ионных расплавов .-Сб. Ионные расплавы. Сиев, Науксва думка, 1975, вып. 3, с. 3-22. 2.Авторское свидетельство СССР 449886, кл. С 01 О 11/00, 1973 3.Трунив А.С. и Космынин А.С. Проектно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. Куйбышев, 1977, с. 68.

лг;

775

4fJпсгбп/

3 звп SOS ciorm з

net

MCIKfl .

$59900 fft 77f

77ГW fff/

t

(ff%LtCr зг/tKCj) f (fi%uei 9S%Mfff)

A{S5/eLiC1i-35%HaClJ yiss л (fsi.uti-tss eict) C(fS%iiCn3SjHttCr) f f tof/ г - .4 f30j A(fsitum Фи9. t i 297 (fSit UC1+ ,/«/i AT7 V, % XCl)

;

see

1

зев

гво

B5V..1HCf4f.97.R6Cf}

LiCr

V -5- e

7 9

LiCJi-KCr

LiCti-KCIi-HeCT i-ifl- KCH-HaClTcsel

ffV

249 L C J-mCJ /Vff f 7 inet tCfCT

.Jf c(SS/..ff.efJ. iffSIfЩ9%С9С1)

«w-j300 i

LiCJ+KCJ

LiCJ-t- KCJ1- tfaCI + KICJ %

1У.5%КС7

-4W

s

tv

fOO

LiCJ

10ZS30

- % 3Ki.KCl t Cfifct/

Put.5