A lítium és a nátrium lúgozása
Irodalom a kohászatról → Fémek technológiája
1. A lítium tulajdonságai és alkalmazása
Lítium - kémiai elem az első csoport a periódusos rendszer Mendeleev legkönnyebb az összes fém: sűrűsége (20 ° C-on) 0,531 g / cm3. lítium Olvadáspont 180,5 ° C, forráspontja 1327 ° C feletti hőmérsékleten 600-625 ° C-on egy tiszta száraz levegő (finomított) lítium világítanak. Lítium szennyeződések jelenlétében a gyújtó hőmérséklete jelentősen csökken. Alacsony hőmérsékleten a lítium lassan reagál levegővel képez a lítium-nitrid és oxid, és a lítium-karbonát.
A lítium nagyon aktív hidrogénnel, nitrogénnel, különböző oxidokkal és szulfidokkal reagál, ezért gáztalanító és tisztítószerként használják sok fém fémkohászatában. Szintén számos fény- és fröccsöntött ötvözet szerves részét képezi. Jelentős mennyiségben lítiumot használnak katalizátorként szintetikus kaucsuk előállításában, valamint lítium-hidrid előállításához (hidrogén szállítására kötött formában). Az elmúlt években a folyékony lítium magas hőkapacitása és hővezetőképessége, valamint alacsony sűrűsége és viszkozitása miatt urán-reaktorokban hűtőfolyadékként használták.
2. Lítium előállítása
A lítiumot két fázisban állítják elő:
1) tiszta lítium-klorid előkészítése;
2) az olvadt lítium-klorid elektrolízise.
A legfontosabb technikai lítiumérc a lítium-alumínium-oxid-szilikát, LiO2 • A12O3 • 4Si02. A spodumén érc először gazdagodik, elválasztva az üres kőzetet az ásványi spoduménától.
Az egyik előállítási eljárás lítium-klorid Spodumene - klórozó pörkölés keverve Spodumene CaC03 NH4CIpri és 750 ° C-on Az eredmény egy fritt álló lítium-klorid, kalcium-szilikát, alumínium-oxid, kálium-klorid, nátrium-és kalcium.
Speck mosódott hideg vízzel, az oldatot átvisszük lítium-klorid, kálium és nátrium, valamint kis mennyiségű SaS12 és Ca (OH) 2. Kalcium alakítjuk oldhatatlan állapotba kezelés kálium-karbonát-oldattal, elválasztjuk a csapadékot, és a tiszta oldatot bepároljuk, hogy elindítsa a sók kristályosításával. Ezután a kapott oldatot átbocsátjuk vízmentes hidrogén-klorid, ami drámaian csökkent oldhatósága KC1 és NaCli azok kicsapódnak, amely elkülönül a megoldás. Az oldatot bepároljuk és kristályosítjuk azokból hidrát LiCl • H2 O, amelyet azután hevítéssel dehidratálunk, és ezután használják nyersanyagként elektrolitikus előállítása lítium.
A spodumena (szinterelés kálium-szulfáttal vagy mészkő és klorid keverékével
kalcium), majd a sütemények feldolgozásával lítium-kloridot kapnak.
A lítium-fém elektrolízissel előállított lítium-kloridot 400-500 ° C-on A felhasznált elektrolit LiCli KC1 keveréket, amely körülbelül 60% (mol.) Lítium-kloridot. Az 1. ábrán. Az 1. ábra a lítium előállítására szolgáló idegen gyakorlatban használt sejt diagramja. A speciális acél katódját grafit-anód veszi körül. Az anód- és katódterületeket vas-hálós membrán választja el. A katód felett az elektrolit felszínén lebegő folyékony lítium vevője. A klórt a cellának felső átfedésében elrendezett csatorna segítségével távolítjuk el. Ezzel azonos átfedés át csövek táplálására a fürdő olvadt lítium-kloriddal és kitermelése az olvadt fém.
Az elektrolízis technológiai rendszere és alapvető paraméterei: az anódáram sűrűsége 2,1, katód 1,4 a / cm2; feszültség a 6-8 V sorkapcsokon, áram kimenet 90%. 1 kg lítium fogyasztása: 6,2 kg LiCl, 0,1-0,2 kg, áram egyenáram 144-216 kJ.
Lítium nyers tartalmaz több, mint 99% Li, a fő szennyező anyagok (Na, K, Mg, Al, Fe, Si) el lehet távolítani finomítás lítium szublimáció, vagy vákuumban desztillációval.
Ábra. 1. A lítium termelésére szolgáló elektrolitikus cellák diagramja:
1 - a fürdő bélése: 2 - anód; 3 lyukú
sók bejuttatására; 4 - folyékony fém; 5 - katód; 6 - membrán; 7 - sejtes test
3. A nátrium tulajdonságai és felhasználása
A nátrium a DI Mendeleyev Elemek Periodikus Táblázatának első csoportjának kémiai eleme. Az atomszám 11, az atomtömeg 22,99. A nátrium nagyon puha és vágott egy késsel. A nátrium sűrűsége (20 ° C-on) 0,968 g / cm3. Az olvadáspont körülbelül 98 ° C; a forráspont 883 ° C.
A nátrium rendkívül aktív és reaktív elem; levegőn tárolva könnyen oxidálódik, nátrium-hidroxidot és nátrium-karbonátot képez.
Számos fém esetében a nátrium fontos technikai fontosságú ötvözeteket képez. A nátriumot és ötvözeteit számos iparágban használják.
A vegyiparban a nátrium előállításához használt nátrium-peroxid, nátrium-cianid, nátrium-tetraetil-kohászatban használják redukálószer előállítása során a titán, cirkónium, tórium, urán és más fémek kinyerésére kloridok vagy fluoridok. A folyékony nátriumot és annak ötvözeteit káliummal szintén használják hűtőfolyadékként az atomerőműben.
Ábra. 2. Nátrium előállítására szolgáló elektrolitikus cellák diagramja:
1- lakás; 2 - bélés; 3 - egy anód; 4 - anódos áramvezeték; 5 - katód; 6 - katódos áramvezeték; 7 - rács-membrán; 8 - katódzár; 9 - felszálló; 10 - egy cső a nátrium elvezetésére; 11 - nátrium gyűjtemény; 12 - a daru; 13 - klórgyűjtő kamra; 14 - cső a klór csapításához; 15 - fedél; 16 - töltőnyílás
Forrás:
Aidenzon MA A magnézium és egyéb könnyűfémek gyártása. M. Metallurgia 1964