[实用新型]一种电解制备金属钠装置的阴极电解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电解装置的部件，更具体地说，本实用新型涉及一种电解制备金属钠装置的阴极电解槽，属于金属钠的电解熔融制备密封技术领域。

背景技术

近年来随着相关领域的技术进步及市场的需要，金属钠开始应用于原子能发电站，稀有金属冶炼以及化工等部门。制备金属钠的生产技术主要有烧碱熔融电解法、食盐熔融电解法和电解钠汞齐法等。由上述方法制备出的粗钠杂质较多、纯度不高，需进行提纯才能供相关行业使用。目前提纯金属钠的方法大多数以工业钠为原料，采用冷阱法、过滤法和蒸馏法进行纯化，但这些方法都存在着一些缺点，并且产品质量不够高。Na-β-A1₂O₃是近几十年来发展起来的一种新型固体电解质材料，它的特点是在电场作用下，钠离子可以在其中自由地迁移，其他离子则不能或较难通过。

随着β-Al₂O₃陶瓷材料的发展，相关机构和研究人员开始尝试用β-Al₂O₃陶瓷材料做隔膜进行电解制钠的方法。从1979年9月起，湖南大学化工系和中国科学院上海硅酸盐研究所协作，以该所提供的β-Al₂O₃陶瓷隔膜管为隔膜，开始进行电解熔融NaOH制钠的研究。研究表明，以β-Al₂O₃陶瓷隔膜为隔膜电解熔NaOH所得钠的纯度是很高的，产品达到优级纯（GR）级别，电流效率几乎100%。1981年12月5日至12月8日在湖南省长沙市召开了鉴定会，经过认真的审议,他们认为：β-Al₂O₃隔膜法电解熔融NaOH制Na工艺基本是可行的，今后应进一步加强β-Al₂O₃隔膜法最佳工艺条件以及提高钠β-Al₂O₃管使用寿命并使之大型化的研究。

国家知识产权局于2014.7.9 公开了一件公告号为CN203700555U，名称为“一种电解制备或者提纯金属钠装置的阴极部件” 的实用新型专利，该专利涉及一种电解装置的部件，更具体地说，一种电解制备或者提纯金属钠装置的阴极部件，属于金属钠的电解熔融制备或提纯装置密封技术领域。包括Na-β-Al₂O₃隔膜管，顶部设置有α-Al₂O₃环，α-Al ₂O₃环顶部设置有第二支架，所述的第二支架上设置有铝环，铝环套接有填充体，填充体和Na-β-Al₂O₃隔膜管之间有环形空隙，填充体空腔内插有T 型螺丝，T型螺丝内开有出钠通道，出钠通道与所述的环形空隙连通。本实用新型阴极部件结构简单，在惰性气体保护下，常温下就可加入固体金属钠，可以保证阴极部件以及整个电解装置的气密性，防止金属钠受到空气污染，为制备高纯金属钠提供了良好的保证。

国家知识产权局于2013.4.24 公开了一件公告号CN202898560U，名称为“一种用于制备金属钠的熔融电解装置”的实用新型专利，该专利涉及一种用于制备金属钠的熔融电解装置，属于金属钠的电解制备装置技术领域。包括加热装置、装有阳极电解质的电解槽、阳极、阴极以及装有阴极电解质的隔膜管，所述的电解槽设置在加热装置内，所述的隔膜管和阳极从电解槽顶部插入电解槽内并且部分插入阳极电解质中，所述的隔膜管和阳极的顶部露出在电解槽外，所述的隔膜管为Na-β-Al₂O₃隔膜管，所述的阴极从隔膜管的顶部插入隔膜管并且部分插入阴极电解质中，阴极的顶部露出在隔膜管外，隔膜管的顶部还设置有用于排出金属钠的排钠管，该装置在进行电解反应时几乎无副反应，反应效率接近100%，能耗低，所产金属钠纯度较高。

上述电解制备或者提纯金属钠的装置都把Na-β-Al₂O₃隔膜管内部作为阴极室，所以装置中加入金属钠的投料部分和阴极部件密封为陶瓷与金属之间的密封，密封技术要求高，所以不易做好密封，且装置不易拆卸。

实用新型内容