Юный техник 1976-02, страница 53

жидкометаллического теплоносителя в ядерных энергетических установках. В металлургии его используют как восстановитель для получения титана.

На Земле этот металл можно найти только в виде солей, потому что он очень активен. Много натрия содержится в гранитах, которые встречаются повсюду. При воздействии солнца, воды и ветра граниты разрушаются, соединения вымываются водой и уносятся в моря, где и образуется одна из наиболее распространенных солей — NaCl.

При электролизе NaCl на катоде разряжаются ионы Na + , а на аноде идет разряд "ионов С1 — и образуется газообразный хлор. На первый взгляд схема электролиза хлорида натрия проста, но в производственных условиях возникают трудности.

Во-первых, хлорид плавится при температуре 800° С, а металлический натрий имеет температуру кипения около 883° С; при температуре выше 800° С давление его паров настолько высоко, что он испаряется. Во-вторых, при таких температурах натрий начинает энергично растворяться в расплаве своего хлорида и его не удается собрать. Где же выход?

Оказывается, добавив к хлориду натрия соединения, образующие с NaCl низкоплавкие смеси, можно снизить температуру электролиза. Исследования ученых показали, что в качестве добавок к NaCl, пригодных для технического электролиза, могут подойти лишь хлориды К, Са, Ва и фториды Na и К. Так, смесь хлоридов натрия — 42% и кальция — 58% позволяет вести процесс электролиза при температуре 600° С.

Еще одна трудность — конструктивная. Нужно сделать так, чтобы при работе электролизера исключить соприкосновение расплавленного натрия с хлором, который выделяется вместе с ним. Выбор материалов для изготовле

ния электролизера ограничен потому, что влажный хлор при высоких температурах разрушает все металлические части аппарата.

Предлагалось множество разнообразных конструкций электролизеров, но, пожалуй, наиболее удачным оказался электролизер Даун-са, запатентованный в 1924 году.

В электролизере Даунса, изготовленном в виде цилиндра из стали и выложенном изнутри огнеупорным и изолирующим кирпичом, графитовый анод расположен в центре, а катод, представляющий собой цилиндрическое кольцо, окружает анод. Рабочее пространство с помощью сборного колпака разделено на две части, чтобы исключить попадание влаги в зону электролиза. С колпака свешивается диафрагма-сетка. Колпак, хлоросборная камера и отводящие трубы сделаны из железа, так как сухой хлор его не разрушает.

Перед работой электролизер хорошо высушивают, подогревают и затем заливают расплавленным хлоридом натрия. Металлический натрий имеет плотность 0,88 г/см³, а плотность электролита в 2 с лишним раза больше, и поэтому натрий всплывает на поверхность электролита над катодом и по стояку попадает в сборник, затем в приемники, а из них разливается в контейнеры. Хлор из электролизера отсасывают по керамическим трубам, охлаждают и используют для производства хлорсодержащих продуктов. Подобные электролизеры с силой тока 24 тыс. А получили распространение в США и ФРГ.

В СССР разработаны и эксплуатируются оригинальные электролизеры с силой тока до 18 тыс., 30 тыс. и 50 тыс. А. Производительность электролизера с силой тока 30 тыс. А составляет 19,3 кг натрия в час.

А. БЕСПАЛОВ, А. ЖУКОВ, кандидаты технических наук

4*

51