Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 6. 11 februari 1950 - Framställningen av alkalimetaller, av Gotthard Björling
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
110
I TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 1. Downs-cell för
natriumframställning.
sainmans av bultar och bilda en cylinder, vars
ytor slipas jämna; diametern är 840 mm. Den är
kyld nedtill, så att frusen elektrolyt tjänar som
tätning. Katoden är av stålgjutgods och bildar
en 864 mm hög ring omkring anoden med ett
begynnelseavstånd av 388 mm. Detta avstånd
växer sakta efterhand som anoden fräts upp.
Katoden är perforerad med 25 mm hål, som
bildar 45° vinkel med cellens axel och som avser
att förbättra cirkulationen i cellen genom att
föra ny saltsmälta in mellan elektroderna. I
rummet mellan elektroderna sitter som diafragma
ett trådnät med ca 1 mm stora maskor; på grund
av sin stora ytspänning har natrium svårt att
tränga igenom detta och stiger därför upp
utanför nätet. Trådnätet hänger i en konisk klocka,
bestående av nickel och försedd med inmurning.
Denna sitter över anoden och uppfångar den
uppstigande klorgasen, vilken går vidare till
rening och komprimering. Utomkring klockans
nedre kant sitter natriumsamlaren, ett
ringformigt omvänt tråg, in i vilket metallen på grund
av sin i jämförelse med elektrolytsmältan låga
specifika vikt stiger. Från samlaren går ett
stigrör upp till ett samlingskärl, varifrån metallen
periodvis avtappas.
Cellen matas kontinuerligt med rent, torrt
koksalt; spår av vatten förorsakar mindre
explosioner. Man håller 58—59 % CaCl2 i elektrolyten
och per kg Na förbrukas 0,04 kg CaCla. Vid
tömning av cellen kan elektrolyten pumpas ut med
hjälp av ett slags mammutpump, med vilken
man också kan låta smältan undergå en
filtrering. Strömvärmet håller badet smält och
temperaturen korrigeras genom variation av
ytter-isolationen. Efterhand som anoden frätes av,
blir elektrodavståndet större, badspänningen
stiger och därmed badets temperatur, varför
isolationen så småningom måste minskas. Sedan
spänningen stigit till 6 V, blir temperaturen för
hög, om man kör med samma strömstyrka, vilket
man måste, då flera celler är kopplade i serie.
Man får då byta ut anoden; detta brukar in-
träffa efter 10—11 månaders drift. Diafragman
måste bytas varje månad. Strömtätheten på
katoden är 9 700 A/m2, sålunda av en helt annan
storleksordning än vid framställning av litium.
Strömutbytet ligger över 85 %. Övriga data
framgå av tabell 2.
Den erhållna metallen håller ett par procent
kalcium. Vid avkylning segrar detta till större
delen ut. Kylningen sker dels i
samlingsbehållaren, dels i ett särskilt filter, vars temperatur kan
noga kontrolleras genom elektrisk
motstånds-värmning. Med hjälp av kvävgasövertryck
tryckes natriummetallen genom ett fint trådnät vid
120° C. Den avfiltrerade legeringen pressas i en
varm press för att avlägsna flytande natrium och
resten får i en särskild cell omsätta sig med
koksalt enligt formeln Ca + 2 NaCl = CaCls + 2 Na.
Sista resterna kalcium tas bort genom
behandling med kvicksilver, varvid ett kalciumamalgam
bildas och 99,9 % natrium återstår. Andra
metoder att avlägsna Ca finns också, såsom att
behandla Na—Ca-legeringen med fast koksalt,
varvid även kalciummetallen omsätter sig till Na
och CaCl218.
Även om denna process ställer sig billigare i
driften än Castners, är den dock långt ifrån
idealisk, och särskilt i Tyskland har en hel del
försök gjorts att få fram bättre metoder. En av
dessa är den som I G Farben utarbetade i
början av andra världskriget och som bygger på
användning av bly som legeringsmetall för
natrium. Man behövde nämligen stora kvantiteter
Na—Pb-legering för framställning av
blytetraetyl, vilket ämne var mycket viktigt som
anti-knackningsmedel under kriget. Härvid erfordras
även klor för framställning av mellanprodukten
etylklorid19.
Man byggde då en cell, där smält koksalt
elek-trolyserades mellan en katod av smält bly och
anoder av grafit. Den utfällda natriummetallen
löste sig i blyet och legeringen avtappades,
koncentrerad klorgas kunde tas ut ur cellen och
användas för klorering av etan. Själva cellen var
gjord av nickel och den uppvärmdes utifrån.
Smältbadets temperatur var 850°C,
cellspänningen 4,5 V och strömutbytet låg mycket högt.
Man tappade av en legering med 10 % Na.
Användningen av denna legering är inte inskränkt
till vissa organiska synteser; man kan t.ex. blåsa
in ånga i den smälta legeringen och sålunda
framställa ren NaOH. Fördelen med denna cell
ligger i den låga cellspänningen och det goda
strömutbytet. Per kg Na erfordras sålunda i
cellen endast 8 kWh, vilket är lägre än i någon
annan process, om man räknar ända från NaCl
som utgångsmaterial. Vidare kan inan använda
vanligt vattenfritt stensalt som råvara, varför
man kommer ifrån raffineringen, som annars
kräver värme för indunstningen. Om man endast
siktar på framställning av blytetraetyl, är denna
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
