[发明专利]一种制备高纯金属钠的电解提纯系统

说明书

本发明公开了一种制备高纯金属钠的电解提纯系统，包括粗钠罐与精钠罐，提纯单元通过精钠管道与精钠罐连通，提纯单元包括陶瓷隔膜、托架、密封体、陶瓷环与环形支架；陶瓷环分别与陶瓷隔膜、托架连接；所述环形支架的下端与陶瓷环)连接，密封体从环形支架的上端插入陶瓷隔膜内；陶瓷隔膜、陶瓷环与密封体之间形成封闭的容纳腔，所述密封体上设有与容纳腔相通的保护气通道和排钠液通道，保护气通道与保护气体连接，排钠液通道通过精钠管道与精钠罐连通，该系统结构简单，气密性好，排钠方便且完全，在防止空气以及管路零部件的污染，为电解提纯制备高纯钠提供了良好的保证。

技术领域

本发明涉及电解设备技术领域。尤其涉及一种制备高纯金属钠的电解提纯系统。

背景技术

钠是地球上分布最广的元素之一，其重量约占地壳总重量的2 .83％，居第6位。基于金属钠的化学性质活泼、熔点低、沸点高及其良好的导热、导电性等一系列特点，应用范围很广。它可用于制电镀用氰化钠、漂白剂用过氧化钠、制造新能源钠—硫电池，从稀有金属化合物中还原稀有金属，国防工业作核反应堆的热载体以及潜艇上用的供氧剂超氧化钠。近年来随着相关领域的技术进步及市场的需要，开始应用于核反应堆导热、储能用钠电池、电光源等方面。随着储能市场钠硫电池的需求的不断提升以及第三代核能技术钠冷快堆核电站的示范运行，可以预期市场对高纯钠（纯度≥ 99.9%）的需求量会不断的加大。目前使用较多的提纯装置主要有过滤装置和真空蒸馏装置。使用过滤装置可除去粗钠中的机械杂质，得到纯度≥ 99.5% 的工业金属钠；利用真空蒸馏装置对金属钠进行提纯可得到纯度≥ 99.9% 的高纯钠。但是其结构复杂、工艺流程复杂。本发明的一种制备高纯金属钠的电解提纯系统能用结构的简单，简单的工艺流程制备高纯钠，而且能放大量产。

国家知识产权局与2014.07.09公开了一件公告号为CN 203700555 U，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。包括隔膜管、第一支架、第二支架、铝环、α-Al2O3 环、填充体以及T 型螺丝，所述的隔膜管顶部开口端通过烧结方式连接α-Al2O3 环，第二支架和铝环通过焊接和第一支架连接，铝环中心通过螺纹接口连接填充体，铝环和填充体以及填充体和T 型螺丝之间使用密封圈密封。T 型螺丝和填充体形成的空间和填充体与隔膜管形成的空间连通，用以排出反应产生的高纯金属钠。

上述专利存在如下不足之处：1.该专利中需要密封的装置太多，越多的密封就越容量产生密封泄露同时也会带入更多的密封件的污染，不能给高纯钠的提取营造一个有利的环境；2.该专利中没有气体保护以及阀门，在电解提纯之前加入金属钠投料的时候容易对金属钠产生污染，同时也不便于安装于提纯装置；3.在使用该专利进行高纯钠提纯完成之后，装置内部有留下大量的高纯钠不能排出，即产生浪费同时也是较大的安全隐患。

还有中国专利号为201220035424.8，公开了一种电解槽上部绝缘结构，包括槽盖板、绝缘层，所述电解槽的上部包含有槽眉板，所述槽眉板与槽盖板接近的一端的表面覆盖有上部绝缘层，所述上部绝缘层与所述槽眉板固定连接，所述上部绝缘层设置在所述槽盖板上端的底面与所述槽眉板之间，所述上部绝缘层呈 U 形。上述实用新型提供的电解槽上部绝缘结构，仅能阻断电解槽上部的导电通路，但电解槽采用多个电解单元时绝缘效果较差。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种制备高纯金属钠的电解提纯系统，利用多个提纯单元并联的方式来集成提纯系统，不仅结构、工艺简单，气密性好，排钠方便且完全，在防止空气以及管路零部件的污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：