CN100580112C - 一种钠钾合金的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钠钾合金的制备方法及装置，包括以下步骤：(1)抽真空、氩气置换；(2)将贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐及管道加热至100℃～300℃；(3)向钠钾合金罐充钾的同时在线称重；(4)向钠钾合金罐充钠的同时在线称重；重复步骤(3)、(4)，直至满足所需的钠钾合金量。实现该方法的装置包括贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐、真空泵、氩气钢瓶通过管道连接组成，贮钠罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，贮钾罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，钠钾合金罐置于电子台秤上，真空泵、氩气钢瓶与装置中的管道及设备连通。该发明提供了一种结构简单、操作安全并在线连续称取钠和钾的重量且大量的合成钠钾合金的制备方法及装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金的制备领域，特别涉及一种钠钾合金的制备方法及装置。
背景技术
目前，少量钠钾合金的配制是在石蜡油的覆盖条件下，将块状的钠和钾各自称重后，放在钢制容器中加热融化而成；或在惰性气体手套箱内，将钠和钾各自称重后，放在钢制容器中加热熔化而成。这两种方法，适合少量钠钾合金的制备，不适宜配制大量的钠钾合金，而钠冷快堆一回路钠冷阱用钠钾合金需要在惰性气体保护下，配制数以吨计的钠钾合金。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种结构简单、操作安全并能在线连续称取钠和钾的重量且大量的合成钠钾合金的制备方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钠钾合金的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将装置中的设备及管道抽真空至5～15Pa，充氩气，重复操作直至满足H2O、O2的纯度≤50ppm。；
(2)将并联的贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐及它们之间连接用的管道加热至100℃～300℃；
(3)利用压差法将钾从贮钾罐经过滤器后输送到钠钾合金罐中，向钠钾合金罐输送钾的同时进行在线称重；
(4)利用压差法将钠从贮钠罐经过滤器后输送到钠钾合金罐中，向钠钾合金罐输送钠的同时进行充钠的同时在线称重；
重复步骤(3)、(4)，直至满足所需的钠钾合金量。
为了使钠钾合金在制备过程中能够充分的混合，进一步保证制备过程中的安全，本发明还可以：所述的步骤(2)中将贮钠罐、钠钾合金罐及之间的管道加热120℃。将贮钾罐、贮钾罐与钠钾合金罐之间的管道加热到100℃。
根据该方法所设计的装置，它包括贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐、真空泵、氩气钢瓶等通过管道连接组成，所述的贮钠罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，贮钾罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，所述的钠钾合金罐置于电子台秤上，真空泵和氩气钢瓶与贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐均通过管道采用并联连接。所述的贮钠罐、贮钾罐与钠钾合金罐之间分别连接有过滤器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明通过在氩气环境的保护下，通过该装置在线的测定及称取钠和钾的重量，控制钠、钾的比例，可以数以吨计的制备钠钾合金，且制备过程安全可靠。并通过对贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐及管道加热，利用液体金属钠和钾能够融合在一起形成钠钾合金，操作方便、简单。
附图说明
图1装置结构示意图
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
该装置包括贮钠罐1通过管道与过滤器6连接，过滤器6再通过管道与钠钾合金罐3连接，贮钾罐2通过管道与过滤器6连接，过滤器6再通过管道与钠钾合金罐3连接，所述的钠钾合金罐3置于电子台秤4上，真空泵5、氩气钢瓶7分别与装置中的管道及设备连通，其中与钠钾合金罐3连通的回路通过金属软管连接。
利用该装置制备钠钾合金的步骤如下：
本实施例以金属钠与钾的比例为45∶55，制备50kg的钠钾合金为例说明。
首先开启真空泵5分别对贮钠罐1、贮钾罐2、钠钾合金罐3、过滤器6等设备及回路进行抽真空至5～15Pa，打开氩气钢瓶7对回路及设备充氩气进行置换，重复抽真空、氩气置换操作，直至钠回路及钠设备中杂质H2O、O2的纯度≤50ppm的要求。
然后对装置进行预处理：分别对贮钠罐1、贮钾罐2、钠钾合金罐3、过滤器6进行加热，并根据系统状况对其管道加热，其中将贮钠罐1、钠钾合金罐3，贮钠罐1与钠钾合金罐3之间的过滤器6及管道加热到120℃，将贮钾罐2、贮钾罐2与钠钾合金罐3之间的过滤器6及管道加热到100℃。加热的同时时刻监视着回路的压力变化。
利用压差法从贮钾罐2向钠钾合金罐3充钾：先向贮钾罐2充氩气至0.10MPa，并保持钠钾合金罐3内的压力为0.02MPa。打开电子台秤4，将电子台秤4归零。打开相应阀门，通过压差法将经过过滤器6过滤后的纯钾送入钠钾合金罐3中，当电子台秤4显示净重为11kg时，关闭相应阀门。
同理，利用压差法向钠钾合金罐3充钠：先向贮钠罐1充氩气至0.10MPa，并保持钠钾合金罐3内的压力为0.02MPa。打开相应阀门，将经过过滤的钠充入到钠钾合金罐3中，当电子台秤4显示净重为20kg时，关闭相应阀门。
同样，可以根据上面的方法再利用压差法向钠钾合金罐3中压入11kg钾和9kg钠，再按照相同的方法压入5.5kg钾和4.5kg钠，直到钠钾合金罐3中钠钾合金的净重为50kg时，停止该钠钾合金的制备，关闭所有相应设备及管道阀门，停止加热。
Claims (4)
1.一种钠钾合金的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)真空泵和氩气钢瓶与贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐均通过管道采用并联连接，将装置中的设备及管道抽真空至5～15Pa，充氩气，重复操作直至满足H2O、O2的纯度≤50ppm。；
(2)所述的贮钠罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，贮钾罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，将贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐及它们之间连接用的管道加热至100℃～300℃；
(3)利用压差法将钾从贮钾罐经过滤器后输送到钠钾合金罐中，向钠钾合金罐输送钾的同时进行在线称重；
(4)利用压差法将钠从贮钠罐经过滤器后输送到钠钾合金罐中，向钠钾合金罐输送钠的同时进行充钠的同时在线称重；
重复步骤(3)、(4)，直至满足所需的钠钾合金量。
2.根据权利要求1所述的钠钾合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中将贮钠罐、钠钾合金罐及之间的管道加热到120℃。
3.根据权利要求1所述的钠钾合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中将贮钾罐、贮钾罐与钠钾合金罐之间的管道加热到100℃。
4.根据权利要求1所述的钠钾合金的制备方法所使用的装置，它包括贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐、真空泵、氩气钢瓶通过管道连接组成，其特征在于，所述的贮钠罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，贮钾罐与钠钾合金罐通过金属软管连通，所述的钠钾合金罐置于电子台秤上，真空泵和氩气钢瓶与贮钠罐、贮钾罐、钠钾合金罐均通过管道采用并联连接，所述的贮钠罐与钠钾合金罐之间、贮钾罐与钠钾合金罐之间分别连接有过滤器。
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