DE1533133C

DE1533133C - Process for removing mercury from metallic sodium

Info

Publication number: DE1533133C
Authority: DE
Inventors: Mineo; Miura Masamicni; Toyama; Sakuraba Ryozo Tokio; Ando Takeo Kanagawa; Doi (Japan)
Original assignee: Tekkosha Co. Ltd., Tokio

Description

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Metallisches Natrium enthält gewöhnlich von der weise hat den Vorteil, daß die Behandlung bei niedri-Herstellung her geringe Mengen Quecksilber. Dies geren Temperaturen durchgeführt werden kann,
gilt insbesondere für das durch Elektrolyse von Besonders geeignete Salzmischungen dieser Art sind Natriumamalgam in geschmolzenen Salzen erhaltene beispielsweise eine Mischung aus Calciumchlorid und Natriummetall. Es besteht daher ein starkes Bedürf- 5 Natriumchlorid und eine ternäre Mischung aus 46 nis nach Verfahren zur wirksamen und unaufwendi- bis 48 Gewichtsprozent Calciumchlorid, 18 bis 20 Gegen Entfernung von Quecksilber aus metallischem wichtsprozent Natriumchlorid und 33 bis 34 GeNatrium, wichtsprozent Bariumchlorid. Der Schmelzpunkt die-Metallic sodium usually contains the advantage that the treatment with low production her low amounts of mercury. These lower temperatures can be carried out
particularly suitable salt mixtures of this type are obtained by the electrolysis of sodium amalgam in molten salts, for example a mixture of calcium chloride and sodium metal. There is therefore a strong need for 5 sodium chloride and a ternary mixture of 46 nis for methods of effective and inexpensive up to 48 percent by weight calcium chloride, 18 to 20 against the removal of mercury from metallic, percent by weight sodium chloride and sodium 33 to 34 percent by weight, barium chloride by weight. The melting point this-

Dementsprechend wurden bereits verschiedene ser Mischungen liegt unter 470° C, so daß die erfin-Methoden zur Entfernung von Quecksilber aus io dungsgemäße Behandlung schon bei etwa 470° C, metallischem Natrium vorgeschlagen. So ist aus der zur Erzielung einer hinreichenden Reaktionsgeschwin-USA.-Patentschrift 2 124 564 ein Verfahren bekannt, digkeit jedoch vorteilhaft im Bereich zwischen 470 bei welchem man mit Quecksilber verunreinigtes und 550° C durchgeführt werden kann.
Natrium mit einem Schlamm aus metallischem Natri- Die letzgenannte Ausführungsform besitzt zwar den um und einem Erdalkalimetall, beispielsweise metal- 15 Vorteil niedriger Behandlungstemperatur, erfordert lischem Magnesium behandelt. Im endgültigen FIAT- jedoch wegen der relativ niedrigen Reaktionsgeschwin-Bericht Nr. 819 wird ferner eine Methode vor- digkeit im Vergleich zur alleinigen Verwendung von geschlagen, bei welcher das verunreinigte Natrium Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid die bei 380° C mit metallischem Calcium behandelt wird. mehrfache Menge an Salzmischung.
Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß der 20 Die erfindungsgemäß verwendeten Metallchloride im so gereinigten Natrium verbleibende Quecksilber- sollen vorzugsweise wasserfrei sein, da ihr Gehalt an gehalt nach dem ersten Verfahren selbst bei Verwen- strukturellem und/oder anhaftendem Wasser einen dung von metallischem Calcium, dem wirksamsten entsprechenden Teil des verunreinigten Natrium-Quecksilberentfernungsmittel, noch 0,0004 Gewichts- metalles in Natriumhydroxyd umwandelt. Hierdurch prozent und nach dem zweiten Verfahren sogar 35 treten zwar Verluste an metallischem Natrium ein, 0,01 Gewichtsprozent beträgt. Die vorbekannten Ver- jedoch wird die Wirksamkeit der Chloride hinsichtfahren sind daher hinsichtlich des erzielten Reini- . lieh der Entfernung von Quecksilber durch einen gungseffektes noch sehr verbesserungsbedürftig und ■ Wassergehalt nicht aufgehoben,
wagen des großen Verbrauches an teurem metal- Das erfmdungsgemäße Verfahren gestattet eine lischem Calcium nachteilig. 30 Reinigung' des quecksilberhaltigen Natriums bis aufAccordingly, various water mixtures were already below 470 ° C, so that the inven- tion methods for removing mercury from io proper treatment are proposed at around 470 ° C, metallic sodium. A process is known from US Pat. No. 2,124,564 to achieve a sufficient reaction rate, but advantageously in the range between 470 and 550 ° C. which is contaminated with mercury.
Sodium with a sludge of metallic sodium, although the last-mentioned embodiment has the um and an alkaline earth metal, for example metal- 15 advantage of low treatment temperature, requires metallic magnesium. In the final FIAT report no. 819, however, because of the relatively low reaction rate, a method precedence compared to the sole use of is suggested in which the contaminated sodium calcium chloride and / or magnesium chloride is treated with metallic calcium at 380 ° C . multiple amount of salt mixture.
However, these methods have the disadvantage that the mercury remaining in the sodium purified in this way should preferably be anhydrous, since their content in the first method, even when structural and / or adhering water is used, contains metallic calcium , the most effective corresponding part of the contaminated sodium mercury removal agent, still converts 0.0004 weight metal into sodium hydroxide. As a result of this, losses of metallic sodium occur as much as 35 percent according to the second method, which is 0.01 percent by weight. The previously known methods, however, will affect the effectiveness of the chlorides in terms of the purity achieved. lent the removal of mercury by a nourishing effect still very much in need of improvement and ■ water content not abolished,
dare to use large amounts of expensive metal. The process according to the invention allows calcium to be used, which is disadvantageous. 30 Purification of the mercury-containing sodium except for

Erfindungsgemäß soll nun ein Verfahren zur Ent- einen Quecksilbergehalt von 0,00002 bis 0,00008 Gefernung von Quecksilber aus metallischem Natrium wichtsprozent und bietet somit »eine wesentlich wirkvorgeschlagen werden, welches die vorstehend ge- samere Quecksilberentfernung, als die vorbekannten nannten Nachteile nicht aufweist und mit einfachen Verfahren, bei denen das quecksilberhaltige Natrium und unaufwendigen Mitteln eine wirksame Reinigung 35 zur Entfernung des Quecksilbers direkt mit Erdergibt, alkalimetallen umgesetzt wird. Die bessere Reini-According to the invention, a method for removing a mercury content of 0.00002 to 0.00008 is now intended of mercury from metallic sodium weight percent and thus offers »a substantially effective proposed, which the above total mercury removal than the previously known mentioned disadvantages does not have and with simple processes in which the mercury-containing sodium and inexpensive means gives an effective cleaning 35 to remove the mercury directly with earth, alkali metals is implemented. The better cleaning

Es wurde nun überraschend gefunden, daß man gungswirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedie Entfernung von Quecksilber aus Natrium erheb- ruht vermutlich darauf, daß bei der Behandlung des lieh verbessern kann, wenn man das verunreinigte Natriums mit Calciumchlorid und/oder Magnesium-Natrium in geschmolzenem Zustand mit Calcium- 40 chlorid zahlreiche sehr kleine Calcium- und/oder chlorid und/oder Magnesiumchlorid behandelt. Magnesiumteilchen in statu nascendi erzeugt werden,It has now been found, surprisingly, that the effect of the method according to the invention is used Removal of mercury from sodium is presumably based on the fact that in the treatment of the Lent can improve if you mix the contaminated sodium with calcium chloride and / or magnesium sodium in the molten state with calcium chloride numerous very small calcium and / or treated with chloride and / or magnesium chloride. Magnesium particles are generated in statu nascendi,

Dementsprechend wird erfindungsgemäß .ein Ver- die eine weit bessere Gelegenheit besitzen mit demAccordingly, according to the invention, a group will have a far better opportunity with the

fahren zur Entfernung von Quecksilber aus metal- vorhandenen Quecksilber zu Calcium- und/oderdrive to remove mercury from metal-present mercury to calcium and / or

lischem Natrium vorgeschlagen, welches dadurch ge- Magnesiumamalgam zu reagieren, welches dann auslischen sodium suggested, which thereby reacts magnesium amalgam, which then from

kennzeichnet ist, daß man geschmolzenes queck- 45 dem Reaktionssystem ausscheidet. Der-Calcium-und/is characterized by the removal of molten mercury from the reaction system. The calcium and /

silberhaltiges Natrium mit Calcium- und/oder Magne- oder Magnesiumgehalt der erfindungsgemäß zur Ent-silver-containing sodium with calcium and / or magnesium or magnesium content according to the invention for developing

siumchlorid behandelt und das mit dem Natrium- fernung von Quecksilber verwendeten Salze ist somittreated with sodium chloride and the salts used with the sodium removal from mercury is thus

metall im wesentliche unmischbare Amalgam ab- auch in Quantität wirksam,metal essentially immiscible amalgam - also effective in quantity,

trennt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann so-separates. According to the method according to the invention,

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können 50 mit durch Behandeln des quecksilberhaltigen Natrium-Calciumchlorid und Magnesiumchlorid je für sich in metalls mit dem Gewicht des Quecksilbers enteiner etwa dem Gewicht des vorhandenen Queck- sprechenden Mengen an billigen Chloriden auf einsilbers entsprechenden Menge eingesetzt werden. Bei fache und wirtschaftliche Weise eine wesentlich weit-Verwendung einer Mischung aus Calciumchlorid und gehendere Entfernung des Quecksilbers erzielt wer-Magnesiumchlorid ist die Verwendung einer etwa 55 den, während die bekannten Verfahren zu einer undem Gewicht des vorhandenen Quecksilbers ent- vollkommeneren Quecksilberentfernung einen Übersprechenden Gesamtmenge geeignet. schuß an sehr teuren Erdalkalimetallen benötigen.According to the method according to the invention, 50 can be obtained by treating the mercury-containing sodium calcium chloride and magnesium chloride each divided into metal with the weight of mercury about the weight of the mercury present, of cheap chlorides on monosilver corresponding amount can be used. In multiple and economical ways, a much wider use a mixture of calcium chloride and more extensive removal of the mercury achieved who-magnesium chloride is the use of an approximately 55 den, while the known method becomes an undem The weight of the mercury present makes the mercury removal possible for a crosstalker Total amount suitable. need a shot of very expensive alkaline earth metals.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsfor-In this embodiment of the invention, the following are preferred embodiments

die Behandlung zweckmäßig bei Temperaturen zwi- men des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand vonthe treatment expediently at temperatures between the process according to the invention on the basis of

sehen etwa 550 und 850° C. Auf diese Weise kann 60 Beispielen näher erläutert,see about 550 and 850 ° C. In this way 60 examples can be explained in more detail

der Quecksilbergehalt des Natriummetalls auf weni- _R . . . _T the mercury content of the sodium metal to less- _R. . . _T

ger als 0,0001 Gewichtsprozent verringert werden. Beispiel lless than 0.0001 weight percent can be reduced. Example l

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführung- Wasserhaltiges technisches Calciumchlorid mitAccording to a further expedient embodiment, water-containing technical calcium chloride with

form der Erfindung kann man das quecksilberhaltige einem Calciumchloridgehalt von 78 Gewichtsprozent Natrium mit einer Salzmischung behandeln, welche 65 wurde durch Erhitzen auf 400° C dehydratisiert undForm of the invention can be the mercury-containing calcium chloride content of 78 percent by weight Treat sodium with a salt mixture which has been dehydrated by heating to 400 ° C and 65

neben Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid 1,20 kg des erhaltenen dehydratisierten Calcium-in addition to calcium chloride and / or magnesium chloride 1.20 kg of the dehydrated calcium obtained

noch Natriumchlorid, Bariumchlorid, Strontium- Chlorids mit einem Calciumchloridgehalt von 98,2 Ge-nor sodium chloride, barium chloride, strontium chloride with a calcium chloride content of 98.2

chlorid oder deren Mischungen enthält. Diese Arbeits- wichtsprozent in eine auf 800° C gehaltene Mengechloride or mixtures thereof. This percentage of working weight in an amount kept at 800 ° C

von 70,1 kg metallischem Natrium mit einem Gehalt von 1,68 Gewichtsprozent Quecksilber eingebracht, die Mischung 40 Minuten auf 800° C gehalten und dann durch Abschalten der Heizung abkühlen gelassen. Nach Abkühlen auf Temperaturen zwischen 102 und 118° C wurde die Mischung zwei Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach Abfiltrieren der oberen, 0,0008 Gewichtsprozent Quecksilber enthaltenden Schicht durch ein Stahldrahtsieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,147 mm wurdenintroduced by 70.1 kg of metallic sodium with a content of 1.68 percent by weight mercury, the mixture was kept at 800 ° C. for 40 minutes and then left to cool by switching off the heating. After cooling to temperatures between 102 and 118 ° C, the mixture was two hours held at this temperature. After filtering off the upper ones containing 0.0008 percent by weight of mercury Layer through a steel wire screen with a mesh size of about 0.147 mm

66.4 kg gereinigtes metallisches Natrium mit einem Gehalt von 0,00003 Gewichtsprozent Quecksilber erhalten.66.4 kg of purified metallic sodium with a content of 0.00003 percent by weight mercury receive.

Beispiel ΠExample Π

Im Handel erhältliches wasserhaltiges Magnesiumchlorid mit einem Magnesiumchloridgehalt von 45,5% wurde durch Erwärmen auf 180 bis 210° C dehydratisiert. 2,00 kg dieses dehydratisierten Magnesiumchlorids mit einem Magnesiumchloridgehalt von 70,8 Gewichtsprozent wurden mit 0,22 kg eines bei 200° C getrockneten, sehr feinteiligen Natriumchlorids mit einem Natriumchloridgehalt vonCommercially available hydrous magnesium chloride with a magnesium chloride content of 45.5% was dehydrated by heating to 180-210 ° C. 2.00 kg of this dehydrated magnesium chloride with a magnesium chloride content of 70.8 percent by weight were 0.22 kg at 200 ° C dried, very finely divided sodium chloride with a sodium chloride content of

98.5 Gewichtsprozent vermischt und durch Erhitzen auf 690° C weiter getrocknet und geschmolzen. Die geschmolzene Salzmischung wurde in ein zylindrisches Eisengefäß mit horizontal angeordneten Prallplatten eingefüllt und auf 690 bis 700° C gehalten, während vom Boden des Gefäßes aus 50 kg metallisches Natrium mit einem Quecksilbergehalt von 1,48 Gewichtsprozent eingeführt wurden. Das am oberen Ende des Gefäßes überfließende metallische Natrium wurde in einem anderen Eisengefäß gesammelt und in der im Beispiel I beschriebenen Weise abkühlen gelassen. Nach Abkühlung auf Temperaturen zwischen 105 und 110° C wurde diese Temperatur 2 Stunden beibehalten. Nach Filtration wurden 47 kg gereinigtes Natriummetall mit einem Quecksilbergehalt von 0,00008 Gewichtsprozent erhalten.98.5 percent by weight mixed and further dried and melted by heating to 690 ° C. the molten salt mixture was poured into a cylindrical iron vessel with horizontally arranged baffle plates and kept at 690 to 700 ° C, while from the bottom of the vessel from 50 kg of metallic sodium with a mercury content of 1.48 percent by weight were introduced. The metallic that overflows at the top of the vessel Sodium was collected in another iron vessel and in the manner described in Example I. let cool down. After cooling to temperatures between 105 and 110 ° C, this temperature became Hold for 2 hours. After filtration, 47 kg of purified sodium metal with a mercury content were obtained of 0.00008 percent by weight.

Example III

50 kg Calciumchlorid, 60 kg Natriumchlorid und 34 kg Bariumchlorid wurden durch getrenntes Erhitzen auf 400° C dehydratisiert, miteinander vermischt und zur Erzeugung einer Salzschmelze mit einem Schmelzpunkt von etwa 500° C weiter erhitzt. Die Mischung wurde in ein zylindrisches Eisengefäß mit horizontal angeordneten Prallplatten eingebracht und auf 550° C gehalten, während vom Boden des Gefäßes her 1,5 kg metallisches Natrium mit einem Quecksilbergehalt von 1,33 Gewichtsprozent eingeführt wurden. Das an der Oberseite des Gefäßes überfließende Natrium wurde in einem anderen Eisengefäß aufgefangen und in der im Beispiel I beschriebenen Weise abkühlen gelassen. Nach Abkühlen auf eine Temperatur zwischen 104 und 112° C wurde diese Temperatur 2 Stunden aufrechterhalten. Nach50 kg of calcium chloride, 60 kg of sodium chloride and 34 kg of barium chloride were obtained by heating separately dehydrated to 400 ° C, mixed together and to produce a molten salt with heated to a melting point of about 500 ° C. The mixture was placed in a cylindrical iron jar introduced with horizontally arranged baffle plates and kept at 550 ° C, while from the bottom of the Vessel introduced 1.5 kg of metallic sodium with a mercury content of 1.33 percent by weight became. The sodium overflowing from the top of the jar was placed in another iron jar collected and allowed to cool in the manner described in Example I. After cooling down a temperature between 104 and 112 ° C, this temperature was maintained for 2 hours. To

ίο Filterung wurden 1,3 kg gereinigtes metallisches Natrium mit einem Quecksilbergehalt von 0,00006 Gewichtsprozent erhalten.ίο filtering were 1.3 kg of purified metallic Obtained sodium with a mercury content of 0.00006 percent by weight.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Reinigung von quecksilberhaltigem Natriummetall zur Erzeugung von im wesentlichen quecksilberfreiem Metall. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei sowohl für sich allein, als auch in Kombination mit anderen, bekannten Verfahren angewendet werden. Es eignet sich besonders zur Ent-The method according to the invention is particularly suitable for the purification of sodium metal containing mercury to produce essentially mercury-free metal. The method according to the invention can be used both on its own and in Combination with other known methods can be used. It is particularly suitable for

ao fernung der letzten Reste Quecksilber aus vorgereinigtem oder nur geringe Menge, beispielsweise höchstens 5 Gewichtsprozent, Quecksilber enthaltendem Natrium. Die neue Arbeitsweise kann jedoch auch mit Vorteil allein oder in Kombination mit bekannten Verfahren zur Entfernung von Quecksilber aus Natriumamalgam mit großem oder geringem Gehalt an Quecksilber benutzt werden.ao removal of the last remnants of mercury from pre-cleaned or only a small amount, for example at most 5% by weight, sodium containing mercury. However, the new way of working can also with advantage alone or in combination with known methods for removing mercury from Sodium amalgam with high or low mercury content can be used.

Claims

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1. A method for removing mercury from metallic sodium, characterized in that that molten sodium containing mercury is treated with calcium and / or magnesium chloride and that essentially separates immiscible amalgam.

2. The method according to claim 1, characterized in that one is approximately the weight calcium and / or magnesium chloride corresponding to the amount of mercury used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the treatment at Temperatures between 550 and 850 ° C performs.

4. The method according to claim 1 to 3 ", characterized in that molten mercury-containing Sodium with calcium and / or magnesium chloride and sodium and / or Treated barium and / or strontium chloride.