JPH0774406B2 - ナトリウム精製装置 - Google Patents
ナトリウム精製装置Info
- Publication number
- JPH0774406B2 JPH0774406B2 JP60264907A JP26490785A JPH0774406B2 JP H0774406 B2 JPH0774406 B2 JP H0774406B2 JP 60264907 A JP60264907 A JP 60264907A JP 26490785 A JP26490785 A JP 26490785A JP H0774406 B2 JPH0774406 B2 JP H0774406B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- amorphous carbon
- refining
- distillation
- purification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はナトリウム中の不純物を除去する装置に係り、
特に、ナトリウム−硫黄電池や不純物の放射化が心配さ
れる高速増殖炉、試薬用ナトリウムなど高純度が要求さ
れるナトリウムの精製装置に関する。
特に、ナトリウム−硫黄電池や不純物の放射化が心配さ
れる高速増殖炉、試薬用ナトリウムなど高純度が要求さ
れるナトリウムの精製装置に関する。
従来のナトリウム精製装置は、特開昭60−43447号公報
に記載のように、固体電解質の両面に電場をかけてナト
リウムイオンのみを透過して精製するようになつてい
た。しかし、装置内には固体電解質を透過しないナトリ
ウム中の不純物が多量に蓄積し、固体電解質の寿命や精
製装置の特性に悪影響を及ぼす。また、特開昭60−2687
号公報に記載の液体金属精製装置は非晶質カーボンによ
る精製と蒸留方式による精製を結びつけたものである
が、非晶質カーボンの精製能力には限度があり、定期的
に変換する必要がある。また、蒸留した際には凝縮側に
低沸点不純物が濃縮されてしまう。これらの点について
は前述の公知例では論じられていなかつた。
に記載のように、固体電解質の両面に電場をかけてナト
リウムイオンのみを透過して精製するようになつてい
た。しかし、装置内には固体電解質を透過しないナトリ
ウム中の不純物が多量に蓄積し、固体電解質の寿命や精
製装置の特性に悪影響を及ぼす。また、特開昭60−2687
号公報に記載の液体金属精製装置は非晶質カーボンによ
る精製と蒸留方式による精製を結びつけたものである
が、非晶質カーボンの精製能力には限度があり、定期的
に変換する必要がある。また、蒸留した際には凝縮側に
低沸点不純物が濃縮されてしまう。これらの点について
は前述の公知例では論じられていなかつた。
本発明の目的は、全不純物元素を低い濃度におさえ、長
寿命の精製装置を提供することにある。
寿命の精製装置を提供することにある。
本発明は三つの精製原理を組み合せ、ナトリウム中の不
純物を性状別に効果的に除去し、装置の特性を長期間、
かつ、安定に維持するため、装置内に濃縮された不純物
を必要に応じて装置外に除去するものである。ここで、
三つの精製法とは（１）非晶質カーボンを用いた吸着
法、（２）蒸留法、（３）験体電解質を用いた電解法で
ある。本発明のナトリウム精製装置は、ナトリウムが導
入され、非晶質カーボンが挿着された非晶質カーボンに
よる精製機能部と、該精製機能部で精製されたナトリウ
ムが導入され、ナトリウムの蒸発器と該蒸発器で蒸発し
たナトリウムを凝縮する凝縮器を備えた蒸留による精製
機能部と、該蒸留による精製機能部で精製されたナトリ
ウムが導入され、一対の電極がナトリウムイオンを透過
する固体電解質を介して配置された固体電解質利用の精
製機能部とを備えたことを特徴とする。
純物を性状別に効果的に除去し、装置の特性を長期間、
かつ、安定に維持するため、装置内に濃縮された不純物
を必要に応じて装置外に除去するものである。ここで、
三つの精製法とは（１）非晶質カーボンを用いた吸着
法、（２）蒸留法、（３）験体電解質を用いた電解法で
ある。本発明のナトリウム精製装置は、ナトリウムが導
入され、非晶質カーボンが挿着された非晶質カーボンに
よる精製機能部と、該精製機能部で精製されたナトリウ
ムが導入され、ナトリウムの蒸発器と該蒸発器で蒸発し
たナトリウムを凝縮する凝縮器を備えた蒸留による精製
機能部と、該蒸留による精製機能部で精製されたナトリ
ウムが導入され、一対の電極がナトリウムイオンを透過
する固体電解質を介して配置された固体電解質利用の精
製機能部とを備えたことを特徴とする。
また、前記蒸留による精製機能部で精製されたナトリウ
ムが接触される非晶質カーボンを備えたことを特徴とす
る。
ムが接触される非晶質カーボンを備えたことを特徴とす
る。
また、前記非晶質カーボンによる精製機能部は、前記非
晶質カーボンによる精製機能部は、前記非晶質カーボン
の交換機構を有し、前記蒸留による精製機能部或は前記
固体電解質利用の精製機能部は不純物濃度の高いナトリ
ウムを系外に排出される機構を備えたことを特徴とす
る。
晶質カーボンによる精製機能部は、前記非晶質カーボン
の交換機構を有し、前記蒸留による精製機能部或は前記
固体電解質利用の精製機能部は不純物濃度の高いナトリ
ウムを系外に排出される機構を備えたことを特徴とす
る。
また、前記非晶質カーボンは50メッシュ以下の多孔質カ
ーボンであることを特徴とする。
ーボンであることを特徴とする。
本発明の実施例を第１図により説明する。
粗精製容器１に未精製ナトリウム２をバルブ３を介して
注入する。粗精製容器内には非晶質カーボン４が装着さ
れており、ナトリウム中のカリウム，セシウム，あるい
は、塩素やヨウ素などのハロゲン元素を選択的に吸着で
きる。各非晶質カーボンにはリード線５が付いており、
矢印６から不活性ガス（例えばAr）を注入しながら非晶
質カーボンを新しいものと交換できる。なお、非晶質カ
ーボンは網目状のものを用いるが、第２図に示したよう
に、メツシユサイズが仮に250番になると毛管力が強く
なり、毛管ナトリウムの量が増大する。これは粗精製し
たナトリウムを次の精製ステツプに送る際、利用できる
量が限定されることを意味する。また、不純物の吸着能
力のなくなつた非晶質カーボンを取り出すときも障害と
なる。そこで、装置には毛管ナトリウム量の少ない50メ
ツシユの非晶質カーボンを用いた。
注入する。粗精製容器内には非晶質カーボン４が装着さ
れており、ナトリウム中のカリウム，セシウム，あるい
は、塩素やヨウ素などのハロゲン元素を選択的に吸着で
きる。各非晶質カーボンにはリード線５が付いており、
矢印６から不活性ガス（例えばAr）を注入しながら非晶
質カーボンを新しいものと交換できる。なお、非晶質カ
ーボンは網目状のものを用いるが、第２図に示したよう
に、メツシユサイズが仮に250番になると毛管力が強く
なり、毛管ナトリウムの量が増大する。これは粗精製し
たナトリウムを次の精製ステツプに送る際、利用できる
量が限定されることを意味する。また、不純物の吸着能
力のなくなつた非晶質カーボンを取り出すときも障害と
なる。そこで、装置には毛管ナトリウム量の少ない50メ
ツシユの非晶質カーボンを用いた。
次に粗精製したナトリウムを蒸発容器７に送り500℃ま
で加熱してナトリウムを蒸発させる。蒸発したナトリウ
ムは凝縮管で冷却・凝縮して蒸留ナトリウム溜め10にた
くわえる。蒸発器では、ナトリウムおよび低沸点の不純
物が蒸発する。高沸点の不純物、例えば、カルシウムや
酸化物などは蒸発せず、器内に残留する。従つて、蒸留
を繰返すうちに蒸発器内は高沸点不純物の濃度が高くな
つてしまう。そこで、バルブ９を設け、残留不純物を除
去できる構造とした。残留初期は低沸点のものが多く蒸
発するため、初期の蒸留から得られたナトリウム中には
低沸点の不純物濃度が高い。例えば、カリウム濃度は蒸
留初期に高くなる。そこで非晶質カーボン11を蒸留ナト
リウム溜め内に挿入した。
で加熱してナトリウムを蒸発させる。蒸発したナトリウ
ムは凝縮管で冷却・凝縮して蒸留ナトリウム溜め10にた
くわえる。蒸発器では、ナトリウムおよび低沸点の不純
物が蒸発する。高沸点の不純物、例えば、カルシウムや
酸化物などは蒸発せず、器内に残留する。従つて、蒸留
を繰返すうちに蒸発器内は高沸点不純物の濃度が高くな
つてしまう。そこで、バルブ９を設け、残留不純物を除
去できる構造とした。残留初期は低沸点のものが多く蒸
発するため、初期の蒸留から得られたナトリウム中には
低沸点の不純物濃度が高い。例えば、カリウム濃度は蒸
留初期に高くなる。そこで非晶質カーボン11を蒸留ナト
リウム溜め内に挿入した。
蒸留後のナトリウムは高純度精製本器13へ送られる。高
純度精製容器には、ナトリウムイオンのみに透過性の固
体電解質（β″−アルミナ使用）14が装着されている。
β″−アルミナ管には電気絶縁用のα−アルミナリング
15が接着され、それを境に高純度精製容器は上部容器16
と下部容器22とに分割されている。β″−アルミナ管の
内外表面には、多孔質の電極17が張りめぐらされてい
る。従つて、直流電源18でβ″−アルミナ内外面に第１
図の極性で電場をかけると、蒸留装置から高純度精製装
置に送られたナトリウムは、β″−アルミナ管を透過し
て管内に蓄積する。ナトリウム中に含まれる不純物は、
β″−アルミナを透過できるいので管外の高純度精製下
部容器内に残留する。従つて、β″−アルミナ管でのナ
トリウム精製量が増えてくると、残留ナトリウム中の不
純物濃度が極端に増大してしまう。不純物の中でもカル
シウムやカリウム濃度が増大すると、β″−アルミナ破
損をもたらす。そこで、β″−アルミナ管でのナトリウ
ム精製を一定量実施したところで、バルブ19を開いて蓄
積した高濃度不純物を含むナトリウムを系外に排出し
た。β″−アルミナで精製されたナトリウムはアルゴン
ガス圧20を加えて、バルブ21から取り出して利用でき
る。得られたナトリウムを分析したところ、不純物濃度
はすべての不純物に対して1ppm以下であつた。
純度精製容器には、ナトリウムイオンのみに透過性の固
体電解質（β″−アルミナ使用）14が装着されている。
β″−アルミナ管には電気絶縁用のα−アルミナリング
15が接着され、それを境に高純度精製容器は上部容器16
と下部容器22とに分割されている。β″−アルミナ管の
内外表面には、多孔質の電極17が張りめぐらされてい
る。従つて、直流電源18でβ″−アルミナ内外面に第１
図の極性で電場をかけると、蒸留装置から高純度精製装
置に送られたナトリウムは、β″−アルミナ管を透過し
て管内に蓄積する。ナトリウム中に含まれる不純物は、
β″−アルミナを透過できるいので管外の高純度精製下
部容器内に残留する。従つて、β″−アルミナ管でのナ
トリウム精製量が増えてくると、残留ナトリウム中の不
純物濃度が極端に増大してしまう。不純物の中でもカル
シウムやカリウム濃度が増大すると、β″−アルミナ破
損をもたらす。そこで、β″−アルミナ管でのナトリウ
ム精製を一定量実施したところで、バルブ19を開いて蓄
積した高濃度不純物を含むナトリウムを系外に排出し
た。β″−アルミナで精製されたナトリウムはアルゴン
ガス圧20を加えて、バルブ21から取り出して利用でき
る。得られたナトリウムを分析したところ、不純物濃度
はすべての不純物に対して1ppm以下であつた。
本発明によれば、ナトリウム中の全不純物を除去でき、
精製によつて装置内に蓄積した不純物濃度の高いナトリ
ウムを装置外に排出でき、また、不純物を吸着した非晶
質カーボンを交換できるので、長期にわたり、安定な精
製特性が得られ、装置寿命も延長できる。
精製によつて装置内に蓄積した不純物濃度の高いナトリ
ウムを装置外に排出でき、また、不純物を吸着した非晶
質カーボンを交換できるので、長期にわたり、安定な精
製特性が得られ、装置寿命も延長できる。
第１図は本発明の一実施例のナトリウム精製装置の系統
図、第２図は多孔質性非晶質カーボンのメツシユサイズ
と毛管ナトリウム量との関係を示す図である。 １……粗精製容器、4,11……非晶質カーボン、７……蒸
発器、８……凝縮器、10……蒸留ナトリウム溜、13……
高純度精製容器、14……β″−アルミナ管、15……α−
アルミナリング。
図、第２図は多孔質性非晶質カーボンのメツシユサイズ
と毛管ナトリウム量との関係を示す図である。 １……粗精製容器、4,11……非晶質カーボン、７……蒸
発器、８……凝縮器、10……蒸留ナトリウム溜、13……
高純度精製容器、14……β″−アルミナ管、15……α−
アルミナリング。
フロントページの続き (72)発明者 下屋敷 重広 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−2687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−43447（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−149965（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】ナトリウムが導入され、非晶質カーボンが
装着された非晶質カーボンによる精製機能部と、該精製
機能部で精製されたナトリウムが導入され、ナトリウム
の蒸発器と該蒸発器で蒸発したナトリウムを凝縮する凝
縮器を備えた蒸留による精製機能部と、該蒸留による精
製機能部で精製されたナトリウムが導入され、一対の電
極がナトリウムイオンを透過する固体電解質を介して配
置された固体電解質利用の精製機能部とを備えたことを
特徴とするナトリウム精製装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のナトリウム
精製装置において、前記蒸留による精製機能部で精製さ
れたナトリウムが接触される非晶質カーボンを備えたこ
とを特徴とするナトリウム精製装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載のナトリウム
精製装置において、前記非晶質カーボンによる精製機能
部は、前記非晶質カーボンの交換機構を有し、前記蒸留
による精製機能部或は前記固体電解質利用の精製機能部
は不純物濃度の高いナトリウムを系外に排出される機構
を備えたことを特徴とするナトリウム精製装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載のナトリウム
精製装置において、前記非晶質カーボンは50メッシュ以
下の多孔質カーボンであることを特徴とするナトリウム
精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264907A JPH0774406B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | ナトリウム精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264907A JPH0774406B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | ナトリウム精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127433A JPS62127433A (ja) | 1987-06-09 |
| JPH0774406B2 true JPH0774406B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17409869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264907A Expired - Lifetime JPH0774406B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | ナトリウム精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774406B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59149965U (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-06 | 住友軽金属工業株式会社 | 金属溶湯のインライン処理装置 |
| JPS602687A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Hitachi Ltd | ナトリウム精製方法 |
| JPS6043447A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-08 | Hitachi Ltd | 液体金属精製装置 |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP60264907A patent/JPH0774406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62127433A (ja) | 1987-06-09 |
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