RU2002107442A

RU2002107442A - Электрохимический способ получения щелочного металла из водного раствора

Info

Publication number: RU2002107442A
Application number: RU2002107442/02A
Authority: RU
Inventors: Херманн ПЮТТЕР; Гюнтер Хубер; Керстин ШИРЛЕ-АРНДТ; Дитер ШЛЭФЕР; Йозеф Гут
Original assignee: Басф Акциенгезельшафт
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2003-09-27

Claims

1. Электролизер, состоящий из анодной ячейки с водным раствором, по меньшей мере, одной соли щелочного металла, катодной ячейки и твердого электролита, отделяющего анодную ячейку от катодной ячейки, отличающийся тем, что часть поверхности твердого электролита, контактирующая с анодной ячейкой, и/или часть поверхности твердого электролита, контактирующая с катодной ячейкой, имеет, по меньшей мере, еще один ионопроводящий слой.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что (а) по меньшей мере, одна соль щелочного металла является солью лития или смесью из двух или нескольких его солей и твердый электролит выбирают из группы, состоящей из лития-β-алюминийоксида, лития-β"-алюминийоксида и лития-β/β"-алюминийоксида и являющихся аналогом лития керамических материалов NASICON, материалов LISICON и проводников ионов лития с перовскит-структурой, или (б) по меньшей мере, одна соль щелочного металла является солью натрия или смесью из двух или нескольких его солей и твердый электролит выбирают из группы, состоящей из натрия-β-алюминийоксида алюминия, натрия-β"-алюминийоксида и натрия-β/β"-алюминийоксида и керамических материалов NASICON, или (в) по меньшей мере, одна соль щелочного металла является солью калия или смесью из двух или нескольких его солей и твердый электролит выбирают из группы, состоящей из калия-β-оксида алюминия, калия-β"-оксида алюминия и калия-β/β"-оксида алюминия и керамических материалов NASICON, являющихся аналогом калия.

3. Электролизер по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере, один ионопроводящий слой, имеющий находящуюся в контакте с анодной ячейкой поверхность твердого электролита, представляет собой полимерный электролит, керамический электролит, соединение, включающее в себя ионы щелочного металла, по меньшей мере, одной соли щелочного металла по п.1, или смесь из двух или нескольких указанных солей.

4. Электролизер по пп.1 - 3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один ионопроводящий слой, имеющий находящуюся в контакте с катодной ячейкой поверхность твердого электролита, представляет собой соль щелочного металла, при этом щелочной металл аналогичен металлу соли щелочного металла по п.1, соединение, включающее в себя ионы щелочного металла, по меньшей мере, одной соли щелочного металла по п.1 или смесь из двух или нескольких указанных солей.

5. Электролизер по п.4, отличающийся тем, что (а) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью лития или смесью двух или нескольких его солей, и(аа) соль щелочного металла, имеющая находящуюся в контакте с катодной ячейкой поверхность твердого электролита, выбирают из группы, состоящей из LiOH, LiNH₂, LiCI, LiBr, Lil, LiOR и смеси из двух или нескольких указанных солей, (бб) соединение, включающее в себя ионы лития, является, например, графитом, C₆Li или их смесью, или (б) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью натрия или смесью двух или нескольких его солей, и (аа) соль щелочного металла, имеющая находящуюся в контакте с катодной ячейкой поверхность твердого электролита, выбирают из группы, состоящей из NaOH, NaNH₂, NaCl, NaBr, Nal, NaOR и смеси из двух или нескольких указанных солей, (бб) соединение, включающее в себя ионы натрия, является, например, графитом, C₈Na или их смесью, или (в) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью калия или смесью двух или нескольких его солей, и (аа) соль щелочного металла, имеющая находящуюся в контакте с катодной ячейкой поверхность твердого электролита, выбирают из группы, состоящей из КОН, KNH₂, KCl, KBr, Kl, KOR и смеси из двух или нескольких указанных солей, (бб) соединение, включающее в себя ионы калия, является, например, графитом, С₈К или их смесью, при этом радикал R означает алкильный радикал с прямой или разветвленной цепью с числом атомов углерода от 1 до 5.

6. Электролизер по пп.1 - 5, отличающийся тем, что (а) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью лития или смесью из двух или нескольких его солей, а катод состоит из лития, или (б) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью натрия или смесью из двух или нескольких его солей, а катод состоит из натрия, или (в) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью калия или смесью из двух или нескольких его солей, а катод состоит из калия.

7. Электролизер по пп.1 - 6, отличающийся тем, что катод является стальным катодом и отделен от твердого электролита жидким электролитом, преимущественно, расплавом электролита.

8. Электролизер по п.7, отличающийся тем, что (а) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью лития или смесью из двух или нескольких его солей, а расплав электролита является расплавом LiOH, или (б) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью натрия или смесью из двух или нескольких его солей, а расплав электролита выбирается из группы, состоящей из расплава NaOH, расплава NaNH₂ или их смеси, или (в) по меньшей мере, одна соль щелочного металла по п.1 является солью калия или смесью из двух или нескольких его солей, а расплав электролита выбирается из группы, состоящей из расплава КОН, расплава KNH₂ или их смеси.

9. Способ получения щелочного металла из водного раствора, содержащего, по меньшей мере, одну соль этого щелочного металла, с использованием электролизера по пп.1-8.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что из отходов щелочного металла извлекают водный раствор, по меньшей мере, одной соли щелочного металла.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что из отходов лития извлекают водный раствор соли лития.