Proces Castnera - Castner process

Schemat aparatu procesowego Castnera

Proces Castnera to proces wytwarzania metalu sodu poprzez elektrolizę stopionego wodorotlenku sodu w temperaturze około 330 ° C. Poniżej tej temperatury stop krzepnie; powyżej tej temperatury stopiony sód zacząłby rozpuszczać się w stopie.

Historia

Proces Castnera do produkcji metalu sodowego został wprowadzony w 1888 roku przez Hamiltona Castnera . W tamtym czasie (przed wprowadzeniem w tym samym roku procesu Hall-Héroulta ) sodem metalicznym stosowano głównie jako reduktor do produkcji aluminium z jego oczyszczonych rud. Proces Castnera obniżył koszty produkcji sodu w porównaniu ze starą metodą redukcji węglanu sodu w wysokiej temperaturze przy użyciu węgla . To z kolei obniżyło koszty produkcji aluminium, chociaż metoda redukcji sodem nadal nie mogła konkurować z Hall-Héroult. Niemniej jednak proces Castnera był kontynuowany, ponieważ Castner znalazł nowe rynki zbytu sodu. W 1926 roku komórka Downs zastąpiła proces Castnera.

Szczegóły procesu

Schemat przedstawia tygiel ceramiczny ze stalowym cylindrem zawieszonym wewnątrz. Zarówno katoda (C), jak i anoda (A) są wykonane z żelaza lub niklu. Temperatura jest niższa na dole i wyższa na górze, tak że wodorotlenek sodu jest stały w szyjce (B) i ciekły w korpusie naczynia. Sód metaliczny tworzy się na katodzie, ale jest mniej gęsty niż stopiony elektrolit wodorotlenku sodu. Siatka druciana (G) ogranicza gromadzenie się metalu sodu w górnej części urządzenia zbierającego (P). Reakcja katodowa jest

2 Na + + 2 e - → 2Na

Reakcja anodowa jest

4 OH - → O 2 + 2 H 2 O + 4 e -

Pomimo podwyższonej temperatury część wytworzonej wody pozostaje rozpuszczona w elektrolicie. Ta woda dyfunduje przez elektrolit i powoduje odwrotną reakcję zachodzącą na elektrolizowanym metalu sodu:

2 Na + 2 H 2 O → H 2 + 2 Na + + 2 OH -

z wodorem również gromadzącym się w (P). To oczywiście obniża wydajność procesu.

Bibliografia