캐스트너 과정
Castner process
Castner 공정은 약 330°C에서 용해된 수산화나트륨을 전기 분해하여 나트륨 금속을 제조하는 공정입니다.이 온도 이하에서는 용융이 굳어지고, 이 온도 이상에서는 용융된 나트륨이 용융에 녹기 시작합니다.
역사
나트륨 금속 생산을 위한 캐스트너 공정은 1888년 해밀턴 캐스트너에 의해 도입되었다.당시(Hall-Héroult 공정의 같은 해에 도입되기 전) 나트륨 금속의 주된 용도는 정제된 광석에서 알루미늄을 생산하는 환원제였습니다.카스트너 공정은 [1]탄소를 사용하여 고온에서 탄산나트륨을 감소시키는 기존 방법에 비해 나트륨 생산 비용을 절감했습니다.그 결과 알루미늄 생산 비용이 절감되었지만 나트륨 기준 감소 방식은 여전히 Hall-Héroult와 경쟁할 수 없었습니다.그럼에도 불구하고 캐스트너는 나트륨의 새로운 시장을 발견했기 때문에 캐스트너 공정은 계속되었다.1926년 다운스 셀이 캐스트너 프로세스를 [2]대체했습니다.
공정상세
다이어그램은 내부에 강철 실린더가 매달려 있는 세라믹 도가니를 보여줍니다.음극(C)과 양극(A)을 모두 철 또는 니켈로 한다.수산화나트륨이 목(B)에 고형이고 용기 몸체에 액체가 들어가도록 아래쪽은 더 시원하고 위쪽은 더 뜨겁다.나트륨 금속은 음극에서 형성되지만 융합된 수산화나트륨 전해질보다 밀도가 낮습니다.와이어 거즈(G)는 나트륨 금속을 포집 장치(P)[3]의 상부에 축적하도록 구속한다.음극 반응은
- 2+ Na + 2− e → 2 Na
양극 반응은
- 4− OH → O2 + 22 HO + 4 e−
온도가 상승했음에도 불구하고 생성된 물의 일부는 전해액에 [4]용해된 상태로 남아 있습니다.이 물은 전해질 전체에 확산되어 전해된 나트륨 금속에서 역반응을 일으킵니다.
- 2 Na + 22 HO → H2 + 2 Na+ + 2 OH−
(P)에서도 수소 가스가 축적된다.이것은 물론 프로세스의 효율을 저하시킵니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ 제조원 및 제조원 / 제20권, 제9호, 1888년
- ^ 원시인 화학:다우 일렉트로케미칼스
- ^ 뉴웰, 라이먼 C기술 화학 페이지 285; D.C. Heath와 회사, 출판사
- ^ 미국 특허 4276145
