金屬鈉的性質(zhì)設(shè)計(jì)思路

金屬鈉有相當(dāng)大的一部分用于制造一種抗爆劑--四乙基鉛，它能降低汽油的爆震性，減少在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用汽油時(shí)發(fā)生的噪音.四乙基鉛通常是使氯乙烷跟金屬鈉和鉛的合金(鈉鉛齊)起反應(yīng)而制成的.

4C2H5Cl+4Na+Pb==(C2H5)4Pb+4NaCl

金屬鈉能從鈦，鋯，鈮，鉭等金屬元素的化合物中把它們置換出來(lái).例如:

TiCl4+4Na==Ti+4NaCl

鈮和鉭通常是共生在某一種礦物內(nèi)，一般是先分離它們的氟化物，然后再用金屬鈉置換出鈮和鉭.

NbF5+5Na==Nb+5NaF

TaF5+5Na==Ta+5NaF

鈉還用于制造過(guò)氧化鈉等化合物.

鈉和鉀組成的合金在常溫時(shí)是液體，用于快中子增殖反應(yīng)堆作熱交換流體.下面列出幾種鈉鉀合金的熔點(diǎn).

高壓鈉燈現(xiàn)在已大量應(yīng)用于道路和廣場(chǎng)的照明.由于它不降低照度水平而又能減少能源消耗，所以有取代高壓汞燈的趨勢(shì).早在1950年就在實(shí)驗(yàn)室中解決了鈉蒸氣的氣體放電發(fā)光問(wèn)題，但由于需要解決在高溫高壓下鈉蒸氣有很強(qiáng)的腐蝕性的問(wèn)題，直到1965年才制出了第一支高壓鈉燈.高壓鈉燈雖問(wèn)世較晚，但發(fā)展很快.

鈉燈也可用于洗相的暗室，因?yàn)檫@種黃光不會(huì)使相紙曝光.

(1)做還原劑，用以將鈦，鋯，鈮，鉭等在國(guó)防工業(yè)上有重要用途的金屬?gòu)钠淙廴诘柠u化物中還原出來(lái).(2)做化工原料，用以生產(chǎn)丁鈉橡膠，氫化鈉，過(guò)氧化鈉，氰化鈉等含鈉化合物(3)制造合金.鈉與汞的合金鈉汞齊，用做有機(jī)合成的還原劑.鈉鉛合金Na4Pb，用于汽油抗爆劑四乙基鉛的生產(chǎn):Na4Pb+4C2H5Cl=(C2H5)4Pb+4NaCl.鈉鉀合金，在室溫下呈液態(tài)，它的密度，粘度小，比熱大，導(dǎo)熱率高，用做核反應(yīng)堆的冷卻劑和熱交換劑.(4)做電光源.鈉蒸氣的黃光透霧力強(qiáng)，用鈉制造的高壓鈉燈廣泛用于公路照明.

目前，世界上金屬鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法(鹽法電解)，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法(堿法電解)。

電解氯化鈉制金屬鈉通常在電解槽里進(jìn)行。電解時(shí)氯化鈉需要熔融，氯化鈉的熔點(diǎn)為801℃，在技術(shù)上有困難。用熔融溫度約為580℃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%氯化鈉和60%氯化鈣的低溫共熔物(即兩種或兩種以上物質(zhì)形成的熔點(diǎn)最低的混合物)，降低了電解時(shí)所需的溫度，從而也減低了鈉的蒸氣壓。電解時(shí)，氯氣在陽(yáng)極放出，當(dāng)電流通過(guò)熔鹽時(shí)，金屬鈉和金屬鈣同時(shí)被還原出來(lái)，浮在陰極上方的熔鹽上面，從管道溢出。把熔融的金屬混合物冷卻到105~110℃，金屬鈣成晶體析出，經(jīng)過(guò)濾就可以把金屬鈉跟金屬鈣分離。

金屬鈉是生產(chǎn)丁鈉橡膠的重要原料。丁鈉橡膠又稱(chēng)丁二烯橡膠，它是由丁二烯與金屬鈉催化聚合而成。金屬鈉又是生產(chǎn)多種試劑如過(guò)氧化鈉、氰化鈉、氫化鈉和銨基化鈉的原料。過(guò)氧化鈉對(duì)解決高山和水下缺氧有獨(dú)特作用，它能把人體呼出的二氧化碳吸收，同時(shí)放出氧氣，因此，能幫助深海潛水員、潛艇艙內(nèi)人員可以在水下進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的活動(dòng)。金屬鈉傳熱系數(shù)極高，極端穩(wěn)定，而且不聚合，不碳化，也不分解，因而鈉及其合金常用作傳熱介質(zhì)。飛機(jī)引擎內(nèi)的鈉冷閥中，就是用鈉作為傳熱介質(zhì)的。除上述良好性能外，它的沸點(diǎn)高，在高溫下對(duì)一般金屬無(wú)侵蝕性，同時(shí)中子吸收截面相當(dāng)高，因而在原子能動(dòng)力裝置中，也用它作為傳熱介質(zhì)。

國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要是吉蘭泰鹽化集團(tuán)蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司和泰達(dá)制鈉公司，吉蘭泰鹽化集團(tuán)蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司投資約2億元建成年產(chǎn)2.4萬(wàn)噸金屬鈉項(xiàng)目并已投產(chǎn)，其生產(chǎn)能力在亞洲位居第一，在世界可名列第三。泰達(dá)制鈉公司金屬鈉生產(chǎn)能力為年產(chǎn)8000噸。作為金屬鈉的延伸產(chǎn)品--高純度金屬鈉，是核工業(yè)生產(chǎn)原料。吉蘭泰鹽化集團(tuán)蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司投資3000萬(wàn)元建成年產(chǎn)500噸的高純度金屬鈉車(chē)間并已投產(chǎn)。

生產(chǎn)金屬鈉的主要方法是電解食鹽。制鈉的原料必須是經(jīng)過(guò)加工的精制鹽。為降低電解質(zhì)的熔點(diǎn)，并改善電解質(zhì)的物理性能，通常加氯化鍶(或氯化鈣)的兩元電解質(zhì)，或加氯化鋇、氯化鍶和氯化鈣組成的四元電解質(zhì)。

生產(chǎn)鈉的一項(xiàng)重要設(shè)備是電解槽，槽里有單園柱形石墨陽(yáng)極和多陽(yáng)極、園筒形環(huán)狀鑄鋼陽(yáng)極和鐵制隔膜等。用電解法生產(chǎn)金屬鈉，每生產(chǎn)1噸金屬鈉需耗鹽2.8噸。電解槽內(nèi)的溫度高達(dá)數(shù)百度，電力消耗大，每生產(chǎn)1噸金屬鈉要耗電1.1~1.2萬(wàn)度，是耗能大戶。由于中國(guó)電力不足，因此金屬鈉的生產(chǎn)還不能有太大的發(fā)展。