Натрий металлический в слитках Na в Минске


Натрий металлический в слитках Na: технические характеристики и применение

Натрий металлический в слитках Na — щелочной металл технической чистоты, выпускаемый в форме отливок массой от 0,5 до 5 кг. Температура плавления — 97,8 C, плотность при 20 C — 0,968 г/см. Металл относится к группе щелочных, активно реагирует с водой и влагой воздуха, поэтому хранится и транспортируется под слоем минерального масла, керосина или в герметичной таре с инертной атмосферой (аргон, азот).

Марки и нормативная база

Слитковый натрий поставляется по ГОСТ 3273-75 и ТУ производителей. Основные марки:

  • Na технический (марка А) — содержание основного вещества не менее 99,5 %;
  • Na технический (марка Б) — не менее 99,0 %;
  • Na реактивный (х.ч.) — не менее 99,9 % для лабораторного применения;
  • Na особой чистоты (ос.ч.) — не менее 99,99 % для полупроводниковой и ядерной отраслей.

Лимитируемые примеси: калий, кальций, железо, кремний, хлор-ионы. Содержание калия в марке А не превышает 0,1 %, что критично для теплоносителей, где примесь К снижает температуру застывания эвтектики Na–K.

Физико-химические свойства

ПараметрЗначениеУсловия измеренияВлияние на применениеПримечание
Температура плавления97,8 Cатм. давлениепорог расплава в контуресправочная величина
Температура кипения883 C101,3 кПаограничение по перегреву—
Плотность0,968 г/см20 Cрасчёт масс слитковтвёрдое состояние
Теплопроводность142 Вт/(мК)100 Cэффективность теплоотводажидкий Na
Теплота плавления113 кДж/кг97,8 Cрасчёт плавильных ванн—
Электропроводность2,110 См/м20 Cтоковедущие элементытвёрдый Na

Области применения слиткового натрия

Металлический натрий в слитках востребован в следующих отраслях:

  • Ядерная энергетика — теплоноситель первого контура реакторов на быстрых нейтронах (БН-600, БН-800), где жидкий Na обеспечивает отвод тепла при 400–550 C;
  • Химический синтез — восстановитель в производстве титана, циркония, тантала методом натриетермии;
  • Производство натрийорганических соединений — катализаторы полимеризации каучуков, синтез тетраэтилсвинца (исторически);
  • Металлургия — раскисление и десульфурация специальных сталей и сплавов;
  • Производство мыл и синтетических моющих средств — омыление жирных кислот;
  • Лабораторная практика — осушитель органических растворителей, реагент для реакции Вюрца.

Условия хранения и обращения

Слитки Na хранят в герметичных стальных барабанах под слоем трансформаторного масла или в среде сухого аргона. При контакте с влагой воздуха металл окисляется с образованием гидроксида и выделением водорода, что создаёт пожаро- и взрывоопасную концентрацию. Работы проводят в перчаточных боксах с инертной атмосферой или в вытяжных шкафах. Температура хранения — от –20 до +30 C, влажность — не выше 60 %. Транспортировка — только в закрытой таре, исключающей контакт с водой и галогенами.

Вопросы и ответы

Какова температура плавления натрия металлического в слитках?

Температура плавления натрия — 97,8 C при атмосферном давлении. Это позволяет переводить слитки в жидкое состояние в стандартных плавильных ваннах с электрообогревом.

Как хранить слитки натрия, чтобы избежать возгорания?

Слитки хранят под слоем минерального масла, керосина или в герметичной таре с аргоном. Контакт с водой и влажным воздухом недопустим — реакция сопровождается выделением водорода и тепла.

Какие примеси ограничиваются в марке А по ГОСТ 3273-75?

Нормируется содержание калия (не более 0,1 %), кальция, железа, кремния и хлор-ионов. Суммарная доля примесей не превышает 0,5 %.

Можно ли использовать натрий в слитках как теплоноситель?

Да, жидкий натрий применяется в контурах реакторов на быстрых нейтронах и в системах охлаждения при рабочих температурах 400–550 C. Теплопроводность жидкого Na — 142 Вт/(мК) при 100 C.