熔盐电解法生产锶      (production of strontium by molten salt electrolysis)

氯化锶经熔盐电解产出金属锶的过程。主要包括氯化锶制取、氯化锶熔盐电解和熔盐电解产物真空蒸馏三大环节。

氯化锶制取      工业上制取SrCl₂ 的方法，是将天青石(SrSO₄ )矿磨细，在含HCl 10％的溶液中浸泡，使SrSO₄ 进入溶液与不溶的CaCO₃和大部分硫酸盐分离。然后往SrSO₄溶液中加入Na₂CO₃溶液，在333～343K温度下进行强烈搅拌，过程中约有80％的SrSO₄转化成SrCO₃沉淀。SrCO₃用盐酸溶解，转变成SrCl₂。过滤除去未反应的SrSO₄和石英等。所得滤液用Na₂CO₃沉淀出SrCO₃。SrCO₃经过洗涤烘干后，用盐酸转化、脱水可得纯度98％～99％的SrCl₂   。

氯化锶熔盐电解     熔盐电解法生产金属锶有接触阴极法电解和液体阴极法电解两种方法。

接触阴极法电解     金属锶比钙活泼，锶在SrCl₂ 熔体中的溶解度(15．65％)大于金属钙在CaCl₂ 熔体中的溶解度(13％)。电解温度越高，电极面积越大，锶溶解后反应生成的SrCl₂越多。因此，电解控制在阴极和电解质熔体接触的较低温度下进行，以减少锶的溶解损失。

接触阴极法电解的电解槽内衬石墨兼作阳极，阴极为可以升降的水冷钢棒。电解质由含SrCl ₂ 的摩尔分数为60％～80％和含KCl的摩尔分数为32％～40％的混合物组成。电解电流密度一般采用10～30A／cm² ，在通直流电后迅速调整水冷阴极位置，使其末端刚好与熔盐表面接触，处在阴极末端附近的电解质被局部加热熔化，保持略高于锶熔点的温度。这样，电解析出的液态锶球便在水冷阴极上冷凝为固体锶棒。当阴极逐渐提升时，新析出的液态锶不断冷凝在锶棒上。在锶棒表面上覆盖着一层凝固的电解质。此种水冷式接触阴极能减少锶在SiCl₂ - KCl 熔盐中的溶解损失，防止处于高温下锶球的氧化燃烧。锶棒增至一定长度后停止电解，从阴极上锯下锶棒。水冷阴极棒底表面经清洁处理后可重新开始电解。接触阴极法电解存在原料消耗大、电解槽生产能力低，劳动强度大、成本高等问题，逐渐为其他生产方法所代替。

液体阴极法电解       用铜锶合金作液体阴极，电解质为无水的SrCl₂ 和KCl。KCl还起降低电解质熔点和提高电解质导电性能的作用。氯化锶电解的电解槽内衬铸铁并兼作阴极，外壳用钢板焊成，中间填充耐火材料。石墨阳极置于电解槽上方，固定在可自由升降的金属架上。

电解于较低的温度下进行，在阳极上析出氯气，在液体阴极上析出金属钙。电解槽内的液体锶铜合金液面由于钙的析出而不断升高。当锶铜合金液面升至一定高度时，便终止电解。从电解槽内取出大部分锶铜合金，保留一定量在槽底，留作下次开槽用。到下一次开槽时，在电解槽底均匀地敷上一层铜块，调整好阳极底面与铜层的距离。在阳极和铜层之间加入部分固态电解质，然后注入熔融的电解质．，接通直流电，便开始新一轮电解。

熔盐电解产物真空蒸馏        液体阴极法电解制得的含锶50％～60％的锶铜合金在立式蒸馏罐中进行真空蒸馏。由于在同一温度和压力下锶的蒸气压远大于铜，因而在真空蒸馏的条件下，锶转变成气体，铜等一些蒸气压小的杂质仍保留在蒸馏残余的铜锶合金中。蒸气压比锶大的镁、钠、钾等在真空蒸馏过程中也呈气体蒸出，在蒸馏罐上部区段冷凝。

立式蒸馏罐用耐热钢板焊接而成，其上部外壁设有冷却水套，盖子上有连接真空系统的连接管。蒸馏罐内放入用耐热钢板焊成的装料桶，用来盛装待蒸馏的镍铜合金。在蒸馏罐内的水冷却套部位装配有圆筒式冷凝器，从合金中蒸馏出的锶在其上冷凝结晶。装料桶与冷凝器之间设有挡热屏，用来控制冷凝器各区的温度。

在温度1223～1273K、真空压力0．1332Pa的条件下蒸馏锶铜合金中锶的蒸出率为60％～80％，提取率90％，锶的纯度约99％。蒸馏后的残余铜锶合金含锶10％～26％，返回电解作液体阴极。