Растворимость церия в расплавах (NaCl–KCl)–CeCl₃ при температуре 850°С

Расплавленные смеси хлоридов щелочных и поливалентных металлов нашли широкое применение при электролитическом рафинировании целого ряда металлов, например плутония. Выход по току в таких процессах зависит от многих факторов, среди которых наиболее значимыми являются коррозионная устойчивость изделий из керамических материалов, контактирующих с расплавами, а также растворимость очищаемого металла в расплавах, содержащих его хлорид. Так, при проведении рафинировочного электролиза для очистки жидкого церия в расплавленной эквимольной смеси хлоридов натрия и калия с начальной концентрацией трихлорида церия 3 мол. % удалось получить максимальный выход по току 63%. Было показано, что значительная часть потерь объясняется выделением щелочного металла и растворением металлического церия. Сведений о растворимости (поливалентного) металла в расплавленных солевых композициях, содержащих его хлорид, в литературе нет. Поэтому целью данной работы было определение растворимости металлического церия в расплаве (NaCl–KCl)–CeCl₃ при температуре электролиза 850°С. Была создана установка для определения растворимости церия с отбором проб солевого расплава без доступа окислителей. Этого достигали выливанием солевого расплава из стакана, где проходило насыщение расплава церием, во внешний стакан, не вскрывая прибор. Показано, что растворимость церия резко падает с уменьшением концентрации трихлорида церия и может быть аппроксимирована уравнением: N_Ce = 1.67∙10^–5∙x³ – 9.62∙10^–4∙x² + 4.50∙10^–2∙x, где N_Ce – концентрация растворенного церия в мол. %, а х – концентрация трихлорида церия в расплаве в мол. %.