Небажаною домішкою є домішка кальцію, так як вона взаємодіє з нікелем, що містяться в сталевих трубопроводах, по яких циркулює розплавлений натрій. Крім цього, кальцій може відновлювати окис натрію, утворюючи ще менш розчинну в натрії окис кальцію.
Калій значно розчиняється в натрії. Евтектичних сплав Na-К застосовується як теплоносій в ядерних реакторах.
Очищення технічного натрію може здійснюватися двома способами: фільтруванням і дистиляцією (або ректифікацією).
Очищення натрію фільтруванням
Фільтруванням натрію при 120-150 ° С видаляються більш тугоплавкі нерозчинні домішки, головним чином його кисневі сполуки.
Для фільтрування натрію найкращими є металокерамічні фільтри, які мають такі суттєві переваги перед фільтрами зі спеціальних тканин або сіток; вони міцніші, жаротривкі, легко запресовуються або вваривать в вузли конструкції, корозійностійких і легко очищаються промиванням натрієм, продувкою азотом або прожарюванням в відновної середовищі або у вакуумі.
Для виготовлення фільтрів застосовується порошок марки АПЖМ наступного складу:> 98% Feобщ; <0,1% С; 0,5% Mn; 0,21% Si; 0,02% P и 0,02% S. Железо практически не растворимо в расплавленном натрии. Насыпная масса порошка равна 1,7 г/см3. Металлокерамические фильтры — глубинные, однако при соответствующем подборе размеров частиц порошка и пористости они по характеру работы приближаются к поверхностным. При этом основная масса загрязнений остается на поверхности фильтра, не забивая пор.
Пористість фільтрів дорівнює 40%. Фільтри пресують під тиском 2 т / см2. Спікання залізного порошку здійснюють в газовому середовищі, що складається з 75% водню і 25% окису вуглецю при 1200 ° С протягом 2 год.
Очищення натрію за допомогою охолоджуваних пасток
На рис. 8 представлений ескіз пастки з примусовою циркуляцією. Натрій, забруднений домішками, невеликим насосом, встановленим в контурі пастки, перекачується через пастку, в якій підтримується температура 150 ° С. При цьому надлишкова окис натрію осідає на сталевому дроті, що заповнює пастку. Очищений від окису натрію метал містить не більше 10 ч. О2 на 1 млн.
Очищення натрію дистиляцією і ректифікацією
Чистий натрій можна отримати багаторазової дистиляції натрію. На рис. 9 показана схема лабораторної установки для дистиляції натрію. Дистиляцію натрію проводять в наступній послідовності: спочатку в системі створюють вакуум, потім натрій з резервуара 1 переливають в збірник I, який отпаивают від резервуара 1. Збірник I нагрівають до 200-300 ° С, що насувається на нього піччю до тих пір, поки весь натрій НЕ буде дистильований в збірник (II). Після цього отпаивают перетяжку 2 і здійснюють вторинну дистиляцію натрію зі збірки II до збірки III, а потім, нарешті, отпаивают перетяжку збірника III. Перед вживанням збірник натрію III розкривають за допомогою магніту і залізного бойка, вкладеного в скляну трубку.
Хорслі застосував установку з нержавіючої сталі полунепреривного дії для фільтрації та вакуумної дистиляції натрію, калію і літію (рис. 10).
Фільтрація металів здійснювалася в конусоподібному фільтрувальних апараті в вакуумі 10в-4-10в-5 мм рт. ст. Під тиском аргону метал продавлювали через залізну дротяну набивання в розігрітий випарник 9. Пари металу конденсировались на кришці апарату, звідки метал стікав в жолоб 10 і далі в збірник 16. Після випаровування першої порції металу процес повторювали до повного заповнення збірника. Чистий метал зливали через клапани 8 в изложницу, яка перебувала під розрідженням. Швидкість дистиляції лужних металів становила для літію при 620 ° С 1,15 г / (см2 * год), для натрію при 330 ° С 1,3 г / (см2 * год) і для калію при 232 ° С 1,2 г / (см2 * год).
Хімічне очищення натрію
Для очищення натрію від окису може бути застосована його обробка активними металами (ураном, титаном і цирконієм), які відновлюють окис натрію і утворюють відповідні нерозчинні оксиди. Невеликі кількості калію можна видалити з натрію нагріванням його з графітом при температурі не вище 300 ° С і подальшою фільтрацією металу з метою відокремлення тугоплавкого з'єднання C8K.