电光源用稀有气体的制备
电光源用的稀有气体主要存在于空气中。氦也存在于天然气中。但各地区的天然气中含氦量很不一致,高的可达1~2%,个别地区甚至高达8%,低的仅含万分之几。
目前稀有气体中的氦主要取自天然气,或从以天然气为原料的工业中回收,天然气的成分主要是碳氢化合物,可以采用液化的方法使它们与氦分离。其他稀有气体(除氡外),都取自空气。以空气为原料制取各种稀有气体,首先要把空气液化。制得液态空气后,根据其各组分的沸点不同,可采用分级蒸馏的方法来分离出各种稀有气体。
液态空气中含量最大的是液态氮,其次是氧。氮的沸点是77.2K(-196℃),氧的沸点是90K(-183℃)。从表 8-2可以看出,稀有气体 Ho与 Ne的沸点比氮低得多。氩的沸点87.3K(-185.7℃),与氧的沸点非常接近。其他稀有气体的沸点都比氧高。如果控制温度可使氮先挥发出来,并收集之,那么氖将混在氮中,而氩、氪、氙等则留在液氧中。从氮中分离出氖,可以先在低温下使氮液化,再用活性炭吸附残余的N2气,因为吸附剂总是优先吸附沸点较高的气体。这样就可以分离出氖。从液氧中分离其他稀有气体,可以进一步控制温度进行分馏,这样可以先制得含氧达20%的粗制氩。氪与氙仍留在液氧中。把粗制氩与过量的氢混合,在一定条件下,使其中的氧转化为水,然后把残余气体通过灼热的氧化铜除去过剩的氢,便得到氩。混在液氧中的氪与氙,可再用分馏的方法使之与氧分离,然后在低温用选择性吸附方法使氪与氙彼此分离。