Mae paratoi
Oherwydd gweithgaredd cryf iawn Calsiwm Metal, fe'i cynhyrchwyd yn bennaf gan galsiwm clorid tawdd electrolytig neu galsiwm hydrocsid yn y gorffennol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r dull lleihau wedi dod yn brif ddull cynhyrchu Calsiwm Metel yn raddol.
Y dull lleihau yw defnyddio alwminiwm metel i leihau calch o dan wactod a thymheredd uchel, ac yna ei unioni i gael calsiwm.
Mae'r dull lleihau fel arfer yn defnyddio calchfaen fel deunydd crai, calsiwm ocsid calchynnu a phowdr alwminiwm fel asiant lleihau.
Mae'r calsiwm ocsid maluriedig a'r powdr alwminiwm yn cael eu cymysgu'n unffurf mewn cyfran benodol, eu gwasgu i mewn i flociau, a'u hadweithio o dan 0.01 gwactod a thymheredd 1050-1200 . Cynhyrchu anwedd calsiwm ac aluminate calsiwm.
Y fformiwla adwaith yw: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaO⢠Al2O3
Mae'r anwedd calsiwm gostyngol yn crisialu ar 750-400 ° C. Yna mae'r calsiwm crisialog yn cael ei doddi a'i gastio o dan amddiffyniad argon i gael ingot calsiwm trwchus.
Yn gyffredinol, mae cyfradd adennill calsiwm a gynhyrchir trwy ddull lleihau tua 60%.
Oherwydd bod ei broses dechnolegol hefyd yn gymharol syml, dull lleihau yw'r prif ddull ar gyfer cynhyrchu calsiwm metelaidd yn y blynyddoedd diwethaf.
Gall y hylosgiad o dan amodau arferol gyrraedd pwynt toddi calsiwm metelaidd yn hawdd, felly bydd yn achosi hylosgiad calsiwm metelaidd.
Yr electrolysis cynharach oedd y dull cyswllt, a gafodd ei wella'n ddiweddarach i'r electrolysis catod hylif.
Cymhwyswyd electrolysis cyswllt gyntaf gan W. Rathenau ym 1904. Mae'r electrolyte a ddefnyddir yn gymysgedd o CaCl2 a CaF2. Mae anod y gell electrolytig wedi'i leinio â charbon fel graffit, ac mae'r catod wedi'i wneud o ddur.
Mae calsiwm wedi'i ddadsordio'n electrolytig yn arnofio ar wyneb yr electrolyte ac yn cyddwyso ar y catod mewn cysylltiad â'r catod dur. Wrth i'r electrolysis fynd rhagddo, mae'r catod yn codi yn unol â hynny, ac mae'r calsiwm yn ffurfio gwialen siâp moron yn y catod.
Anfanteision cynhyrchu calsiwm trwy ddull cyswllt yw: defnydd mawr o ddeunyddiau crai, hydoddedd uchel Calsiwm Metel mewn electrolyte, effeithlonrwydd cerrynt isel, ac ansawdd cynnyrch gwael (tua 1% o gynnwys clorin).
Mae'r dull catod hylif yn defnyddio aloi copr-calsiwm (sy'n cynnwys 10% -15% calsiwm) fel y catod hylif a'r electrod graffit fel yr anod. Mae calsiwm wedi'i ddadsordio'n electrolytig yn cael ei ddyddodi ar y catod.
Mae cragen y gell electrolytig wedi'i gwneud o haearn bwrw. Mae'r electrolyte yn gymysgedd o CaCl2 a KCI. Dewisir copr fel cyfansoddiad aloi y catod hylif oherwydd bod rhanbarth pwynt toddi isel eang iawn yn y rhanbarth cynnwys calsiwm uchel yn y diagram cyfnod copr-calsiwm, ac aloi copr-calsiwm â chynnwys calsiwm o 60% -65 Gellir paratoi % o dan 700 ° C.
Ar yr un pryd, oherwydd pwysau anwedd bach copr, mae'n hawdd ei wahanu yn ystod y distyllu. Yn ogystal, mae gan aloion copr-calsiwm sy'n cynnwys 60% -65% o galsiwm ddwysedd uwch (2.1-2.2g / cm³), a all sicrhau dadlaminiad da gyda'r electrolyte. Ni ddylai'r cynnwys calsiwm yn yr aloi catod fod yn fwy na 62% -65%. Mae'r effeithlonrwydd presennol tua 70%. Defnydd CaCl2 fesul cilogram o galsiwm yw 3.4-3.5 cilogram.
Mae'r aloi copr-calsiwm a gynhyrchir gan electrolysis yn destun pob distylliad o dan amodau gwactod 0.01 Torr a thymheredd 750-800 i gael gwared ar amhureddau anweddol fel potasiwm a sodiwm.
Yna cynhelir yr ail ddistylliad gwactod ar 1050-1100 ° C, mae'r calsiwm wedi'i gyddwyso a'i grisialu yn rhan uchaf y tanc distyllu, ac mae'r copr gweddilliol (sy'n cynnwys 10% -15% calsiwm) yn cael ei adael ar waelod y tanc a'i ddychwelyd i'r electrolyzer i'w ddefnyddio.
Y calsiwm crisialog a dynnir allan yw calsiwm diwydiannol gyda gradd o 98% -99%. Os yw cyfanswm cynnwys sodiwm a magnesiwm yn y deunydd crai CaCl2 yn llai na 0.15%, gellir distyllu'r aloi copr-calsiwm unwaith i gael calsiwm metelaidd gyda chynnwys o â¥99%.
Gellir cael calsiwm purdeb uchel trwy drin calsiwm diwydiannol trwy ddistyllu gwactod uchel. Yn gyffredinol, rheolir y tymheredd distyllu i fod yn 780-820 ° C, a'r radd gwactod yw 1 × 10-4. Mae triniaeth distyllu yn llai effeithiol ar gyfer puro cloridau mewn calsiwm.
Gellir ychwanegu nitrid o dan y tymheredd distyllu i ffurfio halen dwbl ar ffurf CanCloNp. Mae gan y halen dwbl hwn bwysedd anwedd isel ac nid yw'n hawdd anweddol ac mae'n parhau i fod yn y gweddillion distyllu.
Trwy ychwanegu cyfansoddion nitrogen a phuro trwy ddistyllu gwactod, gellir lleihau swm yr elfennau amhuredd clorin, manganîs, copr, haearn, silicon, alwminiwm a nicel mewn calsiwm i 1000-100ppm, a chalsiwm purdeb uchel o 99.9% -99.99% gellir ei gael.
Wedi'i allwthio neu ei rolio i mewn i wiail a phlatiau, neu eu torri'n ddarnau bach a'u pecynnu mewn cynwysyddion aerglos.
Yn ôl y tri dull paratoi uchod, gellir gweld bod gan y dull lleihau broses dechnolegol syml, yn defnyddio llai o ynni ac yn defnyddio llai o amser, ac mae'n fwy addas ar gyfer cynhyrchu diwydiannol o
Felly, y dull lleihau yw'r prif ddull ar gyfer cynhyrchu Calsiwm Metal yn y blynyddoedd diwethaf.
