Hazırlanması
Kalsium Metalın çox güclü fəaliyyətinə görə, keçmişdə əsasən elektrolitik əridilmiş kalsium xlorid və ya kalsium hidroksid tərəfindən istehsal edilmişdir. Son illərdə azalma üsulu tədricən Kalsium Metalının istehsalının əsas üsuluna çevrilmişdir.
Azaltma üsulu vakuum və yüksək temperatur altında əhəng azaltmaq üçün metal alüminiumdan istifadə etmək və sonra kalsium əldə etmək üçün düzəltməkdir.
Reduksiya metodu adətən xammal kimi əhəngdaşı, azaldıcı kimi kalsine edilmiş kalsium oksidi və alüminium tozundan istifadə edir.
Toz halına salınmış kalsium oksidi və alüminium tozu müəyyən nisbətdə bərabər şəkildə qarışdırılır, bloklara sıxılır və 0,01 vakuum və 1050-1200 ° C temperaturda reaksiya verir. Kalsium buxarının və kalsium aluminatın əmələ gəlməsi.
Reaksiya düsturu: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Azaldılmış kalsium buxarı 750-400°C-də kristallaşır. Kristal kalsium daha sonra əridilir və sıx bir kalsium külçəsi əldə etmək üçün arqonun mühafizəsi altında tökülür.
Azaltma üsulu ilə istehsal olunan kalsiumun bərpa dərəcəsi ümumiyyətlə təxminən 60% -dir.
Onun texnoloji prosesi də nisbətən sadə olduğundan reduksiya üsulu son illərdə metal kalsiumun alınması üçün əsas üsuldur.
Normal şəraitdə yanma asanlıqla metal kalsiumun ərimə nöqtəsinə çata bilər, buna görə də metal kalsiumun yanmasına səbəb olacaqdır.
Əvvəlki elektroliz kontakt üsulu idi, sonradan maye katod elektrolizinə çevrildi.
Kontakt elektroliz ilk dəfə 1904-cü ildə W. Rathenau tərəfindən tətbiq edilmişdir. İstifadə olunan elektrolit CaCl2 və CaF2 qarışığıdır. Elektrolitik elementin anodu qrafit kimi karbonla, katod isə poladdan hazırlanmışdır.
Elektrolitik yolla desorbsiya olunmuş kalsium elektrolitin səthində üzür və polad katodla təmasda olan katodda kondensasiya olunur. Elektroliz irəlilədikcə, katod müvafiq olaraq yüksəlir və kalsium katodda yerkökü formalı çubuq əmələ gətirir.
Kontakt üsulu ilə kalsium istehsalının çatışmazlıqları aşağıdakılardır: xammalın böyük istehlakı, kalsium metalının elektrolitdə yüksək həll olması, aşağı cərəyan səmərəliliyi və məhsulun keyfiyyətsizliyi (təxminən 1% xlor).
Maye katod metodunda maye katod kimi mis-kalsium ərintisi (tərkibində 10%-15% kalsium olan) və anod kimi qrafit elektrod istifadə olunur. Elektrolitik yolla desorbsiya olunmuş kalsium katodda çökür.
Elektrolitik elementin qabığı çuqundan hazırlanır. Elektrolit CaCl2 və KCI qarışığıdır. Mis-kalsium faza diaqramında yüksək kalsiumun olduğu bölgədə çox geniş aşağı ərimə nöqtəsi bölgəsi və 60%-65 kalsium tərkibli mis-kalsium ərintisi olduğu üçün maye katodun ərinti tərkibi kimi mis seçilir. % 700 °C-dən aşağı temperaturda hazırlana bilər.
Eyni zamanda, misin kiçik buxar təzyiqinə görə, distillə zamanı asanlıqla ayrılır. Bundan əlavə, tərkibində 60%-65% kalsium olan mis-kalsium ərintiləri daha yüksək sıxlığa (2,1-2,2 q/sm³) malikdir, bu da elektrolitlə yaxşı delaminasiyanı təmin edə bilir. Katod ərintisindəki kalsiumun miqdarı 62-65% -dən çox olmamalıdır. Hazırkı səmərəlilik təxminən 70% -dir. Bir kiloqram kalsium üçün CaCl2 istehlakı 3,4-3,5 kiloqramdır.
Elektroliz nəticəsində əldə edilən mis-kalsium ərintisi, kalium və natrium kimi uçucu çirkləri çıxarmaq üçün 0,01 Torr vakuum və 750-800 temperatur şəraitində hər distillədən keçir.
Sonra ikinci vakuum distilləsi 1050-1100 ° C-də aparılır, kalsium distillə çəninin yuxarı hissəsində qatılaşdırılır və kristallaşdırılır və qalıq mis (10% -15% kalsium olan) dibində qalır. tank və istifadə üçün elektrolizatora qaytarıldı.
Çıxarılan kristal kalsium 98%-99% dərəcəsi ilə sənaye kalsiumudur. Xammal CaCl2-də natrium və maqneziumun ümumi miqdarı 0,15% -dən azdırsa, mis-kalsium ərintisi bir dəfə distillə edilə bilər və tərkibində ¥99% olan metal kalsium əldə edilə bilər.
Yüksək təmizlikli kalsium sənaye kalsiumunu yüksək vakuum distillə ilə müalicə etməklə əldə edilə bilər. Ümumiyyətlə, distillə temperaturu 780-820 ° C, vakuum dərəcəsi isə 1 × 10-4 səviyyəsində idarə olunur. Distillə müalicəsi kalsiumdakı xloridləri təmizləmək üçün daha az effektivdir.
CanCloNp şəklində ikiqat duz yaratmaq üçün nitridi distillə temperaturundan aşağı əlavə etmək olar. Bu ikiqat duz aşağı buxar təzyiqinə malikdir və asanlıqla uçucu deyil və distillə qalıqlarında qalır.
Azot birləşmələrinin əlavə edilməsi və vakuum distilləsi ilə təmizlənməsi ilə kalsiumdakı xlor, manqan, mis, dəmir, silisium, alüminium və nikelin çirk elementlərinin cəmini 1000-100 ppm, yüksək təmizlikli kalsiumu isə 99,9%-99,9% azaltmaq olar. əldə etmək olar.
Çubuqlara və lövhələrə ekstrüde edilmiş və ya yuvarlanmış və ya kiçik parçalara kəsilmiş və hava keçirməyən qablarda qablaşdırılmışdır.
Yuxarıda göstərilən üç hazırlamaq üsuluna əsasən, reduksiya metodunun sadə texnoloji prosesə malik olduğu, daha az enerji sərf etdiyi və daha az vaxt sərf etdiyi və sənaye istehsalı üçün daha uyğun olduğu görülə bilər.
Buna görə də, reduksiya üsulu son illərdə Kalsium Metalının istehsalı üçün əsas üsuldur.
