ning tayyorlanishi
Kaltsiy metallining juda kuchli faolligi tufayli u asosan elektrolitik eritilgan kaltsiy xlorid yoki o'tmishda kaltsiy gidroksid tomonidan ishlab chiqarilgan. So'nggi yillarda kamaytirish usuli asta-sekin kaltsiy metallini ishlab chiqarishning asosiy usuliga aylandi.
Kamaytirish usuli - vakuum va yuqori harorat ostida ohakni kamaytirish uchun metall alyuminiydan foydalanish va keyin kaltsiyni olish uchun rektifikatsiya qilish.
Qaytarilish usuli odatda xom ashyo sifatida ohaktoshdan, kaltsiy oksidi kaltsiyidan va alyuminiy kukunidan kamaytiruvchi sifatida ishlatiladi.
Tozalangan kaltsiy oksidi va alyuminiy kukuni ma'lum bir nisbatda bir xilda aralashtiriladi, bloklarga bosiladi va 0,01 vakuum va 1050-1200 ° C haroratda reaksiyaga kirishadi. Kaltsiy bug'i va kaltsiy aluminatini hosil qilish.
Reaksiya formulasi: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Qaytarilgan kaltsiy bug'i 750-400 ° S da kristallanadi. Keyinchalik kristalli kaltsiy eritiladi va zich kaltsiy ingotini olish uchun argon himoyasi ostida quyiladi.
Qayta tiklash usuli bilan ishlab chiqarilgan kaltsiyning tiklanish darajasi odatda taxminan 60% ni tashkil qiladi.
Uning texnologik jarayoni ham nisbatan sodda bo'lganligi sababli, qaytarilish usuli so'nggi yillarda metall kaltsiyni ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi.
Oddiy sharoitlarda yonish metall kaltsiyning erish nuqtasiga osongina etib borishi mumkin, shuning uchun u metall kaltsiyning yonishiga olib keladi.
Ilgari elektroliz kontakt usuli bo'lib, keyinchalik suyuq katod elektroliziga takomillashtirildi.
Kontakt elektroliz birinchi marta 1904 yilda V. Rathenau tomonidan qo'llanilgan. Qo'llaniladigan elektrolit CaCl2 va CaF2 aralashmasidir. Elektrolitik hujayraning anodi grafit kabi uglerod bilan qoplangan, katod esa po'latdan yasalgan.
Elektrolitik desorbsiyalangan kaltsiy elektrolitlar yuzasida suzadi va po'lat katod bilan aloqa qilganda katodda kondensatsiyalanadi. Elektroliz jarayoni davom etar ekan, katod mos ravishda ko'tariladi va kaltsiy katodda sabzi shaklidagi tayoq hosil qiladi.
Kontakt usulida kaltsiy ishlab chiqarishning kamchiliklari quyidagilardan iborat: xom ashyoning katta iste'moli, kaltsiy metallining elektrolitda yuqori eruvchanligi, past oqim samaradorligi va past mahsulot sifati (taxminan 1% xlor miqdori).
Suyuq katod usuli suyuq katod sifatida mis-kaltsiy qotishmasidan (tarkibida 10% -15% kaltsiy bo'lgan) va anod sifatida grafit elektroddan foydalanadi. Elektrolitik desorbsiyalangan kaltsiy katodda to'planadi.
Elektrolitik hujayraning qobig'i quyma temirdan yasalgan. Elektrolit CaCl2 va KCI aralashmasidir. Suyuq katodning qotishma tarkibi sifatida mis tanlangan, chunki mis-kaltsiy fazasi diagrammasida kaltsiy miqdori yuqori bo'lgan mintaqada juda keng past erish nuqtasi mintaqasi va kaltsiy miqdori 60% -65 bo'lgan mis-kaltsiy qotishmasi mavjud. % 700 °C dan past haroratda tayyorlanishi mumkin.
Shu bilan birga, misning kichik bug 'bosimi tufayli, distillash paytida uni ajratish oson. Bundan tashqari, tarkibida 60% -65% kaltsiy bo'lgan mis-kaltsiy qotishmalari yuqori zichlikka ega (2,1-2,2 g / sm³), bu elektrolitlar bilan yaxshi delaminatsiyani ta'minlaydi. Katod qotishmasidagi kaltsiy miqdori 62% -65% dan oshmasligi kerak. Hozirgi samaradorlik taxminan 70% ni tashkil qiladi. Bir kilogramm kaltsiy uchun CaCl2 iste'moli 3,4-3,5 kilogrammni tashkil qiladi.
Elektroliz yo'li bilan ishlab chiqarilgan mis-kaltsiy qotishmasi kaliy va natriy kabi uchuvchi aralashmalarni olib tashlash uchun 0,01 Torr vakuum va 750-800 ° C haroratda har bir distillashdan o'tkaziladi.
Keyin ikkinchi vakuum distillash 1050-1100 ° S da amalga oshiriladi, kaltsiy distillash idishining yuqori qismida kondensatsiyalanadi va kristallanadi va qoldiq mis (tarkibida 10% -15% kaltsiy bo'lgan) pastki qismida qoldiriladi. tankga solib, foydalanish uchun elektrolizatorga qaytariladi.
Chiqarilgan kristalli kaltsiy 98% -99% darajasiga ega sanoat kaltsiyidir. Agar CaCl2 xom ashyosidagi natriy va magniyning umumiy miqdori 0,15% dan kam bo'lsa, mis-kaltsiy qotishmasini bir marta distillash orqali ¥99% gacha bo'lgan metall kaltsiy olish mumkin.
Yuqori toza kaltsiyni sanoat kaltsiyini yuqori vakuumli distillash bilan davolash orqali olish mumkin. Odatda, distillash harorati 780-820 ° C, vakuum darajasi 1 × 10-4 gacha nazorat qilinadi. Kaltsiydagi xloridlarni tozalash uchun distillash bilan ishlov berish unchalik samarali emas.
CanCloNp shaklida qo'sh tuz hosil qilish uchun nitrid distillash haroratidan pastroq qo'shilishi mumkin. Bu qo'sh tuz past bug' bosimiga ega va oson uchuvchan emas va distillash qoldig'ida qoladi.
Azot birikmalarini qo'shish va vakuumli distillash orqali tozalash orqali kaltsiy tarkibidagi xlor, marganets, mis, temir, kremniy, alyuminiy va nikelning nopoklik elementlarining yig'indisi 1000-100ppm gacha va yuqori toza kaltsiyni 99,9% -99,9% gacha kamaytirish mumkin. olish mumkin.
Chiqib ketgan yoki novdalar va plitalarga o'ralgan yoki kichik bo'laklarga bo'lingan va havo o'tkazmaydigan idishlarga qadoqlangan.
Yuqoridagi uchta tayyorlash usuliga ko'ra, reduksiya usuli oddiy texnologik jarayonga ega bo'lib, kamroq energiya sarflaydi va kamroq vaqt sarflaydi va sanoat ishlab chiqarish uchun ko'proq mos keladi.
Shu sababli, pasaytirish usuli so'nggi yillarda kaltsiy metallini ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi.
