La preparazione di
A causa dell'attività molto forte del calcio metallico, in passato veniva prodotto principalmente da cloruro di calcio fuso elettrolitico o idrossido di calcio. Negli ultimi anni, il metodo di riduzione è gradualmente diventato il metodo principale per produrre calcio metallico.
Il metodo di riduzione consiste nell'utilizzare l'alluminio metallico per ridurre la calce sotto vuoto e ad alta temperatura, quindi rettificare per ottenere calcio.
Il metodo di riduzione utilizza solitamente calcare come materia prima, ossido di calcio calcinato e polvere di alluminio come agente riducente.
L'ossido di calcio polverizzato e la polvere di alluminio vengono miscelati uniformemente in una certa proporzione, pressati in blocchi e fatti reagire sotto vuoto 0,01 e temperatura 1050-1200 ℃. Generazione di vapore di calcio e alluminato di calcio.
La formula di reazione è: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Il vapore di calcio ridotto cristallizza a 750-400°C. Il calcio cristallino viene quindi fuso e colato sotto la protezione dell'argon per ottenere un denso lingotto di calcio.
Il tasso di recupero del calcio prodotto con il metodo di riduzione è generalmente di circa il 60%.
Poiché anche il suo processo tecnologico è relativamente semplice, il metodo di riduzione è il metodo principale per produrre calcio metallico negli ultimi anni.
La combustione in condizioni normali può facilmente raggiungere il punto di fusione del calcio metallico, quindi causerà la combustione del calcio metallico.
L'elettrolisi precedente era il metodo di contatto, successivamente migliorato nell'elettrolisi a catodo liquido.
L'elettrolisi per contatto fu applicata per la prima volta da W. Rathenau nel 1904. L'elettrolita utilizzato è una miscela di CaCl2 e CaF2. L'anodo della cella elettrolitica è rivestito di carbonio come la grafite e il catodo è in acciaio.
Il calcio desorbito elettroliticamente galleggia sulla superficie dell'elettrolita e si condensa sul catodo a contatto con il catodo in acciaio. Con il progredire dell'elettrolisi, il catodo si alza di conseguenza e il calcio forma un'asta a forma di carota sul catodo.
Gli svantaggi della produzione di calcio mediante metodo di contatto sono: grande consumo di materie prime, elevata solubilità del calcio metallico nell'elettrolita, bassa efficienza di corrente e scarsa qualità del prodotto (circa l'1% di contenuto di cloro).
Il metodo del catodo liquido utilizza una lega rame-calcio (contenente il 10%-15% di calcio) come catodo liquido e l'elettrodo di grafite come anodo. Il calcio desorbito elettroliticamente si deposita sul catodo.
Il guscio della cella elettrolitica è in ghisa. L'elettrolita è una miscela di CaCl2 e KCI. Il rame è selezionato come composizione della lega del catodo liquido perché c'è una regione molto ampia a basso punto di fusione nella regione ad alto contenuto di calcio nel diagramma di fase rame-calcio, e una lega rame-calcio con un contenuto di calcio del 60%-65 % può essere preparato al di sotto di 700 °C.
Allo stesso tempo, a causa della bassa tensione di vapore del rame, è facile separarlo durante la distillazione. Inoltre, le leghe rame-calcio contenenti il 60%-65% di calcio hanno una densità maggiore (2,1-2,2 g/cm³), che può garantire una buona delaminazione con l'elettrolita. Il contenuto di calcio nella lega catodica non deve superare il 62%-65%. L'efficienza attuale è di circa il 70%. Il consumo di CaCl2 per chilogrammo di calcio è di 3,4-3,5 chilogrammi.
La lega rame-calcio prodotta mediante elettrolisi viene sottoposta a ciascuna distillazione nelle condizioni di vuoto di 0,01 Torr e temperatura di 750-800 ℃ per rimuovere le impurità volatili come il potassio e il sodio.
Quindi viene effettuata la seconda distillazione sotto vuoto a 1050-1100 °C, il calcio viene condensato e cristallizzato nella parte superiore del serbatoio di distillazione e il rame residuo (contenente il 10%-15% di calcio) viene lasciato nella parte inferiore del serbatoio e restituito all'elettrolizzatore per l'uso.
Il calcio cristallino estratto è calcio industriale con una gradazione del 98%-99%. Se il contenuto totale di sodio e magnesio nella materia prima CaCl2 è inferiore allo 0,15%, la lega rame-calcio può essere distillata una volta per ottenere calcio metallico con un contenuto di â¥99%.
Il calcio ad alta purezza può essere ottenuto trattando il calcio industriale mediante distillazione ad alto vuoto. Generalmente, la temperatura di distillazione è controllata a 780-820°C e il grado di vuoto è 1×10-4. Il trattamento di distillazione è meno efficace per purificare i cloruri nel calcio.
Il nitruro può essere aggiunto al di sotto della temperatura di distillazione per formare un doppio sale sotto forma di CanCloNp. Questo doppio sale ha una bassa tensione di vapore e non è facilmente volatile e rimane nel residuo della distillazione.
Aggiungendo composti azotati e purificando mediante distillazione sotto vuoto, la somma degli elementi di impurità cloro, manganese, rame, ferro, silicio, alluminio e nichel nel calcio può essere ridotta a 1000-100 ppm e il calcio ad alta purezza del 99,9% -99,99% può essere ottenuto.
Estruso o arrotolato in tondini e lastre, oppure tagliato in piccoli pezzi e confezionato in contenitori ermetici.
Secondo i tre metodi di preparazione di cui sopra, si può vedere che il metodo di riduzione ha un processo tecnologico semplice, consuma meno energia e consuma meno tempo ed è più adatto alla produzione industriale di
Pertanto, il metodo di riduzione è il metodo principale per la produzione di calcio metallico negli ultimi anni.
