Η προετοιμασία του
Λόγω της πολύ ισχυρής δραστηριότητας του μετάλλου ασβεστίου, παρήχθη κυρίως από ηλεκτρολυτικό τηγμένο χλωριούχο ασβέστιο ή υδροξείδιο του ασβεστίου στο παρελθόν. Τα τελευταία χρόνια, η μέθοδος αναγωγής έγινε σταδιακά η κύρια μέθοδος παραγωγής μετάλλου ασβεστίου.
Η μέθοδος αναγωγής είναι η χρήση μεταλλικού αλουμινίου για τη μείωση του ασβέστη υπό κενό και υψηλή θερμοκρασία, και στη συνέχεια η ανόρθωση για τη λήψη ασβεστίου.
Η μέθοδος αναγωγής χρησιμοποιεί συνήθως ασβεστόλιθο ως πρώτη ύλη, πυρωμένο οξείδιο ασβεστίου και σκόνη αλουμινίου ως αναγωγικό παράγοντα.
Το κονιοποιημένο οξείδιο του ασβεστίου και η σκόνη αλουμινίου αναμειγνύονται ομοιόμορφα σε μια ορισμένη αναλογία, συμπιέζονται σε τεμάχια και αντιδρούν υπό κενό 0,01 και θερμοκρασία 1050-1200 . Δημιουργία ατμών ασβεστίου και αργιλικού ασβεστίου.
Ο τύπος αντίδρασης είναι: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Ο ανηγμένος ατμός ασβεστίου κρυσταλλώνεται στους 750-400°C. Το κρυσταλλικό ασβέστιο στη συνέχεια τήκεται και χυτεύεται υπό την προστασία αργού για να ληφθεί μια πυκνή ράβδος ασβεστίου.
Ο ρυθμός ανάκτησης του ασβεστίου που παράγεται με τη μέθοδο αναγωγής είναι γενικά περίπου 60%.
Επειδή η τεχνολογική της διαδικασία είναι επίσης σχετικά απλή, η μέθοδος αναγωγής είναι η κύρια μέθοδος για την παραγωγή μεταλλικού ασβεστίου τα τελευταία χρόνια.
Η καύση υπό κανονικές συνθήκες μπορεί εύκολα να φτάσει στο σημείο τήξης του μεταλλικού ασβεστίου, επομένως θα προκαλέσει την καύση του μεταλλικού ασβεστίου.
Η προηγούμενη ηλεκτρόλυση ήταν η μέθοδος επαφής, η οποία αργότερα βελτιώθηκε στην ηλεκτρόλυση υγρής καθόδου.
Η ηλεκτρόλυση επαφής εφαρμόστηκε για πρώτη φορά από τον W. Rathenau το 1904. Ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιήθηκε είναι ένα μείγμα CaCl2 και CaF2. Η άνοδος του ηλεκτρολυτικού στοιχείου είναι επενδεδυμένη με άνθρακα όπως ο γραφίτης και η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από χάλυβα.
Το ηλεκτρολυτικά εκροφημένο ασβέστιο επιπλέει στην επιφάνεια του ηλεκτρολύτη και συμπυκνώνεται στην κάθοδο σε επαφή με τη χαλύβδινη κάθοδο. Καθώς η ηλεκτρόλυση προχωρά, η κάθοδος ανεβαίνει ανάλογα και το ασβέστιο σχηματίζει μια ράβδο σε σχήμα καρότου στην κάθοδο.
Τα μειονεκτήματα της παραγωγής ασβεστίου με τη μέθοδο επαφής είναι: μεγάλη κατανάλωση πρώτων υλών, υψηλή διαλυτότητα του μετάλλου ασβεστίου στον ηλεκτρολύτη, χαμηλή απόδοση ρεύματος και κακή ποιότητα προϊόντος (περίπου 1% περιεκτικότητα σε χλώριο).
Η μέθοδος υγρής καθόδου χρησιμοποιεί ένα κράμα χαλκού-ασβεστίου (που περιέχει 10%-15% ασβέστιο) ως υγρή κάθοδο και το ηλεκτρόδιο γραφίτη ως άνοδο. Ηλεκτρολυτικά εκροφημένο ασβέστιο εναποτίθεται στην κάθοδο.
Το κέλυφος του ηλεκτρολυτικού στοιχείου είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα μείγμα CaCl2 και KCI. Ο χαλκός επιλέγεται ως η σύνθεση κράματος της υγρής καθόδου επειδή υπάρχει μια πολύ μεγάλη περιοχή χαμηλού σημείου τήξης στην περιοχή υψηλής περιεκτικότητας σε ασβέστιο στο διάγραμμα φάσης χαλκού-ασβεστίου και ένα κράμα χαλκού-ασβεστίου με περιεκτικότητα σε ασβέστιο 60%-65 % μπορεί να παρασκευαστεί κάτω από 700 °C.
Ταυτόχρονα, λόγω της μικρής τάσης ατμών του χαλκού, είναι εύκολο να διαχωριστεί κατά την απόσταξη. Επιπλέον, τα κράματα χαλκού-ασβεστίου που περιέχουν 60%-65% ασβέστιο έχουν υψηλότερη πυκνότητα (2,1-2,2 g/cm³), η οποία μπορεί να εξασφαλίσει καλή αποκόλληση με τον ηλεκτρολύτη. Η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στο κράμα καθόδου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 62%-65%. Η τρέχουσα απόδοση είναι περίπου 70%. Η κατανάλωση CaCl2 ανά κιλό ασβεστίου είναι 3,4-3,5 κιλά.
Το κράμα χαλκού-ασβεστίου που παράγεται με ηλεκτρόλυση υποβάλλεται σε κάθε απόσταξη υπό τις συνθήκες κενού 0,01 Torr και θερμοκρασίας 750-800 3 για την απομάκρυνση πτητικών ακαθαρσιών όπως το κάλιο και το νάτριο.
Στη συνέχεια, η δεύτερη απόσταξη υπό κενό πραγματοποιείται στους 1050-1100 ° C, το ασβέστιο συμπυκνώνεται και κρυσταλλώνεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής απόσταξης και ο υπολειπόμενος χαλκός (που περιέχει 10%-15% ασβέστιο) αφήνεται στον πυθμένα του δεξαμενή και επέστρεψε στον ηλεκτρολύτη για χρήση.
Το κρυσταλλικό ασβέστιο που αφαιρείται είναι βιομηχανικό ασβέστιο με βαθμό 98%-99%. Εάν η συνολική περιεκτικότητα σε νάτριο και μαγνήσιο στην πρώτη ύλη CaCl2 είναι μικρότερη από 0,15%, το κράμα χαλκού-ασβεστίου μπορεί να αποσταχθεί μία φορά για να ληφθεί μεταλλικό ασβέστιο με περιεκτικότητα â¥99%.
Ασβέστιο υψηλής καθαρότητας μπορεί να ληφθεί με επεξεργασία βιομηχανικού ασβεστίου με απόσταξη υψηλού κενού. Γενικά, η θερμοκρασία απόσταξης ελέγχεται να είναι 780-820°C και ο βαθμός κενού είναι 1×10-4. Η επεξεργασία απόσταξης είναι λιγότερο αποτελεσματική για τον καθαρισμό των χλωριδίων στο ασβέστιο.
Το νιτρίδιο μπορεί να προστεθεί κάτω από τη θερμοκρασία απόσταξης για να σχηματιστεί ένα διπλό άλας με τη μορφή CanCloNp. Αυτό το διπλό αλάτι έχει χαμηλή τάση ατμών και δεν είναι εύκολα πτητικό και παραμένει στο υπόλειμμα της απόσταξης.
Με την προσθήκη ενώσεων αζώτου και τον καθαρισμό με απόσταξη υπό κενό, το άθροισμα των προσμίξεων χλώριο, μαγγάνιο, χαλκός, σίδηρος, πυρίτιο, αλουμίνιο και νικέλιο στο ασβέστιο μπορεί να μειωθεί σε 1000-100 ppm και ασβέστιο υψηλής καθαρότητας 99,9% -99. μπορεί να αποκτηθεί.
Διέλαση ή έλαση σε ράβδους και πλάκες, ή κομμένα σε μικρά κομμάτια και συσκευασμένα σε αεροστεγή δοχεία.
Σύμφωνα με τις τρεις παραπάνω μεθόδους προετοιμασίας, μπορεί να φανεί ότι η μέθοδος αναγωγής έχει μια απλή τεχνολογική διαδικασία, καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και καταναλώνει λιγότερο χρόνο και είναι πιο κατάλληλη για βιομηχανική παραγωγή
Επομένως, η μέθοδος αναγωγής είναι η κύρια μέθοδος για την παραγωγή μετάλλου ασβεστίου τα τελευταία χρόνια.
