D'Virbereedung vun
Wéinst der ganz staarker Aktivitéit vum Kalziummetall gouf et an der Vergaangenheet haaptsächlech duerch elektrolytesch geschmollte Kalziumchlorid oder Kalziumhydroxid produzéiert. An de leschte Joeren ass d'Reduktiounsmethod lues a lues d'Haaptmethod fir Kalziummetall ze produzéieren.
D'Reduktiounsmethod ass Metallaluminium ze benotzen fir Kalk ënner Vakuum an héijer Temperatur ze reduzéieren, an dann ze korrigéieren fir Kalzium ze kréien.
D'Reduktiounsmethod benotzt normalerweis Kalksteen als Rohmaterial, calcinéiert Kalziumoxid an Aluminiumpulver als Reduktiounsmëttel.
De pulveriséierte Kalziumoxid an Aluminiumpulver ginn an engem gewëssen Undeel uniform gemëscht, a Blöden gedréckt, a reagéiert ënner 0,01 Vakuum an 1050-1200 â Temperatur. Generéiere Kalziumdamp a Kalziumaluminat.
D'Reaktiounsformel ass: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
De reduzéierte Kalziumdamp kristalliséiert bei 750-400°C. De kristallinesche Kalzium gëtt dann geschmolt an ënner dem Schutz vum Argon gegoss fir en dichte Kalziumblat ze kréien.
D'Erhuelungsquote vu Kalzium produzéiert duerch Reduktiounsmethod ass allgemeng ongeféier 60%.
Well säin technologesche Prozess och relativ einfach ass, ass d'Reduktiounsmethod d'Haaptmethod fir metallesche Kalzium an de leschte Joeren ze produzéieren.
D'Verbrennung ënner normale Konditiounen kann einfach de Schmelzpunkt vum metallesche Kalzium erreechen, sou datt et d'Verbrennung vu metallesche Kalzium verursaacht.
Déi fréier Elektrolyse war d'Kontaktmethod, déi spéider zu der flësseger Kathodeelektrolyse verbessert gouf.
Kontaktelektrolyse gouf fir d'éischt vum W. Rathenau am Joer 1904 applizéiert. Den Elektrolyt, deen benotzt gëtt, ass eng Mëschung aus CaCl2 a CaF2. D'Anode vun der elektrolytescher Zell ass mat Kuelestoff wéi Grafit beliicht, an d'Kathode ass aus Stol.
Elektrolytesch desorbéiert Kalzium schwëmmt op der Uewerfläch vum Elektrolyt a kondenséiert op der Kathode a Kontakt mat der Stahlkathode. Wéi d'Elektrolyse weidergeet, klëmmt d'Kathode deementspriechend, an de Kalzium bildt eng Karrott-förmlech Staang an der Kathode.
D'Nodeeler vun der Kalziumproduktioun duerch Kontaktmethod sinn: grousse Verbrauch vu Rohmaterialien, héich Solubilitéit vu Kalziummetall an Elektrolyt, niddereg Stroumeffizienz a schlecht Produktqualitéit (ongeféier 1% Chlorgehalt).
D'Flëssegkathodemethod benotzt eng Kupfer-Kalzium-Legierung (10% -15% Kalzium enthält) als flësseg Kathode an d'Graphitelektrode als Anode. Elektrolytesch desorbéiert Kalzium gëtt op der Kathode deposéiert.
D'Schuel vun der elektrolytescher Zell ass aus Goss gemaach. Den Elektrolyt ass eng Mëschung aus CaCl2 a KCI. Kupfer gëtt als Legierungskompositioun vun der flësseger Kathode ausgewielt well et eng ganz breet niddereg Schmelzpunktregioun an der Regioun mat héije Kalziumgehalt am Kupfer-Kalzium-Phasediagramm ass, an eng Kupfer-Kalzium-Legierung mat engem Kalziumgehalt vu 60% -65 % kann ënner 700 °C virbereet ginn.
Zur selwechter Zäit, wéinst dem klenge Dampdrock vu Kupfer, ass et einfach ze trennen wärend der Destillatioun. Zousätzlech hunn Kupfer-Kalziumlegierungen, déi 60% -65% Kalzium enthalen, eng méi héich Dicht (2,1-2,2g / cm³), déi eng gutt Delaminatioun mam Elektrolyt garantéieren. De Kalziumgehalt an der Kathodelegierung däerf net méi wéi 62% -65% sinn. Déi aktuell Effizienz ass ongeféier 70%. CaCl2 Konsum pro Kilogramm Kalzium ass 3,4-3,5 Kilogramm.
D'Kupfer-Kalziumlegierung, déi duerch Elektrolyse produzéiert gëtt, gëtt all Destillatioun ënner de Bedéngungen vun 0,01 Torr Vakuum an 750-800 â Temperatur ënnerworf fir flüchteg Gëftstoffer wéi Kalium a Natrium ze entfernen.
Dann gëtt déi zweet Vakuumdestillatioun bei 1050-1100 ° C duerchgefouert, de Kalzium gëtt kondenséiert a kristalliséiert am ieweschten Deel vum Destillatiounsbehälter, an de Rescht Kupfer (enthält 10% -15% Kalzium) ass um Buedem vum Tank an zréck an den Elektrolyzer fir ze benotzen.
De kristallinesche Kalzium erausgeholl ass industriell Kalzium mat engem Grad vun 98% -99%. Wann den Gesamtgehalt vun Natrium a Magnesium am Rohmaterial CaCl2 manner wéi 0,15% ass, kann d'Kupfer-Kalziumlegierung eemol destilléiert ginn fir metallescht Kalzium mat engem Inhalt vun ⥠99% ze kréien.
Héich Puritéit Kalzium ka kritt ginn andeems Dir industriell Kalzium duerch héich Vakuumdestillatioun behandelt. Allgemeng gëtt d'Destillatiounstemperatur kontrolléiert fir 780-820 ° C ze sinn, an de Vakuumgrad ass 1 × 10-4. Destillatiounsbehandlung ass manner effektiv fir Chloriden am Kalzium ze purifizéieren.
Nitrid kann ënner der Destillatiounstemperatur bäigefüügt ginn fir en Duebelsalz a Form vu CanCloNp ze bilden. Dëst Duebelsalz huet e nidderegen Dampdrock an ass net liicht flüchteg a bleift am Destillatiounsreschter.
Andeems Dir Stickstoffverbindungen derbäisetzt an duerch Vakuumdestillatioun purifizéieren, kann d'Zomm vun den Gëftstoffer Chlor, Mangan, Kupfer, Eisen, Silizium, Aluminium an Néckel am Kalzium op 1000-100ppm reduzéiert ginn, an héichreine Kalzium vun 99,9% -99,99% kritt kënne ginn.
Extrudéiert oder gewalzt a Staang a Placke, oder a kleng Stécker geschnidden an a loftdichte Behälter verpackt.
No den uewe genannten dräi Virbereedungsmethoden kann et gesi ginn datt d'Reduktiounsmethod en einfachen technologesche Prozess huet, manner Energie verbraucht a manner Zäit verbraucht, a méi gëeegent ass fir industriell Produktioun vun
Dofir ass d'Reduktiounsmethod d'Haaptmethod fir d'Produktioun vu Kalziummetall an de leschte Joeren.
