-ийн бэлтгэл
Кальцийн металлын маш хүчтэй идэвхжилийн улмаас энэ нь ихэвчлэн электролитийн аргаар хайлсан кальцийн хлорид эсвэл кальцийн гидроксидоор хийгдсэн байдаг. Сүүлийн жилүүдэд багасгах арга нь аажмаар кальцийн металлыг үйлдвэрлэх үндсэн арга болж байна.
Бууруулах арга нь вакуум, өндөр температурт шохойг багасгахын тулд металл хөнгөн цагааныг ашиглаж, дараа нь кальци авахын тулд засч залруулах явдал юм.
Бууруулах арга нь ихэвчлэн шохойн чулууг түүхий эд болгон, кальцижуулсан кальцийн исэл, хөнгөн цагааны нунтагыг бууруулагч болгон ашигладаг.
Нунтагласан кальцийн исэл, хөнгөн цагаан нунтагыг тодорхой хэмжээгээр жигд хольж, блок болгон шахаж, 0.01 вакуум, 1050-1200 ° C температурт урвалд оруулна. Кальцийн уур, кальцийн алюминатыг үүсгэдэг.
Урвалын томъёо нь: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Кальцийн бууруулсан уур нь 750-400°С-т талсждаг. Дараа нь талст кальцийг хайлуулж, аргоны хамгаалалт дор цутгаж, өтгөн кальцийн ембүү гаргаж авдаг.
Бууруулах аргаар гаргаж авсан кальцийн нөхөн сэргэлтийн түвшин ерөнхийдөө 60% орчим байдаг.
Технологийн үйл явц нь бас харьцангуй энгийн учраас сүүлийн жилүүдэд металл кальци үйлдвэрлэх үндсэн арга нь бууруулах арга юм.
Хэвийн нөхцөлд шаталт нь металл кальцийн хайлах цэгт амархан хүрч чаддаг тул металлын кальцийг шатаахад хүргэдэг.
Өмнөх электролиз нь контактын арга байсан бөгөөд дараа нь шингэн катодын электролиз болгон сайжруулсан.
Холбоо барих электролизийг анх 1904 онд В.Рэтенау хэрэглэжээ.Ашигласан электролит нь CaCl2 болон CaF2-ийн холимог юм. Электролитийн эсийн анод нь бал чулуу гэх мэт нүүрстөрөгчөөр доторлогоотой, катод нь гангаар хийгдсэн байдаг.
Электролитийн аргаар десорбцилагдсан кальци нь электролитийн гадаргуу дээр хөвж, ган катодтой харьцах катод дээр конденсацлана. Электролизийн явц ахих тусам катод зохих ёсоор дээшилж, кальци нь катод дээр лууван хэлбэртэй саваа үүсгэдэг.
Контакт аргаар кальци үйлдвэрлэх сул тал нь: их хэмжээний түүхий эдийн зарцуулалт, кальцийн металлын электролитэд уусах чадвар өндөр, гүйдлийн үр ашиг бага, бүтээгдэхүүний чанар муу (хлорын агууламж 1% орчим).
Шингэн катодын аргад зэс-кальцийн хайлш (10%-15% кальци агуулсан) шингэн катод, бал электродыг анод болгон ашигладаг. Электролитийн аргаар шингэсэн кальци нь катод дээр хуримтлагддаг.
Электролитийн эсийн бүрхүүл нь цутгамал төмрөөр хийгдсэн байдаг. Электролит нь CaCl2 ба KCI-ийн холимог юм. Зэс-кальцийн фазын диаграммд кальцийн агууламж ихтэй бүсэд маш өргөн бага хайлах цэгийн бүс, 60%-65 кальцийн агууламжтай зэс-кальцийн хайлш байгаа тул шингэн катодын хайлшийн найрлагад зэсийг сонгосон. % -ийг 700 ° C-аас доош температурт бэлтгэж болно.
Үүний зэрэгцээ, зэсийн уурын даралт бага байдаг тул нэрэх явцад ялгахад хялбар байдаг. Нэмж дурдахад 60-65% кальци агуулсан зэс-кальцийн хайлш нь өндөр нягтралтай (2.1-2.2 г/см³) бөгөөд энэ нь электролитээр сайн ялгардаг. Катодын хайлш дахь кальцийн агууламж 62% -65% -иас хэтрэхгүй байх ёстой. Одоогийн үр ашиг нь ойролцоогоор 70% байна. Кальцийн нэг кг CaCl2 хэрэглээ 3.4-3.5 кг байна.
Электролизийн аргаар гаргаж авсан зэс-кальцийн хайлшийг нэрэх бүрд 0.01 Торр вакуум, 750-800 ° C температурт кали, натри зэрэг дэгдэмхий хольцыг зайлуулдаг.
Дараа нь хоёр дахь вакуум нэрэлтийг 1050-1100 хэмд хийж, нэрэх савны дээд хэсэгт кальцийг конденсацалж талсжуулж, үлдэгдэл зэсийг (10% -15% кальци агуулсан) ёроолд үлдээнэ. саванд хийж, ашиглахаар электролизерт буцаана.
Гаргаж буй талст кальци нь 98%-99%-ийн агуулгатай үйлдвэрийн кальци юм. Хэрэв CaCl2 түүхий эд дэх натри, магнийн нийт агууламж 0.15% -иас бага байвал зэс-кальцийн хайлшийг нэг удаа нэрэх замаар ¥99% -ийн агууламжтай металл кальци гаргаж авах боломжтой.
Үйлдвэрлэлийн кальцийг өндөр вакуум нэрэх аргаар боловсруулснаар өндөр цэвэршилттэй кальци авч болно. Ерөнхийдөө нэрэх температурыг 780-820 ° C, вакуум зэрэг нь 1 × 10-4 гэж хянадаг. Кальци дахь хлоридыг цэвэршүүлэхэд нэрэх эмчилгээ бага үр дүнтэй байдаг.
Нэрэх температураас доош нитридыг нэмж CanCloNp хэлбэрээр давхар давс үүсгэж болно. Энэхүү давхар давс нь уурын даралт багатай бөгөөд амархан дэгддэггүй, нэрэх үлдэгдэлд үлддэг.
Азотын нэгдлүүдийг нэмж, вакуум нэрэх аргаар цэвэршүүлснээр кальци дахь хлор, марганец, зэс, төмөр, цахиур, хөнгөн цагаан, никель зэрэг хольцын элементүүдийн нийлбэрийг 1000-100ppm, өндөр цэвэршилттэй кальци 99.9%-99.9% хүртэл бууруулах боломжтой. авч болно.
Саваа болон ялтсуудыг шахаж эсвэл өнхрүүлэн, эсвэл жижиг хэсэг болгон хувааж, агаар нэвтрэхгүй саванд савлана.
Дээрх гурван бэлтгэх аргын дагуу багасгах арга нь энгийн технологийн процесстой, бага эрчим хүч зарцуулж, цаг хугацаа бага зарцуулдаг бөгөөд үйлдвэрийн аргаар үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой болох нь харагдаж байна.
Тиймээс бууруулах арга нь сүүлийн жилүүдэд кальцийн металлын үйлдвэрлэлийн үндсэн арга юм.
