Maandalizi ya
Kwa sababu ya shughuli kali sana ya Metali ya Kalsiamu, ilitolewa zaidi na kloridi ya kalsiamu iliyoyeyushwa ya elektroliti au hidroksidi ya kalsiamu hapo awali. Katika miaka ya hivi karibuni, njia ya kupunguza hatua kwa hatua imekuwa njia kuu ya kuzalisha Metal Calcium.
Njia ya kupunguza ni kutumia alumini ya chuma ili kupunguza chokaa chini ya utupu na joto la juu, na kisha kurekebisha ili kupata kalsiamu.
Mbinu ya upunguzaji kwa kawaida hutumia chokaa kama malighafi, oksidi ya kalsiamu iliyokozwa na poda ya alumini kama kikali.
Oksidi ya kalsiamu iliyokatwa na poda ya alumini huchanganywa kwa usawa katika sehemu fulani, kukandamizwa ndani ya vizuizi, na kuitikia chini ya utupu wa 0.01 na joto la 1050-1200 â. Kuzalisha mvuke wa kalsiamu na alumini ya kalsiamu.
Fomula ya majibu ni: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Mvuke wa kalsiamu iliyopunguzwa huwaka kwa fuwele ifikapo 750-400°C. Kisha kalsiamu ya fuwele huyeyushwa na kutupwa chini ya ulinzi wa argon ili kupata ingot mnene ya kalsiamu.
Kiwango cha uokoaji wa kalsiamu inayozalishwa na njia ya kupunguza kwa ujumla ni karibu 60%.
Kwa sababu mchakato wake wa kiteknolojia pia ni rahisi, njia ya kupunguza ndiyo njia kuu ya kutengeneza kalsiamu ya metali katika miaka ya hivi karibuni.
Mwako katika hali ya kawaida unaweza kufikia kiwango cha kuyeyuka kwa kalsiamu ya metali, kwa hivyo itasababisha mwako wa kalsiamu ya metali.
Electrolisisi ya awali ilikuwa njia ya kuwasiliana, ambayo baadaye iliboreshwa kwa electrolysis ya cathode ya kioevu.
Electrolisisi ya mawasiliano ilitumiwa kwa mara ya kwanza na W. Rathenau mwaka wa 1904. Electroliti iliyotumika ni mchanganyiko wa CaCl2 na CaF2. Anode ya seli ya elektroliti imefungwa na kaboni kama vile grafiti, na cathode imeundwa kwa chuma.
Kalsiamu iliyoharibika kwa njia ya kielektroniki huelea juu ya uso wa elektroliti na kuganda kwenye kathodi inapogusana na kathodi ya chuma. Elektrolisisi inapoendelea, cathode huinuka ipasavyo, na kalsiamu huunda fimbo yenye umbo la karoti kwenye cathode.
Ubaya wa utengenezaji wa kalsiamu kwa njia ya mawasiliano ni: matumizi makubwa ya malighafi, umumunyifu mwingi wa Metali ya Kalsiamu katika elektroliti, ufanisi mdogo wa sasa, na ubora duni wa bidhaa (karibu 1% ya maudhui ya klorini).
Njia ya kathodi ya kioevu hutumia aloi ya shaba-kalsiamu (iliyo na 10% -15% ya kalsiamu) kama cathode kioevu na elektrodi ya grafiti kama anode. Kalsiamu iliyoharibiwa na umeme huwekwa kwenye cathode.
Ganda la seli ya electrolytic hufanywa kwa chuma cha kutupwa. Electroliti ni mchanganyiko wa CaCl2 na KCI. Shaba huchaguliwa kama muundo wa aloi ya cathode ya kioevu kwa sababu kuna eneo pana sana la kiwango cha chini cha kuyeyuka katika eneo la maudhui ya juu ya kalsiamu katika mchoro wa awamu ya shaba-kalsiamu, na aloi ya shaba-kalsiamu yenye maudhui ya kalsiamu ya 60% -65. % inaweza kutayarishwa chini ya 700 ° C.
Wakati huo huo, kutokana na shinikizo la mvuke ndogo ya shaba, ni rahisi kutenganisha wakati wa kunereka. Zaidi ya hayo, aloi za shaba-kalsiamu zilizo na kalsiamu 60-65% zina msongamano wa juu (2.1-2.2g/cm³), ambayo inaweza kuhakikisha upunguzaji mzuri wa elektroliti. Maudhui ya kalsiamu katika aloi ya cathode haipaswi kuzidi 62% -65%. Ufanisi wa sasa ni karibu 70%. Matumizi ya CaCl2 kwa kilo ya kalsiamu ni kilo 3.4-3.5.
Aloi ya shaba-kalsiamu inayozalishwa na elektrolisisi huwekwa kwenye kila kunereka chini ya masharti ya utupu wa 0.01 Torr na joto la 750-800 â ili kuondoa uchafu unaobadilikabadilika kama vile potasiamu na sodiamu.
Kisha kunereka kwa utupu wa pili unafanywa kwa 1050-1100 ° C, kalsiamu inafupishwa na kuangaziwa katika sehemu ya juu ya tank ya kunereka, na shaba iliyobaki (iliyo na 10% -15% ya kalsiamu) imesalia chini ya tangi. tank na kurudishwa kwa electrolyzer kwa matumizi.
Kalsiamu ya fuwele iliyochukuliwa ni kalsiamu ya viwandani yenye daraja la 98% -99%. Ikiwa jumla ya maudhui ya sodiamu na magnesiamu katika malighafi ya CaCl2 ni chini ya 0.15%, aloi ya shaba-kalsiamu inaweza kuchanganywa mara moja ili kupata kalsiamu ya metali yenye maudhui ya â¥99%.
Kalsiamu iliyo na usafi wa juu inaweza kupatikana kwa kutibu kalsiamu ya viwandani kwa kunereka kwa utupu wa juu. Kwa ujumla, halijoto ya kunereka inadhibitiwa kuwa 780-820°C, na shahada ya utupu ni 1×10-4. Matibabu ya kunereka haina ufanisi katika utakaso wa kloridi katika kalsiamu.
Nitridi inaweza kuongezwa chini ya halijoto ya kunereka ili kuunda chumvi maradufu katika mfumo wa CanCloNp. Chumvi hii maradufu ina shinikizo la chini la mvuke na haibadiliki kwa urahisi na inabaki kwenye mabaki ya kunereka.
Kwa kuongeza misombo ya nitrojeni na kusafisha kwa kunereka kwa utupu, jumla ya vipengele vya uchafu klorini, manganese, shaba, chuma, silicon, alumini na nickel katika kalsiamu inaweza kupunguzwa hadi 1000-100ppm, na kalsiamu ya juu ya usafi wa 99.9% -99.99%. inaweza kupatikana.
Imetolewa au kuvingirwa kwenye vijiti na sahani, au kukatwa vipande vidogo na vifurushi kwenye vyombo visivyopitisha hewa.
Kulingana na njia tatu za maandalizi hapo juu, inaweza kuonekana kuwa njia ya kupunguza ina mchakato rahisi wa kiteknolojia, hutumia nishati kidogo na hutumia muda kidogo, na inafaa zaidi kwa uzalishaji wa viwandani.
Kwa hiyo, njia ya kupunguza ni njia kuu ya uzalishaji wa Metal Calcium katika miaka ya hivi karibuni.
