कॅल्शियम धातूच्या तीन उत्पादन प्रक्रिया

ची तयारी

कॅल्शियम धातूच्या अतिशय मजबूत क्रियाकलापांमुळे, ते प्रामुख्याने इलेक्ट्रोलाइटिक वितळलेल्या कॅल्शियम क्लोराईड किंवा कॅल्शियम हायड्रॉक्साईडद्वारे तयार केले गेले होते. अलिकडच्या वर्षांत, कपात पद्धत हळूहळू कॅल्शियम धातू तयार करण्याची मुख्य पद्धत बनली आहे.

कपात पद्धत

कमी करण्याची पद्धत म्हणजे व्हॅक्यूम आणि उच्च तापमानाखाली चुना कमी करण्यासाठी मेटल अॅल्युमिनियम वापरणे आणि नंतर कॅल्शियम मिळविण्यासाठी दुरुस्त करणे.

कमी करण्याच्या पद्धतीमध्ये कच्चा माल म्हणून चुनखडीचा वापर केला जातो, कॅल्सीनयुक्त कॅल्शियम ऑक्साईड आणि अॅल्युमिनियम पावडरचा वापर कमी करणारे घटक म्हणून केला जातो.

पल्व्हराइज्ड कॅल्शियम ऑक्साईड आणि अॅल्युमिनियम पावडर एका विशिष्ट प्रमाणात एकसमानपणे मिसळले जातात, ब्लॉक्समध्ये दाबले जातात आणि 0.01 व्हॅक्यूम आणि 1050-1200 डिग्री तापमानात प्रतिक्रिया देतात. कॅल्शियम वाफ आणि कॅल्शियम अॅल्युमिनेट तयार करणे.

प्रतिक्रिया सूत्र आहे: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3

कमी झालेले कॅल्शियम वाष्प 750-400°C वर स्फटिक बनते. क्रिस्टलीय कॅल्शियम नंतर वितळले जाते आणि दाट कॅल्शियम पिंड मिळविण्यासाठी आर्गॉनच्या संरक्षणाखाली टाकले जाते.

कपात पद्धतीद्वारे उत्पादित कॅल्शियमचा पुनर्प्राप्ती दर साधारणपणे 60% असतो.

तिची तांत्रिक प्रक्रिया देखील तुलनेने सोपी असल्यामुळे, अलिकडच्या वर्षांत मेटॅलिक कॅल्शियम तयार करण्यासाठी कपात पद्धत ही मुख्य पद्धत आहे.

सामान्य परिस्थितीत ज्वलन धातूच्या कॅल्शियमच्या वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत सहज पोहोचू शकते, म्हणून ते धातूच्या कॅल्शियमच्या ज्वलनास कारणीभूत ठरेल.

इलेक्ट्रोलिसिस

पूर्वीचे इलेक्ट्रोलिसिस ही संपर्क पद्धत होती, जी नंतर लिक्विड कॅथोड इलेक्ट्रोलिसिसमध्ये सुधारली गेली.

1904 मध्ये W. Rathenau यांनी प्रथम संपर्क इलेक्ट्रोलिसिस लागू केले. वापरलेले इलेक्ट्रोलाइट हे CaCl2 आणि CaF2 चे मिश्रण आहे. इलेक्ट्रोलाइटिक सेलचा एनोड ग्रेफाइटसारख्या कार्बनने रेषेत असतो आणि कॅथोड स्टीलचा बनलेला असतो.

इलेक्ट्रोलाइटिकली डिसॉर्ब केलेले कॅल्शियम इलेक्ट्रोलाइटच्या पृष्ठभागावर तरंगते आणि स्टील कॅथोडच्या संपर्कात कॅथोडवर घनरूप होते. इलेक्ट्रोलिसिस जसजसे पुढे सरकते, त्यानुसार कॅथोड वाढते आणि कॅल्शियम कॅथोडवर गाजराच्या आकाराची रॉड बनवते.

संपर्क पद्धतीद्वारे कॅल्शियम उत्पादनाचे तोटे आहेत: कच्च्या मालाचा मोठा वापर, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये कॅल्शियम धातूची उच्च विद्राव्यता, कमी वर्तमान कार्यक्षमता आणि खराब उत्पादन गुणवत्ता (सुमारे 1% क्लोरीन सामग्री).

लिक्विड कॅथोड पद्धतीमध्ये तांबे-कॅल्शियम मिश्रधातूचा वापर केला जातो (10%-15% कॅल्शियम असलेले) द्रव कॅथोड म्हणून आणि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडचा एनोड म्हणून. कॅथोडवर इलेक्ट्रोलाइटिकली शोषलेले कॅल्शियम जमा केले जाते.

इलेक्ट्रोलाइटिक सेलचे कवच कास्ट लोहाचे बनलेले आहे. इलेक्ट्रोलाइट हे CaCl2 आणि KCI यांचे मिश्रण आहे. तांबे हे द्रव कॅथोडच्या मिश्रधातूची रचना म्हणून निवडले जाते कारण तांबे-कॅल्शियम फेज आकृतीमध्ये उच्च कॅल्शियम सामग्री असलेल्या प्रदेशात खूप विस्तृत कमी वितळण्याचे बिंदू क्षेत्र आहे आणि 60% -65 च्या कॅल्शियम सामग्रीसह तांबे-कॅल्शियम मिश्र धातु आहे. % 700 °C खाली तयार केले जाऊ शकते.

त्याच वेळी, तांब्याच्या लहान बाष्प दाबामुळे, डिस्टिलेशन दरम्यान वेगळे करणे सोपे आहे. याव्यतिरिक्त, 60%-65% कॅल्शियम असलेल्या तांबे-कॅल्शियम मिश्रधातूंची घनता जास्त असते (2.1-2.2g/cm³), जे इलेक्ट्रोलाइटसह चांगले विघटन सुनिश्चित करू शकतात. कॅथोड मिश्रधातूमध्ये कॅल्शियमचे प्रमाण 62%-65% पेक्षा जास्त नसावे. सध्याची कार्यक्षमता सुमारे 70% आहे. CaCl2 प्रति किलो कॅल्शियमचा वापर 3.4-3.5 किलोग्रॅम आहे.

इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे उत्पादित तांबे-कॅल्शियम मिश्र धातु पोटॅशियम आणि सोडियम सारख्या अस्थिर अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी 0.01 टॉर व्हॅक्यूम आणि 750-800 â तापमानाच्या परिस्थितीत प्रत्येक डिस्टिलेशनच्या अधीन आहे.

नंतर दुसरे व्हॅक्यूम डिस्टिलेशन 1050-1100 डिग्री सेल्सिअस तापमानात केले जाते, डिस्टिलेशन टाकीच्या वरच्या भागात कॅल्शियम घनरूप आणि स्फटिक केले जाते आणि अवशिष्ट तांबे (10% -15% कॅल्शियम असलेले) तळाशी सोडले जाते. टाकी आणि इलेक्ट्रोलायझर वापरण्यासाठी परत.

स्फटिकासारखे कॅल्शियम बाहेर काढलेले औद्योगिक कॅल्शियम असते ज्याचा दर्जा 98%-99% असतो. CaCl2 कच्च्या मालामध्ये सोडियम आणि मॅग्नेशियमची एकूण सामग्री 0.15% पेक्षा कमी असल्यास, तांबे-कॅल्शियम मिश्र धातु एकदा ¥99% सामग्रीसह धातूचे कॅल्शियम मिळविण्यासाठी डिस्टिल्ड केले जाऊ शकते.

कॅल्शियम धातू शुद्धीकरण

उच्च व्हॅक्यूम डिस्टिलेशनद्वारे औद्योगिक कॅल्शियमचे उपचार करून उच्च-शुद्धता कॅल्शियम मिळवता येते. सामान्यतः, ऊर्धपातन तापमान 780-820°C पर्यंत नियंत्रित केले जाते आणि व्हॅक्यूम अंश 1×10-4 असतो. कॅल्शियममधील क्लोराईड्स शुद्ध करण्यासाठी ऊर्धपातन उपचार कमी प्रभावी आहे.

कॅनक्लोएनपीच्या स्वरूपात दुहेरी मीठ तयार करण्यासाठी डिस्टिलेशन तापमानाच्या खाली नायट्राइड जोडले जाऊ शकते. या दुहेरी मिठाचा बाष्पाचा दाब कमी असतो आणि तो सहज अस्थिर नसतो आणि ऊर्धपातन अवशेषांमध्ये राहतो.

नायट्रोजन संयुगे जोडून आणि व्हॅक्यूम डिस्टिलेशनद्वारे शुद्ध करून, कॅल्शियममधील क्लोरीन, मॅंगनीज, तांबे, लोह, सिलिकॉन, अॅल्युमिनियम आणि निकेल या अशुद्ध घटकांची बेरीज 1000-100ppm आणि उच्च-शुद्धता कॅल्शियम 99.9% 99.9% पर्यंत कमी केली जाऊ शकते. मिळू शकते.

रॉड्स आणि प्लेट्समध्ये बाहेर काढले किंवा गुंडाळले, किंवा लहान तुकडे करा आणि हवाबंद कंटेनरमध्ये पॅक करा.

वरील तीन तयारी पद्धतींनुसार, असे दिसून येते की कपात पद्धतीमध्ये एक साधी तांत्रिक प्रक्रिया आहे, ती कमी ऊर्जा वापरते आणि कमी वेळ वापरते आणि औद्योगिक उत्पादनासाठी अधिक योग्य आहे.

म्हणून, अलिकडच्या वर्षांत कॅल्शियम धातूच्या उत्पादनासाठी कपात पद्धत ही मुख्य पद्धत आहे.