Kalcija karbīda ražošanas metodes

Apr 22, 2025 Atstāj ziņu

​Kalcija karbīda (CAC₂) ražošanas metodes​

Kalcija karbīds (CAC₂), plaši pazīstams kāKarbīdsVaiElektrības akmens, Galvenokārt ražo, izmantojot rūpnieciskas metodes, kas ietver augstas temperatūras reakcijas.


​1. Elektriskās loka krāsns metode (galvenais rūpniecības process)​

​Princips​

Šajā metodē,Kaļķakmens (caco₃)UnKokss (ogleklis)Tiek reaģēti elektriskās loka krāsnī2000–2200 grādsApvidū Reakcija notiek divos posmos:

​Kaļķakmens sadalīšanās: Caco₃δ cao+co₂ ↑

​Kalcija oksīda samazināšana ar oglekli: Cao +3 Celektriskā loka Cac₂+CO ↑

​Procesa plūsma​

​Izejvielu sagatavošana​:

​Kaļķakmens(Tīrība lielāka vai vienāda ar 90%) tiek sasmalcināta līdz noteiktam daļiņu lielumam.

​Kokss(Augsts fiksēts oglekļa saturs, zems sēra) darbojas gan kā reducējošs līdzeklis, gan elektriskais vadītājs.

​Sajaukšana​:

Kaļķakmens un kokss ir sajaukti a1: 3 masas attiecībaUn ievadīts krāsnī.

​Augstas temperatūras reakcija​:

Elektriskā strāva (200–400 V) ģenerē loku, sildot maisījumu līdz vairāk nekā 2000 grādiem.

Kalcija oksīds reaģē ar oglekli, veidojot kalcija karbīdu un oglekļa monoksīdu (CO).

​Produktu apstrāde​:

Izkausēto kalcija karbīdu atdzesē veidnēs, veidojot cietus blokus.

CO gāze tiek vai nu ventilēta (ar tīrīšanu), vai arī pārstrādāta.

​Priekšrocības​

Augsta efektivitāte, kas piemērota liela mēroga ražošanai (globālā gada izlaide pārsniedz 100 miljonus tonnu).

Rentabla rūpnieciskā mēroga acetilēna ražošanai.

​Trūkumi​

Īpaši energoietilpīgs (~ 3000–4000 kWh uz tonnu cac₂).

Nepieciešams augstas tīrības kokss un ģenerē CO emisijas.


​2. Augstas temperatūras karbotermiskā reducēšana (laboratorijas mēroga vai specializēti procesi)​

​Princips​

Izmanto silīcija dioksīdu (sio₂) vai alumīniju kā reducējošu līdzekli, lai iegūtu kalcija karbīdu no kalcija oksīda:

Cao +3 chigh temp. Cac₂+co ↑

vai

4cao+al₂o₃high temp. 2cac₂ +2 cao \ cdotpal₂o₃

​Procesa plūsma​

​Kalcinēšana: Kaļķakmens tiek sildīts, lai iegūtu kalcija oksīdu (CAO).

​Reakcija​: CaO is mixed with carbon (or silicon/aluminum) and heated in a furnace (>2000 grāds).

​Produktu attīrīšana: Atdzesēts produkts tiek sasmalcināts un izsmalcināts, lai izolētu CAC₂.

​Priekšrocības​

Piemērots laboratorijas sintēzei vai maza mēroga ražošanai.

Ļauj precīzi kontrolēt tīrību.

​Trūkumi​

Zema efektivitāte un augstas enerģijas izmaksas ierobežo rūpniecisko izmantošanu.


​3. Alternatīvas metodes​

​(1) karbotermiska reducēšana ar silīcija dioksīdu​

Izmanto Sio₂ kā reducējošu līdzekli: 2cao+sio₂ +5 cδ 2cac₂+sic +4 co ↑

Ražo kalcija karbīdu un silīcija karbīdu (SIC) kā blakusproduktu.

​(2) Elektrodu krāsns ar gāzveida oglekļa avotiem​

Eksperimentālā metode, izmantojot metānu (ch₄) kā oglekļa avotu: Cao+ch₄δ cac₂ +2 h₂ ↑

Joprojām pētniecības posmā tehnisko izaicinājumu dēļ.

​(3) Bio-reducēšana (eksperimentāla)​

Izmanto mikroorganismus, lai samazinātu kako₃ līdz CAC₂, bet mērogojamība ir ierobežota.