даярдоо
Кальций металлынын абдан күчтүү активдүүлүгүнө байланыштуу, ал негизинен мурда электролиттик эриген кальций хлориди же кальций гидроксиди менен өндүрүлгөн. Акыркы жылдары кыскартуу ыкмасы акырындык менен кальций металлын өндүрүүнүн негизги ыкмасы болуп калды.
Кыскартуу ыкмасы вакуумда жана жогорку температурада акиташты азайтуу үчүн металл алюминийди колдонуу, андан кийин кальций алуу үчүн түзөтүү.
Кыскартуу ыкмасы демейде чийки зат катары акиташты, калыбына келтирүүчү агент катары кальциленген кальций кычкылын жана алюминий порошокун колдонот.
Майдаланган кальций кычкылы жана алюминий порошок белгилүү бир пропорцияда бирдей аралашып, блокторго басылып, 0,01 вакуумда жана 1050-1200 температурада реакцияга кирет. Кальций буусу жана кальций алюминатын пайда кылуу.
Реакция формуласы: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
Кальцийдин кыскартылган буусу 750-400°С кристаллдашат. Андан кийин кристаллдык кальций эритилип, тыгыз кальций куймасын алуу үчүн аргондун коргоосу астында куюлат.
кыскартуу ыкмасы менен өндүрүлгөн кальций калыбына келтирүү курсу жалпысынан болжол менен 60% ды түзөт.
Анын технологиялык процесси да салыштырмалуу жөнөкөй болгондуктан, калыбына келтирүү ыкмасы акыркы жылдары металлдык кальцийди өндүрүүнүн негизги ыкмасы болуп саналат.
Кадимки шарттарда күйүү металлдык кальцийдин эрүү чекитине оңой жетет, ошондуктан металлдык кальцийдин күйүшүнө себеп болот.
Мурунку электролиз контакт ыкмасы болгон, кийинчерээк ал суюк катод электролизине чейин жакшыртылган.
Контакттуу электролизди биринчи жолу 1904-жылы В.Рэтенау колдонгон. Колдонулган электролит бул CaCl2 жана CaF2 аралашмасы. Электролиттик клетканын аноду графит сыяктуу көмүртек менен капталган, ал эми катод болоттон жасалган.
Электролиттик жол менен десорбцияланган кальций электролиттин бетинде калкып чыгат жана болот катод менен байланышта катоддо конденсацияланат. Электролиздин жүрүшү менен катод ошого жараша көтөрүлүп, кальций катоддо сабиз сымал таякчаны пайда кылат.
Кальцийди контакттык ыкма менен өндүрүүнүн кемчиликтери: чийки заттардын көп чыгымдалышы, кальций металлынын электролитте эригичтиги, токтун төмөн эффективдүүлүгү жана продукциянын сапаты начар (1%ке жакын хлор).
Суюк катоддук методдо суюк катод катары жез-кальций эритмеси (курамында 10%-15% кальций бар) жана анод катары графит электрод колдонулат. Электролиттик жол менен десорбцияланган кальций катодго түшөт.
Электролиттик клетканын кабыгы чоюндан жасалган. Электролит CaCl2 жана KCI аралашмасы. Жез суюк катоддун эритме курамы катары тандалып алынган, анткени жез-кальций фазасынын диаграммасында кальцийдин жогорку бөлүгүндө өтө кеңири төмөн эрүү чекитинин аймагы жана 60%-65 кальцийдин курамында жез-кальций эритмеси бар. % 700 °C төмөн даярдалышы мүмкүн.
Ошол эле учурда жездин буу басымы аз болгондуктан, дистилляциялоодо оңой бөлүнөт. Кошумчалай кетсек, 60%-65% кальций камтыган жез-кальций эритмелеринин тыгыздыгы жогору (2,1-2,2 г/см³), бул электролит менен жакшы катмарланууну камсыздай алат. Катод эритмесиндеги кальцийдин курамы 62%-65% ашпоого тийиш. Учурдагы эффективдүүлүк болжол менен 70% түзөт. Кальцийдин бир килограммына CaCl2 керектөө 3,4-3,5 килограммды түзөт.
Электролиз менен өндүрүлгөн жез-кальций эритмеси калий жана натрий сыяктуу учуучу аралашмаларды жок кылуу үчүн 0,01 Торр вакуумунун жана 750-800° температуранын шарттарында ар бир дистилляциядан өткөрүлөт.
Андан кийин экинчи вакуумдук дистилляция 1050-1100°С жүргүзүлүп, дистилляциялык резервуардын үстүнкү бөлүгүндө кальций конденсацияланат жана кристаллдалат, ал эми калдык жез (курамында 10%-15% кальций бар) түбүндө калтырылат. цистернага жана электролизерге кайра колдонууга.
Алынган кристаллдык кальций 98%-99% даражадагы өнөр жайлык кальций болуп саналат. Эгерде CaCl2 чийки затында натрий менен магнийдин жалпы мазмуну 0,15% дан аз болсо, жез-кальций эритмесин бир жолу дистилляциялоого болот жана ¥99% металлдык кальцийди алууга болот.
Жогорку тазалыктагы кальцийди өнөр жайдагы кальцийди жогорку вакуумдук дистилляциялоо жолу менен иштетүү аркылуу алууга болот. Жалпысынан алганда, дистилляция температурасы 780-820 ° C, ал эми вакуумдук даражасы 1 × 10-4 болуп көзөмөлдөнөт. Кальцийдеги хлориддерди тазалоо үчүн дистилляциялык дарылоо анча натыйжалуу эмес.
Nitride CanCloNp түрүндөгү кош тузду түзүү үчүн дистилляция температурасынан төмөн кошулса болот. Бул кош туздун буу басымы төмөн жана оңой учпайт жана дистилляциянын калдыктарында калат.
Азот кошулмаларын кошуу жана вакуумдук дистилляция жолу менен тазалоо менен кальцийдин курамындагы хлор, марганец, жез, темир, кремний, алюминий жана никель аралашма элементтеринин суммасын 1000-100 ppm, ал эми жогорку тазалыктагы кальцийди 99,9% -99,9% чейин азайтууга болот. алууга болот.
Таякчаларга жана пластинкаларга экструдланган же тоголоктоп, же майда бөлүктөргө кесип, герметикалык идиштерге салынган.
Жогорудагы үч даярдоо ыкмасына ылайык, кыскартуу ыкмасы жөнөкөй технологиялык процесске ээ экенин, азыраак энергияны жана аз убакытты талап кыларын жана өнөр жайлык өндүрүш үчүн ылайыктуу экенин көрүүгө болот.
Ошондуктан, кыскартуу ыкмасы акыркы жылдары кальций металл өндүрүү үчүн негизги ыкмасы болуп саналат.
