కాల్షియం మెటల్ యొక్క మూడు ఉత్పత్తి ప్రక్రియలు

యొక్క తయారీ

కాల్షియం మెటల్ యొక్క చాలా బలమైన చర్య కారణంగా, ఇది ప్రధానంగా గతంలో విద్యుద్విశ్లేషణ కరిగిన కాల్షియం క్లోరైడ్ లేదా కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడింది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, తగ్గింపు పద్ధతి క్రమంగా కాల్షియం మెటల్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ప్రధాన పద్ధతిగా మారింది.

తగ్గింపు పద్ధతి

వాక్యూమ్ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలో సున్నాన్ని తగ్గించడానికి మెటల్ అల్యూమినియంను ఉపయోగించడం తగ్గింపు పద్ధతి, ఆపై కాల్షియం పొందేందుకు సరిదిద్దడం.

తగ్గింపు పద్ధతిలో సాధారణంగా సున్నపురాయిని ముడి పదార్థంగా, కాల్సిన్డ్ కాల్షియం ఆక్సైడ్ మరియు అల్యూమినియం పౌడర్‌ను తగ్గించే ఏజెంట్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

పల్వరైజ్డ్ కాల్షియం ఆక్సైడ్ మరియు అల్యూమినియం పౌడర్ ఒక నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో ఏకరీతిగా మిక్స్ చేయబడి, బ్లాక్‌లుగా నొక్కబడి, 0.01 వాక్యూమ్ మరియు 1050-1200 â ఉష్ణోగ్రత కింద చర్య తీసుకుంటుంది. కాల్షియం ఆవిరి మరియు కాల్షియం అల్యూమినేట్ ఉత్పత్తి.

ప్రతిచర్య సూత్రం: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3

తగ్గిన కాల్షియం ఆవిరి 750-400 ° C వద్ద స్ఫటికీకరిస్తుంది. స్ఫటికాకార కాల్షియం కరిగించి, దట్టమైన కాల్షియం కడ్డీని పొందేందుకు ఆర్గాన్ రక్షణలో వేయబడుతుంది.

తగ్గింపు పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కాల్షియం యొక్క రికవరీ రేటు సాధారణంగా 60% ఉంటుంది.

దాని సాంకేతిక ప్రక్రియ కూడా సాపేక్షంగా సరళంగా ఉన్నందున, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో లోహ కాల్షియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి తగ్గింపు పద్ధతి ప్రధాన పద్ధతి.

సాధారణ పరిస్థితుల్లో దహనం మెటాలిక్ కాల్షియం యొక్క ద్రవీభవన స్థానానికి సులభంగా చేరుకుంటుంది, కాబట్టి ఇది లోహ కాల్షియం యొక్క దహనానికి కారణమవుతుంది.

విద్యుద్విశ్లేషణ

మునుపటి విద్యుద్విశ్లేషణ అనేది సంపర్క పద్ధతి, ఇది తరువాత ద్రవ కాథోడ్ విద్యుద్విశ్లేషణకు మెరుగుపరచబడింది.

సంపర్క విద్యుద్విశ్లేషణను మొదటిసారిగా 1904లో డబ్ల్యు. రాతెనౌ వర్తింపజేశారు. ఎలక్ట్రోలైట్ CaCl2 మరియు CaF2 మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించారు. విద్యుద్విశ్లేషణ కణం యొక్క యానోడ్ గ్రాఫైట్ వంటి కార్బన్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు కాథోడ్ ఉక్కుతో తయారు చేయబడింది.

విద్యుద్విశ్లేషణతో నిర్జలీకరణ చేయబడిన కాల్షియం ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క ఉపరితలంపై తేలుతుంది మరియు ఉక్కు కాథోడ్‌తో సంబంధం ఉన్న కాథోడ్‌పై ఘనీభవిస్తుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ పురోగమిస్తున్నప్పుడు, కాథోడ్ తదనుగుణంగా పెరుగుతుంది మరియు కాల్షియం క్యాథోడ్ వద్ద క్యారెట్ ఆకారపు రాడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

సంప్రదింపు పద్ధతి ద్వారా కాల్షియం ఉత్పత్తి యొక్క ప్రతికూలతలు: ముడి పదార్థాల పెద్ద వినియోగం, ఎలక్ట్రోలైట్‌లో కాల్షియం మెటల్ యొక్క అధిక ద్రావణీయత, తక్కువ కరెంట్ సామర్థ్యం మరియు పేలవమైన ఉత్పత్తి నాణ్యత (సుమారు 1% క్లోరిన్ కంటెంట్).

లిక్విడ్ కాథోడ్ పద్ధతిలో రాగి-కాల్షియం మిశ్రమం (10%-15% కాల్షియం ఉంటుంది) ద్రవ కాథోడ్‌గా మరియు గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను యానోడ్‌గా ఉపయోగిస్తుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ నిర్జలీకరణ కాల్షియం కాథోడ్‌పై నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది.

విద్యుద్విశ్లేషణ కణం యొక్క షెల్ తారాగణం ఇనుముతో తయారు చేయబడింది. ఎలక్ట్రోలైట్ CaCl2 మరియు KCI మిశ్రమం. రాగి-కాల్షియం దశ రేఖాచిత్రంలో అధిక కాల్షియం కంటెంట్ ప్రాంతంలో చాలా విస్తృతమైన తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం మరియు 60%-65 కాల్షియం కంటెంట్‌తో రాగి-కాల్షియం మిశ్రమం ఉన్నందున ద్రవ కాథోడ్ యొక్క మిశ్రమం కూర్పుగా రాగి ఎంపిక చేయబడింది. % 700 °C కంటే తక్కువగా తయారు చేయవచ్చు.

అదే సమయంలో, రాగి యొక్క చిన్న ఆవిరి పీడనం కారణంగా, స్వేదనం సమయంలో వేరు చేయడం సులభం. అదనంగా, 60%-65% కాల్షియం కలిగిన రాగి-కాల్షియం మిశ్రమాలు అధిక సాంద్రత (2.1-2.2g/cm³) కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ఎలక్ట్రోలైట్‌తో మంచి డీలామినేషన్‌ను నిర్ధారిస్తాయి. కాథోడ్ మిశ్రమంలో కాల్షియం కంటెంట్ 62%-65% మించకూడదు. ప్రస్తుత సామర్థ్యం దాదాపు 70%. కిలోగ్రాము కాల్షియంకు CaCl2 వినియోగం 3.4-3.5 కిలోగ్రాములు.

విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన రాగి-కాల్షియం మిశ్రమం పొటాషియం మరియు సోడియం వంటి అస్థిర మలినాలను తొలగించడానికి 0.01 టోర్ వాక్యూమ్ మరియు 750-800 â ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో ప్రతి స్వేదనంకి లోబడి ఉంటుంది.

అప్పుడు రెండవ వాక్యూమ్ స్వేదనం 1050-1100 ° C వద్ద జరుగుతుంది, కాల్షియం స్వేదనం ట్యాంక్ ఎగువ భాగంలో ఘనీభవించబడుతుంది మరియు స్ఫటికీకరించబడుతుంది మరియు అవశేష రాగి (10% -15% కాల్షియం కలిగి ఉంటుంది) దిగువన వదిలివేయబడుతుంది. ట్యాంక్ మరియు ఉపయోగం కోసం ఎలక్ట్రోలైజర్‌కి తిరిగి వచ్చింది.

స్ఫటికాకార కాల్షియం 98%-99% గ్రేడ్ కలిగిన పారిశ్రామిక కాల్షియం. CaCl2 ముడి పదార్థంలో సోడియం మరియు మెగ్నీషియం యొక్క మొత్తం కంటెంట్ 0.15% కంటే తక్కువగా ఉంటే, రాగి-కాల్షియం మిశ్రమాన్ని â¥99% కంటెంట్‌తో మెటాలిక్ కాల్షియం పొందేందుకు ఒకసారి స్వేదనం చేయవచ్చు.

కాల్షియం మెటల్ రిఫైనింగ్

అధిక వాక్యూమ్ స్వేదనం ద్వారా పారిశ్రామిక కాల్షియం చికిత్స ద్వారా అధిక స్వచ్ఛత కాల్షియం పొందవచ్చు. సాధారణంగా, స్వేదనం ఉష్ణోగ్రత 780-820°Cగా నియంత్రించబడుతుంది మరియు వాక్యూమ్ డిగ్రీ 1×10-4గా ఉంటుంది. కాల్షియంలోని క్లోరైడ్‌లను శుద్ధి చేయడానికి స్వేదనం చికిత్స తక్కువ ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.

CanCloNp రూపంలో డబుల్ ఉప్పును ఏర్పరచడానికి స్వేదనం ఉష్ణోగ్రత కంటే నైట్రైడ్‌ను జోడించవచ్చు. ఈ డబుల్ ఉప్పు తక్కువ ఆవిరి పీడనాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు సులభంగా అస్థిరమైనది కాదు మరియు స్వేదనం అవశేషాలలో ఉంటుంది.

నత్రజని సమ్మేళనాలను జోడించడం ద్వారా మరియు వాక్యూమ్ స్వేదనం ద్వారా శుద్ధి చేయడం ద్వారా, కాల్షియంలోని క్లోరిన్, మాంగనీస్, కాపర్, ఐరన్, సిలికాన్, అల్యూమినియం మరియు నికెల్ అనే అశుద్ధ మూలకాల మొత్తాన్ని 1000-100ppmకి తగ్గించవచ్చు మరియు అధిక స్వచ్ఛత కాల్షియం 999.99%-999.9%- పొందవచ్చు.

బయటకు తీయడం లేదా రాడ్‌లు మరియు ప్లేట్‌లుగా చుట్టడం లేదా చిన్న ముక్కలుగా కట్ చేసి గాలి చొరబడని కంటైనర్‌లలో ప్యాక్ చేయడం.

పైన పేర్కొన్న మూడు తయారీ పద్ధతుల ప్రకారం, తగ్గింపు పద్ధతి సాధారణ సాంకేతిక ప్రక్రియను కలిగి ఉందని, తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది మరియు తక్కువ సమయాన్ని వినియోగిస్తుంది మరియు పారిశ్రామిక ఉత్పత్తికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుందని చూడవచ్చు.

అందువల్ల, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో కాల్షియం మెటల్ ఉత్పత్తికి తగ్గింపు పద్ధతి ప్రధాన పద్ధతి.