روش های تولید کاربید کلسیم (CAC₂)
کاربید کلسیم (CAC₂) ، که معمولاً به آن معروف استکاربیدیاسنگ الکتریکی، در درجه اول از طریق روش های صنعتی تولید می شود که شامل واکنش های درجه حرارت بالا است.
1 روش کوره قوس الکتریکی (فرآیند اصلی صنعتی)
اصل
در این روش ،سنگ آهک (Caco₃)وتکک (کربن)در یک کوره قوس الکتریکی در دمای دمای واکنش واکنش نشان می دهنددرجه 2000-2200بشر واکنش در دو مرحله رخ می دهد:
تجزیه سنگ آهک: caco₃δ cao+co₂
کاهش اکسید کلسیم توسط کربن: cao +3 قوس celectric cac₂+co
جریان فرآیند
تهیه مواد اولیه:
سنگ آهک(خلوص بیشتر از یا مساوی 90 ٪) به اندازه ذرات خاص خرد می شود.
کک(مقدار زیاد کربن ثابت ، گوگرد پایین) به عنوان یک عامل کاهش دهنده و هادی الکتریکی عمل می کند.
اختلاط:
سنگ آهک و کک در a مخلوط می شوند1: 3 نسبت جرمو به کوره تغذیه می شود.
واکنش درجه حرارت بالا:
یک جریان الکتریکی (200-400 ولت) یک قوس تولید می کند و مخلوط را تا بیش از 2000 درجه گرم می کند.
اکسید کلسیم با کربن واکنش نشان می دهد تا کاربید کلسیم و مونوکسید کربن (CO) را تشکیل دهد.
دست زدن به محصول:
کاربید کلسیم مذاب در قالب ها خنک می شود تا بلوک های جامد تشکیل شود.
گاز CO یا تهویه شده است (با شستشو) یا بازیافت می شود.
مزایا
راندمان بالا ، مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ (تولید سالانه جهانی بیش از 100 میلیون تن است).
مقرون به صرفه برای تولید استیلن در مقیاس صنعتی.
معایب
بسیار پر انرژی (3000-4000 کیلووات ساعت در هر تن CAC₂).
به کک با خلوص بالا نیاز دارد و تولید گازهای گلخانه ای را تولید می کند.
2 کاهش کربوترمی با درجه حرارت بالا (در مقیاس آزمایشگاه یا فرآیندهای تخصصی)
اصل
از دی اکسید سیلیکون (SIO₂) یا آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهش دهنده برای تولید کاربید کلسیم از اکسید کلسیم استفاده می کند:
CAO +3} Chigh Temp. Cac₂+Co
یا
4CAO+al₂o₃high Temp. 2Cac₂ +2 cao \ cdotpal₂o₃
جریان فرآیند
محاسبه: سنگ آهک برای تولید اکسید کلسیم (CAO) گرم می شود.
واکنش: CaO is mixed with carbon (or silicon/aluminum) and heated in a furnace (>2000 درجه).
تصفیه محصول: محصول خنک شده خرد شده و تصفیه شده برای جداسازی CAC₂.
مزایا
مناسب برای سنتز آزمایشگاهی یا تولید در مقیاس کوچک.
کنترل دقیق بر خلوص را امکان پذیر می کند.
معایب
راندمان پایین و هزینه های بالا انرژی استفاده صنعتی را محدود می کند.
3 روش های جایگزین
(1) کاهش کربوترمال با دی اکسید سیلیکون
از Sio₂ به عنوان یک عامل کاهش دهنده استفاده می کند: 2CaO+Sio₂ +5 Cδ 2Cac₂+SIC +4 Co
کاربید کلسیم و کاربید سیلیکون (SIC) را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کند.
(2) کوره الکترود با منابع کربن گازی
روش آزمایشی با استفاده از متان (ch₄) به عنوان منبع کربن: cao+ch₄δ cac₂ +2 h₂
هنوز در مرحله تحقیق به دلیل چالش های فنی.
(3) کاهش زیستی (آزمایشی)
از میکروارگانیسم ها برای کاهش Caco₃ به Cac₂ استفاده می کند ، اما مقیاس پذیری محدود است.
