Kalcio karbido gamybos metodai (CAC₂)
Kalcio karbidas (Cac₂), paprastai žinomas kaipKarbidasArbaElektrinis akmuo, Visų pirma gaminamas naudojant pramoninius metodus, susijusius su aukštos temperatūros reakcijomis.
1. Elektrinis lanko krosnies metodas (pagrindinis pramonės procesas)
Principas
Šiuo metodu,Kalkakmenis (caco₃)IrKoksas (anglis)Reaguoja į elektrinę lanko krosnį esant temperatūrai2000–2200 laipsnis. Reakcija vyksta dviem etapais:
Kalkakmenio skilimas: Caco₃δ cao+co₂ ↑
Kalcio oksido sumažinimas anglimi: Cao +3 celektrinis lankas CAC₂+Co ↑
Proceso srautas
Žaliavų paruošimas:
Kalkakmenis(Grynumas, didesnis arba lygus 90%), susmulkinamas iki konkretaus dalelių dydžio.
Koksas(Didelis fiksuotas anglies kiekis, žemas sieros kiekis) veikia kaip redukuojantis agentas ir elektros laidininkas.
Maišymas:
Kalkakmenis ir koksas yra sumaišyti a1: 3 masės santykisIr maitinamas į krosnį.
Aukštos temperatūros reakcija:
Elektros srovė (200–400 V) sukuria lanką, kaitinant mišinį iki 2000 laipsnių.
Kalcio oksidas reaguoja su anglimi, kad susidarytų kalcio karbidas ir anglies monoksidas (CO).
Produkto tvarkymas:
Išlydytas kalcio karbidas aušinamas formomis, kad susidarytų kietos blokai.
CO dujos yra arba išleidžiamos (su šveitimu), arba perdirbamos.
Privalumai
Didelis efektyvumas, tinkamas didelio masto gamybai (pasaulinė metinė produkcija viršija 100 milijonų tonų).
Ekonomiškai efektyvus pramoninio masto acetileno gamybai.
Trūkumai
Ypač daug energijos (~ 3000–4000 kWh už toną cac₂).
Reikia didelio grynumo kokso ir sukuria išmetamų teršalų kiekį.
2. Aukštos temperatūros karboterminis redukcija (laboratoriniai ar specializuoti procesai)
Principas
Naudojamas silicio dioksidas (SiO₂) arba aliuminis kaip redukuojantis agentas, kad gautų kalcio karbidą iš kalcio oksido:
Cao +3 schight temp. Cac₂+co ↑
arba
4cao+al₂o₃high temp. 2cac₂ +2 cao \\ cdotpal₂o₃
Proceso srautas
Kalcinavimas: Kalkakmenis kaitinamas, kad susidarytų kalcio oksidas (CAO).
Reakcija: CaO is mixed with carbon (or silicon/aluminum) and heated in a furnace (>2000 laipsnis).
Produkto gryninimas: Aušinamas produktas yra susmulkintas ir rafinuotas, kad būtų galima atskirti CAC₂.
Privalumai
Tinka laboratorinei sintezei ar nedidelio masto gamybai.
Leidžia tiksliai valdyti grynumą.
Trūkumai
Mažas efektyvumas ir didelės energijos sąnaudos riboja pramonės naudojimą.
3. Alternatyvūs metodai
(1) Carboterminis redukcija naudojant silicio dioksidą
Naudoja SIO₂ kaip redukcinę agentą: 2CAO+SiO₂ +5 Cδ 2CAC₂+SIC +4 Co ↑
Kaip šalutinį produktą gamina kalcio karbidas ir silicio karbidas (SIC).
(2) elektrodų krosnis su dujinio anglies šaltiniais
Eksperimentinis metodas, naudojant metaną (CH₄) kaip anglies šaltinį: Cao+CH₄δ CAC₂ +2 H₂ ↑
Vis dar atliekant tyrimų etapą dėl techninių iššūkių.
(3) biologinis redukcija (eksperimentinis)
Naudoja mikroorganizmus, kad sumažintų kakavą iki Cac₂, tačiau mastelio keitimas yra ribotas.
