Каково основное использование карбида кальция?

Контент меню

● Производство карбида кальция

● Применение карбида кальция

>> Производство ацетилена

>> Производство цианамида кальция

>> Сталь

>> Производство поливинилхлорида (ПВХ)

>> Горнодобывающая промышленность

>> Другие приложения

● Преимущества и недостатки использования карбида кальция

>> Преимущества

>> Недостатки

● Будущие события и проблемы

● Заключение

● Часто задаваемые вопросы

>> 1. Какова химическая формула карбида кальция?

>> 2. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

>> 3. Каково основное использование ацетиленового газа, производимого из карбида кальция?

>> 4. Как карбид кальция способствует созданию стали?

>> 5. Что такое цианамид кальция и как он производится из карбида кальция?

● Цитаты:

Кальциевый карбид (CAC ₂), химическое соединение, состоящее из кальция и углерода, представляет собой твердое серо-черное твердое вещество, которое имеет широкий спектр применений в различных отраслях промышленности. Его универсальность проистекает из его способности реагировать с водой с образованием ацетиленового газа, широко легковоспламеняющимся газом, используемым при сварке, освещении и производстве различных химических продуктов. В этой статье рассматривается основное использование Карбид кальция , сосредоточенная на его производстве, применении в разных секторах и его роль в современных отраслях.

Производство карбида кальция

Производство карбида кальция-это энергоемкий процесс, который требует высоких температур и удельного сырья. Основными ингредиентами для производства карбида кальция являются оксид кальция (QuickLime) и углерод, обычно в виде кокса или порошкообразного угля.

Сырье:

- Оксид кальция (QuickLime): оксид кальция получен из известняка или мрамора посредством процесса, называемого кальцинированием, где карбонат кальция в породе нагревается до высоких температур (выше 900 градусов Цельсиса), чтобы разложить его на оксид кальция и диоксид углерода.

- Углерод: Источник углерода, обычно кока -кола или порошкообразный уголь, должен быть чистым и свободным от примесей, чтобы обеспечить качество конечного карбида кальция.

Производственный процесс:

1. Смешивание сырья: оксид кальция и углерод смешиваются в соотношении приблизительно 1 части оксида кальция до 3 частей углерода.

2. Нагрев в электрической дуговой печи: затем смесь помещается в электрическую дуговую печь, где она нагревается до температуры, превышающих 2000 градусов по Цельсию. Интенсивное тепло инициирует серию химических реакций.

3. Химическая реакция: при высоких температурах углерод реагирует с оксидом кальция с образованием карбида кальция и газом окиси углерода. Реакция представлена химическим уравнением:

CAO + 3C RightRrow CAC ₂ + CO

Эта реакция является экзотермической, высвобождая значительное количество тепла, которое помогает стимулировать реакцию вперед.

4. Сбор и обработка: карбид кальция образуется в виде твердой массы в печи, которая затем разбивается на более мелкие куски для дальнейшей обработки и использования.

Применение карбида кальция

Производство ацетилена

Одним из наиболее значительных применений карбида кальция является производство ацетиленового газа (C ₂H ₂). Ацетилен является высокопоставленным газом с широким спектром промышленных применений. Производство ацетилена из карбида кальция включает в себя простую химическую реакцию:

CAC ₂ + 2H ₂O RightArrow C ₂H ₂ + CA (OH)₂

Когда карбид кальция реагирует с водой, он производит ацетиленовый газ и гидроксид кальция (Slaked Lime). Эта реакция является экзотермической и выпускает тепло.

Использование ацетиленового газа:

- Сварка и резка: ацетиленовый газ широко используется в сварке окси-ацетилена и режущих факелах из-за его высокой температуры пламени. Интенсивное тепло, производимое сжиганием ацетилена, позволяет точно резковать и сварки металлов.

- Химический синтез: ацетилен является важным сырью в синтезе различных химических веществ, включая винилхлорид, акрилонитрил и другие органические соединения. Эти химические вещества используются в производстве пластмасс, синтетических волокон и других промышленных продуктов.

- Освещение: В прошлом ацетилен использовался в карбидных лампах для освещения в автомобилях, добыче полезных ископаемых и других применениях, где необходим портативный источник света. В то время как электрические лампы в основном заменили карбид -лампы, они все еще используются в некоторых нишевых приложениях.

Производство цианамида кальция

Кальциевый карбид также используется при производстве цианамида кальция (CACN ₂), богатого азотом соединением, используемого главным образом в качестве удобрения. Цианамид кальция производится путем реагирования карбида кальция с газом азота при высоких температурах:

Cac ₂ + n ₂ rightarrow cacn ₂ + c

Полученный кальциевый цианамид, также известный как NitroLime, используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения азота с медленным высвобождением. Он также используется в производстве красителей, фармацевтических препаратов и пестицидов.

Сталь

Кальциевый карбид играет решающую роль в стальной промышленности, особенно в десульфуризации железа и стали. Сера является нежелательным элементом в стали, поскольку она может уменьшить его прочность и пластичность. Кальциевый карбид используется для удаления серы из расплавленного железа посредством следующей реакции:

CAC ₂ + S RightArrow CAS + 2C

При добавлении в расплавленное железо карбид кальция реагирует с серной, образуя сульфид кальция (CAS), который может быть легко удален из расплавленного металла. Этот процесс улучшает качественные и механические свойства стали.

Кроме того, карбид кальция может быть использован в качестве изобилия при изготовлении стали, помогая удалить кислород из расплавленной стали, что еще больше повышает его качество. Он также может быть использован в качестве топлива в создании стали для увеличения соотношения лома к жидкому железу, в зависимости от экономических факторов.

Производство поливинилхлорида (ПВХ)

Кальциевый карбид косвенно участвует в производстве поливинилхлорида (ПВХ), одного из наиболее широко используемых пластиковых полимеров в мире. Ацетилен, полученный из карбида кальция, является ключевым сырью при производстве винилового хлорида, мономера, используемого для изготовления ПВХ.

Процесс включает преобразование ацетилена в винилхлорид через гидрохлорирование:

C ₂H ₂ + HCl RightArrow CH ₂= CHCL

Затем винилхлорид полимеризуется для образования ПВХ, который используется в широком спектре продуктов, включая трубы, кабели, упаковочные материалы и строительные материалы.

Горнодобывающая промышленность

В горнодобывающей промышленности карбид кальция используется при производстве цианида кальция, соединения, используемого при извлечении драгоценных металлов, таких как золото и серебро из руд. Процесс цианида включает растворение металлических руд в растворе цианида, который затем обрабатывается для извлечения драгоценных металлов.

Другие приложения

Помимо основных применений, перечисленных выше, карбид кальция имеет несколько других применений:

- Созревающий агент: карбид кальция используется в качестве созревшего агента для фруктов, поскольку он производит этиленовый газ, когда он реагирует с влажностью. Этилен является гормоном растений, который способствует созреванию фруктов.

- десульфуризация: карбид кальция используется для удаления выбросов серы из промышленных процессов и генераторов энергетики. Гидроксид кальция, образующийся в виде побочного продукта генерации ацетилена, эффективен при очистке газов стека для удаления соединений серы.

- Нейтрализация: гидроксид кальция, побочный продукт производства ацетилена, используется для нейтрализации кислоты в различных промышленных применениях, включая обработку потоков отходов и сточных вод. Он также используется для модификации pH почвы и в производстве кирпича из песчаного лайма.

Преимущества и недостатки использования карбида кальция

Преимущества

- Универсальность: карбид кальция является универсальным соединением с применением в различных отраслях, включая сварку, создание стали, сельское хозяйство и химическое производство.

- Источник ацетилена: обеспечивает удобный и экономичный источник ацетиленового газа для сварки и других применений.

- Десульфуризация: эффективно для удаления серы из железа и стали, улучшая их качественные и механические свойства.

- Производство удобрений: используется в производстве цианамида кальция, ценное азотное удобрение.

Недостатки

- Опасные реакции: насильственно реагирует с водой, производит легковоспламеняющийся ацетиленовый газ и высвобождая тепло, что может представлять риск безопасности.

- Экологические проблемы: производство карбида кальция является энергоемкостью и может способствовать выбросам углерода, если не управляется должным образом.

- Примеси: сырье, используемое в производстве карбида кальция, должно быть чистым, чтобы избежать загрязнения конечного продукта.

- Обработка и хранение: требует тщательной обработки и хранения, чтобы предотвратить случайные реакции с влагой.

Будущие события и проблемы

По мере того, как отрасли продолжают развиваться, растет акцент на устойчивость и снижение воздействия на окружающую среду. Производство карбида кальция, будучи энергоемкостью, сталкивается с проблемами в соответствии с этими целями. Тем не менее, текущие исследования направлены на повышение эффективности производственных процессов карбида кальция и изучение альтернативных использования, которые минимизируют воздействие на окружающую среду.

Кроме того, ожидается, что достижения в области технологий повысят безопасность и эффективность обработки карбида кальция, снижая риски, связанные с его опасными реакциями. Инновации в области материаловедения могут также привести к открытию новых применений для карбида кальция, что еще больше расширяет свою роль в современных отраслях.

Заключение

Кальциевый карбид является универсальным химическим соединением с широким спектром применений в различных отраслях. От его первичного использования в производстве ацетиленового газа для сварки и химического синтеза до его роли в создании стали, производства удобрений и добычи полезных ископаемых карбид кальция играет решающую роль в современных промышленных процессах. Несмотря на то, что он предлагает многочисленные преимущества, включая его универсальность и эффективность в десульфуризации, он также представляет собой проблемы, такие как опасные реакции и экологические проблемы. По мере развития технологий, постоянные исследования и разработки направлены на повышение эффективности и безопасности производства и обработки карбида кальция, обеспечивая их дальнейшую актуальность в различных секторах. В будущем может быть еще более инновационное применение карбида кальция, поскольку отрасли промышленности продолжают изучать свои уникальные свойства и потенциал.

Часто задаваемые вопросы

1. Какова химическая формула карбида кальция?

Химическая формула карбида кальция является CAC₂.

2. Как ацетиленовый газ производится из карбида кальция?

Ацетиленовый газ производится путем реагирования карбида кальция с водой в соответствии с уравнением: CAC ₂ + 2H ₂O → C ₂H ₂ + CA (OH)₂.

3. Каково основное использование ацетиленового газа, производимого из карбида кальция?

Ацетиленовый газ в основном используется в сварке и режущих факелах, химическом синтезе и исторически, в карбидных лампах для освещения.

4. Как карбид кальция способствует созданию стали?

Кальциевый карбид используется в стали в качестве десульфуризирующего агента для удаления серы из расплавленного железа, улучшая качественные и механические свойства стали.

5. Что такое цианамид кальция и как он производится из карбида кальция?

Цианамид кальция (CACN ₂) представляет собой богатое азотом соединение, используемое в качестве удобрения. Он производится путем реагирования карбида кальция с газом азота при высоких температурах: CAC ₂ + N ₂ → CACN ₂ + C.

Цитаты:

[1] https://www.carbidellc.com/solutions.html

[2] https://www.tjtywh.com/a-the-use-and-pplications-of-calcium-carbide-lumps.html

[3.]

[4] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html

[5] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide

[6] https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejoc.202001098

[7] https://byjus.com/chemistry/calcium-carbide/

[8] https://www.tjtywh.com/what-is-calcium carbide-and-its-applications.html

[9] http://www.crecompany.com/company_news_en/calcium_carbide82.html

[10] https://testbook.com/chemistry/calcium carbide

[11] https://www.youtube.com/watch?v=9OTT9QJRQ48

[12] https://www.instructables.com/how-to-make-calcium-carbide/

[13] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er00

[14] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cjoc.202300358

[15] https://www.tjtywh.com/a-the-top- Manufacturers-of-calcium-carbide-a-comprehany-guide.html

[16] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html?page=2

[17] https://www.shutterstock.com/search/%222calcium-carbide%22?page=2

[18] https://www.pexels.com/search/calcium+carbide+uses/

[19] https://www.istockphoto.com/photos/calcium carbide

[20] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide

[21] https://stock.adobe.com/search?k=%22Calcium+Carbide%22

[22] https://testbook.com/question-answer/calcium-carbide-is-used-for-artificial-reipening-of-5ffead5ab5ac8c406f9ca3ed

[23] https://www.doubtnut.com/pcmb-questions/116690

[24] https://camachem.com/es/blog/post/frequilly-asked-question-about-calcium-carbide

[25] https://edu.rsc.org/download?ac=515424

[26] https://camachem.com/pt/blog/post/frequilly-asked-question-about-calcium-carbide

[27] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-calcium-carbide-in-industrial-applications1.html

[28] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide

[29] https://www.tjtywh.com/a-the-benefits-of-pulverized-calcium-carbide-in-dindial-applications.html

[30] https://www.alzchem.com/en/brands/calcium-carbide/

[31] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf

[32] https://enterclimate.com/calcium-carbide-manufacturing-unit-setup

[33] https://patents.google.com/patent/us4594236a/en

[34] https://www.istockphoto.com/photos/carbide-rocks

[35] https://www.dreamstime.com/photos-images/calcium-carbide.html

[36] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/

[37] https://collegedunia.com/exams/calcium-carbide-chemistry-articleid-2931

[38] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc196.pdf