Які основні використання карбіду кальцію?

Меню вмісту

● Виробництво карбіду кальцію

● Застосування карбіду кальцію

>> Виробництво ацетилену

>> Виробництво ціанаміду кальцію

>> Сталевий

>> Виробництво полівінілхлориду (ПВХ)

>> Гірнича промисловість

>> Інші програми

● Переваги та недоліки використання карбіду кальцію

>> Переваги

>> Недоліки

● Майбутні розробки та виклики

● Висновок

● Поширення

>> 1. Яка хімічна формула карбіду кальцію?

>> 2. Як виробляється ацетиленовий газ з карбіду кальцію?

>> 3. Яке основне використання ацетиленового газу, що виробляється з карбіду кальцію?

>> 4. Як карбід кальцію сприяє сталевому виготовленню?

>> 5. Що таке ціанамід кальцію, і як він виробляється з карбіду кальцію?

● Цитати:

Карбід кальцію (CAC ₂), хімічна сполука, що складається з кальцію та вуглецю,-це тверда, сіро-чорна тверда речовина, яка має широкий спектр застосувань у різних галузях. Його універсальність випливає з його здатності реагувати з водою для отримання ацетиленового газу, дуже горючого газу, що використовується при зварюванні, освітленні та виробництві різних хімічних продуктів. Ця стаття досліджує основне використання Карбід кальцію , орієнтуючись на його виробництво, застосування в різних секторах та його роль у сучасних галузях.

Виробництво карбіду кальцію

Виробництво карбіду кальцію-це енергоємний процес, який вимагає високої температури та специфічної сировини. Основними інгредієнтами для отримання карбіду кальцію є оксид кальцію (швидкий час) та вуглець, як правило, у вигляді коксу або порошкоподібного вугілля.

Сировина:

- Оксид кальцію (Quicklime): Оксид кальцію отримується з вапняку або мармуру через процес, який називається кальцинацією, де карбонат кальцію в породі нагрівається до високих температур (вище 900 градусів Цельсія), щоб розкладатися на оксид кальцію та вуглекислий газ.

- вуглець: джерело вуглецю, як правило, кокс або порошкоподібне вугілля, повинно бути чистим і вільним від домішок, щоб забезпечити якість кінцевого продукту карбіду кальцію.

Процес виробництва:

1. Змішування сировини: оксид кальцію та вуглець змішуються у співвідношенні приблизно 1 частини оксиду кальцію до 3 частин вуглецю.

2. Нагрівання в електричній дугової печі: Потім суміш поміщають в електричну дугову печі, де вона нагрівається до температури, що перевищує 2000 градусів Цельсія. Інтенсивне тепло ініціює ряд хімічних реакцій.

3. Хімічна реакція: При високих температурах вуглець реагує з оксидом кальцію для отримання карбіду кальцію та газокусу вуглецю. Реакція представлена хімічним рівнянням:

CAO + 3C RightArrow CAC ₂ + CO

Ця реакція є екзотермічною, вивільняючи значну кількість тепла, що допомагає рухати реакцію вперед.

4. Колекція та обробка: Карбід кальцію утворюється як тверда маса в печі, яка потім розбита на менші шматки для подальшої обробки та використання.

Застосування карбіду кальцію

Виробництво ацетилену

Одне з найбільш значущих використання карбіду кальцію - це вироблення ацетиленового газу (C ₂H ₂). Ацетилен - це дуже горючий газ з широким спектром промислових застосувань. Виробництво ацетилену з карбіду кальцію передбачає просту хімічну реакцію:

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

Коли карбід кальцію реагує з водою, він виробляє ацетиленовий газ та гідроксид кальцію (вапна). Ця реакція є екзотермічною і вивільняє тепло.

Використання ацетиленового газу:

- Зварювання та різання: Ацетиленовий газ широко використовується в зварюванні окси-ацетилену та різання факела за рахунок високої температури полум'я. Інтенсивне тепло, що утворюється шляхом спалювання ацетилену, дозволяє точно вирізати та зварювати метали.

- Хімічний синтез: Ацетилен є вирішальною сировиною в синтезі різних хімічних речовин, включаючи вінілхлорид, акрилонітрил та інші органічні сполуки. Ці хімічні речовини використовуються у виробництві пластмас, синтетичних волокон та інших промислових продуктів.

- Освітлення: У минулому ацетилен використовували в карбідних світильниках для освітлення в автомобілях, видобутку та інших додатках, де було потрібно портативне джерело світла. У той час як електричні світильники значною мірою замінюють карбідні світильники, вони все ще використовуються в деяких застосуванні ніші.

Виробництво ціанаміду кальцію

Карбід кальцію також використовується у виробництві ціанаміду кальцію (CACN ₂), збагаченої азотом сполукою, що використовується в основному як добриво. Цианамід кальцію виробляється шляхом реагування карбіду кальцію з газом азоту при високих температурах:

CAC ₂ + N ₂ RightArrow CACN ₂ + C

Отриманий ціанамід кальцію, також відомий як Nitrolyme, використовується в сільському господарстві як добрива азоту з повільним вивільненням. Він також використовується у виробництві барвників, фармацевтичних препаратів та пестицидів.

Сталевий

Карбід кальцію відіграє вирішальну роль у сталевій промисловості, особливо в десульфуризації заліза та сталі. Сірка - це небажаний елемент у сталі, оскільки може знизити його міцність і пластичність. Карбід кальцію використовується для видалення сірки з розплавленого заліза за допомогою наступної реакції:

CAC ₂ + S RightArrow CAS + 2C

При додаванні до розплавленого заліза карбід кальцію реагує з сіркою, утворюючи сульфід кальцію (CAS), який можна легко видалити з розплавленого металу. Цей процес покращує якість та механічні властивості сталі.

Крім того, карбід кальцію може використовуватися як дезоксидатор у сталь, що допомагає видалити кисень із розплавленої сталі, що ще більше підвищує її якість. Він також може бути використаний як паливо в сталі сталі для збільшення коефіцієнта брухту до рідкого заліза, залежно від економічних факторів.

Виробництво полівінілхлориду (ПВХ)

Карбід кальцію побічно бере участь у виробництві полівінілхлориду (ПВХ), одного з найбільш широко використовуваних пластичних полімерів у світі. Ацетилен, отриманий з карбіду кальцію, є ключовою сировиною у виробництві вінілхлориду, мономер, який використовується для виготовлення ПВХ.

Процес передбачає перетворення ацетилену в вінілхлорид через гідрохлорування:

C ₂H ₂ + HCL RightArrow CH ₂= CHCL

Потім вінілхлорид полімеризується для утворення ПВХ, який використовується в широкому спектрі продуктів, включаючи труби, кабелі, пакувальні матеріали та будівельні матеріали.

Гірнича промисловість

У гірничій промисловості карбід кальцію використовується у виробництві ціаніду кальцію, сполуки, що використовується при вилученні дорогоцінних металів, таких як золото та срібло з руд. Цианідний процес передбачає розчинення металевих руд у ціанідному розчині, який потім обробляється для вилучення дорогоцінних металів.

Інші програми

Окрім основних додатків, перелічених вище, карбід кальцію має кілька інших застосувань:

- дозрівний агент: карбід кальцію використовується як дозріваючий засіб для фруктів, оскільки він виробляє етиленовий газ, коли він реагує з вологою. Етилен - це рослинний гормон, який сприяє дозріванні плодів.

- Десульфуризація: Карбід кальцію використовується для видалення викидів сірки з промислових процесів та генераторів електроенергії. Гідроксид кальцію, що утворюється як побічний продукт генерації ацетилену, є ефективним для очищення стеків для видалення сполук сірки.

- Нейтралізація: гідроксид кальцію, побічний продукт виробництва ацетилену, використовується для нейтралізації кислоти в різних промислових застосуванні, включаючи обробку потоків відходів та стічних вод. Він також використовується для модифікації рН ґрунту та виготовлення цегли з пісочного вогонь.

Переваги та недоліки використання карбіду кальцію

Переваги

- Універсальність: Карбід кальцію - це універсальна сполука з застосуваннями в різних галузях, включаючи зварювання, сталь, сільське господарство та хімічне виробництво.

- Джерело ацетилену: Він забезпечує зручне та рентабельне джерело ацетиленового газу для зварювання та інших застосувань.

- Десульфуризація: ефективна для видалення сірки із заліза та сталі, покращення їх якості та механічних властивостей.

- Виробництво добрив: Використовується у виробництві ціанаміда кальцію, цінного азотного добрива.

Недоліки

- Небезпечні реакції: реагує жорстоко з водою, виробляючи легкозаймистий ацетиленовий газ і вивільняє тепло, що може становити ризики безпеки.

- Екологічні проблеми: Виробництво карбіду кальцію є енергоємним і може сприяти виким вуглецю, якщо його не керувати належним чином.

- Домішки: Сировина, що використовується у виробництві карбіду кальцію, повинна бути чистою, щоб уникнути забруднення кінцевого продукту.

- Поводження та зберігання: вимагає ретельного поводження та зберігання для запобігання випадкових реакцій з вологою.

Майбутні розробки та виклики

По мірі того, як галузі продовжують розвиватися, зростає акцент на стійкості та зменшенні впливу на навколишнє середовище. Виробництво карбіду кальцію, що є енергоємним, стикається з проблемами у узгодженні з цими цілями. Однак постійні дослідження мають на меті підвищити ефективність виробничих процесів карбіду кальцію та вивчити альтернативні використання, що мінімізують вплив на навколишнє середовище.

Більше того, очікується, що просування в галузі технологій підвищить безпеку та ефективність обробки карбіду кальцію, зменшуючи ризики, пов'язані з його небезпечними реакціями. Інновації в матеріалознавстві також можуть призвести до відкриття нових застосувань для карбіду кальцію, що ще більше розширює свою роль у сучасних галузях.

Висновок

Карбід кальцію - це універсальна хімічна сполука з широким спектром застосувань у різних галузях. Від його основного використання у виробництві ацетиленового газу для зварювання та хімічного синтезу до його ролі у виробництві сталі, виробництві добрив та видобутку, карбід кальцію відіграє вирішальну роль у сучасних промислових процесах. Хоча він пропонує численні переваги, включаючи його універсальність та ефективність у десульфуризації, він також представляє такі проблеми, як небезпечні реакції та екологічні проблеми. По мірі просування технологій, постійні зусилля з досліджень та розробок спрямовані на підвищення ефективності та безпеки виробництва та обробки карбіду кальцію, забезпечуючи його постійну актуальність у різних секторах. Майбутнє може побачити ще більш інноваційні програми карбіду кальцію, оскільки галузі продовжують вивчати свої унікальні властивості та потенціал.

Поширення

1. Яка хімічна формула карбіду кальцію?

Хімічна формула карбіду кальцію - CAC₂.

2. Як виробляється ацетиленовий газ з карбіду кальцію?

Ацетиленовий газ виробляється шляхом реагування карбіду кальцію з водою, відповідно до рівняння: CAC ₂ + 2H ₂O → C ₂H ₂ + CA (OH)₂.

3. Яке основне використання ацетиленового газу, що виробляється з карбіду кальцію?

Ацетиленовий газ в основному використовується для зварювання та різання смолоскипів, хімічного синтезу та, історично, у карбідних світильниках для освітлення.

4. Як карбід кальцію сприяє сталевому виготовленню?

Карбід кальцію використовується в сталь, що виготовляє сталь як десульфуризуючий засіб для видалення сірки з розплавленого заліза, покращуючи якість та механічні властивості сталі.

5. Що таке ціанамід кальцію, і як він виробляється з карбіду кальцію?

Цианамід кальцію (CACN ₂)-багата на азот, сполука, що використовується як добриво. Він виробляється шляхом реагування карбіду кальцію з азотом при високих температурах: CAC ₂ + N ₂ → CACN ₂ + C.

Цитати:

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

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

[3] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to-

[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-thetop-manufacturers-of-callium-carbide-a-comprehence-guide.html

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

[17] https://www.shutterstock.com/search/ ....

[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-ripening-of-5fead5ab5ac8c406f9ca3ed

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

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

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

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

[27] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-callium-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-industrial-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://collegeunia.com/exams/calcium-carbide-chemistry-articleid-2931

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