ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲೋಹದ ಮೂರು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು

ನ ಸಿದ್ಧತೆ

ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮೆಟಲ್‌ನ ಅತ್ಯಂತ ಬಲವಾದ ಚಟುವಟಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹಿಂದೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕರಗಿದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಯಿತು. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಕಡಿತ ವಿಧಾನವು ಕ್ರಮೇಣ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲೋಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.

ಕಡಿತ ವಿಧಾನ

ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಲೋಹದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸುಣ್ಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಪಡೆಯಲು ಸರಿಪಡಿಸುವುದು.

ಕಡಿತ ವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುಣ್ಣದ ಕಲ್ಲುಗಳನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನ್ಡ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಏಜೆಂಟ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಪೌಡರ್ ಅನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಬೆರೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಬ್ಲಾಕ್ಗಳಾಗಿ ಒತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 0.01 ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು 1050-1200 â ತಾಪಮಾನದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆವಿ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಲ್ಯುಮಿನೇಟ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು.

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸೂತ್ರವು: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3

ಕಡಿಮೆಯಾದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆವಿಯು 750-400 ° C ನಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ನಂತರ ಕರಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದಟ್ಟವಾದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಇಂಗೋಟ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಆರ್ಗಾನ್ ರಕ್ಷಣೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಎರಕಹೊಯ್ದರು.

ಕಡಿತ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನ ಚೇತರಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು 60% ಆಗಿದೆ.

ಅದರ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಲೋಹೀಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಡಿತ ವಿಧಾನವು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ದಹನವು ಲೋಹೀಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ತಲುಪಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಲೋಹೀಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನ ದಹನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ

ಹಿಂದಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಸಂಪರ್ಕ ವಿಧಾನವಾಗಿತ್ತು, ಇದನ್ನು ನಂತರ ದ್ರವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಸುಧಾರಿಸಲಾಯಿತು.

ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಮೊದಲು 1904 ರಲ್ಲಿ W. ರಾಥೆನೌ ಅವರು ಅನ್ವಯಿಸಿದರು. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವನ್ನು CaCl2 ಮತ್ತು CaF2 ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶದ ಆನೋಡ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಂತಹ ಕಾರ್ಬನ್‌ನಿಂದ ಮುಚ್ಚಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಉಕ್ಕಿನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಿಂದ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಂಡ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ತೇಲುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಕ್ಕಿನ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಘನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ತಕ್ಕಂತೆ ಏರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾರೆಟ್-ಆಕಾರದ ರಾಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಂಪರ್ಕ ವಿಧಾನದಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಅನಾನುಕೂಲಗಳು: ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ದೊಡ್ಡ ಬಳಕೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲೋಹದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವಿಕೆ, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಕಳಪೆ ಉತ್ಪನ್ನದ ಗುಣಮಟ್ಟ (ಸುಮಾರು 1% ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅಂಶ).

ದ್ರವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಿಧಾನವು ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು (10% -15% ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ) ದ್ರವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಿಂದ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣಗೊಂಡ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶದ ಶೆಲ್ ಎರಕಹೊಯ್ದ ಕಬ್ಬಿಣದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ CaCl2 ಮತ್ತು KCI ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ. ತಾಮ್ರವನ್ನು ದ್ರವ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿ ಆಯ್ಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹಂತದ ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಂಶದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ವಿಶಾಲವಾದ ಕಡಿಮೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಪ್ರದೇಶವಿದೆ ಮತ್ತು 60% -65 ರ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹವಿದೆ. % ಅನ್ನು 700 °C ಕೆಳಗೆ ತಯಾರಿಸಬಹುದು.

ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ತಾಮ್ರದ ಸಣ್ಣ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ, ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, 60%-65% ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹೊಂದಿರುವ ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ (2.1-2.2g/cm³), ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಡಿಲೀಮಿನೇಷನ್ ಅನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹದಲ್ಲಿನ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅಂಶವು 62% -65% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರಬಾರದು. ಪ್ರಸ್ತುತ ದಕ್ಷತೆಯು ಸುಮಾರು 70% ಆಗಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಕಿಲೋಗ್ರಾಂ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂಗೆ CaCl2 ಬಳಕೆ 3.4-3.5 ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳು.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂನಂತಹ ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು 0.01 ಟಾರ್ ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು 750-800 â ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಗೆ ಒಳಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ.

ನಂತರ ಎರಡನೇ ನಿರ್ವಾತ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು 1050-1100 ° C ನಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವ ತೊಟ್ಟಿಯ ಮೇಲಿನ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮಂದಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ತಾಮ್ರವನ್ನು (10% -15% ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹೊಂದಿರುವ) ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಟ್ಯಾಂಕ್ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿತು.

ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ 98%-99% ನಷ್ಟು ದರ್ಜೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆಗಿದೆ. CaCl2 ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಸೋಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್‌ನ ಒಟ್ಟು ಅಂಶವು 0.15% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ತಾಮ್ರ-ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ಒಮ್ಮೆ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿ â¥99% ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ ಲೋಹೀಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲೋಹದ ಶುದ್ಧೀಕರಣ

ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 780-820 ° C ಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತ ಪದವಿ 1 × 10-4 ಆಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನಲ್ಲಿ ಕ್ಲೋರೈಡ್ಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯು ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ.

CanCloNp ರೂಪದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಉಪ್ಪನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ನೈಟ್ರೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಈ ಎರಡು ಉಪ್ಪು ಕಡಿಮೆ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಾಷ್ಪಶೀಲವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಶೇಷದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಸಾರಜನಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನಲ್ಲಿರುವ ಅಶುದ್ಧ ಅಂಶಗಳಾದ ಕ್ಲೋರಿನ್, ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್, ತಾಮ್ರ, ಕಬ್ಬಿಣ, ಸಿಲಿಕಾನ್, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ನಿಕಲ್ಗಳ ಮೊತ್ತವನ್ನು 1000-100ppm ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು 999.99% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ರಾಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಾಗಿ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ತುಂಡುಗಳಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಿ ಗಾಳಿಯಾಡದ ಪಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೇಲಿನ ಮೂರು ತಯಾರಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಕಡಿತ ವಿಧಾನವು ಸರಳವಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಮಯವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮೆಟಲ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಡಿತ ವಿಧಾನವು ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.