Kalcium- a Periodikus rendszer 4. periódusának és PA-csoportjának eleme, 20. sorszám. Elektronikus képlet atom [ 18 Ar] 4s 2, oxidációs állapot +2 és 0. Alkáliföldfémekre vonatkozik. Alacsony elektronegativitása (1,04), fémes (alap) tulajdonságokat mutat. Számos sót és bináris vegyületet képez (kationként). Sok kalciumsó gyengén oldódik vízben. A természetben - hatodik kémiai mennyiségét tekintve az elem (a fémek közül a harmadik) kötött formában van. Minden szervezet számára létfontosságú elem.A talaj kalciumhiányát mészműtrágyák (CaCO 3, CaO, kalcium-cianamid CaCN 2 stb.) kijuttatásával pótolják. A kalcium, kalciumkation és vegyületei sötétnarancssárgára színezik a gázégő lángját ( minőségi kimutatás).

Kalcium Ca

Ezüstfehér fém, puha, képlékeny. Nedves levegőben elhalványul, és CaO és Ca(OH) filmréteg borítja be 2. Nagyon reakcióképes; levegőn hevítve meggyullad, hidrogénnel, klórral, kénnel és grafittal reagál:

Más fémeket redukál oxidjaikból (iparilag fontos módszer az kalciumtermia):

Nyugta kalcium benne ipar:

A kalciumot a fémötvözetek nemfémes szennyeződéseinek eltávolítására használják, könnyű és súrlódásgátló ötvözetek összetevőjeként, ritka fémek izolálására az oxidjaikból.

Kalcium-oxid CaO

bázikus oxid. A műszaki neve égetett mész. Fehér, erősen higroszkópos. Ionszerkezete Ca 2+ O 2- . Tűzálló, termikusan stabil, gyújtáskor illékony. Felszívja a nedvességet és szén-dioxid a levegőből. Hevesen reagál vízzel (magas exo- hatás), erősen lúgos oldatot képez (hidroxid kiválás lehetséges), a folyamatot mészoltásnak nevezik. Reagál savakkal, fémekkel és nem fém-oxidokkal. Használják más kalciumvegyületek szintéziséhez, Ca(OH) 2, CaC 2 és ásványi műtrágyák előállításához, kohászatban folyasztószerként, szerves szintézis katalizátoraként, kötőanyagok alkotóeleme az építőiparban.

A legfontosabb reakciók egyenletei:

Nyugta CaO az iparban– mészköves pörkölés (900-1200 °С):

CaCO3 = CaO + CO2

Kalcium-hidroxid Ca(OH) 2

bázikus hidroxid. A műszaki neve oltott mész. Fehér, higroszkópos. Ionszerkezete Ca 2+ (OH -) 2. Mérsékelt hő hatására lebomlik. Felszívja a levegőből a nedvességet és a szén-dioxidot. Hideg vízben enyhén oldódik (lúgos oldat képződik), forrásban lévő vízben még kevésbé. A tiszta oldat (mészvíz) gyorsan zavarossá válik a hidroxid kicsapódása miatt (a szuszpenziót mésztejnek nevezik). A Ca 2+ ionra adott kvalitatív reakció a szén-dioxid mészvízen való áthaladása CaCO 3 csapadék megjelenésével és oldatba való átalakulásával. Reagál savakkal és savas oxidokkal, ioncserélő reakciókba lép. Üveg-, mész-, mész-ásványi műtrágyák gyártásában, szóda maratosítására és lágyítására használják. friss víz, valamint mészhabarcsok - tésztaszerű keverékek (homok + oltott mész + víz) készítésére, falazat és téglafalazat kötőanyagaként, falak befejezésére (vakolására) és egyéb építési célokra. Az ilyen oldatok megkeményedése ("befoglalása") a szén-dioxid levegőből való felszívódásának köszönhető.

kalcium - kémiai elem II. csoport a periódusos rendszerben 20-as rendszámmal, a Ca (lat. Calcium) szimbólummal jelölve. A kalcium puha, ezüstös-szürke alkáliföldfém.

20 a periódusos rendszer eleme Az elem neve latból származik. calx (in birtokos eset calcis) - "mész", "puha kő". Humphry Davy angol kémikus javasolta, aki 1808-ban izolálta a fémes kalciumot.
A kalciumvegyületeket - mészkő, márvány, gipsz (valamint a mész - égő mészkő terméke) több évezred óta használták az építőiparban.
A kalcium az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló elem a Földön. A kalciumvegyületek szinte minden állati és növényi szövetben megtalálhatók. A földkéreg tömegének 3,38%-át teszi ki (az oxigén, a szilícium, az alumínium és a vas után az 5. hely bőségében).

A kalcium megtalálása a természetben

A kalcium nagy kémiai aktivitása miatt szabad formában a természetben nem található.
A kalcium a földkéreg tömegének 3,38%-át teszi ki (az oxigén, a szilícium, az alumínium és a vas után az 5. hely bőségében). Elemtartalom be tengervíz- 400 mg / l.

izotópok

A kalcium a természetben hat izotóp keveréke formájában fordul elő: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca és 48Ca, amelyek között a leggyakoribb - 40Ca - 96,97%. A kalciummagok a protonok varázslatos számát tartalmazzák: Z = 20. Izotópok
40
20
Ca20 és
48
20
A Ca28 a természetben található öt kétszeresen mágikus számú mag közül kettő.
A hat természetben előforduló kalcium-izotóp közül öt stabil. A hatodik 48Ca izotóp, a hat közül a legnehezebb és nagyon ritka (izotóp-bősége mindössze 0,187%), kétszeres béta-bomláson megy keresztül, felezési ideje 1,6 1017 év.

Kőzetekben és ásványokban

A legtöbb kalciumot különféle kőzetek (gránit, gneisz stb.) szilikátjai és alumínium-szilikátjai tartalmazzák, különösen a földpátban - anortit Ca.
Az üledékes kőzetek formájában a kalciumvegyületeket a kréta és a mészkő képviseli, amelyek főként kalcit ásványi anyagból (CaCO3) állnak. A kalcit kristályos formája, a márvány sokkal ritkábban fordul elő a természetben.
A kalcium ásványi anyagok, mint a kalcit CaCO3, anhidrit CaSO4, alabástrom CaSO4 0,5H2O és gipsz CaSO4 2H2O, fluorit CaF2, apatitok Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), dolomit MgCO3 CaCO3 meglehetősen elterjedtek. A természetes vízben lévő kalcium és magnézium sók jelenléte meghatározza annak keménységét.
Kalcium, amely erőteljesen vándorol be földkéregés különböző geokémiai rendszerekben felhalmozódva 385 ásványt képez (ásványok számát tekintve a negyedik hely).

A kalcium biológiai szerepe

A kalcium gyakori makrotápanyag a növényekben, állatokban és emberekben. Embereknél és más gerinceseknél a legtöbb a csontvázban és a fogakban található. A kalcium a csontokban hidroxiapatit formájában található. Tól től különféle formák a kalcium-karbonát (mész) a legtöbb gerinctelen csoport (szivacsok, korallpolipok, puhatestűek stb.) „csontvázából” áll. A kalciumionok részt vesznek a véralvadási folyamatokban, és a sejteken belüli univerzális másodlagos hírvivőként is szolgálnak, és számos intracelluláris folyamatot szabályoznak - izomösszehúzódást, exocitózist, beleértve a hormonok és neurotranszmitterek szekrécióját. A kalcium koncentrációja az emberi sejtek citoplazmájában körülbelül 10-4 mmol/l, az intercelluláris folyadékokban körülbelül 2,5 mmol/l.

A kalciumszükséglet az életkortól függ. A 19-50 éves felnőttek és a 4-8 éves gyermekek számára a napi szükséglet (RDA) 1000 mg (kb. 790 ml 1%-os zsírtartalmú tejben), a 9-18 éves gyermekeknél pedig - 1300 mg naponta (körülbelül 1030 ml 1%-os zsírtartalmú tejben található). Serdülőkorban a csontváz intenzív növekedése miatt nagyon fontos a megfelelő kalciumbevitel. Az Egyesült Államokban végzett kutatások szerint azonban a 12-19 éves lányok mindössze 11%-a és a fiúk 31%-a teljesíti szükségleteit. Kiegyensúlyozott étrendben a kalcium nagy része (kb. 80%) tejtermékekkel kerül a gyermek szervezetébe. A fennmaradó kalcium gabonafélékből (beleértve a teljes kiőrlésű kenyeret és hajdinát), hüvelyesekből, narancsból, zöldekből, diófélékből származik. A tejzsír alapú tejtermékek (vaj, tejszín, tejföl, tejszín alapú fagylalt) gyakorlatilag nem tartalmaznak kalciumot. Minél több tejzsír van egy tejtermékben, annál kevesebb kalciumot tartalmaz. A kalcium felszívódása a bélben kétféleképpen történik: transzcelluláris (transzcelluláris) és intercelluláris (paracelluláris). Az első mechanizmust a D-vitamin aktív formája (kalcitriol) és bélrendszeri receptorai közvetítik. Nagy szerepe van az alacsony vagy mérsékelt kalciumbevitelben. A táplálék magasabb kalciumtartalma esetén az intercelluláris felszívódás kezdi meg a főszerepet, amely nagy kalciumkoncentráció-gradienshez kapcsolódik. A transzcelluláris mechanizmusnak köszönhetően a kalcium nagyobb mértékben szívódik fel a duodenumban (a kalcitriolban található receptorok legmagasabb koncentrációja miatt). Az intercelluláris passzív átvitelnek köszönhetően a kalcium felszívódása a vékonybél mindhárom szakaszában a legaktívabb. A kalcium felszívódását paracellulárisan a laktóz (tejcukor) segíti elő.

A kalcium felszívódását akadályozzák egyes állati zsírok (ideértve a tehéntejzsírt és a marhahús zsírját, de nem a disznózsírt) és a pálmaolaj. Az ilyen zsírokban található palmitinsav és sztearinsav zsírsav Az emésztés során a bélben lehasadnak, és szabad formában szilárdan megkötik a kalciumot, kalcium-palmitátot és kalcium-sztearátot (oldhatatlan szappanokat) képezve. Ennek a székkel ellátott szappannak a formájában a kalcium és a zsír is elveszik. Ez a mechanizmus felelős a csökkent kalcium felszívódásért, a csontok mineralizációjának csökkenéséért és a csontok erősségének indirekt mértékének csökkenéséért pálmaolaj (pálma-olein) alapú csecsemőknél. Ezeknél a gyermekeknél a kalcium-szappanok kialakulása a belekben a széklet keményedésével, gyakoriságának csökkenésével, valamint gyakoribb regurgitációval és kólikával jár.

A kalcium koncentrációja a vérben, annak fontossága miatt egy nagy szám a létfontosságú folyamatok pontosan szabályozottak, megfelelő táplálkozással, zsírszegény tejtermékek és D-vitamin elegendő bevitelével nem lép fel hiány. A tartós kalcium- és/vagy D-vitamin-hiány az étrendben növeli a csontritkulás kockázatát, és csecsemőkorban angolkórt okoz.

A kalcium és a D-vitamin túlzott dózisa hiperkalcémiát okozhat. A maximális biztonságos adag 19 és 50 év közötti felnőttek számára napi 2500 mg (kb. 340 g Edam sajt).

Hővezető
Kalcium vegyületei.

CaO- kalcium-oxid vagy égetett mész, a mészkő bomlásával nyerik: CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 egy oxid alkáliföldfém, tehát aktívan kölcsönhatásba lép a vízzel: CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 - kalcium-hidroxid vagy oltott mész, ezért a CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 reakciót mészoltásnak nevezik. Ha az oldatot szűrjük, mészvizet kapunk - ez lúgos oldat, így a fenolftalein színét bíborvörösre változtatja.

A hidratált mész széles körben használatos az építőiparban. Homokkal és vízzel való keveréke jó kötőanyag. A szén-dioxid hatására a keverék megkeményedik Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO3 + H 2 O.

Ugyanakkor a homok és a keverék egy része szilikáttá alakul Ca (OH) 2 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + H 2 O.

A Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 2 + H 2 O és a CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2 egyenletek fontos szerepet játszanak a természetben és bolygónk megjelenésének alakításában. . A szén-dioxid szobrász és építész formájában földalatti palotákat hoz létre a karbonátos kőzetrétegekben. Több száz és ezer tonna mészkövet képes a föld alá mozgatni. A kőzetek repedésein keresztül a benne oldott szén-dioxidot tartalmazó víz belép a mészkő vastagságába, üregeket - kasztrabarlangokat - képezve. A kalcium-hidrogén-karbonát csak oldatban létezik. A talajvíz a földkéregben mozog, megfelelő körülmények között elpárologtatja a vizet: Ca (HCO3) 2 \u003d CaCO3 + H 2 O + CO 2 , így keletkeznek a cseppkövek és cseppkövek, amelyek képződési sémáját a híres geokémikus, A.E. javasolta. Fersman. A Krím-félszigeten sok kasztrabarlang található. A tudomány tanulmányozza őket barlangkutatás.

Építőiparban használt kalcium-karbonát CaCO3- ez kréta, mészkő, márvány. Vasútállomásunkat mindannyian láttátok: külföldről hozott fehér márvánnyal van ellátva.

tapasztalat: egy csövön keresztül mészvíz oldatába fújjuk, zavarossá válik .

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 RÓL RŐL

A képződött csapadékhoz ecetsavat adunk, pezsgés figyelhető meg. szén-dioxid szabadul fel.

CaCO 3 +2CH 3 COOH \u003d Ca (CH 3 SOO) 2 +H 2 O + CO 2

A MESÉ A SZÉNSES TESTVÉREKRŐL.

Három testvér él a földön
A Carbonate családból.
Az idősebb testvér egy jóképű márvány,
Dicsőséges Karara nevében,
Kiváló építész. Ő
Ő építette Rómát és a Parthenont.
Mindenki ismeri a MÉSZKÖVET,
Ezért nevezik így.
Híres a munkájáról
Ház építése a ház mögött.
Képes és képes egyaránt
A fiatalabb puha testvér MEL.
Hogyan kell rajzolni, nézd
Ez a CaCO 3!
A testvérek szeretnek hancúrozni
Forró sütőben megsütjük
Ezután CaO és CO 2 képződik.
Ez szén-dioxid
Mindenki ismeri őt,
Kilélegezzük.
Nos, ez Sao...
Forrón égetett égetett mész.
Adjunk hozzá vizet
Alapos keverés
A baj elkerülése végett
Védjük a kezünket
Hűvös vegyes MÉSZ, de OLTATOTT!
mésztej
A falak könnyen meszelhetők.
A világos ház felvidult
A mész krétává alakítása.
Hókuszpókusz az embereknek:
Csak át kell fújni a vízen,
Milyen könnyű
Tejré változott!
Most nagyon okos.
szódát kapok
Tej plusz ecet. Igen!
Hab ömlik a szélén!
Mind aggodalomban, mind munkában
Hajnaltól hajnalig -
Ezek a testvérek, a karbonátok,
Ezek a CaCO 3!

Ismétlés: CaO– kalcium-oxid, égetett mész;
Ca(OH) 2 - kalcium-hidroxid (oltott mész, mészvíz, mésztej, az oldat koncentrációjától függően).
A tábornok ugyanaz kémiai formula Ca(OH)2. Különbség: a mészvíz a Ca (OH) 2 átlátszó telített oldata, a mésztej pedig a Ca (OH) 2 fehér szuszpenziója vízben.
CaCl 2 - kalcium-klorid, kalcium-klorid;
CaCO 3 - kalcium-karbonát, kréta, kagylókőzet márvány, mészkő.
L/R: gyűjtemények. Ezután bemutatjuk az iskolai laboratóriumban elérhető ásványok gyűjteményét: mészkő, kréta, márvány, kagylókőzet.
CaS0 4 ∙ 2H 2 0 - hidratált kalcium-szulfát, gipsz;
CaCO 3 - a kalcit, a kalcium-karbonát számos ásványi anyag része, amelyek 30 millió km 2 -t borítanak a Földön.

Ezen ásványok közül a legfontosabb az mészkő. Kagylókőzetek, szerves eredetű mészkövek. Cement, kalcium-karbid, szóda, mindenféle mész előállításához megy a kohászatban. A mészkő az építőipar gerince, és sok építőanyag készül belőle.

Kréta nem csak fogpor és iskolakréta. Ezenkívül értékes adalék a papírgyártásban (bevonatos - legmagasabb minőség) és gumi; épületek építésénél és javításánál - meszelésként.

A márvány sűrű kristályos kőzet. Van szín - fehér, de leggyakrabban különféle szennyeződések színezik különböző színekben. A tiszta fehér márvány ritka, főként szobrászok használják (Michelangelo, Rodin szobrai. Az építőiparban a színes márványt burkolóanyagként (moszkvai metró) vagy akár paloták fő építőanyagaként (Taj Mahal) használják.

Az érdekes "MAUSOLEUM" Taj Mahal "" világában

Shah Jahan a Mogul-dinasztiából félelemben és engedelmességben tartotta szinte egész Ázsiát. 1629-ben Mumzat Mahal, Shah Jahan szeretett felesége 39 évesen halt meg szülés közben egy hadjárat során (ez volt a 14. gyermekük, mindannyian fiúk). Szokatlanul szép volt, ragyogó, intelligens, a császár mindenben engedelmeskedett neki. Halála előtt megkérte férjét, hogy építsen sírt, gondoskodjon a gyerekekről, és ne házasodjon meg. A szomorú király mindenkihez elküldte követeit nagy városok, a szomszédos államok fővárosai - Buharába, Szamarkandba, Bagdadba, Damaszkuszba, hogy megtalálják és meghívják a legjobb kézműveseket - felesége emlékére a király úgy döntött, hogy felállítja a világ legjobb épületét. Ugyanakkor a hírnökök Agrába (India) küldték a terveket Ázsia legjobb épületeiről és a legjobb építőanyagokról. Még malachitot is hoztak Oroszországból és az Urálból. A főkőművesek Delhiből és Kandahárból érkeztek; építészek - Isztambulból, Szamarkandból; dekorátorok - Bukharából; bengáli kertészek; a művészek Damaszkuszból és Bagdadból származnak, és az ismert mester, Ustad-Isa volt a felelős.

Együtt 25 év alatt egy melomarble építmény épült, amelyet zöld kertek, kék szökőkutak és egy vörös homokkő mecset vesz körül. 20 000 rabszolga állította fel ezt a 75 m-es csodát (25 emeletes épülettel). A közelben egy második fekete márványmauzóleumot akart építeni magának, de nem volt ideje. Saját fia döntötte le a trónról (2., és az összes testvérét is megölte).

Agra uralkodója és uralkodója élete utolsó éveit tömlöcének szűk ablakán kinézve töltötte. 7 éve, így az apa csodálta alkotását. Amikor apja megvakult, fia tükörrendszert készített neki, hogy apja megcsodálhassa a mauzóleumot. A Taj Mahalban temették el, Mumtazja mellett.

A mauzóleumba belépők kenotafákat látnak – hamis sírokat. A nagy kán és felesége örök nyugalmának helyei lent, az alagsorban találhatók. Ott mindent drágakövek borítanak be, amelyek mintha elevenen ragyognának, és mesés fák ágai virágokkal összefonva, bonyolult mintákkal díszítik a sír falait. Türkizkék lapisz lazuli, zöld-fekete nefritek és a legjobb faragók által feldolgozott vörös ametisztek éneklik Shah Jahal és Mumzat Mahal szerelmét.

Minden nap turisták rohannak Agrába, akik szeretnék látni az igazat a világ csodája - a Tádzs Mahal mauzóleuma, mintha a föld felett lebegne.

CaCO 3 - Ezt építőanyag puhatestűek külső váza, korallok, kagylók stb., tojáshéj. (illusztrációk ill A korall biocenózis állatai” és tengeri korallok, szivacsok, kagylókő gyűjteményének bemutatása).

Az ókorban az emberek kalciumvegyületeket használtak az építkezéshez. Alapvetően kalcium-karbonát volt, amely a kőzetekben volt, vagy égésének terméke - mész. Márványt és gipszet is használtak. Korábban a tudósok úgy vélték, hogy a mész, amely kalcium-oxid, egyszerű anyag. Ez a tévhit egészen a 18. század végéig létezett, egészen addig, amíg Antoine Lavoisier kifejtette feltételezéseit erről az anyagról.

Mészbányászat

BAN BEN eleje XIX században Humphrey Davy angol tudós felfedezte a kalciumot tiszta formájában elektrolízissel. Sőt, oltott mészből és higany-oxidból kapott kalciumamalgámot. Aztán a higany lepárlása után fémes kalciumot kapott.

A kalcium és a víz reakciója heves, de nem jár vele gyulladás. A bőséges hidrogénfelszabadulás miatt a kalciummal ellátott lemez áthalad a vízen. Egy anyag is képződik - kalcium-hidroxid. Ha fenolftaleint adunk a folyadékhoz, az fényes bíbor színűvé válik – ezért a Ca(OH)₂ bázis.

Ca + 2H2O → Ca(OH)2↓ + H2

A kalcium reakciója az oxigénnel

A Ca és az O₂ reakciója nagyon érdekes, de a kísérletet nem lehet otthon elvégezni, mert nagyon veszélyes.

Tekintsük a kalcium és az oxigén reakcióját, nevezetesen ennek az anyagnak a levegőben való égését.

Figyelem! Ne próbálja meg ismételni ezt az élményt! biztonságos kémiai kísérleteket talál, amelyeket otthon is elvégezhet.

Oxigénforrásként vegyük a kálium-nitrát KNO₃-t. Ha a kalciumot kerozin folyadékban tárolták, akkor a kísérlet előtt égővel meg kell tisztítani, láng felett tartva. Ezután a kalciumot KNO3 porba mártják. Ezután a kalciumot kálium-nitráttal kell az égő lángjába helyezni. A kálium-nitrát kálium-nitritre és oxigénre bomlik. A felszabaduló oxigén meggyújtja a kalciumot, és a láng vörössé válik.

KNO3 → KNO₂ + O2

2Ca + O₂ → 2CaO

Érdemes megjegyezni, hogy a kalcium csak hevítés közben reagál egyes elemekkel, ezek közé tartozik: kén, bór, nitrogén és mások.

Bevezetés

A kalcium tulajdonságai és felhasználása

1 Fizikai tulajdonságok

2 Kémiai tulajdonságok

3 Alkalmazás

Kalcium beszerzése

1 Kalcium és ötvözeteinek elektrolitikus előállítása

2 Termikus előkészítés

3 Vákuum-termikus módszer a kalcium előállítására

3.1 A kalcium redukciójának aluminoterm módszere

3.2 A kalcium redukciójának szilikoterm módszere

Gyakorlati rész

Bibliográfia

Bevezetés

II. csoportba tartozó kémiai elem periodikus rendszer Mengyelejev, 20-as atomszám, atomtömeg 40,08; ezüst-fehér könnyűfém. A természetes elem hat stabil izotóp keveréke: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca és 48Ca, amelyből 40 a leggyakoribb Ca (96,97%).

A Ca-vegyületeket - mészkő, márvány, gipsz (valamint a mész - égő mészkő terméke) már ősidők óta használják az építőiparban. A 18. század végéig a kémikusok a meszet egyszerű anyagnak tekintették. 1789-ben A. Lavoisier azt javasolta, hogy a mész, a magnézia, a barit, az alumínium-oxid és a szilícium-dioxid összetett anyagok. 1808-ban G. Davy nedves oltott mész és higany-oxid keverékét higanykatóddal elektrolízisnek vetette alá, Ca-amalgámot állított elő, majd miután kiűzte belőle a higanyt, egy „Calcium” nevű fémet kapott (a latin calx szóból). , genus case calcis - lime) .

A kalcium oxigén- és nitrogénmegkötő képessége lehetővé tette inert gázok tisztítására és getterként való alkalmazását (A getter olyan anyag, amely gázok elnyelésére és elektronikus eszközökben mélyvákuum létrehozására szolgál.) vákuum rádióberendezésekben.

A kalciumot a réz, nikkel, speciális acélok és bronzok kohászatában is használják; a kén, foszfor, szénfelesleg káros szennyeződéseihez kapcsolódnak. Ugyanebből a célból kalciumötvözeteket használnak szilíciummal, lítiummal, nátriummal, bórral és alumíniummal.

Az iparban a kalciumot kétféle módon nyerik:

) CaO és Al-por brikettált keverékének hevítésével 1200 °C-ra 0,01-0,02 mm-es vákuumban. rt. Művészet.; a reakcióból szabadul fel:

CaO + 2Al = 3CaO Al2O3 + 3Ca

Hideg felületen a kalciumgőz lecsapódik.

) CaCl2 és KCl olvadék folyékony réz-kalcium katóddal végzett elektrolízisével Cu-Ca (65% Ca) ötvözetet állítanak elő, amelyből a kalciumot vákuumban 950-1000 °C hőmérsékleten ledesztillálják. 0,1-0,001 Hgmm.

) Kidolgoztak egy módszert kalcium előállítására is, kalcium-karbid CaC2 termikus disszociációjával.

A kalcium nagyon elterjedt a természetben különféle vegyületek formájában. A földkéregben az ötödik helyet foglalja el, 3,25% -kal, és leggyakrabban mészkő CaCO formájában található. 3, dolomit CaCO 3MgCO 3, gipsz CaSO 42H 2O, Foszforit Ca 3(PO 4)2 és fluorpát CaF 2, nem számítva a kalcium jelentős hányadát a szilikát kőzetek összetételében. A tengervíz átlagosan 0,04 tömeg% kalciumot tartalmaz.

Ebben lejáratú papírok tanulmányozzák a kalcium tulajdonságait és alkalmazását, valamint részletesen áttekintik az előállítására szolgáló vákuum-termikus módszerek elméletét és technológiáját.

. A kalcium tulajdonságai és felhasználása

.1 Fizikai tulajdonságok

A kalcium egy ezüstös fehér fém, de a levegőben elhomályosul, mert a felületén oxid képződik. Az ólomnál keményebb képlékeny fém. Kristály cella ?-Ca formája (közönséges hőmérsékleten stabil) arcközpontú köbös, a = 5,56 Å . Atomsugár 1,97 Å , ionsugár Ca 2+, 1,04Å . Sűrűsége 1,54 g/cm 3(20 °C). 464 °C felett stabil hatszögletű ?-forma. olvadáspont: 851 °C, forráspontja 1482 °C; lineáris tágulási hőmérsékleti együttható 22 10 -6 (0-300 °C); hővezető képesség 20 °C-on 125,6 W/(m K) vagy 0,3 cal/(cm s °C); fajlagos hőkapacitás (0-100 °C) 623,9 j/(kg K) vagy 0,149 cal/(g °C); elektromos ellenállás 20 °C-on 4,6 10 -8ohm m vagy 4,6 10 -6 ohm cm; az elektromos ellenállás hőmérsékleti együtthatója 4,57 10-3 (20 °C). Rugalmassági modulus 26 Gn/m 2(2600 kgf/mm 2); szakítószilárdság 60 MN/m 2(6 kgf/mm 2); rugalmassági határ 4 MN/m 2(0,4 kgf/mm 2), folyáshatár 38 MN/m 2(3,8 kgf/mm 2); nyúlás 50%; Brinell keménység 200-300 MN/m 2(20-30 kgf/mm 2). A kellően nagy tisztaságú kalcium műanyag, jól préselt, hengerelhető, megmunkálható.

1.2 Kémiai tulajdonságok

A kalcium aktív fém. Tehát at normál körülmények között könnyen kölcsönhatásba lép a légköri oxigénnel és halogénekkel:

Ca + O 2= 2 CaO (kalcium-oxid) (1)

Ca + Br 2= CaBr 2(kalcium-bromid). (2)

Hidrogénnel, nitrogénnel, kénnel, foszforral, szénnel és más nemfémekkel a kalcium reakcióba lép hevítéskor:

Ca + H 2= CaN 2(kalcium-hidrid) (3)

Ca + N 2= kb 3N 2(kalcium-nitrid) (4)

Ca + S = CaS (kalcium-szulfid) (5)

Ca + 2 P \u003d Ca 3R 2(kalcium-foszfid) (6)

Ca + 2 C \u003d CaC 2 (kalcium-karbid) (7)

A kalcium lassan lép kölcsönhatásba a hideg vízzel és nagyon erőteljesen a forró vízzel, erős bázist adva Ca (OH) 2 :

Ca + 2 H 2O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 (8)

A kalcium energikus redukálószerként képes elvonni oxigént vagy halogéneket a kevésbé aktív fémek oxidjaiból és halogenidjéből, azaz helyreállító tulajdonságok:

Ca + Nb 2O5 = CaO + 2 Nb; (9)

Ca + 2 NbCl 5= 5 CaCl2 + 2 Nb (10)

A kalcium erőteljes reakcióba lép savakkal hidrogén felszabadulásával, reakcióba lép halogénekkel, száraz hidrogénnel CaH-hidridet képezve 2. Ha kalciumot grafittal hevítenek, CaC-karbid képződik 2. A kalciumot olvadt CaCl elektrolízisével nyerik 2vagy aluminoterm redukció vákuumban:

6СаО + 2Al = 3Ca + 3CaO Al2 RÓL RŐL 3 (11)

A tiszta fémet a Cs, Rb, Cr, V, Zr, Th, U vegyületek fémekké redukálására, az acél deoxidációjára használják.

1.3 Alkalmazás

A kalciumot egyre nagyobb mértékben használják fel különféle iparágak Termelés. Nemrég szerzett nagyon fontos redukálószerként számos fém előállításánál.

Tiszta fém. Az uránt az urán-fluorid kalciumfémmel történő redukálásával nyerik. A titán-oxidok, valamint a cirkónium, tórium, tantál, nióbium és más ritka fémek oxidjai redukálhatók kalciummal vagy annak hidridjeivel.

A kalcium jó deoxidáló és gáztalanító a réz, nikkel, króm-nikkel ötvözetek, speciális acélok, nikkel és ónbronzok gyártásánál; eltávolítja a ként, a foszfort, a szenet a fémekből és az ötvözetekből.

A kalcium a bizmuttal tűzálló vegyületeket képez, ezért ólom tisztítására használják a bizmuttól.

A kalciumot különféle könnyű ötvözetekhez adják. Hozzájárul a tuskók felületének javításához, a finomság javításához és az oxidálhatóság csökkentéséhez.

A kalciumot tartalmazó csapágyötvözetek széles körben használatosak. Ólomötvözetek (0,04% Ca) használhatók kábelköpenyek készítésére.

A kalcium és ólom súrlódáscsökkentő ötvözeteit a mérnöki iparban használják. A kalcium ásványi anyagokat széles körben használják. Tehát a mészkövet mész, cement, szilikáttégla előállítására és közvetlenül építőanyagként használják a kohászatban (folyasztószer), a vegyiparban kalcium-karbid, szóda, marónátron, fehérítő, műtrágyák előállítására, cukor, üveg előállítása.

Gyakorlati jelentőségű a kréta, márvány, izlandi spárga, gipsz, fluorit stb. Az oxigén és nitrogén megkötő képessége miatt a kalciumot vagy a nátriummal és más fémekkel alkotott kalciumötvözeteket nemesgázok tisztítására és getterként használják a vákuum rádióberendezésekben. A kalciumot hidrid előállítására is használják, amely a szántóföldön hidrogénforrás.

2. Kalcium beszerzése

A kalcium beszerzésének többféle módja van, ezek az elektrolitikus, termikus, vákuumtermikus.

.1 Kalcium és ötvözeteinek elektrolitikus előállítása

A módszer lényege abban rejlik, hogy a katód kezdetben hozzáér az olvadt elektrolithoz. Az érintkezés helyén a katódot nedvesítő folyékony fémcsepp képződik, amely a katód lassú és egyenletes felemelésekor vele együtt kikerül az olvadékból és megszilárdul. Ebben az esetben a megszilárdult cseppet szilárd elektrolitréteg borítja, amely megvédi a fémet az oxidációtól és a nitridálástól. A katód folyamatos és óvatos emelésével a kalcium a rudakba kerül.

2.2 Termikus előkészítés

kalcium kémiai elektrolitikus termikus

· Kloridos eljárás: a technológia a kalcium-klorid olvasztásából és víztelenítéséből, ólom olvasztásából, ólom-nátrium kettős ötvözet előállításából, ólom-nátrium-kalcium háromkomponensű ötvözetének előállításából, valamint a sók eltávolítása után a háromkomponensű ötvözet ólommal történő hígításából áll. A kalcium-kloriddal való reakció az egyenlet szerint megy végbe

CaCl 2 + Na 2Pb 5=2NaCl + PbCa + 2Pb (12)

· Karbidos eljárás: az ólom-kalcium ötvözet előállításának alapja a kalcium-karbid és az olvadt ólom reakciója az egyenlet szerint

CaC 2+ 3Pb = Pb3 Ca+2C. (13)

2.3 Vákuum-termikus módszer a kalcium előállítására

Vákuumos termikus eljárás nyersanyaga

A kalcium-oxid termikus redukciójának alapanyaga a mészkő pörkölésével nyert mész. A nyersanyagokkal szemben támasztott főbb követelmények a következők: a mésznek a lehető legtisztábbnak kell lennie, és minimális mennyiségű redukálható és fémmé alakítható szennyeződést kell tartalmaznia a kalciummal, különösen az alkálifémekkel és magnéziummal együtt. A mészkő kalcinálását addig kell végezni, amíg a karbonát teljesen le nem bomlik, de nem a szinterezés előtt, mivel a szinterezett anyag redukálhatósága kisebb. Az égetett terméket védeni kell a nedvesség és a szén-dioxid felszívódásától, amelyek visszanyerése során felszabadulva csökkentik a folyamat teljesítményét. A mészkő elégetésének és az égetett termék feldolgozásának technológiája hasonló a dolomit feldolgozásához a magnézium szilikotermikus kinyerési módszeréhez.

.3.1 A kalcium redukciójának aluminoterm módszere

Számos fém oxidációs szabadenergiája változásának hőmérsékletfüggésének diagramja (1. ábra) azt mutatja, hogy a kalcium-oxid az egyik legtartósabb és legnehezebben redukálható oxid. Más fémekkel nem redukálható a szokásos módon - viszonylag alacsony hőmérsékleten és légköri nyomáson. Éppen ellenkezőleg, maga a kalcium kiváló redukálószer más nehezen redukálható vegyületekhez és deoxidálószer számos fémhez és ötvözethez. A kalcium-oxid szénnel történő redukciója általában lehetetlen a kalcium-karbidok képződése miatt. Mivel azonban a kalcium gőznyomása viszonylag magas, oxidja vákuumban redukálható alumíniummal, szilíciummal vagy ezek ötvözeteivel a reakciónak megfelelően.

CaO + én? Ca + MeO (14).

Gyakorlati használat Eddig csak aluminoterm módszert talált a kalcium előállítására, mivel alumíniummal sokkal könnyebb a CaO-t redukálni, mint szilíciummal. A kalcium-oxid alumíniummal történő redukciójának kémiájáról különböző nézetek léteznek. L. Pidgeon és I. Atkinson úgy véli, hogy a reakció kalcium-monoaluminát képződésével megy végbe:

CaO + 2Al = CaO Al 2O3 + 3 Ca. (15)

V. A. Pazukhin és A. Ya. Fisher jelzi, hogy a folyamat trikalcium-aluminát képződésével megy végbe:

CaO + 2Al = 3CaO Al 2O 3+ 3 Ca. (16)

A. I. Voynitsky szerint a pentacicium-trialuminát képződése dominál a reakcióban:

CaO + 6Al = 5CaO 3Al 2O3 + 9Ca. (17)

Legújabb kutatás, A. Yu. Taits és AI Voynitsky azt találta, hogy a kalcium aluminoterm redukciója lépésenként megy végbe. Kezdetben a kalcium felszabadulását 3CaO AI képződése kíséri 2O 3, amely azután kalcium-oxiddal és alumíniummal reagálva 3CaO 3AI-t képez 2O 3. A reakció a következő séma szerint megy végbe:

CaO + 6Al = 2 (3CaO Al 2O 3)+ 2CaO + 2Al + 6Ca

(3 CaO Al 2O 3) + 2CaO + 2Al = 5CaO 3Al 2O 3+ 3Са

CaO + 6A1 \u003d 5CaO 3Al 2O 3+ 9Ca

Mivel az oxidredukció a kalcium gőzének felszabadulásával megy végbe, és a maradék reakciótermékek kondenzált állapotban vannak, a kemence hűtött szakaszaiban könnyen elválasztható és kondenzálható. A kalcium-oxid vákuum-termikus redukciójához szükséges fő feltételek a magas hőmérséklet és az alacsony maradék nyomás a rendszerben. A hőmérséklet és a kalcium egyensúlyi gőznyomása közötti összefüggést az alábbiakban adjuk meg. A (17) reakció szabad energiája 1124-1728 K hőmérsékletre számítva a következőképpen van kifejezve:

F T \u003d 184820 + 6,95T-12,1 T lg T.

Ebből adódik a kalciumgőz egyensúlyi rugalmasságának logaritmikus függése (Hgmm)

Lg p \u003d 3,59 - 4430 \ T.

L. Pidgeon és I. Atkinson kísérleti úton határozták meg a kalcium egyensúlyi gőznyomását. A kalcium-oxid alumíniummal történő redukciós reakciójának részletes termodinamikai elemzését I. I. Matveenko végezte, aki a kalciumgőz egyensúlyi nyomásának hőmérsékletfüggését adta meg:

lgp Ca(1) \u003d 8,64 - 12930\T Hgmm

lgp Ca(2) \u003d 8,62 - 11780\T Hgmm

lgp Ca(3 )\u003d 8,75 - 12500\T Hgmm.

A számított és a kísérleti adatokat a táblázatban hasonlítjuk össze. 1.

1. táblázat - A hőmérséklet hatása a kalciumgőz egyensúlyi rugalmasságának változására az (1), (2), (3), (3), Hgmm rendszerekben.

Hőmérséklet °С Kísérleti adatok Rendszerekben számítva(1)(2)(3)(3 )1401 1451 1500 1600 17000,791 1016 - - -0,37 0,55 1,2 3,9 11,01,7 3,2 5,6 18,2 492,7 3,5 4,4 6,6 9,50,66 1,4 2,5 8,5 25,7

A bemutatott adatokból kitűnik, hogy a (2) és (3) vagy (3") rendszerekben a kölcsönhatások a legkedvezőbbek, ez egybevág a megfigyelésekkel, mivel a töltés maradványaiban a penta-kalcium-trialuminát és a trikalcium-aluminát dominál. a kalcium-oxid alumíniummal történő redukciója után.

Az egyensúlyi rugalmassági adatok azt mutatják, hogy a kalcium-oxid redukciója alumíniummal 1100-1150 °C hőmérsékleten lehetséges. A gyakorlatilag elfogadható reakciósebesség eléréséhez a Rost rendszerben a maradék nyomásnak a P egyensúlyi érték alatt kell lennie. egyenlő , azaz a Р egyenlőtlenség egyenlő >P ost , és az eljárást 1200°-os nagyságrendű hőmérsékleten kell végrehajtani. Tanulmányok kimutatták, hogy 1200-1250 °C hőmérsékleten magas kihasználtságot (akár 70-75%) és alacsony fajlagos alumíniumfogyasztást (kb. 0,6-0,65 kg/kg kalcium) érnek el.

A folyamat kémiájának fenti értelmezése szerint az optimális összetétel az a keverék, amelyet a maradékban 5CaO 3Al képződésére terveztek. 2O 3. Az alumínium felhasználási fokának növelése érdekében célszerű némi kalcium-oxid felesleget adni, de nem túl sokat (10-20%), különben ez hátrányosan befolyásolja a folyamat többi mutatóját. Az alumínium őrlési fokának 0,8-0,2 mm-ről mínusz 0,07 mm-re történő növekedésével (V. A. Pazukhin és A. Ya. Fisher szerint) az alumínium felhasználása a reakcióban 63,7-ről 78% -ra nő.

Az alumínium felhasználását a töltésbrikettezés módja is befolyásolja. A mész-alumíniumpor keverékét kötőanyag nélkül (a vákuumban történő gázképződés elkerülése érdekében) 150 kg/cm nyomáson brikettezni kell. 2. Alacsonyabb nyomáson az alumínium felhasználása csökken az olvadt alumínium szétválása miatt a túl porózus brikettekben, magasabb nyomáson pedig a rossz gázáteresztő képesség miatt. A visszanyerés teljessége és gyorsasága a retortában lévő brikett csomagolási sűrűségétől is függ. Hézagmentes lerakáskor, amikor a teljes töltet gázáteresztő képessége alacsony, az alumínium felhasználás jelentősen csökken.

2. ábra - A kalcium vákuum-termikus módszerrel történő előállításának vázlata.

Alumino-termikus út technológiája

A kalcium aluminoterm módszerrel történő előállításának technológiai sémája a 2. ábrán látható. 2. Nyersanyagként mészkövet, redukálószerként primer (jobb) vagy másodlagos alumíniumból készült alumíniumport használnak. A redukálószerként használt alumínium, valamint a nyersanyagok nem tartalmazhatnak könnyen illékony fémek szennyeződéseit: magnézium, cink, lúgok stb., amelyek elpárologhatnak és kondenzátummá alakulhatnak. Ezt figyelembe kell venni az újrahasznosított alumínium minőségének kiválasztásakor.

S. Loomis és P. Staub leírása szerint az USA-ban, a New England Lime Co. kánaáni üzemében (Connecticut) a kalciumot aluminoterm módszerrel állítják elő. A következő jellemző összetételű meszet használunk, %: 97,5 CaO, 0,65 MgO, 0,7 SiO 2, 0,6 Fe 2Oz + AlOz, 0,09 Na 2O+K 20,5 a többi. A kalcinált terméket Raymond malomban centrifugális szeparátorral őrlik, az őrlési finomság (60%) mínusz 200 mesh. Redukálószerként alumíniumport használnak, amely az alumíniumpor gyártása során hulladék. A zárt tartályokból égetett meszet és a hordókból származó alumíniumot az adagolómérlegbe, majd a keverőbe táplálják. Keverés után a keveréket szárazon brikettáljuk. Az említett üzemben a kalciumot retortakemencékben redukálják, amelyeket korábban szilikoterm módszerrel magnézium előállítására használtak (3. ábra). A kemencék fűtése generátorgázzal történik. Minden kemencében 20 vízszintes tűzálló acélból készült retorta található, amelyek 28% króm- és 15% nikkel-tartalmúak.

3. ábra - Retort kemence kalcium előállításához

Retorta hossza 3 m, átmérője 254 mm, falvastagsága 28 mm. A retorta felmelegített részében redukció, a beszédből kiálló lehűtött végén kondenzáció következik be. A brikettet papírzacskóban vezetik be a retortába, majd behelyezik a kondenzátorokat és lezárják a retortát. A levegőt mechanikus vákuumszivattyúk pumpálják ki a ciklus elején. Ezután a diffúziós szivattyúkat csatlakoztatjuk, és a maradék nyomást 20 mikronra csökkentjük.

A retortákat 1200°-ra melegítik fel. 12 óra elteltével. betöltés után a retortákat kinyitják és kirakják. A kapott kalcium üreges henger alakú, amely nagy kristályok sűrű tömegéből áll, amelyek egy acél hüvely felületén vannak lerakva. A kalcium fő szennyeződése a magnézium, amely elsősorban redukálva van, és főként a hüvely melletti rétegben koncentrálódik. Az átlagos szennyeződéstartalom; 0,5-1% Mg, kb. 0,2% Al, 0,005-0,02% Mn, legfeljebb 0,02% N, egyéb szennyeződések - Cu, Pb, Zn, Ni, Si, Fe - 0,005-0,04% tartományban találhatók. A. Yu. Taits és A. I. Voinitsky félgyári elektromos vákuumkemencét használt szénmelegítőkkel a kalcium aluminoterm módszerrel történő előállítására, és 60%-os alumínium felhasználási fokot értek el, 0,78 kg fajlagos alumíniumfogyasztást és 2,5 kg fajlagos töltésfogyasztást. 4,35 kg, illetve a fajlagos villamosenergia-fogyasztás 14 kWh/1 kg fém.

A kapott fém – a magnézium-szennyeződés kivételével – viszonylag nagy tisztaságú volt. Átlagosan a szennyeződés tartalma: 0,003-0,004% Fe, 0,005-0,008% Si, 0,04-0,15% Mn, 0,0025-0,004% Cu, 0,006-0,009% N, 0,25% Al.

2.3.2 Szilikoterm redukciós módszer kalcium

A szilikoterm módszer nagyon csábító; a redukálószer ferroszilícium, a reagens sokkal olcsóbb, mint az alumínium. A szilikoterm folyamat azonban nehezebben kivitelezhető, mint az aluminoterm. A kalcium-oxid redukciója szilíciummal az egyenlet szerint megy végbe

CaO + Si = 2CaO SiO2 + 2Ca. (18)

A kalciumgőz egyensúlyi rugalmassága a szabadenergia értékeiből számítva:

°С1300140015001600Р, Hgmm st0.080.150.752.05

Ezért 0,01 Hgmm nagyságrendű vákuumban. Művészet. a kalcium-oxid redukciója termodinamikailag 1300°-os hőmérsékleten lehetséges. A gyakorlatban az elfogadható sebesség biztosítása érdekében az eljárást 1400-1500°-os hőmérsékleten kell végrehajtani.

A kalcium-oxid és a szilícium-alumínium redukciós reakciója valamivel könnyebben megy végbe, amelyben mind az alumínium, mind az ötvözet szilíciuma redukálószerként szolgál. Kísérletileg megállapították, hogy kezdetben túlsúlyban van az alumíniummal való redukció; továbbá a reakció a bCaO 3Al végső képződésével megy végbe 2Oz a fent vázolt séma szerint (1. ábra). A szilícium redukciója magasabb hőmérsékleten válik jelentőssé, amikor az alumínium nagy része reagált; a reakció 2CaO SiO képződésével megy végbe 2. Összefoglalva, a kalcium-oxid és a szilícium-alumínium redukciós reakcióját a következő egyenlet fejezi ki:

mSi + n Al + (4m +2 ?) CaO \u003d m (2CaO SiO 2) + ?n(5CaO Al 2O3 ) + (2m +1, 5n) Ca.

A. Yu. Taits és A. I. Voinitsky kutatásai azt találták, hogy a kalcium-oxid 75%-ban ferroszilíciumban redukálódik 50-75%-os fémhozam mellett 1400-1450 °C hőmérsékleten 0,01-0,03 Hgmm vákuumban. Művészet.; A 60-30% Si-t és 32-58% Al-t tartalmazó szilícium-alumínium (a többi vas, titán stb.) a kalcium-oxidot körülbelül 70%-os fémhozammal redukálja 1350-1400°-os hőmérsékleten 0,01-0,05 mm-es vákuumban. Hg . Művészet. Félgyári méretekben végzett kísérletek igazolták a kalcium ferroszilíciummal és szilícium-alumíniummal történő kinyerésének alapvető lehetőségét. A hardver fő nehézsége egy olyan bélés kiválasztása, amely ellenáll ennek a folyamatnak.

A probléma megoldása során a módszer az iparban is megvalósítható. Kalcium-karbid lebontása Fémes kalcium termelése kalcium-karbid lebontásával

CaC2 = Ca + 2C

ígéretesnek kell tekinteni. Ebben az esetben második termékként grafitot kapunk. W. Mauderly, E. Moser és W. Treadwell, miután termokémiai adatokból kiszámították a kalcium-karbid képződésének szabad energiáját, a következő kifejezést kapták a kalcium gőznyomására a tiszta kalcium-karbidhoz képest:

kb \u003d 1,35 - 4505 \ T (1124 - 1712 °K),

lgp kb \u003d 6,62 - 13523 \ T (1712-2000 °K).

Nyilvánvalóan a kereskedelemben kapható kalcium-karbid sokkal magasabb hőmérsékleten bomlik le, mint az ezekből a kifejezésekből következik. Ugyanezek a szerzők a kalcium-karbid tömör darabokban történő termikus bomlását 1600-1800 °C-on 1 Hgmm-es vákuumban számolják be. Művészet. A grafit kitermelése 94%, a kalciumot sűrű bevonat formájában kaptuk a hűtőszekrényen. A. S. Mikulinsky, F. S. Morii, R. Sh. Shklyar a kalcium-karbid bomlásával nyert grafit tulajdonságainak meghatározására, az utóbbit 0,3-1 Hgmm vákuumban melegítették. Művészet. 1630-1750° hőmérsékleten. A kapott grafit nagyobb szemcsékben, nagyobb elektromos vezetőképességben és kisebb térfogatsűrűségben különbözik az Acheson-féle grafittól.

3. Gyakorlati rész

A magnézium napi kiáramlása az elektrolizátorból 100 kA áram mellett 960 kg volt, amikor a fürdőt magnézium-kloriddal táplálták. A cella feszültsége 0,6 V. Határozza meg:

)Áramkimenet a katódon;

)A naponta nyert klór mennyisége, feltéve, hogy az anód áramkimenete megegyezik a kód kimeneti áramával;

)Napi töltés MgCl 2az elektrolizátorba, feltéve, hogy a MgCl veszteség 2 főként iszappal és szublimációval fordulnak elő. Az iszap mennyisége 0,1 1 tonna MgCl tartalmú Mg 2 szublimációban 50%. A szublimáció mennyisége 0,05 t/1 t Mg. A kiöntött magnézium-klorid összetétele, %: 92 MgCl2 és 8 NaCl.

.Határozza meg az áramkimenetet a katódon:

m stb =I ?k mg · ?

?=m stb \ÉN ?k mg \u003d 960000\100000 0,454 24 \u003d 0,881 vagy 88,1%

.Határozza meg a naponta kapott Cl mennyiségét:

x \u003d 960000g \ 24 g \ mol \u003d 40000 mol

Konvertálás kötetre:

х=126785,7 m3

3.a) Tiszta MgCl-t találunk 2, 960 kg Mg előállításához.

x \u003d 95 960 \ 24,3 \u003d 3753 kg \u003d 37,53 tonna.

b) veszteségek iszappal. A magnézium elektrolizátorok összetételéből %: 20-35 MgO, 2-5 Mg, 2-6 Fe, 2-4 SiO 2, 0,8-2 TiO 20,4-1,0 °C, 35 MgCl2 .

kg - 1000 kg

m shl \u003d 960 kg - az iszap tömege naponta.

Napi 96 kg iszap: 96 0,35 (MgCl2 iszappal).

c) veszteségek szublimátumokkal:

kg - 1000 kg

kg szublimátum: 48 0,5 = 24 kg MgCl 2 szublimátokkal.

Csak annyit kell kitöltenie a Mg-t:

33,6+24=3810,6 kg MgCl2 naponta

Bibliográfia

Kohászat alapjai III

<#"justify">Al és Mg kohászata. Vetyukov M.M., Ciplokov A.M.

Korrepetálás

Segítségre van szüksége egy téma tanulásához?

Szakértőink tanácsot adnak vagy oktatói szolgáltatásokat nyújtanak az Önt érdeklő témákban.
Jelentkezés benyújtása a téma megjelölésével, hogy tájékozódjon a konzultáció lehetőségéről.