യുടെ തയ്യാറെടുപ്പ്
കാൽസ്യം ലോഹത്തിന്റെ ശക്തമായ പ്രവർത്തനം കാരണം, ഇത് പ്രധാനമായും വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഉരുകിയ കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ കാൽസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചിരുന്നത്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, റിഡക്ഷൻ രീതി ക്രമേണ കാൽസ്യം ലോഹം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന മാർഗ്ഗമായി മാറി.
ശൂന്യതയിലും ഉയർന്ന താപനിലയിലും കുമ്മായം കുറയ്ക്കാൻ ലോഹ അലുമിനിയം ഉപയോഗിക്കുക, തുടർന്ന് കാൽസ്യം ലഭിക്കുന്നതിന് ശരിയാക്കുക എന്നതാണ് റിഡക്ഷൻ രീതി.
റിഡക്ഷൻ രീതി സാധാരണയായി ചുണ്ണാമ്പുകല്ല് അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാൽസ്യം ചെയ്ത കാൽസ്യം ഓക്സൈഡ്, അലൂമിനിയം പൊടി എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്ന ഏജന്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
പൊടിച്ച കാൽസ്യം ഓക്സൈഡും അലുമിനിയം പൊടിയും ഒരു നിശ്ചിത അനുപാതത്തിൽ ഒരേപോലെ കലർത്തി, ബ്ലോക്കുകളായി അമർത്തി, 0.01 വാക്വം, 1050-1200 â താപനിലയിൽ പ്രതികരിക്കുന്നു. കാൽസ്യം നീരാവി, കാൽസ്യം അലുമിനേറ്റ് എന്നിവ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
പ്രതികരണ സൂത്രവാക്യം ഇതാണ്: 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3
കുറഞ്ഞ കാൽസ്യം നീരാവി 750-400 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുന്നു. ക്രിസ്റ്റലിൻ കാൽസ്യം ഉരുകുകയും ആർഗോണിന്റെ സംരക്ഷണത്തിൽ ഇടുകയും ചെയ്യുന്നു.
റിഡക്ഷൻ രീതിയിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാൽസ്യത്തിന്റെ വീണ്ടെടുക്കൽ നിരക്ക് സാധാരണയായി 60% ആണ്.
അതിന്റെ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയും താരതമ്യേന ലളിതമായതിനാൽ, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ലോഹ കാൽസ്യം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന മാർഗ്ഗമാണ് റിഡക്ഷൻ രീതി.
സാധാരണ അവസ്ഥയിലുള്ള ജ്വലനം മെറ്റാലിക് കാൽസ്യത്തിന്റെ ദ്രവണാങ്കത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ എത്തിച്ചേരും, അതിനാൽ ഇത് ലോഹ കാൽസ്യത്തിന്റെ ജ്വലനത്തിന് കാരണമാകും.
നേരത്തെയുള്ള വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം കോൺടാക്റ്റ് രീതിയായിരുന്നു, അത് പിന്നീട് ലിക്വിഡ് കാഥോഡ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണമായി മെച്ചപ്പെടുത്തി.
കോൺടാക്ട് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ആദ്യമായി പ്രയോഗിച്ചത് 1904-ൽ W. Rathenau ആണ്. CaCl2, CaF2 എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ചത്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെല്ലിന്റെ ആനോഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് പോലെയുള്ള കാർബൺ കൊണ്ട് നിരത്തിയിരിക്കുന്നു, കാഥോഡ് സ്റ്റീൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.
വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണീയമായ കാൽസ്യം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒഴുകുകയും സ്റ്റീൽ കാഥോഡുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന കാഥോഡിൽ ഘനീഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, കാഥോഡ് അതിനനുസരിച്ച് ഉയരുന്നു, കാഥോഡിൽ കാത്സ്യം കാരറ്റ് ആകൃതിയിലുള്ള വടി ഉണ്ടാക്കുന്നു.
കോൺടാക്റ്റ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് കാൽസ്യം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ദോഷങ്ങൾ ഇവയാണ്: അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ വലിയ ഉപഭോഗം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ കാൽസ്യം ലോഹത്തിന്റെ ഉയർന്ന ലയനം, കുറഞ്ഞ നിലവിലെ കാര്യക്ഷമത, മോശം ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാരം (ഏകദേശം 1% ക്ലോറിൻ ഉള്ളടക്കം).
ലിക്വിഡ് കാഥോഡ് രീതി ഒരു കോപ്പർ-കാൽസ്യം അലോയ് (10%-15% കാൽസ്യം അടങ്ങിയത്) ലിക്വിഡ് കാഥോഡും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡും ആനോഡായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണീയമായ കാൽസ്യം കാഥോഡിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സെല്ലിന്റെ ഷെൽ കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. CaCl2, KCI എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്. കോപ്പർ-കാൽസ്യം ഫേസ് ഡയഗ്രാമിൽ ഉയർന്ന കാൽസ്യം ഉള്ളടക്കമുള്ള മേഖലയിൽ വളരെ വിശാലമായ താഴ്ന്ന ദ്രവണാങ്കം പ്രദേശവും 60%-65 കാൽസ്യം ഉള്ളടക്കമുള്ള ഒരു കോപ്പർ-കാൽസ്യം അലോയ് ഉള്ളതിനാൽ ലിക്വിഡ് കാഥോഡിന്റെ അലോയ് കോമ്പോസിഷനായി കോപ്പർ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നു. 700 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെ തയ്യാറാക്കാം.
അതേ സമയം, ചെമ്പിന്റെ ചെറിയ നീരാവി മർദ്ദം കാരണം, വാറ്റിയെടുക്കൽ സമയത്ത് വേർതിരിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. കൂടാതെ, 60%-65% കാൽസ്യം അടങ്ങിയ കോപ്പർ-കാൽസ്യം അലോയ്കൾക്ക് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത (2.1-2.2g/cm³) ഉണ്ട്, ഇത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനൊപ്പം നല്ല ഡീലാമിനേഷൻ ഉറപ്പാക്കും. കാഥോഡ് അലോയ്യിലെ കാൽസ്യം ഉള്ളടക്കം 62%-65% കവിയാൻ പാടില്ല. നിലവിലെ കാര്യക്ഷമത ഏകദേശം 70% ആണ്. ഒരു കിലോഗ്രാം കാൽസ്യത്തിന് CaCl2 ഉപഭോഗം 3.4-3.5 കിലോഗ്രാം ആണ്.
വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന കോപ്പർ-കാൽസ്യം അലോയ്, പൊട്ടാസ്യം, സോഡിയം തുടങ്ങിയ അസ്ഥിരമായ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി 0.01 ടോർ വാക്വം, 750-800 â താപനില എന്നിവയിൽ ഓരോ വാറ്റിയെടുക്കലിനു വിധേയമാക്കുന്നു.
രണ്ടാമത്തെ വാക്വം വാറ്റിയെടുക്കൽ 1050-1100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നടത്തുന്നു, വാറ്റിയെടുക്കൽ ടാങ്കിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്ത് കാൽസ്യം ഘനീഭവിച്ച് ക്രിസ്റ്റലൈസ് ചെയ്യുന്നു, ശേഷിക്കുന്ന ചെമ്പ് (10% -15% കാൽസ്യം അടങ്ങിയത്) അടിയിൽ അവശേഷിക്കുന്നു. ടാങ്ക്, ഉപയോഗത്തിനായി ഇലക്ട്രോലൈസറിലേക്ക് മടങ്ങി.
98%-99% ഗ്രേഡുള്ള വ്യാവസായിക കാൽസ്യമാണ് പുറത്തെടുക്കുന്ന ക്രിസ്റ്റലിൻ കാൽസ്യം. അസംസ്കൃത വസ്തുവായ CaCl2-ൽ സോഡിയം, മഗ്നീഷ്യം എന്നിവയുടെ ആകെ ഉള്ളടക്കം 0.15%-ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, ചെമ്പ്-കാൽസ്യം അലോയ് ഒരു തവണ വാറ്റിയെടുത്ത് â¥99% ഉള്ള ലോഹ കാൽസ്യം ലഭിക്കും.
ഉയർന്ന വാക്വം വാറ്റിയെടുക്കൽ വഴി വ്യാവസായിക കാൽസ്യം ചികിത്സിക്കുന്നതിലൂടെ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള കാൽസ്യം ലഭിക്കും. സാധാരണയായി, വാറ്റിയെടുക്കൽ താപനില 780-820 ° C ആയി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വാക്വം ഡിഗ്രി 1 × 10-4 ആണ്. കാത്സ്യത്തിലെ ക്ലോറൈഡുകൾ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിന് വാറ്റിയെടുക്കൽ ചികിത്സ ഫലപ്രദമല്ല.
CanCloNp എന്ന രൂപത്തിൽ ഇരട്ട ഉപ്പ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വാറ്റിയെടുക്കൽ താപനിലയ്ക്ക് താഴെ നൈട്രൈഡ് ചേർക്കാവുന്നതാണ്. ഈ ഇരട്ട ലവണത്തിന് കുറഞ്ഞ നീരാവി മർദ്ദം ഉണ്ട്, അത് എളുപ്പത്തിൽ അസ്ഥിരമല്ല, കൂടാതെ വാറ്റിയെടുക്കൽ അവശിഷ്ടത്തിൽ അവശേഷിക്കുന്നു.
നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങൾ ചേർത്ത് വാക്വം ഡിസ്റ്റിലേഷൻ വഴി ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, കാൽസ്യത്തിലെ മാലിന്യ മൂലകങ്ങളായ ക്ലോറിൻ, മാംഗനീസ്, ചെമ്പ്, ഇരുമ്പ്, സിലിക്കൺ, അലുമിനിയം, നിക്കൽ എന്നിവയുടെ ആകെത്തുക 1000-100ppm ആയും ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള കാൽസ്യം 999.99%-മായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. ലഭിക്കും.
വടികളിലേക്കും പ്ലേറ്റുകളിലേക്കും പുറത്തെടുക്കുകയോ ഉരുട്ടുകയോ ചെയ്യുക, അല്ലെങ്കിൽ ചെറിയ കഷണങ്ങളായി മുറിച്ച് വായു കടക്കാത്ത പാത്രങ്ങളിൽ പാക്ക് ചെയ്യുക.
മേൽപ്പറഞ്ഞ മൂന്ന് തയ്യാറെടുപ്പ് രീതികൾ അനുസരിച്ച്, റിഡക്ഷൻ രീതിക്ക് ലളിതമായ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയുണ്ടെന്നും, കുറച്ച് ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കുകയും കുറഞ്ഞ സമയം ചെലവഴിക്കുകയും, വ്യാവസായിക ഉൽപ്പാദനത്തിന് കൂടുതൽ അനുയോജ്യവുമാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.
അതിനാൽ, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ കാൽസ്യം മെറ്റൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന രീതിയാണ് റിഡക്ഷൻ രീതി.
