Penghasilan Kalsium Karbida (CaC₂): Proses Relau Arka Elektrik

Kalsium karbida (CaC₂)ialah sebatian tak organik yang disintesis melalui -suhu tinggipengurangan karbotermaproses, terutamanya menggunakanrelau arka elektrik. Kaedah ini, yang dibangunkan pada penghujung abad ke-19, kekal sebagai standard global untuk-pengeluaran skala industri kerana kecekapan dan keupayaannya untuk menghasilkan-ketulenan CaC₂ yang tinggi. Di bawah, kami membahagikan proses pengeluaran, daripada bahan mentah kepada produk akhir, dengan tumpuan pada-operasi skala industri.

 

1. Bahan Mentah​

Pengeluaran daripadakalsium karbidabergantung pada dua bahan mentah utama:

1.1 Kapur (Kalsium Oksida, CaO)​

Sumber: Berasal daripada batu kapur (CaCO₃), batuan sedimen yang banyak terdapat di alam semula jadi.

Memproses: Batu kapur dipanaskan dalam tanur berputar pada ~900 darjah untuk menghalau karbon dioksida, menghasilkan kapur:

Keperluan Kualiti: High-purity lime (>95% CaO) adalah penting untuk meminimumkan kekotoran (cth, silika, alumina) dalam CaC₂ akhir.

1.2 Coke (Karbon, C)​

taip: Anthracite coal or petroleum coke, chosen for their high carbon content (>90%) dan paras sulfur/abu yang rendah.

Peranan: Bertindak sebagai kedua-duanya aagen pengurangan(menderma elektron untuk mengurangkan CaO) dan ansumber tenaga(terbakar untuk mengekalkan haba relau).

 

2. Relau Arka Elektrik: Peralatan Teras​

Relau arka elektrik ialah bekas keluli silinder yang dilapisibata tahan api(cth, magnesit, dolomit) untuk menahan suhu melebihi 2000 darjah . Komponen utama termasuk:

Elektrod Grafit: Tiga elektrod menegak (positif, negatif, neutral) yang menghasilkan arka elektrik yang sengit apabila dikuasakan oleh-elektrik voltan tinggi (10–30 kV).

Sistem Pengecasan: Hopper dan tali sawat untuk menyuap kapur dan kok ke dalam relau dalam nisbah yang tepat.

Mengetik Pelabuhan: Saluran keluar di dasar relau untuk mengalirkan kalsium karbida cair.

Gas Ekzos: Cerobong untuk menangkap dan mengeluarkan karbon monoksida (CO) hasil sampingan.

 

3. Langkah-demi-Proses Pengeluaran Langkah​

Langkah 1: Penyediaan Bahan Mentah​

Limau nipis dan kok dilumatkan, dikeringkan (untuk menghilangkan lembapan), dan dicampur dalam anisbah 1:3 molar(mengikut berat: ~1 tan kapur hingga 3 tan kok). Nisbah ini memastikan tindak balas yang lengkap sambil meminimumkan karbon tidak bertindak balas.

Langkah 2: Mengecas Relau​

Campuran kapur kering-kok dimasukkan ke dalam relau arka elektrik melalui corong. Relau dipanaskan hingga ~1500 darjah untuk memulakan tindak balas.

Langkah 3: Menjana Arka Elektrik​

Elektrik voltan tinggi-dialirkan melalui elektrod grafit, menghasilkan arka elektrik dengan suhu2000–2500 darjah. Haba melampau ini mencairkan bahan mentah dan memacu tindak balas pengurangan karboterma.

Langkah 4: Tindak balas Pengurangan Karboterma​

Pada suhu ini, kok mengurangkan kalsium oksida kepada kalsium karbida:

Nota Utama:

Reaksinya ialahendotermik(memerlukan haba) tetapi dikekalkan oleh arka elektrik.

Gas karbon monoksida (CO) dibebaskan sebagai hasil sampingan dan sama ada dibakar untuk tenaga (untuk menghidupkan relau) atau dirawat untuk memenuhi peraturan alam sekitar.

Langkah 5: Mengetik dan Menyejukkan​

Kalsium karbida cair (ketumpatan ~2.2 g/cm³) terkumpul di bahagian bawah relau, di mana ia secara berkala "disetuk" ke dalam acuan atau senduk keluli yang telah dipanaskan terlebih dahulu. Cecair karbida menyejuk dan memejal menjadi ketulan-hitam kelabu dalam beberapa minit.

Langkah 6: Penghancuran dan Penapisan​

Kalsium karbida pepejal dihancurkan kepada kepingan yang lebih kecil (ketulan 10–50 mm) dan disaring untuk memisahkan serbuk halus (serbuk) daripada kepingan yang boleh digunakan. Denda selalunya dikitar semula ke dalam relau untuk meningkatkan hasil.

Langkah 7: Pembungkusan dan Penyimpanan​

Kalsium karbida siap dibungkusbekas kedap udara, kalis lembapan-.(cth, dram keluli, beg polipropilena dengan bahan pengering) untuk mengelakkan tindak balas dengan kelembapan ambien, yang akan menjana gas asetilena dan menimbulkan risiko letupan.

 

4. Kawalan Proses Utama​

Untuk memastikan kecekapan dan keselamatan, pengeluar memantau:

Suhu: Mengekalkan 2000–2500 darjah adalah kritikal-terlalu rendah, dan tindak balasnya tidak lengkap; terlalu tinggi, dan kos tenaga meningkat.

Kualiti Bahan Mentah: Kekotoran (cth, sulfur, fosforus) dalam kapur atau kok boleh mencemari CaC₂, mengurangkan kebolehgunaannya dalam-aplikasi ketulenan tinggi (cth, pembuatan kimia).

Pengurusan Gas: Pelepasan CO dikawal melalui penyental atau pembakaran untuk mematuhi piawaian alam sekitar.

 

5. Skala dan Output Perindustrian​

Satu relau arka elektrik moden boleh menghasilkan50–200 tan kalsium karbida setiap hari. Hab pengeluaran utama termasuk China, Rusia, India dan Amerika Syarikat, di mana batu kapur dan elektrik murah tersedia.

 

6. Keselamatan dan Pertimbangan Alam Sekitar​

Bahaya: Haba melampau, gas CO toksik dan bahan cair reaktif memerlukan protokol keselamatan yang ketat (cth, PPE, pengudaraan).

Membazir: Lapisan refraktori yang dibelanjakan dikitar semula, dan gas CO sering digunakan semula untuk operasi loji kuasa, mengurangkan pelepasan.

 

Mengapa Memilih Syarikat ZhenAn untuk-Karbida Kalsium Berkualiti Tinggi?​

Syarikat ZhenAn memperoleh kalsium karbida daripada loji-yang diperakui ISO yang menggunakan teknologi relau arka elektrik termaju. Produk kami menawarkan:

Kesucian Tinggi: 80–98% CaC₂ dengan kekotoran rendah (arsenik<10 ppm, phosphorus <20 ppm).

Kualiti Konsisten: Ujian ketat (cth, pentitratan, XRF) untuk memastikan kebolehpercayaan kelompok-ke-kelompok.

Saiz Tersuai: Ketulan, butiran atau serbuk yang disesuaikan dengan aplikasi anda (kimpalan, pembuatan keluli, bahan kimia).

 

 

📧 Hubungi kami di​ info@zaferroalloy.com untuk mengetahui lebih lanjut tentang proses pengeluaran kalsium karbida kami dan penawaran produk. Biarkan ZhenAn menjadi rakan kongsi anda yang dipercayai untuk bahan kimia industri yang boleh dipercayai!