שיטות לייצור סידן קרביד

סידן קרביד (CaC₂), הידוע בכינויוקרבידאוֹאבן חשמלית, מיוצר בעיקר על ידי תהליכים תעשייתיים הכוללים תגובות בטמפרטורה גבוהה.

בשיטה הזואבן גיר (CaCO₃)וקולה (פחמן)לעבור תגובה בתנור קשת חשמלי בטמפרטורה2000-2200 מעלות. התגובה מתרחשת בשני שלבים:

פירוק אבן גיר:CaCO₃ΔCaO+CO₂↑

הפחתת תחמוצת סידן על ידי פחמן:CaO+3CEEelectric arcCaC₂+CO↑

הכנת חומרי גלם:

אֶבֶן גִיר(טוהר גדול או שווה ל-90%) נמחץ לגודל חלקיק מסוים.

קוֹקָה קוֹלָה(פחמן קבוע גבוה, גופרית נמוכה) פועל כגורם מפחית ומוליך חשמל.

עִרבּוּב:

אבן גיר וקולה מעורבבים לתוךיחס מסה 1:3והוזנו לתנור.

תגובה בטמפרטורה גבוהה:

בהשפעת זרם חשמלי (200-400 וולט), נוצרת קשת המחממת את התערובת לטמפרטורה של יותר מ-2000 מעלות.

תחמוצת סידן מגיבה עם פחמן ליצירת סידן קרביד ופחמן חד חמצני (CO).

עיבוד מוצר:

סידן קרביד מותך מקורר בתבניות ליצירת בלוקים מוצקים.

גז ה-CO משתחרר (עם טיהור) או ממוחזר.

יעילות גבוהה, מתאים לייצור בקנה מידה גדול (הייצור השנתי בעולם עולה על 100 מיליון טון).

חסכוני לייצור אצטילן בקנה מידה תעשייתי.

עתיר אנרגיה במיוחד (~3000-4000 קילוואט לשעה לטון CaC₂).

נדרש קוקס בטוהר גבוה ונוצרת פליטת CO.

שימוש בסיליקון דו חמצני (SiO₂) או אלומיניום כחומר מפחית לייצור סידן קרביד מתחמוצת סידן:

CaO+3CHhigh temp.CaC₂+CO↑

אוֹ

4CaO+Al₂O₃טמפ' גבוהה.2CaC₂+2CaO\\cdotpAl₂O₃

חידוד: אבן גיר מחוממת לייצור תחמוצת סידן (CaO).

תְגוּבָה: CaO смешивается с углеродом (или кремнием/алюминием) и нагревается в печи (>2000 מעלות).

ניקוי מוצר: המוצר המקורר נמעך ומטוהר לשחרור CaC₂.

מתאים לסינתזה במעבדה או לייצור בקנה מידה קטן.

מאפשר שליטה מדויקת בניקיון.

יעילות נמוכה ועלויות אנרגיה גבוהות מגבילות את השימוש התעשייתי.

משתמש ב-SiO₂ כחומר מפחית: 2CaO+SiO₂+5CΔ2CaC₂+SiC+4CO↑.

מייצר סידן קרביד וסיליקון קרביד (SiC) כתוצר לוואי.

שיטה ניסיונית באמצעות מתאן (CH₄) כמקור פחמן: CaO+CH₄ΔCaC₂+2H₂↑

עדיין במחקר עקב-בעיות טכניות.

משתמש במיקרואורגניזמים כדי להפחית את CaCO₃ ל-CaC₂, אך המדרגיות מוגבלת.