Kalsíumkarbíð (CaC₂), almennt þekktur semkarbíteðarafmagns steinn, er aðallega framleitt með iðnaðarferlum sem fela í sér háhitaviðbrögð.
1. Rafmagnsbogaofnaðferð (aðal iðnaðarferli)
Meginregla
Með þessari aðferðkalksteinn (CaCO₃)Ogkók (kolefni)gangast undir viðbrögð í ljósbogaofni við hitastig2000-2200 gráður. Viðbrögðin fara fram í tveimur þrepum:
Niðurbrot kalksteins:CaCO₃ΔCaO+CO₂↑
Minnkun kalsíumoxíðs með kolefni:CaO+3CEErafmagnsbogiCaC₂+CO↑
Ferli
Undirbúningur hráefnis:
Kalksteinn(hreinleiki Stærri en eða jafnt og 90%) er mulið niður í ákveðna kornastærð.
Kók(mikið fast kolefni, lítið brennistein) virkar sem afoxunarefni og leiðari raforku.
Blöndun:
Kalksteini og kók er blandað út ímassahlutfall 1:3og sett inn í ofn.
Háhitaviðbrögð:
Undir áhrifum rafstraums (200-400 V) myndast bogi sem hitar blönduna í meira en 2000 gráður.
Kalsíumoxíð hvarfast við kolefni og myndar kalsíumkarbíð og kolmónoxíð (CO).
Vöruvinnsla:
Bráðið kalsíumkarbíð er kælt í mótum til að mynda fasta kubba.
CO-gasið er annað hvort losað (með hreinsun) eða endurunnið.
Kostir
Mikil afköst, hentugur fyrir stórframleiðslu (ársframleiðsla heimsins fer yfir 100 milljónir tonna).
Hagkvæmt til framleiðslu á asetýleni í iðnaðar mælikvarða.
Gallar
Mjög orkufrekt (~3000-4000 kW/klst á hvert tonn af CaC₂).
Krafist er háhreins kóks og losun koltvísýrings myndast.
2. Háhita kolvetnislækkun (rannsóknarstofa eða sérhæfð ferli)
Meginregla
Notkun kísildíoxíðs (SiO₂) eða ál sem afoxunarefni til að framleiða kalsíumkarbíð úr kalsíumoxíði:
CaO+3Hátt hitastig.CaC₂+CO↑
eða
4CaO+Al₂O₃Hátt hitastig.2CaC₂+2CaO\\cdotpAl₂O₃
Ferli
Bólun: Kalksteinn er hituð til að framleiða kalsíumoxíð (CaO).
Viðbrögð: CaO смешивается с углеродом (или кремнием/алюминием) и нагревается в печи (>2000 gráður).
Vöruþrif: Kælda afurðin er mulin og hreinsuð til að losa CaC₂.
Kostir
Hentar fyrir myndun á rannsóknarstofu eða framleiðslu í litlum mæli.
Leyfir nákvæma stjórn á hreinleika.
Gallar
Lítil skilvirkni og hár orkukostnaður takmarkar iðnaðarnotkun.
3. Aðrar aðferðir
(1) Kolefnislækkun með því að nota kísil
Notar SiO₂ sem afoxunarefni: 2CaO+SiO₂+5CΔ2CaC₂+SiC+4CO↑.
Framleiðir kalsíumkarbíð og kísilkarbíð (SiC) sem aukaafurð.
(2) Rafskautsofn með loftkenndum kolefnisgjöfum
Tilraunaaðferð þar sem metan (CH₄) er notað sem kolefnisgjafi: CaO+CH₄ΔCaC₂+2H₂↑
Enn í rannsókn vegna-tæknilegra vandamála.
(3) Lífræn minnkun (tilraunaverkefni)
Notar örverur til að minnka CaCO₃ í CaC₂, en sveigjanleiki er takmarkaður.