كربيد الكالسيوم: الكيمياء والاستخدامات والمخاطر
ترك رسالة
كربيد الكالسيوم (CaC₂): الكيمياء والاستخدامات والمواصفات ودليل السلامة
1. ما هو كربيد الكالسيوم؟
كربيد الكالسيوم (الصيغة الكيميائية:CaC₂) هو مركب صناعي غير عضوي يستخدم بشكل رئيسي فيإنتاج الأسيتيلين والتصنيع الكيميائي والتطبيقات المعدنية.
وهي عبارة عن مادة بلورية ذات لون رمادي إلى رمادي-تتوفر على شكل كتل أو حبيبات أو مسحوق. أهم ما يميز كربيد الكالسيوم هو قدرته على التفاعل مع الماء وإطلاق غاز الأسيتيلين:
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
هذا التفاعل طارد للحرارة للغاية ويشكل الأساس لتوليد الأسيتيلين الصناعي لأغراض اللحام والقطع والتخليق الكيميائي.
يتم إنتاج كربيد الكالسيوم التجاري عن طريق تفاعل الجير (CaO) مع مواد الكربون عند درجات حرارة عالية للغاية في فرن القوس الكهربائي.
2. التركيب الكيميائي وتفاعل الإنتاج
2.1 التركيب الكيميائي
يتكون كربيد الكالسيوم من:
أيونات الكالسيوم (Ca²⁺)
أيونات ثنائي كربيد (C₂²⁻)
يحتوي أيون C₂²⁻ على ذرتي كربون مرتبطتين معًا، مما يعطي كربيد الكالسيوم تفاعلًا كيميائيًا عاليًا.
على عكس المواد الكربونية التقليدية، لا يستخدم كربيد الكالسيوم بشكل رئيسي كمصدر للطاقة. وتأتي قيمته الصناعية من قدرته على توليد الأسيتيلين والمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
2.2 عملية الإنتاج الصناعي
يتم تصنيع كربيد الكالسيوم من خلال عملية الاختزال الكربوثيرمال.
رد الفعل الرئيسي هو:
CaO + 3C → CaC₂ + CO↑
تتضمن عملية الإنتاج ما يلي:
الخطوة 1 - تحضير المواد الخام
المواد الخام الرئيسية:
الجير (CaO)
فحم الكوك أو الكربون أنثراسايت
متطلبات المواد الخام الهامة:
محتوى عالي من CaO
نسبة عالية من الكربون الثابت
منخفض الكبريت
رماد منخفض
رطوبة منخفضة
الخطوة 2 - تفاعل فرن القوس الكهربائي
يتم شحن الخليط في فرن القوس الكهربائي.
عند درجات حرارة أعلى2000 درجةوالكربون يختزل أكسيد الكالسيوم ويشكل كربيد الكالسيوم المنصهر.
الخطوة 3 - التبريد والمعالجة
الكربيد المنصهر هو :
مستخرج من الفرن
تبريدها إلى كتل صلبة
يتم سحقها وغربلتها بالأحجام المطلوبة
الأحجام التجارية تشمل:
4-7 ملم
7-15 ملم
15-50 ملم
50-80 ملم
80-120 ملم
3. الخواص الكيميائية الرئيسية لكربيد الكالسيوم
| ملكية | الوصف النموذجي |
|---|---|
| الصيغة الكيميائية | CaC₂ |
| مظهر | رمادي إلى رمادي{0}}كتل أو حبيبات أو مسحوق أسود |
| التفاعل مع الماء | ينتج غاز الأسيتيلين وهيدروكسيد الكالسيوم |
| نوع التفاعل | طارد للحرارة وحساس للرطوبة |
| نقطة الانصهار | حوالي 2160-2300 درجة |
| الطهارة الصناعية | عادة 80-93% CaC₂ |
| نطاق إنتاج الغاز | 255-295 لتر/كجم (مرجع GB 10665) |
يعتمد الأداء الصناعي لكربيد الكالسيوم على:
محتوى CaC₂
عائد الغاز
حجم الجسيمات
مستوى الرطوبة
محتوى النجاسة
4. درجات ومواصفات كربيد الكالسيوم
يتم تصنيف درجات كربيد الكالسيوم بشكل أساسي وفقًا لما يلي:
محتوى كربيد الكالسيوم
ناتج غاز الأسيتيلين
حجم الجسيمات
حدود النجاسة
المواصفات الصناعية النموذجية
| المعلمة | النطاق النموذجي |
|---|---|
| محتوى CaC₂ | 80–93% |
| إنتاج غاز الأسيتيلين | 255-295 لتر/كجم |
| الكبريت (S) | أقل من أو يساوي 0.20% |
| الفوسفور (ف) | أقل من أو يساوي 0.15% |
| رُطُوبَة | أقل من أو يساوي 0.50% |
| نطاق الحجم | 4-120 ملم |
تعتمد المواصفات الفعلية على متطلبات العميل وشروط التطبيق.
5. التطبيقات الصناعية الرئيسية لكربيد الكالسيوم
5.1 إنتاج الأسيتيلين
أكبر تطبيق لكربيد الكالسيوم هو توليد الأسيتيلين الصناعي.
عند تفاعل كربيد الكالسيوم مع الماء ينتج غاز الأسيتيلين:
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂
يستخدم الأسيتيلين المتولد في:
اللحام بالأوكسي-الأسيتيلين
قطع المعادن
تطبيقات الغاز الصناعي
إنتاج مونومر كلوريد الفينيل (VCM).
تصنيع البي في سي
مواد كيميائية أخرى تعتمد على الأسيتيلين-.
يساعد كربيد الكالسيوم-عالي الجودة على تحسين:
عائد الغاز
كفاءة المولد
استقرار الإنتاج
5.2 التصنيع الكيميائي
الأسيتيلين الناتج من كربيد الكالسيوم هو مادة كيميائية وسيطة مهمة.
تشمل التطبيقات:
مونومر كلوريد الفينيل (VCM)
إنتاج PVC
التركيب الكيميائي العضوي
مشتقات الأسيتيلين
يمكن أن يتفاعل كربيد الكالسيوم أيضًا مع النيتروجين عند درجات حرارة عالية لإنتاج سياناميد الكالسيوم:
CaC₂ + N₂ → CaCN₂ + C
يُستخدم سياناميد الكالسيوم كمادة كيميائية زراعية-تحتوي على النيتروجين.
5.3 التطبيقات المعدنية
في علم المعادن، يستخدم كربيد الكالسيوم بشكل رئيسي كمادةعامل إزالة الكبريت لمعالجة الحديد المنصهر.
يتفاعل مع مركبات الكبريت ويساعد على تقليل مستويات الكبريت قبل إنتاج الصلب.
تشمل التطبيقات:
إزالة الكبريت من الحديد
معالجة المسبك
عمليات صناعة الصلب
تشمل الفوائد ما يلي:
انخفاض محتوى الكبريت
تحسين جودة المعدن
تحكم أفضل في خصائص الفولاذ
6. مخاطر كربيد الكالسيوم
يتطلب كربيد الكالسيوم معالجة صارمة لأنه يتفاعل بقوة مع الرطوبة وينتج غاز الأسيتيلين القابل للاشتعال.
6.1 خطر القابلية للاشتعال
الخطر الرئيسي يأتي من توليد الأسيتيلين.
الأسيتيلين هو:
شديدة الاشتعال
اشتعلت بسهولة
متفجرة ضمن نطاقات معينة لتركيز الهواء
حتى الكميات الصغيرة من الرطوبة يمكن أن تؤدي إلى إطلاق الأسيتيلين.
6.2 خطر الشوائب السامة
قد يحتوي كربيد الكالسيوم-ذو الجودة المنخفضة على شوائب مثل:
مركبات الكبريت
مركبات الفوسفور
تتبع مركبات الزرنيخ
أثناء التحلل المائي، قد تشكل بعض الشوائب غازات خطرة.
بالنسبة للتطبيقات الصناعية، يجب على المشترين طلب:
التحليل الكيميائي
شهادة توثيق البرامج
وثائق SDS
6.3 حساسية الرطوبة
يتفاعل كربيد الكالسيوم مع:
ماء
رطوبة
رطوبة-تحتوي على مواد
المخاطر المحتملة:
توليد الحرارة
تراكم الأسيتيلين
تراكم الضغط
تلف الحاوية
6.4 مخاطر المنتجات الثانوية القلوية
ينتج عن التفاعل هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂)، وهو قلوي.
الاتصال قد يسبب:
تهيج الجلد
تهيج العين
عدم الراحة في الجهاز التنفسي
7. إرشادات السلامة الخاصة بكربيد الكالسيوم
معدات الحماية الشخصية (PPE)
الحماية الموصى بها:
قفازات مقاومة للمواد الكيميائية-.
نظارات السلامة
ملابس واقية
حماية الجهاز التنفسي المناسبة عند الاقتضاء
متطلبات التخزين
يجب تخزين كربيد الكالسيوم:
في حاويات محكمة الغلق ومقاومة للرطوبة
في مستودعات جافة وجيدة التهوية
البعد عن مصادر المياه
بعيداً عن الأحماض ومصادر الحرارة
التعبئة والتغليف الموصى بها:
براميل فولاذية
أكياس مقاومة للرطوبة-.
حاويات سائبة مع بطانات واقية
مواصلات
يتم تصنيف كربيد الكالسيوم على أنه مادة خطرة-تتفاعل مع الماء.
يجب أن تتبع وسائل النقل لوائح البضائع الخطرة المعمول بها، بما في ذلك:
تصنيف الأمم المتحدة 1402
متطلبات التغليف المعتمدة
وضع العلامات والتوثيق المناسب
8. مراقبة الجودة ومتطلبات الشراء
يجب على المشترين الصناعيين تقييم كربيد الكالسيوم بناءً على:
المعلمات الكيميائية
مشتمل:
محتوى CaC₂
عائد الغاز
الكبريت
الفوسفور
رُطُوبَة
المعلمات المادية
مشتمل:
توزيع حجم الجسيمات
حالة التغليف
استقرار التخزين
وثائق الجودة
يجب على الموردين المحترفين تقديم:
شهادة التحليل (COA)
مشتمل:
درجة المنتج
نتائج الاختبار
معلومات الدفعة
صحيفة بيانات السلامة (SDS)
مشتمل:
معلومات الخطر
تعليمات التخزين
إجراءات الطوارئ
9. الأسئلة المتداولة
ما هو استخدام كربيد الكالسيوم بشكل رئيسي؟
يستخدم كربيد الكالسيوم بشكل رئيسي لإنتاج الأسيتيلين والتصنيع الكيميائي وإزالة الكبريت المعدني.
كيف ينتج كربيد الكالسيوم الأسيتيلين؟
يتفاعل كربيد الكالسيوم مع الماء لإنتاج غاز الأسيتيلين وهيدروكسيد الكالسيوم من خلال تفاعل طارد للحرارة.
ما هو نقاء كربيد الكالسيوم الذي يستخدم عادة صناعيا؟
تحتوي الدرجات الصناعية عادةً على ما يقرب من 80-93% CaC₂ اعتمادًا على متطلبات التطبيق.
ما حجم كربيد الكالسيوم المستخدم في مولدات الأسيتيلين؟
تشمل الأحجام الشائعة 15-50 ملم، و50-80 ملم، و80-120 ملم حسب تصميم المولد.
لماذا يجب تخزين كربيد الكالسيوم بعيدا عن الرطوبة؟
لأن الرطوبة تسبب توليد الأسيتيلين وإطلاق الحرارة ومخاطر السلامة المحتملة.
ما هي المستندات التي يجب على المشترين طلبها قبل الشراء؟
يجب على المشترين طلب شهادة توثيق البرامج وSDS والمواصفات الفنية قبل الشحن.
توريد كربيد الكالسيوم الصناعي
نحن توريد كربيد الكالسيوم لإنتاج الأسيتيلين الصناعي والتصنيع الكيميائي والتطبيقات المعدنيةمع محتوى CaC₂ الخاضع للرقابة، وإنتاجية الغاز، وحجم الجسيمات، وتغليف التصدير.
تتوفر درجات مخصصة وفقًا لمتطلبات العملاء.
واتساب: +86 15518824805
بريد إلكتروني: info@zaferroalloy.com
كربيد الكالسيوم مقابل المنتجات المماثلة
غالبًا ما تتم مقارنة كربيد الكالسيوم بالمواد الأخرى التي تعتمد على الكالسيوم-وطرق إمداد الأسيتيلين. ويعتمد الاختيار الأفضل على التطبيق المطلوب وطريقة توليد الغاز وظروف التشغيل واعتبارات التكلفة.
كربيد الكالسيوم مقابل أسطوانة غاز الأسيتيلين
| كربيد الكالسيوم (CaC₂) | اسطوانة غاز الأسيتيلين | |
|---|---|---|
| نموذج التوريد | مادة كيميائية صلبة | غاز مضغوط |
| توليد الغاز | ينتج الأسيتيلين عن طريق التفاعل مع الماء | جاهز-ل-استخدام غاز الأسيتيلين |
| رد الفعل الرئيسي | CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂ | لا الجيل المطلوب |
| تخزين | يتطلب تخزينًا مقاومًا للرطوبة | يتطلب اسطوانات الغاز المضغوط |
| مواصلات | مادة صلبة، شحن بالجملة أسهل | يتطلب التعامل مع الاسطوانة |
| طلب | توليد الأسيتيلين الصناعي، عدد كبير من المستخدمين | محلات اللحام والتطبيقات المحمولة |
| عامل التكلفة | يعتمد على درجة كربيد وإنتاج الغاز | يعتمد على تعبئة الاسطوانة وتوزيعها |
متى تختار كربيد الكالسيوم:
يُفضل كربيد الكالسيوم عندما يقوم المستخدمون بتشغيل مولدات الأسيتيلين الخاصة بهم ويتطلبون إنتاجًا مستمرًا للأسيتيلين.
متى تختار اسطوانات الأسيتيلين:
يعتبر الأسيتيلين المضغوط أكثر ملاءمة لعمليات اللحام الصغيرة-حيث يكون توليد الغاز في الموقع- غير عملي.
يظل كربيد الكالسيوم مصدرًا مهمًا للأسيتيلين الصناعي لأن التفاعل مع الماء ينتج الأسيتيلين والجير المطفأ مباشرة كمنتج ثانوي. (الشركة الدولية للغازات الصناعية المحدودة)
كربيد الكالسيوم VS أكسيد الكالسيوم (الجير الحي، CaO)
| مقارنة | كربيد الكالسيوم (CaC₂) | أكسيد الكالسيوم (CaO) |
|---|---|---|
| الصيغة الكيميائية | CaC₂ | تساو |
| الإنتاج الرئيسي | الجير + تخفيض الكربون في الفرن الكهربائي | تكليس الحجر الجيري |
| الوظيفة الرئيسية | توليد الأسيتيلين وإزالة الكبريت | الجريان، المعادل، المضافة لصناعة الصلب |
| التفاعل مع الماء | ينتج غاز الأسيتيلين | ينتج هيدروكسيد الكالسيوم |
| توليد الغاز | نعم | لا |
| قيمة الطاقة الصناعية | التفاعل الكيميائي | القلوية |
الفرق الرئيسي:
يستخدم أكسيد الكالسيوم بشكل أساسي كمادة أساسية وتدفق، بينما يوفر كربيد الكالسيوم كربونًا-يحتوي على مركب تفاعلي قادر على توليد الأسيتيلين.
كربيد الكالسيوم مقابل سياناميد الكالسيوم
| مقارنة | كربيد الكالسيوم (CaC₂) | سياناميد الكالسيوم (CaCN₂) |
|---|---|---|
| الصيغة الكيميائية | CaC₂ | CaCN₂ |
| علاقة الإنتاج | المواد الخام لإنتاج السياناميد | يتم إنتاجه عن طريق تفاعل CaC₂ مع النيتروجين |
| التطبيق الرئيسي | إنتاج الأسيتيلين والمعادن | الأسمدة النيتروجينية، التركيب الكيميائي |
| الدور الصناعي | كيميائية متوسطة | منتج نهائي يحتوي على النيتروجين-. |
عند درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يتفاعل كربيد الكالسيوم مع النيتروجين لتكوين سياناميد الكالسيوم:
CaC₂ + N₂ → CaCN₂ + C
لذلك، يعتبر كربيد الكالسيوم مادة وسيطة مهمة في سلسلة إنتاج سياناميد الكالسيوم.
كربيد الكالسيوم مقابل كربيد السيليكون (SiC)
| مقارنة | كربيد الكالسيوم (CaC₂) | كربيد السيليكون (SiC) |
|---|---|---|
| الصيغة الكيميائية | CaC₂ | كربيد كربيد |
| نوع المادة | مركب كيميائي متفاعل | مركب سيراميك |
| الخصائص الرئيسية | ينتج الأسيتيلين ويتفاعل مع الماء | صلابة عالية، المقاومة الحرارية |
| التطبيقات الرئيسية | الأسيتيلين والمعادن والمواد الكيميائية | المواد الكاشطة والحراريات والمواد شبه الموصلة |
| تفاعل الماء | ينتج الغاز | مستقرة بشكل عام |
| مقاومة الحرارة | مادة متفاعلة | مقاوم لدرجات الحرارة العالية جدًا-. |
على الرغم من أن كلاهما يحتوي على الكربون، إلا أن كربيد الكالسيوم وكربيد السيليكون يخدمان أغراضًا صناعية مختلفة تمامًا.
CaC₂:مادة التفاعل الكيميائي
كربيد السيليكون:-سيراميك عالي الأداء ومواد كاشطة
دليل اختيار كربيد الكالسيوم
| طلب | المواد الموصى بها |
|---|---|
| إنتاج الأسيتيلين الصناعي | كربيد الكالسيوم مع إنتاج غاز مناسب |
| لحام توليد الغاز | كتل كربيد الكالسيوم مع معدل تفاعل ثابت |
| إزالة الكبريت من الصلب | كربيد الكالسيوم -المعدن من الدرجة المعدنية |
| التوليف الكيميائي | -CaC₂ عالي الجودة مع شوائب خاضعة للرقابة |
| -مقاوم للحرارة العالية | كربيد السيليكون بدلاً من كربيد الكالسيوم |
اعتبارات الشراء الرئيسية
عند مقارنة كربيد الكالسيوم مع المنتجات البديلة، يجب على المشترين تقييم:
التطبيق المطلوب
متطلبات توليد الغاز
محتوى CaC₂
العائد الأسيتيلين
حجم الجسيمات
حدود النجاسة
ظروف التخزين والنقل
يجب أن تعتمد المقارنة الصحيحة دائمًا علىالغرض الصناعي النهائي، وليس فقط سعر المادة.
