الاستخدامات الصناعية الخمسة الرئيسية لكربيد الكالسيوم

كيف يعمل كربيد الكالسيوم

يتم إنتاج كربيد الكالسيوم (CaC2) في فرن القوس الكهربائي عن طريق تفاعل الجير (CaO) مع الكربون عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة. رد الفعل المحدد له هو التحلل المائي: CaC2 + 2H2O يعطي C2H2 (الأسيتيلين) وCa(OH)2. ولأن التفاعل سريع ويمكن التحكم فيه ويولد غاز وقود مفيد، أصبح كربيد الكالسيوم العمود الفقري لكيمياء الأسيتيلين ويظل مادة صناعية مهمة.

الاستخدام 1: لحام وقطع أوكسي - الأسيتيلين

ينتج عن حرق الأسيتيلين مع الأكسجين لهب الغاز الأكثر سخونة للوقود العملي، حيث تصل درجة حرارته إلى 3160-3300 درجة تقريبًا، مما يؤدي إلى إذابة الفولاذ بسرعة. معدات أوكسي أسيتيلين محمولة، وتعمل بدون طاقة رئيسية، وتستخدم لقطع الألواح السميكة، وإصلاح اللحام، والنحاس، وتسخين اللهب في البناء وأحواض بناء السفن والصيانة الميدانية. لا تزال مولدات الكربيد الصغيرة تزود الأسيتيلين حيث لا يتوفر الغاز المعبأ في زجاجات.

الاستخدام 2: المواد الخام الكيميائية لكيمياء C2

الأسيتيلين هو حجر الأساس للعديد من المواد الكيميائية: مونومر كلوريد الفينيل للـ PVC، وأسيتات الفينيل، والأكريلونيتريل، والأسيتيلين الأسود، و1,4-بيوتانيديول. على الرغم من أن الإيثيلين قد حل محل الأسيتيلين في جزء كبير من عالم البتروكيماويات، إلا أن المناطق التي تتمتع بوفرة من الكربيد والكهرباء، ولا سيما أجزاء من الصين، تستمر في استخدام طريق كربيد الكالسيوم والأسيتيلين في صناعة البولي فينيل كلورايد والمنتجات ذات الصلة.

الاستخدام 3: إزالة الكبريت وإزالة الأكسدة في صناعة الصلب

يتم حقن كربيد الكالسيوم في المعدن الساخن والفولاذ المنصهر كمزيل للكبريت: يتحد الكالسيوم مع الكبريت لتكوين كبريتيد الكالسيوم، الذي يطفو في الخبث. كما أنه بمثابة مزيل الأكسدة ومصدر للحرارة في مغرفة المعادن. تعد عملية إزالة الكبريت المعتمدة على الكربيد- طريقًا قياسيًا لإنتاج درجات فولاذ منخفضة الكبريت- تستخدم في خطوط الأنابيب والألواح والمطروقات.

الاستخدام 4: إنتاج سياناميد الكالسيوم

يؤدي تسخين كربيد الكالسيوم في النيتروجين إلى حوالي 1000-1100 درجة إلى تكوين سياناميد الكالسيوم (CaCN2)، وهو سماد نيتروجين بطيء الإطلاق ومقدمة للميلامين وثنائي ديسياندياميد ومواد كيميائية نيتروجينية أخرى. تعمل هذه العملية، المعروفة باسم عملية النتردة أو السياناميد، على تحويل الكربيد إلى منتج زراعي وكيميائي ذي قيمة عالية.

الاستخدام 5: التطبيقات الزراعية والإرثية

الأسيتيلين المنطلق من الكربيد يحاكي هرمون الإيثيلين النباتي ويستخدم في بعض المناطق لإنضاج الفواكه مثل المانجو والموز بعد الحصاد. كانت مصابيح الكربيد تعمل على تشغيل عمال المناجم الأوائل، وبعثات الكهوف، والسيارات المبكرة قبل الإضاءة الكهربائية. أصبحت هذه الاستخدامات أصغر اليوم، ويتم تنظيم -تطبيقات الاتصال بالأغذية: حيث تقيد العديد من البلدان أو تحظر إنضاج الكربيد بسبب احتمال وجود شوائب الزرنيخ والفوسفور، لذلك يلزم وجود كربيد من الدرجة الغذائية- أو غاز الإيثيلين حيثما يسمح بذلك.

الدرجات والجودة

درجة	عائد الغاز	محتوى CaC2
الصف 285	285 لتر/كجم دقيقة	حوالي 90%
الصف 295	295 لتر/كجم دقيقة	حوالي 94%
الصف 305	305 لتر/كجم دقيقة	حوالي 96%

التعليمات

1. ما هي كمية الأسيتيلين التي ينتجها كيلوغرام واحد من الكربيد؟

تنتج درجة 295 لترًا/كجم ما لا يقل عن 295 لترًا من الأسيتيلين في الظروف القياسية. يمتلك CaC2 النقي عائد نظري يبلغ حوالي 372 لتر/كجم، ويعكس الفرق أكسيد الكالسيوم والشوائب الموجودة في الكربيد التجاري.

2. كيف يتم استخدام كربيد الكالسيوم لإزالة الكبريت من الفولاذ؟

يتم حقن الكربيد كمسحوق في المعدن الساخن أو الفولاذ باستخدام غاز حامل. يتفاعل الكالسيوم مع الكبريت لتكوين كبريتيد الكالسيوم، الذي يعود إلى الخبث. تحدد ممارسة الحقن ودرجة الحرارة والتحريك مستوى الكبريت النهائي.

3. هل يعتبر التعامل مع كربيد الكالسيوم خطيرًا؟

يتفاعل مع الماء والهواء الرطب، ويطلق الأسيتيلين القابل للاشتعال والمتفجر. قم بالتخزين في حاويات محكمة الغلق ومقاومة للرطوبة- في المناطق الجافة، واحفظها بعيدًا عن مصادر الإشعال، واتبع ورقة بيانات السلامة. لا ينبغي أبدًا استخدام الماء في حرائق الكربيد.

4. ما هي درجة الكربيد التي يجب أن أشتريها؟

مطابقة الدرجة مع التطبيق: يستخدم اللحام والإضاءة القياسيان درجات تتراوح بين 285-295 لتر/كجم؛ العمليات الكيميائية التي تحتاج إلى الأسيتيلين النقي تفضل 295-305 لتر/كجم مع نسبة منخفضة من الكبريت والفوسفور. قم بتأكيد نطاق الحجم الذي يناسب المولد أو معدات الجرعات الخاصة بك.

5. هل لا يزال الكربيد يستخدم في إنضاج الثمار؟

في بعض المناطق، نعم، لكن العديد من البلدان تنظمه أو تحظره بسبب مخاطر الشوائب. حيثما يسمح بذلك، يتم استخدام الكربيد -الصالح للطعام أو تطبيق الإيثيلين الخاضع للرقابة. تحقق من اللوائح المحلية قبل استخدام الكربيد في أي تطبيق غذائي.