कैल्शियम कार्बाइड के उत्पादन के तरीके (CAC₂)
कैल्शियम कार्बाइड (CAC₂), जिसे आमतौर पर के रूप में जाना जाता हैकार्बाइडयाबिजली का पत्थर, मुख्य रूप से औद्योगिक तरीकों के माध्यम से उत्पादित किया जाता है जिसमें उच्च तापमान प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं।
1। विद्युत चाप भट्ठी विधि
सिद्धांत
इस विधि में,चूना पत्थरऔरकोक (कार्बन)के तापमान पर एक इलेक्ट्रिक आर्क भट्ठी में प्रतिक्रिया की जाती है2000–2200 डिग्री। प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है:
चूना पत्थर का अपघटन: Caco₃ of CAO+CO₂ ↑
कार्बन द्वारा कैल्शियम ऑक्साइड की कमी: CAO +3 CELECTRIC ARC CAC₂+CO ↑
प्रक्रिया प्रवाह
कच्चे माल की तैयारी:
चूना पत्थर(90%से अधिक या उसके बराबर शुद्धता) को एक विशिष्ट कण आकार में कुचल दिया जाता है।
कोक(उच्च निश्चित कार्बन सामग्री, कम सल्फर) एक कम करने वाले एजेंट और विद्युत कंडक्टर दोनों के रूप में कार्य करता है।
मिश्रण:
चूना पत्थर और कोक को मिश्रित किया जाता है1: 3 द्रव्यमान अनुपातऔर भट्ठी में खिलाया।
उच्च तापमान प्रतिक्रिया:
एक विद्युत प्रवाह (200-400 वी) एक चाप उत्पन्न करता है, मिश्रण को 2000 से अधिक डिग्री तक गर्म करता है।
कैल्शियम ऑक्साइड कैल्शियम कार्बाइड और कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) बनाने के लिए कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है।
उत्पाद हैंडलिंग:
मोल्टेन कैल्शियम कार्बाइड को ठोस ब्लॉक बनाने के लिए मोल्ड्स में ठंडा किया जाता है।
सीओ गैस या तो (स्क्रबिंग के साथ) या पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।
लाभ
उच्च दक्षता, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त (वैश्विक वार्षिक उत्पादन 100 मिलियन टन से अधिक है)।
औद्योगिक पैमाने पर एसिटिलीन उत्पादन के लिए लागत प्रभावी।
हानि
अत्यंत ऊर्जा-गहन (~ 3000-4000 kWh प्रति टन CAC₂)।
उच्च शुद्धता कोक की आवश्यकता है और सीओ उत्सर्जन उत्पन्न करता है।
2। उच्च तापमान वाले कार्बोथर्मिक कमी (प्रयोगशाला-पैमाने या विशेष प्रक्रियाएं)
सिद्धांत
कैल्शियम ऑक्साइड से कैल्शियम कार्बाइड का उत्पादन करने के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में सिलिकॉन डाइऑक्साइड (Sio₂) या एल्यूमीनियम का उपयोग करता है:
CAO +3 chigh temp। Cac₂+Co ↑
या
4CAO+AL₂O₃HIGH TEMP। 2CAC₂ +2 CAO \ CDOTPAL₂O₃
प्रक्रिया प्रवाह
शांत करना: लाइमस्टोन को कैल्शियम ऑक्साइड (CAO) का उत्पादन करने के लिए गर्म किया जाता है।
प्रतिक्रिया: CaO is mixed with carbon (or silicon/aluminum) and heated in a furnace (>2000 डिग्री)।
उत्पाद शोधन: कूल्ड उत्पाद को कुचल दिया जाता है और CAC of को अलग करने के लिए परिष्कृत किया जाता है।
लाभ
प्रयोगशाला संश्लेषण या छोटे पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
शुद्धता पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है।
हानि
कम दक्षता और उच्च ऊर्जा लागत औद्योगिक उपयोग को सीमित करती है।
3। वैकल्पिक तरीके
(1) सिलिकॉन डाइऑक्साइड के साथ कार्बोथर्मल कमी
एक कम करने वाले एजेंट के रूप में Sio₂ का उपयोग करता है: 2cao+sio₂ +5 c g 2Cac₂+sic +4 co}
एक बायप्रोडक्ट के रूप में कैल्शियम कार्बाइड और सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) का उत्पादन करता है।
(2) गैसीय कार्बन स्रोतों के साथ इलेक्ट्रोड भट्ठी
एक कार्बन स्रोत के रूप में मीथेन (CH₄) का उपयोग करके प्रायोगिक विधि: CAO+CH (CAC₂ +2 H₂ ↑
तकनीकी चुनौतियों के कारण अभी भी अनुसंधान चरण में।
(३) बायो-रिडक्शन (प्रायोगिक)
Caco₃ को CaCo को कम करने के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग करता है, लेकिन स्केलेबिलिटी सीमित है।
