Compararea valorilor elasticități vapori de metal calciu și alte pescuit arată că, atunci când calciu stripării ușor separate de impurități de fier, siliciu, cupru, aluminiu, mangan și alte metale având o presiune de vapori relativ scăzută. Impuritățile de magneziu și metale alcaline, care au o presiune mai mare de vapori decât calciu, se vor evapora mai devreme sau împreună cu calciu. Pentru a accelera procesul, striparea de calciu se efectuează în vid. Cu cât este mai mare vidul, cu atât mai intensă este striparea calciului și cu atât este mai mică temperatura necesară. În plus, un vid mai înalt contribuie la un condens dens și compact. De asemenea, striparea în vid este necesară pentru a proteja calciul de interacțiunea cu gazele. Elasticitatea vaporilor de calciu la punctul triplu (851 °) este de 1,6 mm Hg. Art. Prin urmare, în conformitate cu legile de evaporare și condensare a metalelor într-un vid, acesta va condensa sub formă solidă. Condițiile de sublimare calciu practice (temperatură și vid) poate fi determinată dintr-o curbă de cuplu elasticitate de calciu (Fig. 13).
Posibilitatea de separare a aliajelor de calciu cu izolarea calciului pur depinde de o serie de condiții. Excreția cea mai completă de calciu, eventual, atunci când elasticitatea a doua componentă a perechii este foarte diferită de elastice cuplu de calciu alte cuvinte, cea mai mică diferența de volatilitate (în acest caz, raportul dintre temperaturile absolute de calciu și al doilea component din aliaj în care presiunea de vapori este egală cu aceeași valoare (de ex 1 mm Hg. v.), cu atât mai ușor este de a conduce departe de calciu. Odată cu apropierea valorii indicatorului pentru distilarea unității de calciu este dificil și aproape devine imposibilă, dacă este egală sau mai mare decât unitatea. Lupta de calciu Ca de aliaj - Zn imposibilă, deoarece diferența indicele de volatilitate a componentelor din aliaj este 1,43 pentru Ca-Al aliaj și Ca-Cu indici de volatilitate diferențele sunt, respectiv, 0,72 și 0,57 Din aceste aliaje, în special din Ca- aliaj .. cu, calciu este ușor de îndepărtat prin distilare. este dificil să se împartă cu suficient aliaj minuțiozitate de calciu cu un alt metal în timpul formării compușilor intermetalici.
Posibilitatea de rafinare a calciului prin sublimare a fost stabilită de F.V. Daphert, R. Miklauz și W. Biltz, W. Wagner, care au descoperit că un metal deosebit de pur se obține prin distilare lentă într-un vid înalt la 900-910 ° C. Condițiile de distilare a calciului au fost bine investigate de I. I. Betchermon și L.M. Pigeon, care a stabilit temperatura optimă a procesului de evaporare și efectul său asupra purității metalului, factorii care reglează viteza de evaporare, avantajele și dezavantajele distilației și sublimării. Ei au studiat, de asemenea, factorii care determină structura fizică a condensatului de calciu.
În practică, viteza de stripare a calciului din aliaje depinde de o serie de condiții. Principalele sunt: cantitatea de căldură furnizată aliajului pe unitatea de timp și temperatura încălzirii; presiunea reziduală în sistem (ar trebui să fie mai mică decât elasticitatea aburului saturat la temperatura de distilare, cu atât mai mare este diferența dintre acestea, cu atât mai repede va fi distilată materialul evaporat); este, de asemenea, necesar să se respecte diferența de temperatură dintre evaporator și condensator, astfel încât presiunea vaporilor din condensator să fie mai mică decât în evaporator, gradul de dezvoltare a suprafeței aliajului și puritatea oglinzii din aliaj sunt esențiale; Amestecarea aliajului contribuie la creșterea ratei de distilare. De asemenea, rezultă din cele de mai sus că rata de distilare, cu alte lucruri egale, crește odată cu creșterea concentrației de metal evaporat.
Pentru condensarea reușită a vaporilor de calciu, este necesar să se asigure o îndepărtare suficient de intensă din condensator a căldurii eliberate în timpul condensării aburului. Totuși, sub-răcirea condensatorului este inacceptabilă, deoarece aceasta duce la formarea de precipitații metalice dispersate.
Tehnologia de distilare a calciului și a aliajului Ca-Cu
Tehnologia de rafinare a magneziului și a calciului prin distilare a fost investigată de Wrangel și Shadron. În cazul calciului, metalul este mai întâi încălzit sub atmosferă de argon sub presiune pentru a distila sodiul. Apoi, distilarea se efectuează într-un vid înalt la o temperatură de 800 ° (se obține un metal cu o puritate de 99,5%).
În legătură cu cererea de metal de înaltă puritate în timpul celui de-al doilea război mondial, în Statele Unite a fost înființată o unitate de distilare a calciului la Laboratorul de Cercetare Niagara. Apoi a fost construită o fabrică industrială. Distilarea a fost supusă calciului, obținut prin electroliză cu un catod de atingere. Metalul distilat conține 99,5% Ca.
Tehnologia de stripare a calciului dintr-un aliaj de calciu-cupru obținut prin electroliză cu un catod lichid este utilizat în industrie. Unitatea de stripare a calciului (Figura 14) constă dintr-un cuptor electric ermetic de tip minei, în care este instalat un retort. Aerul este evacuat din cuptor, care împiedică oxidarea și deformarea pereților calzi ai retortului.
În cuptor există trei grupe de încălzitoare, care fac posibilă crearea a trei zone de încălzire cu retort, respectiv: în partea inferioară 1050-1150 °, în mijlocul 950 ° și în partea superioară de 800 °. Un astfel de gradient de temperatură asigură evaporarea și condensarea compactă a vaporilor metalici.
Retortul este un vas fabricat din oțel rezistent la căldură. Retortul este etanșat ermetic cu un capac cu o conexiune pentru conectarea la o pompă de vid.
Aliajul original este încărcat într-un pahar care este introdus în retort. Prin capacul retortului trece un condensator răcit cu apă, pe care precipită calciul pur. În locul unui condensator de bază, se poate folosi un tabel cilindric. Apoi, retortul este furnizat din exterior cu o jachetă răcită cu apă.
Între sticla cu aliajul încărcat și condensator este amplasat un filtru, compus din inele Raschig, pentru a prinde picăturile și particulele solide purtate de vaporii de calciu.
Înainte de începerea fiecărui proces, retortul colectat este verificat pentru vid. Apoi încălzirea este pornită și, după caz, răcirea cu apă. Distilarea se efectuează la 1000-1050 ° C. Durata procesului este de 4-5 ore. În acest timp, un aliaj de calciu-cupru de 60-65% este sărăcit în conținut de calciu la 30-35%.
Vacuumul din retort ar trebui să fie cât mai mare posibil. De obicei este de 0,1-0,2 mm Hg. Art.
La sfârșitul procesului, cuptorul este oprit, retortul este scos din cuptor și pus pe răcire pentru descărcarea produselor din acesta. În acest moment este pregătit un alt retort pentru proces.
Încărcarea unică a sticlei cu aliaj este de aproximativ 100 kg. Consumul specific de energie pentru nevoile tehnologice este de aproximativ 7 kW-h pe 1 kg de calciu.
Pentru mai multe scopuri tehnice, calciul obținut prin electroliză cu un catod de tangență este adecvat. Cu toate acestea, ar trebui să fie eliberat din crusta electrolitului și eventuale incluziuni accidentale de sare. În același timp, metalul trebuie să aibă forma necesară, pentru care metalul trebuie topit. Topirea calciului prezintă dificultăți semnificative datorită activității ridicate a metalului. A fost efectuată în mod satisfăcător într-o atmosferă de argon. Lingurile de calciu conțin 95-97% Ca și au formă de plăci și cilindri de diferite mărimi. Kinzel raportează că, în practică, obținerea de calciu în US exprimate dală de două forme: una de dimensiuni 636h407h57 mm și o greutate de 22,7 kg, iar celălalt - 203X76X25 mm, greutate 0,59 kg. Cilindri au fost turnate ca 646 mm lungime și 178 mm diametru, care au fost apoi se pisa pe un strung.
AY Thai și RM Holstein topit rezultat reducerea termică în vid a drusenului calciu pur în cuptorul cu vid este umplut înainte de a topi metalul randament argon dens omogen în compoziția lor un lingouri de calciu. Astfel, nu este pornit despre impurități metalice poluare cu excepția azotului, după care numărul de topire a fost de 0,03-0,09%. Randamentul de calciu adecvat sub formă de lingouri a ajuns la 95,5%.