Мини- конспект "Карбид кальция"

Міні-конспект

До теми №4:«Матеріали для газового зварювання»

Карбід кальцію

Карбід кальцію є основною сировиною для отримання ацетилену.

Карбід кальцію - хімічна сполука кальцію з вуглецем (СаС₂) - являє собою тверду речовину темно-сірого або коричневого кольору. Щільність карбіду кальцію 2,22 кг/см³. Карбід кальцію має різкий часниковий запах і жадібно поглинає воду. Його отримують в електричних дугових печах при температурі 1900-2300 ° С сплавленням коксу з негашеним вапном по ендотермічної реакції:

СаО + ЗС = СаС₂ + СО-452, 5 кДж / моль.

Розплавлений карбід кальцію зливають з печі в спеціальні виливниці, в яких він остигає і твердне. Затверділий карбід кальцію дроблять і сортують на шматки розміром від 2 до 80 мм.

За ДОСТ 1460-81 встановлено такі розміри (грануляція) шматків карбіду кальцію: 2x8; 8x15; 15x25; 25x80 мм.

Технічний карбід кальцію містить 75% хімічно чистого карбіду кальцію, інше - домішки (негашене вапно, оксиди заліза, магнію, алюмінію та ін.)

Карбід кальцію активно взаємодіє з водою і інтенсивно поглинає вологу з повітря, виділяючи при цьому ацетилен. Тому його упаковують у спеціальні барабани з покрівельної сталі місткістю 100 і 130 кг. На складах і робочих місцях його зберігають у спеціальних бідонах, забезпечених герметичною кришкою. Розкривати барабани з карбідом кальцію необхідно спеціальним латунним ножем або латунним зубилом і молотком з дотриманням заходів безпеки, що виключають можливість утворення іскри. При розкупорюванні барабана за рахунок вологи повітря може утворитися вибухонебезпечна ацетилено - повітряна суміш, що за наявності іскри може призвести до вибуху.

Карбід кальцію , взаємодіючи з водою, швидко розкладається з утворенням газоподібного ацетилену і гашеного вапна :

СаС₂ + 2Н₂ O = С₂ Н₂ + Са ( ОН) ₂ +127,3 Дж / ​​моль.

Реакція взаємодії карбіду кальцію з водою протікає бурхливо з виділенням великої кількості теплоти. Теоретично для розкладання 1 кг карбіду кальцію потрібно 0562 кг води , але так як реакція взаємодії карбіду кальцію з водою йде з великим виділенням тепла , практично беруть від 5 до 20 кг води. Швидкість розкладання карбіду кальцію залежить від температури і чистоти води, грануляції і чистоти карбіду кальцію. Чим вище чистота і температура води , тим швидше розкладається карбід кальцію. Чим дрібніше шматки карбіду кальцію , тим більше швидкість його розкладання. Наприклад , карбід кальцію розміром 8x15 мм розкладається за 6,5 хв , а розміром 50x80 мм - за 13 хв . Карбідна пил ( частинки менше 2 мм) при взаємодії з водою розкладається майже миттєво , тому її не можна застосовувати в звичайних ацетиленових генераторах , розрахованих для роботи на кусковому карбід кальцію, так як це може призвести до вибуху.

З 1 кг карбіду кальцію в залежності від його чистоти і грануляції можна отримати від 235 до 285 дм3 ацетилену.

Інші методи отримання ацетилену , наприклад з нафти при обробці її дуговими розрядами (інж. Татаринов , СРСР), поки не вийшли зі стадії лабораторних досліджень. Технічний карбід кальцію являє собою тверду кристалічну речовину , вельми тугоплавку, темносірого кольору з питомою вагою 2,2 і характерним різким часниковим запахом , обумовленим взаємодією карбіду з парами води в атмосферному повітрі. Карбід кальцію бурхливо реагує з водою , також і з парами води , виділяючи ацетилен і залишаючи гідрат окису кальцію. На повітрі карбід кальцію розкладається, взаємодіючи з парами води, завжди наявними в повітрі , виділяючи ацетилен і видаючи часниковий запах. Тому тривале зберігання карбіду кальцію можливе лише в герметично закритих барабанах з листового заліза. Карбід кальцію виходить сплавленням вапна з вугіллям при високій температурі в спеціальних карбідних електричних печах . Карбід кальцію виходить в розплавленому вигляді і періодично випускається з печі у форми , звідки виходить твердим , утворюючи злитки - блоки. Витрата електроенергії на 1 т карбіду кальцію дорівнює від 3000 до 4000 квт /годину для потужних промислових печей. Карбід кальцію виробляється у великих розмірах на великих карбідних заводах для зварювання та різання металів , хімічних виробництв та інших цілей. Блоки карбіду після охолодження дробляться і сортуються за величиною шматків. Товарний карбід випускається семи грануляцій від 2-4 до 80-100 мм. Карбідна пил , що виходить при дробленні , є відходом і непридатна для нормальних ацетиленових генераторів через занадто енергійного розкладання водою , перегріву і небезпеки вибуху . Гранульований карбід упаковується в барабани з тонкого листового заліза , герметично закриваються ; барабан вміщає 100-120 кг карбіду . Технічний карбід містить 10-15 % домішок переважно вугілля і вапна, що не прореагували, дає близько 340 л ацетилену. Технічний карбід за діючим стандартом повинен давати при лабораторному випробуванні , залежно від сорту і грануляції , від 230 до 300 л ацетилену. Реакція отримання ацетилену з карбіду кальцію екзотермічна (виділяється близько 400 ккал на 1 кг технічного карбіду ), тому необхідно вживати заходів до енергійного охолодження зони реакції , інакше можливий сильний перегрів, полімеризація і вибух ацетилену .