خرید کلسیم کاربید

کلسیم کاربید (Calcium carbide) یک ماده شیمیایی با فرمول CaC2 است که با نام سنگ کاربید، کاربیت و کلسیم استالاید (Calcium acetylide) نیز شناخته میشود. از کلسیم کاربید در صنعت به طور گسترده در تولید استیلن و کلسیم سیانامید استفده می گردد. این ماده به طور خالص بی رنگ است اما به صورت بلور به رنگ سیاه و خاکستری دیده میشود. این ماده در حضور رطوبت بوی نامطبوعی را از خود ساطع میکند.

خرید کلسیم کاربید

برای خرید کلسیم کاربید (سنگ کاربید) با بهترین قیمت و کیفیت بازار با همکاران ما در شرکت بیسموت با شماره 021-28422797 تماس بگیرید. شما می توانید کلسیم کاربید را با ضمانت کیفی از ما تهیه کنید و اگر سنگ کاربید خریداری شده با آنالیز و توضیحات همکاران ما در شرکت بیسموت مغایرت داشت، امکان عودت محصول و بازپس‌گیری کامل وجه وجود دارد.

تولید کلسیم کاربید

کلسیم کاربید در مقیاس صنعتی از مخلوط کردن آهک و زغال سنگ در کوره قوس الکتریکی در دمایی نزدیک به 2200 درجه سانتیگراد تولید میشود. این روش برای اولین بار در سال 1892 ابداع شد که هنوز مورد استفاده قرار میگیرد.

CaO + 3C → CaC2 + CO

دمای بالایی که در این واکنش مورد نیاز است عملا با روش های سنتی قابل دستیابی نیست لذا این واکنش در کوره قوس الکتریکی که الکترود هایی از جنس گرافیت دارد انجام میشود. محصول واکنش تقریبا دارای کلسیم کاربید با خلوص 80% جرمی است.

کاربید تولید شده را به تکه های بسیار کوچکی که حداکثر 50 میلیمتر طول دارند خرد میکنند. میزان کلسیم کاربیدی که در محصول وجود دارد بر اساس مقدار گاز استیلن تولید شده در هیدرولیز اندازه گیری میشود که برای مثال بر طبق استاندارد های دو کشور آلمان و انگلیس به ترتیب 300 و 295 لیتر بر کیلوگرم از محصول است (این میزان برای فشار 101 kPa و دمای 20 درجه سانتیگراد میباشد).

ناخالصی های موجود در سنگ کاربید شامل فسفید بوده که در هنگام هیرولیز به فسفین تبدیل میشود.

این واکنش بخش بسیار مهمی از انقلاب صنعتی در شیمی بود که در اواخر قرن 19 میلادی در آمریکا از برق ارزان قیمتی که از آبشار های نیاگارا تولید می شد، انجام شد.

در سال 1899 میلادی دکتر جوزف کرانز صنعتگر اتریشی در شهر جاجس واقع در بوسنی و هرزگویین اقدام به تاسیس بزرگترین شرکت تولید کننده کلسیم کاربید در اروپا کرد.

تاریخچه سنگ کاربید

کلسیم کاربید، که به فرمول شیمیایی CaC₂ شناخته می‌شود، در سال ۱۸۹۲ توسط توماس ویلسون به طور تصادفی کشف شد هنگامی که وی در تلاش بود تا آلومینیوم را از مخلوطی از چوب ذغال و کلسیم اکسید در کوره قوس الکتریکی تولید کند. ویلسون متوجه شد که وقتی جریان برق قوی به این ترکیب اعمال می‌شود، یک ماده‌ی جدید تولید می‌شود که با آب واکنش نشان داده و گاز اتیلن تولید می‌کند. این اکتشاف اهمیت بالایی در توسعه صنعتی داشت، به ویژه با توجه به نیاز به منابع انرژی جدید در دوران انقلاب صنعتی. استفاده از برق تولید شده در آبشار نیاگارا برای تولید کلسیم کاربید، یک نوآوری مهم بود که امکان تولید مقرون به صرفه‌تر و انبوه این ماده را فراهم آورد. کلسیم کاربید به سرعت به عنوان منبع اصلی تولید گاز استیلن مورد استفاده قرار گرفت، که کاربردهای گسترده‌ای در روشنایی، جوشکاری و به عنوان یک ماده شیمیایی پایه در صنایع شیمیایی داشت. در سال ۱۸۹۹، دکتر جوزف کرانز، صنعتگر اتریشی، در شهر جاجس واقع در بوسنی و هرزگوین، بزرگ‌ترین شرکت تولید کننده کلسیم کاربید در اروپا را تأسیس کرد، که این نشان دهنده گسترش جهانی اهمیت این ترکیب بود. این پیشرفت‌ها نه تنها زمینه‌ساز تحولات صنعتی شدند بلکه در پیشبرد علم شیمی و تکنولوژی‌های جدید نیز نقش بسزایی داشتند.

ساختار سنگ کاربید

کلسیم کاربید، با فرمول شیمیایی CaC₂، دارای یک ساختار بلوری منحصر به فرد است که در آن ایون‌های کلسیم (Ca²⁺) و گروه‌های کاربید (C₂²⁻) در یک شبکه بلوری قرار گرفته‌اند. در این ساختار، هر دو اتم کربن در گروه کاربید با یک پیوند سه‌گانه به یکدیگر متصل شده‌اند که این امر به ثبات بالای مولکولی و واکنش‌پذیری قابل توجه آن منجر می‌شود. کلسیم کاربید در ساختار بلوری خود به صورت مکعبی مرکز‌چهره بسته بندی شده و گروه‌های C₂²⁻ به طور موازی و در فواصل منظم قرار دارند، که سبب خواص الکترونیکی و شیمیایی خاص آن می‌شود.

این ترکیب به عنوان یک نیمه‌هادی غیرمعمول عمل می‌کند، و در حضور آب تجزیه شده و گاز استیلن را آزاد می‌کند. این خصوصیت، کلسیم کاربید را به یک ماده مفید در صنایع شیمیایی و تولید مواد اولیه برای سنتز مواد شیمیایی دیگر تبدیل کرده است. ساختار الکترونیکی و کریستالی کلسیم کاربید نه تنها در تعیین خواص فیزیکی و شیمیایی آن نقش دارد بلکه در تعاملات و واکنش‌های آن با سایر مواد نیز مؤثر است.

کاربرد های کلسیم کاربید

تولید استیلن با کلسیم کاربید

کلسیم کاربید در واکنش با آب، گاز استیلن و هیدروکسید کلسیم مطابق واکنش زیر تولید میکند. فردریش وهلر(Friedrich Wöhler) در سال 1862 این واکنش را کشف کرد.

CaC2(s) + 2H2O(aq) → CH2(g) + Ca(OH)2(aq)

این واکنش اساس تولید صنعتی استیلن را تشکیل می دهد و عمده ترین کاربرد صنعتی کلسیم کاریبد است.

اگر گاز متان به صورت جزئی و در دمایی نزدیک به 1500 درجه سانتی گراد دچار اکسیداسیون شود علاوه بر گاز هیدروژن و گاز مونواکسید کربن، گاز استیلن نیز تولید میشود که این روش با توجه به ارزش بالای سنتزی مواد تولید شده بسیار محبوب میباشد.

سالانه 400000 تن از این طریق استیلن تولید میشود.
در چین استیلن تولید شده از کلسیم کاربید در صنایع شیمیایی به ویژه برای تولید پلی ونیل کلرید استفاده میشود. تولید کلسیم کاربید در چین رو به افزایش بوده است. در سال 2005 میزان تولید 8.94 میلیون تن با ظرفیت 17 میلیون تن بوده است.

در ایالات متحده، اروپا و ژاپن مصرف کلسیم کاربید رو به کاهش است. میزان تولید این ماده در ایالات متحده در دهه 90 میلادی چیزی نزدیک به 236000 تن در سال بوده است.

تولید اسید اکریلیک با کلسیم کاربید

این فرایند از تولید گاز استیلن از کلسیم کاربید آغاز می‌شود، که سپس می‌تواند در واکنش‌های شیمیایی بیشتری برای ساخت اسید اکریلیک و مشتقات آن مورد استفاده قرار گیرد. استیلن حاصل از کلسیم کاربید با اکسیژن واکنش داده و تحت شرایط کاتالیزوری خاص، به اسید اکریلیک تبدیل می‌شود. اسید اکریلیک به عنوان یک مونومر کلیدی در تولید پلیمرهای اکریلیک به کار می‌رود که در محصولات متنوعی مانند رنگ‌ها، چسب‌ها، پوشش‌ها، و فیبرهای سنتتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

CH2​CHCOOH → O2​ + C2​H2

تولید پلی وینیل الکل با سنگ کاربید

سنگ کاربید یا کلسیم کاربید، یک عنصر کلیدی در فرایند تولید پلی وینیل کلراید (پی‌وی‌سی) محسوب می‌شود. این فرآیند با تولید گاز استیلن از واکنش کلسیم کاربید با آب آغاز می‌شود. استیلن حاصل، سپس به عنوان ماده اولیه در سنتز وینیل کلراید، منومر اصلی در تولید پی‌وی‌سی، به کار می‌رود. واکنش شیمیایی استیلن با کلر در حضور کاتالیزورها به تولید وینیل کلراید منجر می‌شود، که از طریق پلیمریزاسیون امولسیونی یا پلیمریزاسیون تعلیقی به پی‌وی‌سی تبدیل می‌شود. استفاده از کلسیم کاربید در این زنجیره تولید، به دلیل توانایی تولید استیلن با هزینه نسبتاً پایین و با کارآیی بالا، بسیار مهم است.

HCl + CH2CHCl → Cl2 + C2H2

(CH2​CHCl)n​ ​→ n CH2CHCl

تولید کلسیم سیانامید با سنگ کاربید

محصول واکنش سنگ کاربید یا همان سنگ کاربید با نیتروژن در دمای بالا کلسیم سیانامید (calcium cyanamide) است.

CaC2 + N2 → CaCN2 + C

این ماده عمدتا به عنوان نیترولیم شناخته میشود و به عنوان کود استفاده میشود.

فولاد سازی با سنگ کاربید

در این زمینه از کلسیم کاربید در زمینه های زیر استفاده میشود:

کلسیم کاربید، معروف به سنگ کاربید، نقش بسزایی در صنعت فولاد دارد، بویژه در تصفیه و کیفیت‌بخشی به فولادهای تولیدی. این ماده به عنوان یک عامل دآکسیداسیون عمل می‌کند که در فرایند کنترل شیمیایی فولاد مذاب به کار برده می‌شود. کلسیم کاربید در نمک زدایی آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد، که به حذف ناخالصی‌های مضر از آهن مذاب کمک می‌کند و به تصفیه آهن کمک می‌کند و به طور مؤثری خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی فولاد را بهبود می‌بخشد.

علاوه بر این، کلسیم کاربید به عنوان سوختی برای افزایش نسبت ضایعات به آهن مایع استفاده می‌شود. این استراتژی، که به طور قابل توجهی به صرفه‌جویی اقتصادی کمک می‌کند، امکان بازیافت ضایعات آهنی را فراهم می‌آورد و در نتیجه، کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی تولید را به دنبال دارد.

در نهایت، کلسیم کاربید به عنوان یک اکسید کننده قوی در عملیات آمایش پاتیلی به کار می‌رود. این ماده در کوره‌های قوس الکتریکی به فولاد مذاب افزوده می‌شود، که به کاهش مواد اکسیدی موجود در فولاد کمک می‌کند و به این ترتیب کیفیت و عملکرد فولاد نهایی را بهبود می‌بخشد. استفاده از کلسیم کاربید در این سه حوزه نشان‌دهنده اهمیت آن در بهینه‌سازی فرآیندهای فولادسازی و افزایش کیفیت محصولات فولادی است.

لامپ کاربیدی

در لامپ های کاربیدی از سنگ کاربید استفاده میشود. در این لامپ ها آبی که با کلسیم کاربید تماس پیدا می کند استیلن تولید کرده ،استیلن سوخته و نور تولید میشود. با وجود اینکه این لامپ ها نور بیشتر و ثابت تری نسبت به شمع دارند اما در معدن های ذغال سنگ به دلیل وجود گاز قابل اشتعال متان یک خطر جدی به حساب می آیند. وجود گاز های قابل اشتعال در معادن ذغال سنگ باعث شد که در این معادن از لامپ های دیووی استفاده شود.

امروزه در بعضی از معادن همچون مس و قلع که خطر گاز های اشتعال پذیر وجود ندارد هنوز هم از لامپ های کاربیدی استفاده میشود اما بیشتر این لامپ ها با چراغ های الکتریکی جایگزین شده اند. همچین این لامپ ها توسط غارنوردانی که غار ها و سایر مناطق زیر زمینی را کاوش میکنند مورد است قرار میگیرد که بسیاری از غارنوردان امروزه از لامپ های LED استفاده میکنند. همچنین در گذشته از لامپ های کاربیدی در چراغ های اتومبیل های اولیه استفاده میشد که امروزه جای خود را به سیستم های الکتریکی داده است.

دیگر استفاده های کلسیم کاربید

• فرآیندهای جوشکاری و برش
• تولید مواد نانوساختاری
• استفاده به عنوان دیسیکانت (خشک‌کننده)
• به عنوان یک منبع استیلن که همانند اتیلن یک عامل رسیدن میوه است
• استفاده در ساخت توپ‌های اسباب بازی
• تولید سرامیک پیشرفته

خطر استفاده از کلسیم کاربید در رسیدن میوه ها

استفاده از کلسیم کاربید برای رسیدن میوه‌ها، به دلیل تولید گاز استیلن که به عنوان عامل رسیدگی مصنوعی عمل می‌کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، استیلن نمی‌تواند به طور کامل جایگزین اتیلن، هورمون طبیعی رسیدن میوه‌ها، شود و کارایی پایین‌تری دارد. از طرفی، کلسیم کاربید می‌تواند آرسنیک و فسفیدهای مضر را نیز آزاد کند که هر دو برای سلامتی انسان بسیار خطرناک هستند.

میوه‌هایی که با کلسیم کاربید رسیده می‌شوند ممکن است ناپخته باقی بمانند و ظاهری زیبا ولی بافتی نارس داشته باشند. استفاده از کلسیم کاربید برای رسیدن سریع میوه‌ها می‌تواند به مشکلات جدی سلامتی منجر شود، از جمله اختلالات گوارشی و آسیب‌های عصبی ناشی از مسمومیت با آرسنیک و فسفر. این روش در بسیاری از کشورها به دلیل خطرات بهداشتی و قوانین مربوط به ایمنی غذا ممنوع است.

مزایای استفاده از سنگ کاربید

نگاهی بر بازار جهانی سنگ کاربید

پیشبینی میشود که بازار این ماده در سال های پیش رو در کشور ما و همچنین در شرق آسیا رشد فزونی ای یابد. در این بین چین به عنوان بزرگترین تولید کننده و نیز بزرگترین مصرف کننده سهم بسیار بالایی در این بازار خواهد داشت.