Способ получения металлического кальция


 


Владельцы патента RU 2633673:

Мешандин Алексей Гаврилович (RU)

Изобретение относится к получению металлического кальция. Способ включает электролиз растворов его солей, который проводят в апротонном растворителе в виде диметилсульфоксида, или диметилацетамида, или их смеси. В качестве солей кальция может быть использован хлорид или ацетат кальция. Обеспечивается получение металлического кальция при комнатной температуре. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии и касается способа получения кальция. Изобретение может быть использовано для получения щелочных и щелочноземельных металлов, но преимущественно оно предназначено для получения кальция в режиме электролиза неводного раствора кальциевой соли.

Аналогом предложенного изобретения является металлотермический процесс восстановления металлического кальция из его окиси при помощи алюминия (патент РФ №2205241 - В.К. Кулифеев и соавт.). Недостатком данного способа является его большая металлоемкость, сложность аппаратурного оформления, исключительно высокая энергоемкость - процесс проводят при температуре выше +1000°С в течение длительного времени.

Прототипом предложенного изобретения является способ получения кальция, состоящий из пяти основных операций: обжига известняка, перевода гидроксида кальция в сухую соль хлорида кальция, электролитического выделения металла на медно-кальциевом катоде, дистилляции кальция из медно-кальциевого сплава и переплавки конденсата в слиток (Доронин Н.А. Кальций. М.: Госатомиздат, 1962, с. 14-123).

Способ получения кальция, основанный на электролизе расплавленной хлористой соли кальция, характеризуется значительной энергоемкостью - процесс проводят при температуре выше +800°С в течение длительного времени с последующей дистилляцией кальция из медно-кальциевого сплава в условиях глубокого вакуума при высоких - порядка 1000°С температурах. Процессы эти исключительно энергозатратны.

Недостатком данного способа является исключительно высокая энергоемкость процесса производства целевого продукта - металлического кальция - электролиз расплавленного хлорида кальция осуществляют при +800°С и выше в течение нескольких часов. Полученный кальций в виде медно-кальциевого сплава требует проведения очистки путем дистилляции в высоком вакууме при температуре порядка 1000°С. Этот этап также является высокоэнергозатратным процессом и «мертвым грузом» ложится на себестоимость конечной продукции - металлического кальция. Все это повышает затраты при производстве кальция: увеличивает его себестоимость, приводит к значительным затратам топлива и электроэнергии на нагрев технологических аппаратов.

В предлагаемом изобретении достигается цель, заключающаяся в повышении удельной производительности, снижении энергозатрат, сокращении количества технологических операций при значительном сокращении трудовых затрат, получении кальция в мелкодисперсном виде, сразу пригодном для производства кальциевой проволоки.

Указанная цель достигается следующим образом.

Приготавливают раствор соли кальция, например хлористого кальция, либо ацетата кальция в неводном апротонном растворителе. Используют или диметилсульфоксид, или диметилацетамид, или их смесь. Далее данный раствор перемещают в аппарат-электролизер и подвергают действию постоянного тока. Электролиз проводят на металлическом катоде и графитовом аноде. Процесс электролиза производят при комнатной температуре от 18 до 25°С. Время электролиза зависит от концентрации исходно взятой кальциевой соли, составляет от 1 до 3 часов. Целевой продукт - металлический кальций осаждается на катоде в виде мелкокристаллического порошка-«крупки». По завершении процесса электролиза металлический кальций отделяют простым отстаиванием от растворителя, промывают инертным растворителем, например гексаном, сушат в вакууме, после чего затаривают в сосуды с аргоном и отправляют на последующие возможные переделы: изготовление кальциевой проволоки, отливок и т.д. Способ получения кальция, осуществляемый согласно вышеописанному способу, позволяет существенно снизить энергозатраты.

В таблице 1 приведены конкретные примеры осуществления способа.

1. Способ получения металлического кальция, включающий электролиз растворов его солей, отличающийся тем, что электролиз раствора солей кальция проводят в апротонном растворителе в виде диметилсульфоксида, или диметилацетамида, или их смеси.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве солей кальция используют хлорид или ацетат кальция.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства паяльных паст. Электролизер для получения порошка припоя содержит ванну, заполненную электролитом, анод, выполненный в виде кольцевого цилиндра, соосно помещенный в анод катод, выполненный в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода.

Изобретение относится получению нанопорошка меди. Способ получения нанопорошка меди включает растворение медного анода с последующим восстановлением меди из электролита на титановом рифленом виброкатоде, по окончании электролиза полученный медный нанопорошок фильтруют под избыточным давлением инертного газа, промывают дистиллированной водой из расчета 1 л воды на 100 г нанопорошка и сушат при температуре 90-110°С в атмосфере аргона в течение 30-45 минут.

Изобретение может быть использовано при производстве паяльных паст. Получают суспензию порошка припоя с электролитом в ванне электролизера.

Изобретение относится к получению медьсодержащего материала в виде металлической подложки с нанесенными на нее микрочастицами меди. Ведут электроосаждение на металлическую подложку монослоя икосаэдрических микрочастиц меди с размером от 5 мкм до 15 мкм, обладающих шестью осями симметрии пятого порядка, из электролита в виде сернокислого медного раствора при перенапряжении 30-150 мВ.

Изобретение относится к технологии получения медного электролитического порошка с размером частиц менее 63 мкм с удельной поверхностью в диапазоне от 1900 до 2500 см2/г и насыпной плотностью менее 0,75 г/см3.
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения оксида меди (I) включает электрохимическое окисление и диспергирование электродов в электролизере в растворе хлорида натрия.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения наноразмерных частиц включает электроплазменную обработку поверхности электролита в виде солевого раствора, содержащего индуцированные ионы металлов или полупроводников с формированием из них частиц заданного размера.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Мелкодисперсный порошок серебра получают электролизом раствора азотнокислого серебра с концентрацией серебра 15-60 г/дм3 и свободной азотной кислоты 5-20 г/дм3 при постоянном токе плотностью 1,5-2,0 А/дм2.
Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ электрохимического получения металлического порошка включает электролиз раствора солей металлов с катодным восстановлением ионов металлов в условиях плазмы.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу получения порошков металлов методом электролиза. Способ включает использование растворимых и нерастворимых анодов одновременно, при этом водный раствор электролита содержит соль соответствующего металла и буферные добавки.

Изобретение относится к металлургии и химии и может быть использовано при электролитическом восстановлении алюминия из водных растворов. .

Изобретение относится к способу получения алюминия путем электролитического выделения его из водных растворов одновременно с водородом. .
Изобретение относится к электрометаллургии алюминия. .

Изобретение относится к обработке богатых кальцием промышленных отходов. Способ обработки включает экстракцию ионов кальция из суспензии богатых кальцием гранулярных частиц указанных отходов и водного нитрата аммония с образованием богатой кальцием первой фракции и тяжелой второй фракции.

Изобретение относится к получению кальция чистого по газовым примесям. В предварительно нагретую шахтную печь устанавливают вакуумированный дистиллятор с медно-кальциевым сплавом и ведут вакуумную дистилляцию кальция из медно-кальциевого сплава.

Изобретение относится к способу добычи ванадия, никеля и молибдена из остатков очистки тяжелой сырой нефти. Способ включает пиролиз и сжигание остатков при температурах до 900°C для образования золы.

Изобретение относится к металлургии. Установка включает реакционную камеру, с противоположных сторон которой расположены камера загрузки сырьевых брикетов и камера разгрузки обработанных брикетов.

Изобретение относится к получению металлического кальция высокой чистоты. Способ включает размещение вакуумированного дистиллятора с медно-кальциевым сплавом в предварительно нагретой шахтной печи и вакуумную дистилляцию кальция из медно-кальциевого сплава.
Наверх