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钙知识 |
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| 钙是银白色的轻金属，质软，密度1.54，熔点839℃，沸点1484℃。钙的化学性质活泼，能与水、酸反应，有氢气产生。在空气中其表面会形成一层氧化物和氮化物薄膜，以防止继续受到腐蚀。加热时，几乎能还原所有的金属氧化物。 自然界中钙的分布很广，资源十分丰富。主要的含钙矿物有石灰石、白云石、石膏、萤石、磷灰石、石棉等。成分为CaCO3的矿物，除石灰石外，还有白垩、方解石和冰洲石等。我国的石灰石、白云石、石膏、萤石矿资源非常丰富，分布也比较广泛。在23个省、自治区中，已有探明石膏储量的矿产地有169处，其中大型矿79处、中型矿34处、小型矿56处，石膏储量最多的为山东省，其次为内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、西藏、安徽、江苏、四川等省区。我国萤石储量主要集中在内蒙古、浙江、福建、江西、湖南、广东、广西、云南等八省区，这些省区的萤石矿床（点）数占全国萤石总矿床（点）数的70%，而储量占全国萤石总储量的90%。 钙的制取方法有还原法和电解法。还原法是生产金属钙的主要方法，通常用石灰石为原料，经煅烧成氧化钙，以铝粉作还原剂，粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀，压制成块，在0.01托真空度和1050-1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙，还原出来的钙蒸气在750-400℃下结晶。结晶钙再在氩气保护下熔融铸锭，得到致密的钙锭。还原法生产钙的回收率一般在60%左右。 电解法分接触法和液体阴极法。接触法以石墨为阳极，铁管为阴极，电解熔融的氯化钙和氟化钙的混合物，生成金属钙后，将铁管慢慢提升，铁管内形成棒状金属。接触法原料消耗大，金属钙在电解质中的溶解度高，电流效率低，产品质量差（含氯1%左右）。液体阴极法以石墨为阳极，铜钙合金为液体阴极，电解熔融的氯化钙和氯化钾的混合物，产生的金属钙聚集在铜钙合金中，蒸馏后，钙在蒸馏罐上部冷凝。 工业钙经过高真空蒸馏处理可得到高纯度钙，一般控制蒸馏温度为780-820℃，蒸馏处理对净化钙中氯化物效果较差，可在低于蒸馏温度时，添加氮化物，使之形成复盐。通过添加氮化物和真空蒸馏净化，降低氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍等杂质元素的含量，可得到99.9%-99.99%的高纯度钙。 钙可用作钢和生铁熔炼时的脱氧、脱硫和脱磷剂。在铸铁中添加少量的锂钙合金能增加其流动性，并可显著提高强度。在有色冶金中，利用钙去除铝和锡中的饿和锑。钙是多种元素的方便而有效的还原剂，它用来制取钍、钒、锆、铍、铌、铀、钽及其它难熔金属。钙用于铜、镍、特种钢和青铜的冶炼，它能化合硫、磷、过量碳杂质。已经有钙分别和硅、锂、钠、硼、铝制成的合金。把钙加到铅中能增加铅的硬度，制造轴承时可用钙铅合金。钙具有化合氧和氮的性能，所以钙可以用来净化惰性气体，还可用作真空无线电设备的去气剂。此外，在石油工业中，钙用作脱硫剂和脱碳剂。近些年来，以无机钙盐为主要原料制成的钙塑料广泛用于建筑、包装和日用品材料。这种材料的化学性能稳定、能耐高温和低温，有良好的隔热性、耐水性、耐溶剂性，还有优越的粘结性，可以像木材一样进行切削、层压成型等加工。钙塑料的另一些优点是燃烧速度慢、烟量少、不易引起火灾，也不会造成公害。此外，钙的化合物在医药工业中是制造维生素及其他药物的原料。 |
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