کلسیم متال ( فلز کلسیم صنعتی )

کلسیم متال چیست ؟

کلسیم ، فلز مثلثی بوده، از سدیم سخت اما از آلومینیوم نرم تر است. کلسیم نسبت به فلزات قلیایی و دیگر فلزات قلیایی زمین میزان واکنش پذیری کمتری دارد.

کلسیم متال در مجاورت با هوا یک پوشش اکسید و نیتریت ایجاد می­کند که آن را از خوردگی بیشتر حفظ می کند. کلسیم در دمای بالا در هوا می سوزد و تولید نیترید می کند.

فلز تولیدی تجاری به سادگی با آب و اسیدها واکنش داده و تولید هیدروژنی می کند که حاوی مقادیر قابل توجهی آمونیاک و هیدروکربیدها به صورت ناخالصی است.

کلسیم فلز فعالی است که در برهمکنش های بسیاری وارد می شود. در شرایط طبیعی به سادگی با اکسیژن و هالوژن ها برهمکنش داده و ترکیبات دوتایی مربوطه را تولید می کند. زمانی که حرارت داده می شود با نیتروژن، هیدروژن، کربن، سیلیس، بور، فسفر، سولفور و دیگر مواد واکنش می دهد.

فلز کلسیم در هوای آزاد به سرعت با اکسیژن و دی اکسیدکربن واکنش داده و درنتیجه با یک پوشش خاکستری پوشانده می شود. کلسیم با اسیدها واکنش شدیدی داده و گاهی اوقات شعله ور می شود .

ویژگی های این کالا چیست ؟

کلسیم فلز سفید نقره ای و نرمی است که به سرعت در هوا کدر شده و با آب واکنش می دهد. وضعیت تراکمی و توده ای کلسیم در حالت معمولی به صورت جامد است، و فلز در دمای 842 درجه سلسیوس ذوب می شود.

فلز کلسیم هادی الکتریسیته و رسانای گرمای خوبی بوده، و رنگ نقره ای سفید براقی دارد. زمانی که کلسیم حرارت داده می شود ابتدا به حالت مایع و سپس به حالت بخار تبدیل می شود، و خواص فلزی خود را از دست می دهد. چگالی عنصر کلسیم سبک بوده و عنصر نرمی است که با چاقو قابل برش دادن است. کلسیم در دمای 1484 درجه سلسیوس به جوش می آید.

زمانی که به کلسیم متال فشار وارد می شود خواص فلزی و توانایی هدایت الکتریکی خود را از دست می دهد. اما زمانی که فشار بیشتر افزایش یابد خواص فلزی بازگشته و ویژگی های یک ابرهادی را از خود نشان می دهد، که نسبت به سایر عناصر دارای این ویژگی ها، چندین مرتبه بیشتر است.

باتوجه به فعالیت بالا در وضعیت عادی، کلسیم در آزمایشگاه در شیشه های تیره و به درب محکم بسته شده و زیر لایه ای از پارافین یا نفت سفید نگهداری می شود. واکنش کیفی یون کلسیم شعله ای است که رنگ روشن قرمز آجری غنی دارد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کلسیم متال

فلز کلسیم نسبتا فلز نرمی است که در زمان بریده شدن سطح نقره ای براق دارد. سطح آن به سرعت کدر می شود، چراکه کلسیم با اکسیژن واکنش داده و تولید پوشش سفید یا خاکستری کلسیم اکسید می نماید.

فلز کلسیم نسبتا عنصر فعالی است. و به سرعت با اکسیژن واکنش می دهد تا تشکیل کلسیم اکسید(CaO) نماید. کلسیم متال با هالوژن ها-فلوئور، کلر، بروم، ید و استاتین واکنش می دهد.همچنین کلسیم به سادگی با آب سرد، اغلب اسیدها و اغلب غیرفلزات از جمله گوگرد و فسفر واکنش می دهد. برای مثال کلسیم متال با گوگرد واکنش می دهد .

نحوه تولید کلسیم متال به چه صورت هست ؟

برای مدت طولانی استحصال فلز کلسیم در فرم آزاد غیرممکن بود، چراکه فعالیت شیمیایی بالایی داشت، این عنصر در طبیعت در فرم خالص وجود دارد. الکترولیز همچنان موثرترین روش برای استحصال این فلز است.

کلسیم متال از اکسیدش و با استفاده از آلومینوترمی، روشی که در متالورژی استفاده فراوانی دارد، قابل استخراج است.فرایند تولید فلز کلسیم توسط فرایند احیای متالوترمیک می باشد.

ماده خام CaCO₃  تحت عملیات کلسیناسیون قرار میگیرد تا تولید CaO نماید. اکسید کلسیم و آلومینیوم پس از مراحل پودر شدن و مخلوط سازی به صورت گندله در می آیند . پس از عملیات احیا و تقطیر ، نسبت مولی CaO:Al = 3:2  و کلسیم متال به دست می آید . کلسیم فوق خالص با تقطیر تکرارشونده فلز کلسیم تولید می شود .

کاربردهای فلز کلسیم

فلز کلسیم به عنوان عامل کاهنده در آماده سازی دیگر فلزات از جمله توریم و اورانیوم استفاده می شود. همچنین به عنوان یک عامل آلیاژکننده برای آلیاژهای آلومینیوم، برلیوم، مس، سرب و منیزیوم به کار می رود. به عنوان عامل اکسیدزدا در ساخت فولادهای مختلف استفاده شده؛ و همچنین به عنوان ماده جداکننده برای ترکیبات گازی نیتروژن و آرگون بکار می رود.

ترکیبات کلسیم کاربرد گسترده ای دارند. سنگ گچ (سولفات کلسیم) توسط ساختمان سازها برای گچ اندود کردن و توسط پرستاران برای شکستگی و به صورت «گچ شکسته بندی» استفاده می شود. ترکیبات کلسیم به عنوان سازنده حشره کش ها، رنگ ها، گچ تخته سیاه، پارچه و مواد آتش بازی استفاده می شوند.

کلسیم متال در آلیاژهای آلومینیوم برای یاتاقان ها و به عنوان عامل کمک کننده در حذف بیسموت از سرب و نیز در کنترل کربن گرافیت در آهن ذوب شده به کار می رود.

موارد ذیل از جمله کاربردهای کلسیم هستند:

• کلسیم متال به عنوان عامل کاهنده
• عامل اکسیدزدا، گوگردزدا و کربن زدا برای آلیاژهای مختلف
• ساخت سیمان و ملات
• ساخت پنیر