碳化钙

碳化钙

中文名称碳化钙
中文同义词电石、碳化钙;电石块;碳化钙,电气石;乙炔石;碳化鈣;碳化钙;电石;碳化钙,电石
英文名称Calcium carbide
英文同义词carburedecalcium(french);carburocalcico;calciumcarbide(cac2);calciumdicarbide;carburedecalcium;Calciumcarbid;Calcium Carbide, Anhydrous;Calcium Carbide, 10-40 Mesh
CAS号75-20-7
分子式C2Ca
分子量64.1
EINECS号200-848-3
相关类别无机化工原料;化工原料;Carbides;Ceramics;Metal and Ceramic Science;Inorganics;Non metallic mineral;inorganic chemical raw material
Mol文件75-20-7.mol
结构式碳化钙 结构式

碳化钙 性质

熔点447°C
沸点2300°C
密度2.22 g/mL at 25 °C(lit.)
储存条件water-free area
溶解度与H2O反应
形态片状
颜色灰黑色
比重2.22
水溶解性hydrolyses
敏感性Moisture Sensitive
Merck14,1656
BRN3909011
Dielectric constant5.8 - 7.0(0.0℃)
暴露限值ACGIH: TWA 2 mg/m3
OSHA: TWA 5 mg/m3
NIOSH: IDLH 25 mg/m3; TWA 2 mg/m3
稳定性与水剧烈反应释放高度易燃气体(乙炔)。如果该材料着火,请勿用水。与湿气、水、强氧化剂、醇类、氯化氢、镁不相容。
InChIKeyUIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N
EPA化学物质信息Calcium carbide (75-20-7)

碳化钙 用途与合成方法

碳化钙又称电石。化学式CaC2。由石灰石化学加工而制得的一种重要化工原料。1892年法国人H.迈桑和美国人T.L.威尔森同时开发了电炉还原制碳化钙法,美国于1895年实现工业化生产。碳化钙性质与纯度有关,工业品多为碳化钙与氧化钙的混合物,并含有微量的硫、磷、氮等杂质,颜色随杂质含量的增加而呈灰色、棕色至黑色。熔点和导电率都随纯度的降低而降低,工业品纯度一般为80%,熔点1800~2000℃。常温下不与空气反应,但350℃以上发生氧化反应,600~700℃时能与氮反应,生成氰氨化钙。碳化钙遇水或水蒸气生成乙炔并放出大量的热:CaC2+2H2O─→C2H2+Ca(OH)2+125185.32J,1kg纯碳化钙能产生 366l乙炔(15℃、0.1MPa),故贮存时应严密防水,通常装在密闭铁制容器中,必要时在干燥仓库中充氮保存。
电炉还原法是目前工业上生产碳化钙的唯一方法。将氧化钙与焦炭在2000~2200℃下进行还原反应:CaO+3C─→CaC2+CO-480644.64J,生成的熔融碳化钙从反应炉底流入接收槽,冷却后即得产品。碳化钙生产系高温操作,粉尘较多,电能消耗大。80年代,生产每吨工业碳化钙耗电为10~11GJ。为了降低电耗,多采用密闭式和大型化电石炉,以减少散热损失和有利于一氧化碳的回收利用。
碳化钙主要用作生产乙炔的原料。乙炔是重要的基本有机化工原料。但随着石油化工的兴起,有机化工用的乙炔已逐渐由石油化工提供。金属切割和焊接的乙炔发生器中用电石。在没有电力的地方用电石灯作光源。工业上将电石在氨气中加热而制氰氨化钙,后者是氮肥、植物脱叶剂和除草剂。中国的电石产量随着乙炔化工的发展由1949年的0. 3万吨增加到1983年的180.8万吨,居世界首位。但生产技术仍比较落后,多数为小型开放炉,能耗高,污染比较严重。为降低能耗,现代电石生产多采用密闭式大型化电炉,以减少散热损失并有利于一氧化碳的回收利用。
以上信息由Chemicalbook的Andy编辑整理。化学纯的碳化钙几乎是无色透明的结晶体,极纯的碳化钙是天蓝色大晶体,和淬火的钢的颜色一样。工业品碳化钙按其纯度分为:灰色的、棕黄色的或黑色的。其结晶断面为灰色,纯度高时呈紫色。碳化钙的新断面呈光泽的表面,暴露在空气中会因吸收空气中的水分而失去光泽呈灰白色。电石实际上是一种不纯的碳化钙,含有石灰及少量的二氧化硅、氧化铝、硫化钙、磷化钙等杂质,CaC2含量为85%的电石的化学组成为:CaC285.17%,CaO 10.60%,SiO2 2. 34%,(Fe2O3+Al2O3) 2.55%,MgO 0.15%。其密度随CaC2含量增加而减小。其熔点随CaC2含量的不同而变化,纯CaC2熔点为2300℃;工业品电石一般含CaC280%,其熔点2000℃左右;含CaC269%的电石的熔点最低, 1750℃;当CaC2含量再减少时熔点反而又升高,后来又降到1800℃(相当于含CaC235.6%),在1750℃与1800℃之间有一最高温度点1980℃(相当于含 CaC252.5%),当CaC2低于35.6%时,其熔点又升高。碳化钙遇水立即反应,生成乙炔和氢氧化钙,这是工业上制取乙炔的方法 (电石法) ,反应式:CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2。
由于碳化钙不纯,制得的乙炔气体中混有少量硫化氢、磷化氢等气体杂质,所以有难闻的气味。碳化钙是由焦碳和生石灰在电炉中,在3000℃的高温下制备的:3C+CaO=CaC2+CO。
实验室制取乙炔时,由于碳化钙与水的反应比较剧烈,可用饱和食盐水代替水,这样能得到平稳纯净的乙炔气流,氯化钠和碳化钙不起反应。在空气中碳化钙可吸收水分,能导电、纯度愈高、导电愈易。遇水或水蒸汽即能发生易燃易爆的乙炔气(俗称电石气),该气体遇火花可着火,也会被反应的热点燃。乙炔气与某些重金属盐可排成高级爆炸混合物。碳化钙常含有磷、硫等杂质,与水作用还会放出磷化氢和硫化氢等有毒气体。当磷化氢含量超过0.08%,硫化氢含量超过0.15%时,容易引起自燃爆炸。其粉末对眼睛及呼吸器官有刺激,会引起皮肤烧伤。碳化钙是有机合成工业的基本原料之一,它既能生成乙炔气,用于焊接和切割金属,也是制造聚氯乙烯的原料。粉尘能使皮肤产生刺激性症状,生成的杂质特别是硫化氢和磷化氢能使人中毒。另外还由于遇水易生成可燃和易爆炸的乙炔,故列为危险品。应贮藏在阴凉、通风、干燥处,该处所不允许漏水,装卸时要轻拿轻放,运输工具必须有防雨防水设备,远离钢及铜合金和盐类。在运输中应做到后装先卸,严禁装在甲板上,避免日光曝晒,消防时禁止用水及泡沫,可用干粉及干砂,二氧化碳无效。人中毒后应立即移至新鲜空气处,给以含5%的二氧化碳之氧气帮助呼吸。本品由无烟煤或焦炭等生石灰在电炉中共热至高温而成。联合国编号(UN No.):1402/4335/4.3-03/705. 国内品名编号:43025。
化学性质 
工业品是灰色,黄褐色或黑色固体,含碳化钙较高的呈紫色。
用途 
用于生产乙炔气、聚氯乙烯、石灰氮、双氰胺、钢铁脱硫剂等
用途 
用于电子行业
用途 
用作教学试剂
用途 
电石用于化工生产约占60%,其余40%用于金属焊接和切割。以电石为原料可以生产一系列化工产品,如PVC树脂、聚乙烯醇、乙酸乙烯、氯丁橡胶、丁醇、辛醇、三氰乙烯、四氰乙烯、乙醛、乙炔炭黑、石灰氮等。而用量最大的是生产PVC树脂,占化工用电石消费量的60%。电石粉末有刺激性,能损伤皮肤和呼吸系统。
生产方法 
电炉还原法是目前工业上生产碳化钙的唯一方法。这种方法早在1895年美国实现工业化生产,生产中高温操作、粉尘较多、电能消耗大,工艺的改进可使操作条件改善、减少散热损失和提高一氧化碳回收利用率,多采用密闭式和大型化电石炉。将焦炭和石灰粉碎,按配比混合均匀加入密闭式电石炉,通电加热,在2000-2200℃下进行还原反应,生成熔融电石,自炉内流入电石锅冷却、破碎、包装。公斤/吨焦炭(固定炭84%) 550石灰石(CaO92%) 840电极糊 30电 3200(度/吨)
类别
遇水燃烧物品
爆炸物危险特性
遇水放出乙炔与氧化剂混合可爆
可燃性危险特性
遇水放出乙炔气可燃; 遇水放出少量有毒硫化氢、磷化氢气体
储运特性
库房通风低温干燥; 与氧化剂、强酸分开存放
灭火剂
干粉、干砂、干石粉

安全信息

危险品标志F
危险类别码15-41-37/38
安全说明8-43-43A-39-26
危险品运输编号UN 1402 4.3/PG 2
WGK Germany1
F10-21
TSCAYes
危险等级4.3
包装类别II
海关编码28491000
毒害物质数据75-20-7(Hazardous Substances Data)

MSDS信息

提供商 语言
中文
英文
更新日期产品编号产品名称CAS号包装价格
2024/01/16014308碳化钙
Calcium carbide
75-20-71kg819元
2024/01/16014308碳化钙
Calcium carbide
75-20-7*5x1kg3573元
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