×
20.12.2013
216.012.8d5c

СОВМЕЩЕННЫЙ КАРБОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЯ ИЗ КАРБОНАТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения кальция, в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме. Способ включает приготовление шихты из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода, преимущественно из оборотного графита, получаемого на конечной стадии совмещенного карботермического процесса. При этом исходную шихту брикетируют, помещают в печь и нагревают в вакууме ступенчато в одном аппарате в три стадии. На первой стадии проводят диссоциацию карбоната кальция в присутствии углерода при нагреве в диапазоне температур 600-700°C в течение 2-4 часов и остаточном давлении 40-50 Па с удалением монооксида углерода. На второй осуществляют синтез карбида кальция (CaC) при 1400-1500°C и давлении 100-150 Па с удалением монооксида углерода, на третьей - диссоциацию карбида кальция с получением элементарного кальция и графита при 1300-1400°C и давлении менее 10 Па. Технический результат изобретения заключается в повышении удельной производительности, сокращении технологических операций и использовании дешевого восстановителя - углесодержащих материалов. Экологический эффект изобретения заключается в отсутствии отходов - получающийся на последней стадии углерод представляет собой чистый графит и может быть использован по назначению или для получения исходной смеси - карбонат кальция + углерод. 1 табл.
Основные результаты: Способ получения кальция в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме, включающий приготовление шихты из карбоната кальция и углерода, брикетирование ее и нагрев в вакууме ступенчато в одном аппарате в три стадии, на первой из которых проводят диссоциацию карбоната кальция в присутствии углерода при нагреве в диапазоне температур 600-700°C в течение 2-4 ч и остаточном давлении 40-50 Па с удалением монооксида углерода, на второй - синтез карбида кальция (CaC) при 1400-1500°C и давлении 100-150 Па с удалением монооксида углерода и на третьей - диссоциацию карбида кальция с получением элементарного кальция и графита при 1300-1400°C и давлении менее 10 Па, при этом приготовление шихты ведут из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода, преимущественно из оборотного графита, получаемого на третьей стадии совмещенного карботермического процесса.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии и касается способа получения кальция. Изобретение может быть использовано для получения щелочных и щелочно-земельных металлов, но преимущественно оно предназначено для получения кальция при использовании совмещенного карботермического способа восстановления. Способ состоит из трех стадий: диссоциации карбоната кальция в присутствие углерода с получением шихты оксид кальция - углерод; на второй стадии происходит синтез карбида кальция с последующим его разложением на третьей стадии на металлический кальций и углерод, причем все три стадии проводятся в одном цикле и в одном аппарате.

Наиболее близким, принятым за прототип, является Способ получения кальция и устройство для его получения (Патент Российской Федерации №2205241 от 15.03. 2002 г. Бюллетень изобретений №19 от 16 марта 2003 г).

Недостатком данного способа является использование в качестве восстановителя порошка алюминия, стоимость которого в настоящее время достаточно высока, его расход составляет 45-50 кг на кг получаемого кальция, и при этом доля восстановителя в себестоимости составляет более 40%.

Недостатком способа является также невозможность получения высоких извлечений кальция из исходного сырья. Процесс восстановления идет через образование все более бедных по кальцию алюминатов кальция. При этом кальций из более бедных алюминатов не может быть восстановлен из-за термодинамических ограничений. Теоретическое извлечение кальция при низкотемпературном процессе не превышает 65%, при высокотемпературном - не выше 75%. На практике извлечение не достигает 62-72%.

Недостатком способа является также повышенный расход алюминия за счет его частичного (5-6%) окисления диоксидом углерода при диссоциации карбоната кальция на первой стадии процесса восстановления.

Недостатком способа является также большой объем шлаков после алюминотермического восстановления, составляющий 1.5 т на т получаемого кальция, что снижает удельную производительность аппаратов восстановления и необходимость вывоза и утилизации шлаков

Известен способ получения кальция из технического карбида кальция (Доронин Н.А. Кальций. - М.: Госатомиздат, 1962. - 190 с).

Недостатком данного способа является использование технического карбида кальция, получаемого в руднотермических печах из обожженной извести металлургического класса, где содержание оксидов CaO+MgO не превышает 85-88%. Технического карбид кальция из такого сырья содержит до 25% примесей (в основном оксиды кальция и магния), что снижает удельную производительность аппаратов восстановления и нарушает технологический процесс.

Недостатком способа является также невозможность получения кальция высокой степени чистоты из-за прохождения побочных реакций с примесями, содержащимися в техническом карбиде кальция.

Недостатком способа является также необходимость предварительного выделения продуктов побочных реакций, что снижают извлечение кальция из карбида кальция за счет его потерь с отходами, также усложняет конструкцию конденсатора.

В основу изобретения поставлена задача создания способа получения кальция, позволяющего использовать более дешевый восстановитель, повысить удельную производительность, сократить количество технологических операций, снизить энергозатраты.

Поставленная задача решается таким образом, что приготовление шихты ведут из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода в качестве восстановителя, преимущественно из оборотного графита, получаемого на конечной стадии, при этом исходную брикетируют и нагрев в вакууме проводят ступенчато в одном аппарате в три стадии, причем на первой стадии осуществляется диссоциация карбоната кальция в присутствии углерода при нагреве в диапазоне температур 600-700°C в течение 2-4 часов и остаточном давлении газов 40-50 Па с удалением монооксида углерода, на второй стадии - синтез карбида кальция (CaC2) при температуре 1400-1500°C и давлении 100-150 Па с удалением монооксида углерода, на третьей - диссоциация карбида кальция с получением элементарного кальция и углерода в виде графита при 1300-1400°C и давлении менее 10 Па.

Кальций является готовой продукцией, а углерод используется для подготовки шихты для первой стадии процесса, что на 50% снижает потребность в углероде.

Получаемый на последней стадии углерод обладает свойствами графита и при необходимости и при потребности может быть использован по назначению, как готовая продукция. Таким образом, совмещенный карботермический процесс получения кальция имеет только газовые выбросы, состоящие из преимущественно из диоксида углерода, и не имеет твердых отходов.

В таблице приведены конкретные примеры осуществления способа.

Состав шихты Стадии Температура, °C Давление, Па Время, час Извлечение Ca, %
1 CaCO3+4C 1 600-700 40-50 2
2 1400-1500 100-150 4
3 1300-1350 Менее 10 8 97

Способ получения кальция в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме, включающий приготовление шихты из карбоната кальция и углерода, брикетирование ее и нагрев в вакууме ступенчато в одном аппарате в три стадии, на первой из которых проводят диссоциацию карбоната кальция в присутствии углерода при нагреве в диапазоне температур 600-700°C в течение 2-4 ч и остаточном давлении 40-50 Па с удалением монооксида углерода, на второй - синтез карбида кальция (CaC) при 1400-1500°C и давлении 100-150 Па с удалением монооксида углерода и на третьей - диссоциацию карбида кальция с получением элементарного кальция и графита при 1300-1400°C и давлении менее 10 Па, при этом приготовление шихты ведут из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода, преимущественно из оборотного графита, получаемого на третьей стадии совмещенного карботермического процесса.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 81-90 of 227 items.
20.02.2014
№216.012.a278

Устройство для нанесения покрытий на малогабаритные изделия

Изобретение относится к области порошковой металлургии и, в частности, к устройствам для нанесения металлопокрытий методом химического осаждения металлов из газовой фазы, преимущественно разложением карбонилов металлов покрытия в условиях термоциклирования покрываемых изделий. Устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507307
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.04.2014
№216.012.bb3a

Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513658
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfa5

Устройство нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514810
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c1fe

Способ получения сплавов на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе титана, плавка и разливка которых проводится в вакуумных дуговых гарнисажных печах. Способ получения сплава на основе титана с содержанием бора 0,002-0,008 мас.% включает проведение плавки в вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515411
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c201

Способ переработки вторичного свинецсодержащего сырья с извлечением серебра

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов. Способ пирометаллургического извлечения серебра из вторичного свинецсодержащего сырья включает его плавку в два этапа. На первом этапе плавят свинецсодержащее сырье при температуре от 1150°C до 1200°C, далее расплав охлаждают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515414
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbb2

Функционально-интегрированная ячейка фоточувствительной матрицы

Изобретение относится к области микроэлектроники, а более конкретно к фоточувствительным матрицам приемников оптических, рентгеновских излучений и изображений для применения в фотоаппаратах, видеокамерах, сотовых телефонах, медицинских рентгеновских панелях, а также в универсальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517917
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cecf

Способ нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518714
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4c4

Способ получения тонкопленочных полимерных нанокомпозиций для сверхплотной магнитной записи информации

Изобретение относится к области магнитной записи информации, конкретно к способу получения пленок для магнитной записи информации. Способ получения полимерных нанокомпозиций в виде тонких пленок для сверхплотной записи информации включает получение прекурсора, состоящего из поливинилового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520239
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4cf

Сплав на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе гамма-алюминида титана и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения сплава на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520250
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d741

Дуговая сталеплавильная печь с дожиганием горючих газов

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах с дожиганием горючих газов над ванной вблизи зоны отсоса отходящих газов из агрегата. Дуговая сталеплавильная печь содержит корпус с ванной металла и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520883
Дата охранного документа: 27.06.2014
Showing 81-90 of 229 items.
20.02.2014
№216.012.a1e0

Способ получения наночастиц магнетита, стабилизированных поливиниловым спиртом

Изобретение может быть использовано в магнитной наноэлектронике для магнитных регистрирующих сред с высокой плотностью записи, для магнитных сенсоров, радиопоглощающих экранов, а также в медицине. Способ получения наночастиц магнетита, стабилизированных поливиниловым спиртом, включает получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507155
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a25b

Способ вскрытия перовскитового концентрата

Изобретение относится к металлургии и касается способа вскрытия перовскитового концентрата в вакууме. Способ включает карботермическую обработку в вакууме. При этом перед карботермической обработкой готовят шихту, состоящую из перовскитового концентрата и углеродосодержащего материала в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507278
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a278

Устройство для нанесения покрытий на малогабаритные изделия

Изобретение относится к области порошковой металлургии и, в частности, к устройствам для нанесения металлопокрытий методом химического осаждения металлов из газовой фазы, преимущественно разложением карбонилов металлов покрытия в условиях термоциклирования покрываемых изделий. Устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507307
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.04.2014
№216.012.bb3a

Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513658
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfa5

Устройство нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514810
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c1fe

Способ получения сплавов на основе титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе титана, плавка и разливка которых проводится в вакуумных дуговых гарнисажных печах. Способ получения сплава на основе титана с содержанием бора 0,002-0,008 мас.% включает проведение плавки в вакуумной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515411
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c201

Способ переработки вторичного свинецсодержащего сырья с извлечением серебра

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов. Способ пирометаллургического извлечения серебра из вторичного свинецсодержащего сырья включает его плавку в два этапа. На первом этапе плавят свинецсодержащее сырье при температуре от 1150°C до 1200°C, далее расплав охлаждают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515414
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.cbb2

Функционально-интегрированная ячейка фоточувствительной матрицы

Изобретение относится к области микроэлектроники, а более конкретно к фоточувствительным матрицам приемников оптических, рентгеновских излучений и изображений для применения в фотоаппаратах, видеокамерах, сотовых телефонах, медицинских рентгеновских панелях, а также в универсальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517917
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cecf

Способ нагрева газов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518714
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4c4

Способ получения тонкопленочных полимерных нанокомпозиций для сверхплотной магнитной записи информации

Изобретение относится к области магнитной записи информации, конкретно к способу получения пленок для магнитной записи информации. Способ получения полимерных нанокомпозиций в виде тонких пленок для сверхплотной записи информации включает получение прекурсора, состоящего из поливинилового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520239
Дата охранного документа: 20.06.2014
+ добавить свой РИД