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氧化钙,俗称生石灰或石灰,化学式CaO,是常见的无机化合物。
“石灰”一词广泛用于表示含钙的无机材料。氧化钙通常从石灰石或贝壳获取,将含有碳酸钙的物质加热至500-600 ℃,使它分解成氧化钙和二氧化碳。这是少数史前已为人所知的化学反应。“石灰”一词广泛用于表示含钙的无机材料。
凡是以碳酸钙为主要成分的天然岩石,如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等,都可用来生产氧化钙。
结构:
主要成分是氧化钙(CaO)(CalciumOxide;Lime;QuickLime)
辨别:石灰石:碳酸钙CaCO3
熟石灰,消石灰:氢氧化钙Ca(OH)2
石灰石主要成分是碳酸钙CaCO3,而生石灰主要成分是CaO。
生石灰与水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2,即平常说的熟石灰。
方程式CaO+H2O=Ca(OH)2
原料:
在实际生产中,为加快分解,煅烧温度常提高到1000~1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因,石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解,使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实,表面常包覆一层熔融物,溶化很慢。由于生产原料中常含有碳酸镁(MgCO3),因此生石灰中还含有次要成分氧化镁(MgO),根据氧化镁含量的多少,生石灰分为钙质石灰(MgO≤5%)和镁质石灰(MgO>5%)。
生产工艺:原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料(木材)分层铺放,引火煅烧一周即得。现代则采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短,用回转窑生产石灰仅需2~4小时,比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。近年来,又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设备,燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。
化学性质
氧化钙为碱性氧化物,对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙(Ca(OH)2)并产生大量热,有腐蚀性。
用途
1、可作填充剂,例如:用作环氧胶黏剂的填充剂;
2、用作分析试剂,气体分析时用作二氧化碳吸收剂,光谱分析试剂,高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序,实验室氨气的干燥及醇类脱水等。
3、用作原料,可制造电石、纯碱、漂白粉等,也用于制革、废水净化,氢氧化钙及各种钙化合物;
4、可用作建筑材料、冶金助熔剂,水泥速凝剂,荧光粉的助熔剂;
5、用作植物油脱色剂,药物载体,土壤改良剂和钙肥;
6、还可用于耐火材料、干燥剂;
7、可配制农机1、2号胶和水下环氧胶黏剂,还用作与2402树脂预反应的反应剂;
8、用于酸性废水处理及污泥调质;
9、还可用作锅炉停用保护剂,利用石灰的吸湿能力,使锅炉水汽系统的金属表面保持干燥,防止腐蚀,适用于低压、中压、小容量汽包锅炉的长期停用保护;
10、可以和水反应制备氢氧化钙,反应方程式:CaO+H2O=Ca(OH)2,属于化合反应。
生石灰是采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂,也用于钢铁、农药、医药、干燥剂、制革及醇的脱水等。特别适用于膨化食品、香菇、木耳等土特产,以及仪表仪器、医药、服饰、电子电讯、皮革、纺织等行业的产品。
石灰和石灰石大量用做建筑材料,也是许多工业的重要原料。石灰石可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,一般呈块状,纯的为白色,含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等,用作涂装材料和砖瓦粘合剂。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得(索尔维法)。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱(苛化法)。