一、发现小史

钙即“石灰”之意，calcium一词来源于拉丁文calx（石灰）。1808年英国科学家戴维（H.Davy）首先通过电解石灰和氧化汞的混合物制取了钙汞剂，后再蒸馏得到金属钙。

二、钙的性质

钙在常温下与空气中氧生成一灰黄色氧化钙。与水作用生产氢及氢氧化钙。易与稀酸作用。钙的主要物理性质见钙表-1。

钙表-1      钙的主要物理性质

三、钙的资源

自然界钙分布很广，资源十分丰富。主要的含钙矿物有石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]、石膏（CaSO4）、萤石（CaF2）、磷灰石[Ca5（PO4）3F]、石棉（CaSiO3·3MgSiO3）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。中国东北产白云石，西藏、山东、江苏、宁夏、山西产石膏，浙江产萤石，云南产大理石。此外，中国还有大量的冰洲石和方解石。近年来世界金属钙的产量1000-2000公斤。

四、钙的制取

1.还原法

该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真空和1050-1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙，其反应式是：6CaO+2Al→3Ca+3CaO·Al2O3

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。

2.电解法

较早的电解是接触法，后来改进为液体阴极法电解。

接触法电解是拉特瑙（W.Rathenau）于1904年首先应用的。所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用碳素如石墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。随着电解的进行，阴极相应提升，钙在阴极形成一个胡萝卜形的棒状物。1000安培的电解槽，电解质的温度约为800℃，阴极电流密度为40-60A/cm2，槽电压25-30伏。接触法生产钙的缺点是：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）等。

液体阴极法是以铜钙合金（含钙10%-15%）作为液体阴极，石墨电极作阳极。电解析出的钙沉积在阴极上。电解槽槽壳用铸铁制作。电解质是CaCl2和KCI的混合物。选择铜作液体阴极的合金成分是因为铜钙相图中在高钙含量区域内，存在着非常广泛的低熔点区域，可以在低于700℃制取含钙60%-65%的铜钙合金。同时由于铜的蒸气压小，在蒸馏时容易分离。此外，含钙60%-65%的铜钙合金的密度较大（2.1-2.2g/cm3），能保证与电解质很好地分层。一台电流强度为7600-8000安的电解槽，槽电压为9.5-10.5伏，电解质温度670-700℃，阳极电流密度为1.9-2.1A/cm2，电解质组分控制在CaCl2:KCI=（78%-82%）：（22%-18%）。阴极合金中钙含量不超过62%-65%。电流效率约为70%。每公斤钙消耗CaCl2为3.4-3.5公斤。

电解生产的铜钙合金在0.01托真空和750-800℃温度条件下进行每一次蒸馏，以除去易挥发的钾、钠等杂质。然后在1050-1100℃下进行第二次真空蒸馏，钙在蒸馏罐上部冷凝、结晶，而残铜（含钙10%-15%）留在罐底，返回电解槽使用。取出的结晶钙即为工业钙，品位为98%-99%。如果原料CaCl2中钠、镁总含量<0.15%，则铜钙合金经过一次蒸馏，即可得到含量≥99%的金属钙。

3.钙精炼

工业钙再经高真空蒸留处理可得到高纯度钙。一般控制蒸馏温度为780-820℃，真空度1×10-4。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，使形成CanCloNp形式的复盐。这种复盐蒸气压小，不易挥发而残留在蒸馏残渣中。通过添中氮化物和真空蒸馏净化，钙中杂质元素氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍等的总和可降到1000-100ppm，即得99.9%-99.99%的高纯度钙，再经挤压或轧制成棒和板，或切成小片，分装在密闭容器中。

五、钙的用途

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铋和锑。钙是多种元素的方便而有效的还原剂，它已用来制取钍、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，在石油工业上，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业、包装、日用品材料等方面。这种材料的化学性能稳定、能耐高温低温，有良好的隔热性、耐水性、耐溶剂性，还有优越的粘结性和可印刷性，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A及其他药物的原料。钙（calcium）

一、发现小史

钙即“石灰”之意，calcium一词来源于拉丁文calx（石灰）。1808年英国科学家戴维（H.Davy）首先通过电解石灰和氧化汞的混合物制取了钙汞剂，后再蒸馏得到金属钙。

二、钙的性质

钙在常温下与空气中氧生成一灰黄色氧化钙。与水作用生产氢及氢氧化钙。易与稀酸作用。钙的主要物理性质见钙表-1。

钙表-1      钙的主要物理性质

三、钙的资源

自然界钙分布很广，资源十分丰富。主要的含钙矿物有石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]、石膏（CaSO4）、萤石（CaF2）、磷灰石[Ca5（PO4）3F]、石棉（CaSiO3·3MgSiO3）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。中国东北产白云石，西藏、山东、江苏、宁夏、山西产石膏，浙江产萤石，云南产大理石。此外，中国还有大量的冰洲石和方解石。近年来世界金属钙的产量1000-2000公斤。

四、钙的制取

1.还原法

该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真空和1050-1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙，其反应式是：6CaO+2Al→3Ca+3CaO·Al2O3

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。

2.电解法

较早的电解是接触法，后来改进为液体阴极法电解。

接触法电解是拉特瑙（W.Rathenau）于1904年首先应用的。所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用碳素如石墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。随着电解的进行，阴极相应提升，钙在阴极形成一个胡萝卜形的棒状物。1000安培的电解槽，电解质的温度约为800℃，阴极电流密度为40-60A/cm2，槽电压25-30伏。接触法生产钙的缺点是：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）等。

液体阴极法是以铜钙合金（含钙10%-15%）作为液体阴极，石墨电极作阳极。电解析出的钙沉积在阴极上。电解槽槽壳用铸铁制作。电解质是CaCl2和KCI的混合物。选择铜作液体阴极的合金成分是因为铜钙相图中在高钙含量区域内，存在着非常广泛的低熔点区域，可以在低于700℃制取含钙60%-65%的铜钙合金。同时由于铜的蒸气压小，在蒸馏时容易分离。此外，含钙60%-65%的铜钙合金的密度较大（2.1-2.2g/cm3），能保证与电解质很好地分层。一台电流强度为7600-8000安的电解槽，槽电压为9.5-10.5伏，电解质温度670-700℃，阳极电流密度为1.9-2.1A/cm2，电解质组分控制在CaCl2:KCI=（78%-82%）：（22%-18%）。阴极合金中钙含量不超过62%-65%。电流效率约为70%。每公斤钙消耗CaCl2为3.4-3.5公斤。

电解生产的铜钙合金在0.01托真空和750-800℃温度条件下进行每一次蒸馏，以除去易挥发的钾、钠等杂质。然后在1050-1100℃下进行第二次真空蒸馏，钙在蒸馏罐上部冷凝、结晶，而残铜（含钙10%-15%）留在罐底，返回电解槽使用。取出的结晶钙即为工业钙，品位为98%-99%。如果原料CaCl2中钠、镁总含量<0.15%，则铜钙合金经过一次蒸馏，即可得到含量≥99%的金属钙。

3.钙精炼

工业钙再经高真空蒸留处理可得到高纯度钙。一般控制蒸馏温度为780-820℃，真空度1×10-4。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，使形成CanCloNp形式的复盐。这种复盐蒸气压小，不易挥发而残留在蒸馏残渣中。通过添中氮化物和真空蒸馏净化，钙中杂质元素氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍等的总和可降到1000-100ppm，即得99.9%-99.99%的高纯度钙，再经挤压或轧制成棒和板，或切成小片，分装在密闭容器中。

五、钙的用途

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铋和锑。钙是多种元素的方便而有效的还原剂，它已用来制取钍、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，在石油工业上，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业、包装、日用品材料等方面。这种材料的化学性能稳定、能耐高温低温，有良好的隔热性、耐水性、耐溶剂性，还有优越的粘结性和可印刷性，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A及其他药物的原料。钙（calcium）

一、发现小史

钙即“石灰”之意，calcium一词来源于拉丁文calx（石灰）。1808年英国科学家戴维（H.Davy）首先通过电解石灰和氧化汞的混合物制取了钙汞剂，后再蒸馏得到金属钙。

二、钙的性质

钙在常温下与空气中氧生成一灰黄色氧化钙。与水作用生产氢及氢氧化钙。易与稀酸作用。钙的主要物理性质见钙表-1。

钙表-1      钙的主要物理性质

三、钙的资源

自然界钙分布很广，资源十分丰富。主要的含钙矿物有石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]、石膏（CaSO4）、萤石（CaF2）、磷灰石[Ca5（PO4）3F]、石棉（CaSiO3·3MgSiO3）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。中国东北产白云石，西藏、山东、江苏、宁夏、山西产石膏，浙江产萤石，云南产大理石。此外，中国还有大量的冰洲石和方解石。近年来世界金属钙的产量1000-2000公斤。

四、钙的制取

1.还原法

该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真空和1050-1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙，其反应式是：6CaO+2Al→3Ca+3CaO·Al2O3

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。

2.电解法

较早的电解是接触法，后来改进为液体阴极法电解。

接触法电解是拉特瑙（W.Rathenau）于1904年首先应用的。所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用碳素如石墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。随着电解的进行，阴极相应提升，钙在阴极形成一个胡萝卜形的棒状物。1000安培的电解槽，电解质的温度约为800℃，阴极电流密度为40-60A/cm2，槽电压25-30伏。接触法生产钙的缺点是：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）等。

液体阴极法是以铜钙合金（含钙10%-15%）作为液体阴极，石墨电极作阳极。电解析出的钙沉积在阴极上。电解槽槽壳用铸铁制作。电解质是CaCl2和KCI的混合物。选择铜作液体阴极的合金成分是因为铜钙相图中在高钙含量区域内，存在着非常广泛的低熔点区域，可以在低于700℃制取含钙60%-65%的铜钙合金。同时由于铜的蒸气压小，在蒸馏时容易分离。此外，含钙60%-65%的铜钙合金的密度较大（2.1-2.2g/cm3），能保证与电解质很好地分层。一台电流强度为7600-8000安的电解槽，槽电压为9.5-10.5伏，电解质温度670-700℃，阳极电流密度为1.9-2.1A/cm2，电解质组分控制在CaCl2:KCI=（78%-82%）：（22%-18%）。阴极合金中钙含量不超过62%-65%。电流效率约为70%。每公斤钙消耗CaCl2为3.4-3.5公斤。

电解生产的铜钙合金在0.01托真空和750-800℃温度条件下进行每一次蒸馏，以除去易挥发的钾、钠等杂质。然后在1050-1100℃下进行第二次真空蒸馏，钙在蒸馏罐上部冷凝、结晶，而残铜（含钙10%-15%）留在罐底，返回电解槽使用。取出的结晶钙即为工业钙，品位为98%-99%。如果原料CaCl2中钠、镁总含量<0.15%，则铜钙合金经过一次蒸馏，即可得到含量≥99%的金属钙。

3.钙精炼

工业钙再经高真空蒸留处理可得到高纯度钙。一般控制蒸馏温度为780-820℃，真空度1×10-4。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，使形成CanCloNp形式的复盐。这种复盐蒸气压小，不易挥发而残留在蒸馏残渣中。通过添中氮化物和真空蒸馏净化，钙中杂质元素氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍等的总和可降到1000-100ppm，即得99.9%-99.99%的高纯度钙，再经挤压或轧制成棒和板，或切成小片，分装在密闭容器中。

五、钙的用途

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铋和锑。钙是多种元素的方便而有效的还原剂，它已用来制取钍、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，在石油工业上，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业、包装、日用品材料等方面。这种材料的化学性能稳定、能耐高温低温，有良好的隔热性、耐水性、耐溶剂性，还有优越的粘结性和可印刷性，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A及其他药物的原料。

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