Карбид кальция польза и вред

КАРБИДЫ, профессиональные вредности,— соединения углерода с металлами и нек-рыми неметаллами, которые могут оказывать неблагоприятное действие на организм человека. Естественные К. обнаруживаются в составе глубинных пород земной коры, иногда в метеоритах. Получают К. гл. обр. нагреванием порошков металлов и углерода (уголь, сажа) в среде инертного или восстановительного газа. К. применяются в ядерной технике, космонавтике, электронике, в технике высоких температур, машиностроении, металлургии, а также для получения ацетилена (см. Ацетилен) и цианамида (см. Дефолианты).

По характеру взаимодействия с водой К. подразделяют на разлагаемые и неразлагаемые. К разлагаемым водой относят К. щелочных и щелочноземельных металлов (кальция, стронция, бария), а также магния, бериллия, алюминия, лантаноидов и актиноидов. К не разлагаемым водой относят ковалентные К. бора и кремния, а также К. d-переходных металлов IV — VIII групп периодической системы Д. И. Менделеева.

В производстве К. возможно выделение пыли исходных компонентов, готового продукта и газов (окиси углерода). Имеет место интенсивное тепловыделение.

При применении К., разлагаемых водой, выделяются метан и ацетилен. Если в техническом продукте содержались примеси фосфора, мышьяка, серы, то возможно поступление в воздух весьма токсичных газов (арсина, фосфина и др.).

Пыль разлагаемых водой К. (особенно CaC2) вызывает раздражение слизистой оболочки дыхательных путей, в особенности полости носа, а также слизистых оболочек глаза. Дополнительное токсическое действие обусловлено вдыханием ацетилена. При попадании на кожу, особенно влажную, пыль К. вызывает раздражение, изъязвления и воспалительную реакцию. При получении и применении К. кальция предусматривают мероприятия по предупреждению поступления в воздух пыли, ацетилена и других газов. Необходима защита кожи и слизистых оболочек при работе с разлагаемыми водой К.

В производстве изделий из К. используют технологию порошковой или плазменной металлургии. Обработку изделий из К. осуществляют абразивным, ультразвуковым или электроискровым способами. При дроблении К., взвешивании компонентов шихты, просеве, загрузке и выгрузке, упаковке, обработке образуется аэрозоль дезинтеграции. При обслуживании электродуговых печей регистрируется низкочастотный шум (см. Шум). При отливке расплавленных К. возможно выделение паров углеводородов и окиси углерода.

К., не разлагаемые водой, практически малотоксичны. Действие пыли К. на органы дыхания экспериментальных животных проявляется в виде нерезких фиброзных реакций, более выраженных при введении пыли карбида бора. В легочной ткани отмечается диффузное утолщение межальвеолярных перегородок, особенно вокруг очагов пылевых скоплений. В поздние сроки развивается перибронхиальный склероз и пневмосклероз (см.).

При сухой шлифовке и обтачивании изделий с использованием искусственных абразивов может развиться своеобразный доброкачественный пневмокониотический процесс — пневмокониоз шлифовальщиков (см. Пневмокониозы).

При работе с К. необходимо проведение профилактических мероприятий. В СССР установлены ПДК аэрозолей ряда карбидов для воздуха рабочей зоны: SiC — 5,0 мг/м3, WС — 6,0 мг/м3, ZrC — 6,0 мг/м3, B4C — 6 мг/м3. Требуется герметизация оборудования и транспортных средств, местная аспирация при выполнении операций, сопровождающихся пылевыделением (размол, просев, транспортировка, перегрузка порошкообразных материалов и др.). Для прессования изделий из К. необходимо применять автоматические и полуавтоматические прессы, оборудованные местной аспирацией.

Наиболее целесообразно использовать для спекания изделий из К. печи, оборудованные механическими загрузочными устройствами и автоматическим контролем температурного режима, применение защитных приспособлений (теплоизоляция, экраны, завесы) от инфракрасного излучения. При периодических медосмотрах рекомендуется проводить рентгенографию легких, исследование функции внешнего дыхания.

Библиография Брахнова И. Т. Токсичность порошков металлов и их соединений, Киев, 1971, библиогр.; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 1—2, Л., 1976; Профессиональные болезни, под ред. А. А. Летавета, М., 1973; Самсонов Г. В. и Косолапова Т. Я. Высокотемпературные карбиды, Киев, 1975.

Н. Ю. Тарасенко.

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Источник

Карбид кальция: применение и меры безопасности

Определение

Карбиды – химические соединения которые получаеются в результате щелочных реакций углерода с металлами. В большинстве случаев получаются сверхтвердые сплавы, сравнимые по своим твердостным характеристикам с алмазом.

Наиболее широкую известность и распространение получил сплав, называемый карбид кальция – химическая формула соединения CaC2

Сейчас небольшой экскурс в историю возникновения этого химического соединения.

Коротко об истории

Карбид кальция был впервые синтезирован немецким химиком Фридрихом Велером в 1862 г. Ученый пытался отделить кальций от извести методом непрерывного нагревания смеси с углем. А в результате получил массу бледно-серого цвета без признаков металла.
В начале двадцатого века карбид кальция являлся основным источником производства ацетилена в больших объемах, поэтому возникла острая необходимость в организации процесса массового производства.

Томас Уилсон и Фердинанд Муассан, действуя обособленно, практически единовременно разработали способ выпуска карбида кальция в электрической плавильной печи. Это открытие стало толчком для запуска индустрии получения технического карбида кальция.

Технология

В производстве карбида кальция участвуют два элемента: оксид кальция (CaO) известный также как негашеная известь и углеродные соединения в виде кокса (антрацита, каменного угля):

CaO + 3C = CaC2 +CO
Оба компонента подвергаются измельчению и последующему обжигу и расплавлению посредством электродугового способа.

Готовый раствор доходит до твердого состояния в специальных формах, а впоследствии подвергается дроблению и сортировке.

Зависимость удельного веса технического карбида кальция от содержания CaC2

Содержание СаС2 в техническом карбиде, %	78	74	69	63	60	56
Н/м³(Удельный вес) технического карбида	2,3	2,35	2,4	2,43	2,48	2,5/td>

Состав CaC2 (технического) используемого для сварочных работ

Элемент	Процентное содержание от массы
Карбид кальция	72
Известь	17
Углерод	1
Окись магния	0,3
Сера	0,3
Железо и аллюминий	2,6
Кремний	2
Другие компоненты	4

Минимальный температурный порог образования карбида кальция 1619°С. Как правило, процесс производства ведется при 1900-1950°С. Температурный рост приведет к распаду карбида кальция на металл и углерод.

При наличии небольшой электродуговой печи и источника тока можно воспроизвести процесс образования карбида кальция:

Берем графитовый тигель или угольный электрод (перед этим сделав в нем углубление) ⇒ помещаем негашеную известь и равные по массе куски кокса
Подводим электрод к смеси создавая электрическую дугу. Уголь хорошо проводит ток в смеси ⇒ ждем примерно полчаса пока дуга будет гореть
После остывания смесь превращается в сплав, который, если опыт прошел успешно, содержит маленькие кусочки карбида. Чтобы проверить это, полученную массу поместим в воду и соберем образующиеся пузырьки газа в пробирке, перевернутой вверх дном и заполненной водой.

Можно выделить ряд факторов, влияющих на быстроту формирования и качественные характеристики конечного продукта:

размер, плотность, наличие примесей в первоначальном сырье
физические и технические параметры печи
соблюдение этапов технологического процесса

Несмотря на модернизацию промышленных процессов, производство карбида кальция остается трудозатратным, требующим больших площадей и финансовых вложений.

Особенности

Карбид кальция – прочный элемент с кристаллической структурой. От качества исходного сырья зависит конечный тон: может варьироваться от голубоватого до фиолетового, черного. А также возможно присутствие неприятного запаха с нотками чеснока.
Процесс слияния с водой, растворами минеральных кислот, щелочей протекает с выделением большого количества тепла, имеет производственную важность.

CaC2 + 2H2O => Ca(OH)2 + C2H2 – формула взаимодействия карбида кальция с водой.
В результате этой реакции также образуется ацетилен – ненасыщенный углеводород с тройной связью.

С кислородом реакция разложения карбида кальция идет только под воздействием повышенных температур (700 – 900 °C):
2CaC2 + 5O2 → 2CaO + 4CO2 – в результате реакции образуется оксид кальция (CaO) и оксид углерода (IV) (CO2)

Складирование и перевозка

Карбид кальция нужно фасовать во влагозащищенных емкостях, резервуарах, чтобы исключить доступ влаги и не допустить процесса распада. Процедуре расфасовки и распаковки стоит уделить особое внимание

проявить аккуратность, не использовать инструмент, образующий искры при работе.
необходимо обеспечить участников процесса средствами защиты, так как попадание карбида в организм и на кожу человека является опасным.
перевозка производится только транспортными средствами с закрытым кузовом. Аэродоставка запрещена.
нужно обеспечить производственное помещение вентиляционной системой и не допускать совместного хранения с прочими товарами.

Срок годности карбида кальция не превышает шесть месяцев

Полезные стороны

Карбид кальция – стартовый элемент для производства многих соединений.

Агрегация карбида кальция и азота используется в получении цианамида кальция.

Он относится к нитратным стимуляторам, активно используемым в агрономии. Эта соль становится исходным компонентом при синтезе мочевины, гуанидина.

В металлургии служит для раскисления металлов и десульфурации (понижение содержания кислорода и серы соответственно).

А какую забаву вызывало у детей похитить со стройки камушек карбида и бросать в лужи, любуясь шипением и бурлением. А особо смелые подносили спичку к исходившему газу, и загоралось голубое пламя.

Полезный газ

Изначально карбид кальция применялся исключительно для получения ацетилена. Это органическое соединение использовали для создания карбидных ламп, применяемых для освещения улиц. Такие источники света используют и сегодня в спелеологии, как походное снаряжение, на маяках.

Ацетилен – полупрозрачный, водорастворимый газ используется для получения таких органических соединений, как хлорэтан, поливинилхлорид, стирол.

Существует ряд синтетических продуктов, производных ацетилена. Например, комбинации с хлором дают продукты, превосходно растворяющие органические соединения, а также неорганические: серу, фосфор. Поскольку такие продукты являются негорючими, они успешно используются при вытяжке жиров.
Ацетилениды кальция (соли ацетилена) с ионами серебра, меди и ртути используются в создании взрывчатых веществ. Особенно сильной разрушающей взрывной силой обладает соединение с золотом.

В функционировании реактивных двигателей участвует коктейль ацетилена и аммиака.

Ацетилен в соединении с H2O образует ацетальдегид, из которого изготавливается синтетическая уксусная кислота, ацетон, искусственные смолы и этиловый или водочный спирт

.

C2H2 + H2O → СH3-CHO

Всем известные клей ПВА, грампластинки, рекламные баннеры также являются производными этого газа.

Техника безопасности

Как уже отмечалось ранее, карбид кальций – это взрывоопасное вещество и для соблюдения безопасности в работе с ним нужно следовать нескольким обязательным условиям:

создать герметичное место хранения и обработки;
не допускать доступа источника огня;
мелкие частички (карбидная пыль) вызывают раздражения кожных покровов, органов дыхания, поэтому обязательна защитная одежда, респираторы;
генераторы ацетилена должны размещаться в строго изолированных местах;
по завершении сварочных работ обязательно нужно утилизировать неотработанные шлаки в специальных местах;
при транспортировке и хранении нужно исключить возможность столкновения баллонов, емкостей, так как это несет смертельную опасность.

Карбид кальция – источник производства многих органических и неорганических соединений, которые широко используются в разных сферах жизни человека. Многие из них не имеют аналогов. Но, наряду с неисчерпаемой пользой этого вещества, не стоит забывать и о вреде, который он может нанести человечеству и экологии, ведь он относится к первому классу опасности, обладает взрыво и пожароопасными действиями.

Источник

КАРБИДЫ, профессиональные вредности