El carburo de calcio , también conocido como acetiluro de calcio , es un compuesto químico con la fórmula química de Ca C 2 . Su principal uso a nivel industrial es en la producción de acetileno y cianamida cálcica . [3]
El material puro es incoloro, mientras que los trozos de carburo de calcio de calidad técnica son grises o marrones y constan de aproximadamente un 80-85 % de CaC 2 (el resto es CaO ( óxido de calcio ), Ca 3 P 2 ( fosfuro de calcio ), CaS ( sulfuro de calcio ), Ca 3 N 2 ( nitruro de calcio ), SiC ( carburo de silicio ), etc.). En presencia de trazas de humedad, el carburo de calcio de calidad técnica emite un olor desagradable que recuerda al ajo. [4]
Las aplicaciones del carburo de calcio incluyen la fabricación de gas acetileno , la generación de acetileno en lámparas de carburo , la fabricación de productos químicos para fertilizantes y la fabricación de acero.
El carburo de calcio se produce industrialmente en un horno de arco eléctrico a partir de una mezcla de cal y coque a aproximadamente 2200 °C (3990 °F). [5] Esta es una reacción endotérmica que requiere 110 kilocalorías (460 kJ) por mol [6] y altas temperaturas para eliminar el monóxido de carbono. Este método no ha cambiado desde su invención en 1892:
La alta temperatura requerida para esta reacción no se puede alcanzar prácticamente mediante la combustión tradicional, por lo que la reacción se realiza en un horno de arco eléctrico con electrodos de grafito . El producto de carburo producido contiene generalmente alrededor de un 80% en peso de carburo de calcio. El carburo se tritura para producir pequeños trozos que pueden variar desde unos pocos mm hasta 50 mm. Las impurezas se concentran en las fracciones más finas. El contenido de CaC 2 del producto se analiza midiendo la cantidad de acetileno producido en la hidrólisis . A modo de ejemplo, los estándares británico y alemán para el contenido de las fracciones más gruesas son 295 L/kg y 300 L/kg respectivamente (a 101 kPa de presión y 20 °C (68 °F) de temperatura). Las impurezas presentes en el carburo incluyen fosfuro de calcio , que produce fosfina cuando se hidroliza. [7]
Esta reacción fue una parte importante de la revolución industrial de la química y fue posible en los Estados Unidos gracias a las enormes cantidades de energía hidroeléctrica económica producida en las Cataratas del Niágara antes de principios del siglo XX. [8]El método del horno de arco eléctrico fue descubierto en 1892 por TL Willson , e independientemente en el mismo año por H. Moissan . [9] [10] [11] En Jajce , Bosnia y Herzegovina , el industrial austriaco Josef Kranz y su empresa "Bosnische-Elektrizitäts AG" , cuyo sucesor más tarde se convirtió en "Elektro-Bosna" , abrieron la mayor fábrica química para la producción de carburo de calcio en aquel momento en Europa en 1899. Para suministrar electricidad a la fábrica se construyó una central hidroeléctrica en el río Pliva con una capacidad instalada de 8 MW, la primera central de este tipo en el sudeste de Europa, que entró en funcionamiento el 24 Marzo de 1899. [12]