氯化鈣經熔鹽電解產出金屬鈣的過程,是工業上生產鈣的主要方法,包括氯化鈣制取和氯化鈣熔鹽電解兩大環節。熔鹽電解法生產金屬鈣所用的原料是無水氯化鈣,制取有石灰石鹽酸溶解和氯氣堿液吸收兩種方法。
1、氯氣堿液吸收法
利用生產中所排出的有害含氯廢煙氣為原料來制取CaCl2。在有催化劑(氫氧化鎳:氫氧化銅:氫氧化鐵=1:1:3)存在的條件下,含氯廢煙氣中的氯被含CaO110~130g/L的石灰乳所吸收后,轉變成CaCI2。在溫度近于353K時,催化劑能抑制次氯酸鈣的生成。分解次氯酸鈣所需的催化劑量,按其質量換算成鎳時,相當于1m3石灰乳溶液約需要80g。返回用于吸收氯氣的石灰乳約含CaCl2200g/L,吸收氯氣后的堿液含CaCl2400~450g/L。
2、石灰石鹽酸溶解法
石灰乳溶液吸收氯氣的過程在有霧化葉輪的機械吸收室內進行。石灰乳吸收氯氣后,進入反應器,使其無水氯化鈣再次分解成CaCl2。殘余的次氯酸鈣在353K溫度時被新添加的一部分催化劑催化分解。產出含CaCl2的堿液含有鎂、SO42-、鋁、鐵等雜質,需經過提純處理。往堿液加BaCl2使SO42-生成BaSO4沉淀除去。
在pH10時,往堿液中加入CaO,鎂便發生Mg(OH)2沉淀,而氫氧化鋁和氫氧化鐵在pH3或4時就開始沉淀。提純處理過的堿液經過濾機中和后,得到含CaCl2400~450g/L的懸浮溶液。懸浮液送入霧化干燥器中,用573K左右的熱空氣干燥,干燥后產出的無水氯化鈣約含5%的水分。此法可回收氯氣達98%。