氧化钙

氧化钙，化学式CaO，是一种白色无机化合物，以块状或颗粒形态存在，分子量为56.08。它具有腐蚀性，难溶于水，但可溶于酸、甘油和蔗糖溶液，几乎不溶于乙醇。作为一种碱性氧化物，氧化钙在空气中能吸收水分和二氧化碳，生成氢氧化钙（Ca(OH)₂），并伴随体积膨胀，进而变为碳酸钙（CaCO₃）。它还能与酸及酸性氧化物反应，生成相应的盐和含氧酸盐。工业生产中，氧化钙可通过煅烧大理石块或纯碳酸钙制得，测定方法包括EDTA配位滴定和原子吸收分光光度法。

氧化钙在多个领域有广泛应用，如工业、农业、食品医疗和催化领域。它常用于与水混合生成氢氧化钙，作为消毒剂对细菌繁殖体有消杀作用。此外，由于其强吸水性，氧化钙还可作为气体干燥剂。它也被用作催化剂和软水剂，在催化和水处理等领域发挥重要作用。

氧化钙通常呈现为白色粉末状物质，其表面洁白无瑕。当存在杂质时，其颜色可能变为灰白或淡黄至灰色。该化合物的相对密度介于3.3至3.4克每立方厘米之间，熔点高达2572℃，沸点达到2850℃。氧化钙能溶于酸类、甘油和蔗糖溶液中，但在大多数有机溶剂如乙醇中的溶解度极低，且在水中几乎不溶。

作为一种碱性氧化物，氧化钙展现出吸湿性，容易从空气中吸收二氧化碳和水分，随后逐渐转化为碳酸钙粉末。它能与多种酸发生反应，生成相应的盐和水；同样地，它也能与其他酸性氧化物作用形成含氧酸盐。此外，在高温条件下，氧化钙能够与碳（C）以及二氧化硅（SiO₂）发生化学反应。最值得注意的是，当氧化钙与水相遇时，会迅速生成氢氧化钙——一种强碱性物质，俗称熟石灰或消石灰，并且此过程伴随着大量热量释放。由于这些特性，氧化钙还表现出显著的腐蚀性。

关于氧化钙的具体合成方法未在原文中给出详细信息，但可以推断出其主要是通过特定的工业流程来生产的。

合成高纯氧化钙的方法

高纯氧化钙的合成方法主要通过高纯硝酸钙与高纯碳酸铵反应生成碳酸钙，随后经脱水和高温灼烧制得。该方法确保最终产物的高纯度（99.999%）。

合成步骤

原料制备：使用高纯硝酸钙和高纯碳酸铵进行化学反应，生成高纯碳酸钙。

干燥处理：将生成的高纯碳酸钙在烘箱中进行烘干以去除水分。

高温煅烧：将干燥后的高纯碳酸钙放入马弗炉中，逐渐升温进行煅烧，得到高纯氧化钙。

冷却与保存：煅烧后的产品需稍冷并迅速置于干燥器内，以防吸湿。

关键条件

为了获得99.999%的高纯氧化钙，必须确保使用的原材料——高纯硝酸钙和高纯碳酸铵——具备相应的纯度。

石灰石煅烧法

另一种生产氧化钙的方法是使用石灰石煅烧法。该方法包括以下步骤：

预处理：将石灰石粗碎至150mm，筛除30-50mm以下的细渣。

燃料要求：无烟煤或焦炭的粒度应不超过50mm，且低熔点灰分含量不宜过多。加入量控制在石灰石重量的7.5-8.5%。

煅烧过程：将筛选好的石灰石和燃料按定时定量的方式从窑顶加入窑内，在900-1200℃下进行煅烧。

产品获取：煅烧完成后，经过冷却即得到成品氧化钙。该过程中还会产生副产品二氧化碳。

测定方法

采用EDTA配位滴定法对氧化钙的纯度进行分析，确保其达到预期的高纯度标准。

EDTA络合滴定法是一种常用的分析测试技术，特别适用于测定样品中的氧化钙含量。该测定方法的原理是在特定的pH条件下，EDTA能与Ca²⁺形成更稳定的络合物(CaY²⁻)，而这种稳定性高于钙指示剂（HInd²⁻）与Ca²⁺所形成的络合物。因此，当加入EDTA后，它会从钙指示剂中夺取Ca²⁺，形成更稳定的EDTA-Ca²⁺络合物，导致钙指示剂的还原反应发生，从而呈现出本身的蓝色。通过测量消耗了多少EDTA，我们就能计算出样品中氧化钙的含量。

对于某些特定类型的废渣，如高炉渣、化铁炉渣、普通钢渣等，其中的干扰离子种类和含量都相对较少，因此可以直接使用三乙醇胺（TEA）来掩蔽其他元素，然后采用EDTA络合滴定法进行氧化钙的测定。

在实际操作中，首先需要将试样使用氢氟酸和高氯酸进行分解，随后使用氯化铬酰挥发去除铬元素。接下来，可以在盐酸或高氯酸介质中使用氯化锶来消除铝、磷、硅、钛、钒等元素的干扰。最后，采用空气乙炔火焰，在422.7nm波长下进行原子吸收测定，以确定钙的含量。这种方法的优点在于它具有高度的准确度和精密度，并且受到的干扰元素较少。

氧化钙与水反应生成氢氧化钙，这一过程涉及解离出的氢氧根离子和钙离子。氢氧根离子能够破坏微生物蛋白质，而钙离子则通过使细菌蛋白质变性来抑制或杀灭病原微生物。这种消毒作用对多数细菌繁殖体有效，但对芽孢和结核杆菌无效。

在实际应用中，氧化钙（生石灰）常被用作消毒剂，适用于地面、墙壁、粪池、粪堆以及污水沟等场所。通常，将生石灰与水混合制成10%-20%的石灰乳，然后用于涂刷厩舍墙壁、畜栏或其他场地，或与粪便混合以达到消毒目的。需要注意的是，石灰乳应现制现用，避免长时间储存，因为长时间暴露于空气中会吸收二氧化碳，转化为无消毒作用的碳酸钙，从而失效。若直接将生石灰粉撒在干燥地面上，则无法发挥消毒作用。

氧化钙

在工业催化领域，氧化钙不仅可作为催化剂、助催化剂和催化剂载体使用，还能促进重油的部分氧化反应。此外，它还可用于一氧化碳加氢制烯烃的催化过程，以及作为烃类脱氢反应的助催化剂和载体。

氧化钙在工业、农业及建筑等多个领域中扮演着重要的角色。

工业应用方面，它被广泛用于制造各种产品，如电石和漂白粉。在农业中，氧化钙用于制造肥料，能够中和土壤酸性，促进土壤结构的稳定，并可作为干燥剂使用。此外，它在燃烧过程中可以增强燃料的燃烧效果，同时作为荧光粉助熔剂和植物油脱色剂等。

建筑领域，石灰作为一种凝胶材料，传统上被大量用于房屋、道路、地下工程以及各种土建项目。作为新型建筑材料的原料，石灰还广泛应用于加气混凝土、灰砂砖、保温隔热材料和石膏板等产品的制造中。

在药剂和食品工业中，氧化钙作为干燥剂和碱化剂具有重要用途。在食品工业中，它不仅作为食品添加剂用于调节酸碱度，还可以作为营养增补剂、面团调节剂和酵母原料等。

水处理领域，氧化钙的应用同样不容忽视。

氧化钙广泛应用于水处理，作为软水剂和pH调节剂。在废水处理中，它用于去除磷酸盐和大多数重金属，降低生物需氧量，杀灭细菌和病毒，以及从水中除氨等。在水处理领域的用量仅次于冶金工业中的消耗量。