电解石

有机合成工业之母
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电解石为CaC₂（碳化钙，Electrolysis stone），俗称电石。纯的电解石是无色透明晶体，分子质量为64.1 g/mol，密度为2.16 g/cm3，熔点为2160 ℃，无色无味。工业电解石呈灰色，褐色，紫色，红褐色颜色的硬块；但是吸水后失去光泽，变成灰白色粉末，品质下降。工业电解石由难闻刺鼻味道；具有导电性，纯度越高导电能力越强。电解石干燥时不燃，遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定浓度时，可发生爆炸性灾害。[1][3][2]电解石能与气体单质（氢气和氮气等）、金属单质(铅、锡、锌、铁等金属的氧化物)、化合物（水和氨水等）发生反应。[1]
电解石在工业上主要采用电炉熔炼法和氧热法制备。电炉熔炼法是将生石灰和焦炭在2200℃左右的电炉中加热，生成电解石；氧热法则利用高炉富氧氧热法熔炼生成电解石[4]。电解石是一种重要的基础化工原料，并被广泛用于有机合成、农药生产、冶金等众多领域。[5]在有机合成领域，被称为“有机合成工业之母”的美誉；[6]在农业生产领域，由电解石合成的石灰氮对酸性土壤有改良的作用和电解石释放的乙炔可调节植物生长，提高肥料的利用率；[6][7]碳化钙被冶金工业直接用做还原剂与脱硫剂，特别在炼钢与合金制造方面都有着广泛的应用。[6]电解石可刺激眼睛和呼吸系统，并能灼伤皮肤。[8]

发展历史

电解石的发现可以追溯到1862年，当时的人们通过将锌、钙和碳合金加热制得了电解石。[9]全球电解石的鼎盛时期出现在20世纪60年代初，但是随后由于石油工业的发展，发达国家中石油乙烯路线逐渐占据主导地位，而电石产业迅速衰减。由于中国石油资源不足，煤炭资源和石灰石资源相对富有，全球电石的生产和消费主要集中在中国。[9]1892年5月2日，加拿大发明家托马斯·利奥波德·威尔森（Thomas L. Willson，1860-1915）在寻找生铝的生产工艺时，偶遇发现了制备碳化钙的电弧工艺。当地企业家詹姆·特纳·莫尔黑德（Jame Turner Morehead ，1840-1908）在1894到1896年建造并经营了全球首个生产碳化钙的工厂。从这时开始，电解石的生产风行全球。[5]

结构