元素符號Ca，銀白色金屬，在元素週期表中屬ⅡA族，原子序數20，原子量40.08，面心立方晶體，常見化合價為+2。
1808年英國人大衛（H.Davy） 首次通過電解石灰和氧化汞的混合物制取瞭鈣汞齊，經蒸餾得到金屬鈣，calcium一詞來源於拉丁文calx（石灰）。20世紀初，鈣開始工業化生產。第二次世界大戰期間，尤其在用鈣作鈾的還原劑後，發展較快。
自然界鈣分佈很廣，資源十分豐富。主主要的含鈣礦物有石灰石(CaCO3)、白雲石[Ca，Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4)、螢石（CaF2）、磷灰石[Ca5(PO4)3F]、石棉(CaSiO3·3MgSiO3)等。成分為CaCO3的礦物，除石灰石外，還有白堊、方解石和冰洲石等。中國東北產白雲石，西藏、山東、江蘇、寧夏、山西產石膏，浙江產螢石，雲南產大理石。此外，中國還有大量的冰洲石和方解石。
性質和用途 鈣的化學性質活潑，常溫下與空氣中的氧作用生成一層疏松的黃色氧化鈣，使表面變暗。鈣能與水反應生成氫氣和氫氧化鈣。鈣極易與稀酸作用。鈣的化學活性強，必須保存在煤油或充惰性氣體的密閉容器中。
鈣的主要物理性質
鈣可用作鋼和生鐵熔煉時的脫氧、脫硫和脫磷劑。在鑄鐵中添加少量的鋰鈣合金能增加其流動性，並可顯著提高強度。在有色冶金中，利用鈣去除鉛和錫中的鉍和銻。鈣還是高熔點稀有金屬鋯、鉭、鈮和釷、鈾等的還原劑。鉛軸承合金含鈣0.3～0.5％，可以改善性能。含鈣0.04％的鉛鈣合金，其硬度和抗蝕性比純鉛高，可用來制造電纜外皮。在鋁合金中添加鈣可以提高塑性。此外，鈣的化合物在醫藥工業中是制造維生素A及其他藥物的原料。近年來世界金屬鈣年產量1000～2000噸。1974年以前金屬鈣的平均價格為2.44美元／公斤，到1977年工業純鈣的價格上漲到3.30～8.95美元／公斤，蒸餾鈣7.05～17.45美元／公斤。
生產工藝 還原法 是生產金屬鈣的主要方法。通常用石灰石為原料，經煅燒成氧化鈣，以鋁粉作還原劑。粉碎的氧化鈣與鋁粉按一定比例混合均勻，壓制成塊，在0.01托真空和1050～1200℃溫度下反應，生成鈣蒸氣和鋁酸鈣，其反應式是：
6CaO+2Al─→3Ca+3CaO·Al2O3還原出來的鈣蒸氣在750～400℃下結晶。結晶鈣再在氬氣保護下熔融鑄錠，得到致密的鈣錠。還原法生產鈣的回收率一般在60％左右（見金屬熱還原）。工藝流程見圖。
電解法 較早的是接觸法電解，後來改進為液體陰極法電解（見熔鹽電解）。
接觸法電解是拉特瑙(W.Rathenau)於1904年首先應用的。所用的電解質為CaCl2和CaF2的混合物。電解槽陽極用碳素如石墨等作內襯，陰極用鋼制成。電解析出的鈣漂浮在電解質表面，同鋼制陰極接觸而冷凝在陰極上。隨著電解的進行，陰極相應提升，鈣在陰極形成一個胡蘿卜形的棒狀物。1000安培的電解槽，電解質的溫度約為800℃，陰極電流密度為40～60安／厘米2，槽電壓25～30伏。接觸法生產鈣的缺點是：原料消耗大，金屬鈣在電解質中的溶解度高，電流效率低，產品質量差（含氯1％左右）等。
液體陰極法是以銅鈣合金（含鈣10～15％）作為液體陰極，石墨電極作陽極。電解析出的鈣沉積在陰極上。電解槽槽殼用鑄鐵制作。電解質是CaCl2和KCl的混合物。選擇銅作液體陰極的合金成分是因為銅鈣相圖中在高鈣含量區域內，存在著非常廣泛的低熔點區域，可以在低於700℃制取含鈣60～65％的銅鈣合金。同時由於銅的蒸氣壓小，在蒸餾時容易分離。此外，含鈣60～65％的銅鈣合金的密度較大（2.1～2.2克/厘米3），能保證與電解質很好地分層。一臺電流強度為7600～8000安的電解槽，槽電壓為9.5～10.5伏，電解質溫度670～700℃，陽極電流密度為1.9～2.1安/厘米2，電解質成分控制在CaCl2：KCl＝(78～82％)：(22～18％)。陰極合金中鈣含量不超過62～65％。電流效率約為70％。每公斤鈣消耗CaCl2為3.4～3.5公斤。
電解生產的銅鈣合金在0.01托真空和750～800℃溫度條件下進行第一次蒸餾，以除去易揮發的鉀、鈉等雜質。然後在1050～1100℃下進行第二次真空蒸餾，鈣在蒸餾罐上部冷凝、結晶，而殘銅（含鈣10～15％）留在罐底，返回電解槽使用。取出的結晶鈣即為工業鈣，品位為98～99％。如原料CaCl2中鈉、鎂總含量＜0.15％，則銅鈣合金經過一次蒸餾，即可得到含量≥99％的金屬鈣。
鈣精煉 工業鈣再經高真空蒸餾處理可得高純度鈣。一般控制蒸餾溫度為780～820℃，真空度1×10-4托。蒸餾處理對凈化鈣中氯化物效果較差，可在低於蒸餾溫度時，添加氮化物，使形成CanCloNp形成的復鹽。這種復鹽蒸氣壓小，不易揮發而殘留在蒸餾殘渣中。通過添加氮化物和真空蒸餾凈化，鈣中雜質元素氯、錳、銅、鐵、矽、鋁、鎳等的總和可降到1000～100ppm，即得99.9～99.99％的高純度鈣，再經擠壓或軋制成棒和板，或切成小片，分裝在密閉容器中。
參考書目
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