Mit kell tudni a karbidról?

Karszt és barlang, 1986. I., 39. old.

Fordította: dr. Kessler Hubert
Szakmailag ellenőrizte: dr. Cser Ferenc

A karbid a barlangkutatók egyik legfontosabb használati anyaga. Ugyanakkor kellő hozzáértés és tapasztalat híján nem veszélytelen, gondatlan használat esetén pedig a barlang és környezetének károsítója. Főleg a kezdő barlangkutatók tájékoztatása céljából adjuk közre dr. Robert Seemann írását, mely a bécsi Höhlenkundliche Mitteilungen 1986. júniusi számában (42. évf. 6. füzet) jelent meg. A cikk összefoglalja a karbiddal kapcsolatos legfontosabb tudnivalókat.

Szerk.

Kalciumkarbid (Calciumacetilid) CaC₂

Elektromos kemencében, fényívben, mészkőből és kokszból állítják elő:

CaCO3	+	3C	=>	CaC2	+	CO	+	CO2
mészkő		koksz		kalciumkarbid		szén-monoxid		szén-dioxid

E folyamat hőmérséklete 2200-2300 °C között van. Az egy kohóhoz szükséges teljesítmény 100-160 V mellett kb. 27.000 kW. Az ilyen hőmérsékleteknél keletkező CaC₂ hígfolyós, majd derítik, szűrik és lehűtés végett vastálakba engedik.

A műszaki CaC₂ szürkésbarna, szennyezésként 1-2% szén-dioxidot és 12-15% CaO-t (égetett mész) tartalmaz. Emellett még kis mennyiségben kalciumfoszfidot (Ca₃P₂), kalciumszulfidot (CaS), kalciumnitridet (Ca₃N₂) és kalciumciánamidot (CaCN₂) is tartalmaz.

A karbidra jellemző "fokhagymás" szag főleg foszfinra (PH₃) vezethető vissza, ami kalciumfoszfidból víz hatására keletkezik. A CaC₂-ből víz hatására keletkező acetilén szagtalan:

CaC2	+	2H2O	=>	Ca(OH)2	+	C2H2
Ca-karbid		víz		oltott mész		acetilén

Az acetilén tökéletes elégésekor (elegendő oxigén, jó gáznyomás és a karbidlámpa égőjének tisztasága esetén) világos lángnál CO₂ és H₂O keletkezik; elégtelen oxigénmennyiségnél (rossz gáznyomás és piszkos égő esetében) sötét lángnál korom és víz keletkezik.

A CaC₂ és a H₂O reakciós termékeinek veszélyességével és méregtartalmával kapcsolatban a következőket kell tudnunk:

A fő tömeg, az acetilén (C₂H₂) nem mérgező, szagtalan, de oxigénnel történő jó elkeveredés esetében rendkívül robbanékony gáz. CaC₂ és H₂O zárt tartályban reakcióba lép, robbanás következhet be, ugyanis a tiszta acetilén nagyobb nyomáson önmagától fölrobban ("karbidbomba", C₂H₂ => 2C + H₂).

A foszfin (PH₃) nagyon mérgező és kellemetlen (fokhagymaszerű) szagú gáz. Tekintettel arra, hogy ez a gáz már a legcsekélyebb mennyiségben is jól érezhető, különösebb veszélyt nem jelent. Az acetilén normális égésénél foszfinból foszforsav keletkezik, és így ártalmatlanná válik.

A kénhidrogén (H₂S) ugyancsak kellemetlen (záptojás) szagú és mérgező, de igen kis koncentrációja miatt ártalmatlan. A H₂S a kalciumszulfid (CaS) vízzel történő reakciója útján keletkezik. Ugyanúgy mint a foszfin, égéssel ártalmatlanná válik (H₂SO₃).

Az ammónia (NH₃) jellemző, szúrós szagú, csak nagyobb töménységnél ártalmas és maró hatású. Kis töménysége miatt veszélytelen. Az NH₃ a kalciumnitridből és a ciánamidból képződik.

Szilárd alkotórészek: "oltott mész" (kalciumhidroxid, Ca(OH)₂ viszonylag erős (maró!) lúg. Friss állapotban, nagyobb mennyiségben és hosszabb időn át nem szabad a bőrrel és különösen nem a szemmel érintkeznie. Egyébként az anyag nem mérgező, mészszegény talajon szívesen használják trágyázásra. Régi Ca(OH)₂ a levegő CO₂-jével történő reakciója miatt még veszélytelenebb, mert belőle CaCO₃ (mészkő) képződik.

Ugyanez vonatkozik a karbidlámpák "karbidhamujára" is. Nagy mennyiségben és frissen kiszórva, maró hatása miatt, a közvetlenül alatta levő barlangtalaj mikrofaunájára káros. Ez a hatás azonban nem különösen hosszan tartó (szemétgödrök égetett mésszel történő fertőtlenítésével összehasonlítható). A karbidhamuban a Ca(OH)₂ mellett még kis mennyiségben levő foszfin, illetve kénhidrogén és ammónia igen kis koncentrációja, és e gázok illékonysága miatt egészen veszélytelen, de ezek miatt érezzük a frissen ürített karbidhamut büdösnek.

A karbidhamunak többé-kevésbé rejtett elhelyezése barlangokban vagy közvetlenül a barlangok mellett esztétikai és elvi okok miatt elítélendő. Az erdő vagy rét talajában történő elásás ellen az általában kis mennyiség miatt nem lehetne tiltakozni, feltéve, ha az nem mindig ugyanazon a helyen és egy barlangbejárat közvetlen közelében történik.

Bizonyára nem túl sokat kívánunk, csak annyit, hogy az elhasznált karbidot mindenki odahaza távolítsa el a lámpából, vagy amennyiben a barlangban kell karbidot váltani, akkor az elhasznált anyagot egy kis műanyag zacskóba töltsük és vigyük ki a barlangból. Jól működő lámpa 8-10 óráig ég egy töltéssel, ezért a karbidváltás csak nagyon hosszú túráknál (felmérések, éjszakázások nagy barlangrendszerben) indokolt. Mint barlangkutatók, mi is járuljunk hozzá a barlang- és környezetvédelemhez, és tartsuk távol hulladékainkat, így az elhasznált karbidot is a barlangok bejáratától.