虽然钙是金属，且在地壳中含量排名第五（占地壳总质量的3%），但是纯钙的活性大，很容易氧化成二价离子的各式化学变化（在热水中即会产生反应），因此钙并没有实际的“钙矿”，要制造纯金属钙，或是挖掘含钙矿物，通常会取用属于非金属矿产的石灰岩等。
钙的制备主要有还原法、电解法和钙精炼。由于金属钙的活泼性非常强，过去主要用电解熔融氯化钙或氢氧化钙才能制成，近几年还原法逐渐成为生产金属钙的主要方法。
1 还原法
还原法是使用金属铝在真空和高温下还原石灰，再经精馏而得钙。还原法通常用石灰石为原料，经烧成氧化钙，以铝粉作还原剂，将粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀，压制成块，在0.01真空和1050~1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙。
其反应式是：6CaO+2Al→3Ca+3CaO·Al2O3
还原出来的钙蒸气在750~400℃下结晶。结晶钙再在氩气保护下熔融铸锭，得到致密的钙锭。
2 电解法
较早的电解是接触法，后来改进为液体阴极法电解。接触法电解是拉特瑙于1904年首先应用的。所用的电解质为CaCl2和CaF2的混合物。电解槽阳极用碳素如石墨等作内衬，阴极用钢制成。电解析出的钙漂浮在电解质表面，同钢制阴极接触而冷凝在阴极上。随着电解的进行，阴极相应提升，钙在阴极形成一个胡萝卜形的棒状物。接触法生产钙的缺点是：原料消耗大，金属钙在电解质中的溶解度高，电流效率低，产品质量差(含氯1%左右)等。
液体阴极法是以铜钙合金(含钙10%~15%)作为液体阴极，石墨电极作阳极。电解析出的钙沉积在阴极上。电解槽槽壳用铸铁制作。电解质是CaCl2和KCl的混合物。选择铜作液体阴极的合金成分是因为铜钙相图中在高钙含量区域内，存在着非常广泛的低熔点区域，可以在低于700℃制取含钙60%~65%的铜钙合金。同时由于铜的蒸气压小，在蒸馏时容易分离。此外，含钙60%~65%的铜钙合金的密度较大(2.1~2.2g/cm3)，能保证与电解质很好地分层。阴极合金中钙含量不超过62%~65%。电流效率约为70%。 |
