روش های تولید کربنات سدیم

تولید کربنات سدیم (Na2CO3) یا سودا اش، به طور عمده از طریق دو روش اصلی انجام می‌شود: روش سولوی (Solvay) و روش استخراج از منابع طبیعی مانند ترونا (Trona). روش سولوی، یکی از اقتصادی‌ترین و پرکاربردترین روش‌های تولید کربنات سدیم است. این روش توسط ارنست سولوی در قرن نوزدهم ابداع شد. روش استخراج از منابع طبیعی بر پایه استخراج و فرآوری کانی‌های طبیعی حاوی کربنات سدیم، مانند ترونا، قرار دارد. در ادامه به جزئیات این روش ها میپردازیم.

تولید نمک قلیا ( کربنات سدیم سبک و سنگین ) از آب دریا

برای تولید کربنات سدیم سبک و سنگین در فرایند سلوی از نمک سنگ آهک و کک یا گاز طبیعی به عنوان مواد اولیه و از آمونیاک به عنوان واکنشگر چرخه ای استفاده میشود. موفقیت این فرایند در این است که آمونیاک کربن دی اکسید و آب به نسبتهای مناسب واکنش دهند تا آمونیوم بیکربنات به دست آید.

ترکیب اخیر با سدیم کلرید وارد واکنش میشود و سدیم بی کربنات ساخته می شود.

که در محلول به کار رفته انحلال ناپذیر است.

این ترکیب را میتوان با صافی جدا کرد و با تصفیه آن نمک قلیا بدست آورد. همچنین آمونیوم کلرید تشکیل شده را می توان از طریق واکنش با آهک به آمونیاک تبدیل کرد کلسیم کلریدی که بدین ترتیب ساخته می شود مهمترین آلاینده این فرایند به شمار می آید.

معادن طبیعی در جهان

• ناحیه گرین ریور باسین در وایومینگ در ایالات متحده بر روی ذخایر انبوه ترونا قرار دارد ترونا سدیم سسکویی کربنات طبیعی است. (Na2CO3, NaHCO3, 2H2O )
• کربنات سدیم طبیعی در کجا یافت می شود
• مقداری از آن در دریاچه های خشک کالیفرنیا هم به چشم میخورد بسترهای وایومینگ با روشهای رایج استخراج معادن زیرزمینی بهره برداری میشوند. هر چند واحدی در سال ۱۹۸۲ با بهره گیری از روش معدنکاری انحلالی آغاز به کار کرد.

انتظار می رود که معدنکاری انحلالی ضمن کاهش قابل توجه هزینه ها و افزایش صادرات موقعیت واحدهای سلوی را دشوارتر گرداند. در این روش روی ترونا فراوری بسیار ناچیزی انجام میگیرد. انحلال، رسوب دهی صاف کردن تبلور خشکاندن و تکلیس کافی است.

با توجه به دما و غلظت ‏CO محصول نهایی میتواند سسکویی کربنات سدیم کربنات یک آبه یا سدیم بی کربنات باشد. شورآبهای حاوی بوراکس ناحیه سیرزلیک نیز برای تهیه نمک قلیا از طریق فرایند CO۲ زنی مطابق تصویر بالا فراوری می شوند. این فرایند تحت فشار ۹۳kPa انجام میگیرد.

از طریق CO2 که به محیط اضافه می گردد کربنات موجود به بی کربنات تبدیل میشود، پس از آن از نمکهای شورآب جدا شده خشک و گرما داده میشود. بدین ترتیب CO۲ آزاد شده به سیستم بازگردانده میشود

مقادیر بیشتر CO۲ از طریق جذب در محلول مونواتانول – آمین از گاز خروجی واحد دیگ بخار به دست می آید. با رنگبری توسط ‏NaNO3 و سوختن در دمای بالا محصولی سفید حاصل میشود.

انواع کربنات سدیم تولیدی

با اینکه برای هر دو نوع کربنات سدیم سبک و سنگین در بازار مصرف وجود دارد، ولی حمل ماده سبک (۶۴۰kg/m^۳) به دلیل حجیم بودن توجیه اقتصادی ندارد به همین سبب در فرایند نهایی ماده سنگین (۹۹۳kg/m^۳) تولید می شود.