Naatriumkarbonaat, tuntud ka kui sooda, klassifitseeritakse soolaks, mitte leeliseks. Rahvusvahelises kaubanduses nimetatakse seda ka soodaks või soodaks. See on oluline anorgaaniline keemiline tooraine, mida kasutatakse peamiselt lehtklaasi, klaastoodete ja keraamilise glasuuri tootmisel. Seda kasutatakse laialdaselt ka kodus pesemisel, happe neutraliseerimisel ja toiduainete töötlemisel.
Naatriumkarbonaadi arengulugu peaks algama esimesest soodatööstusest. Soodatööstus sai alguse 18. sajandi lõpus. Seoses tööstuse vajadustega ja Sooda valmistamise toorainete muutumisega on sooda (Na2CO3) tootmistehnoloogia kiiresti arenenud ning tootmisseadmed kipuvad olema suuremahulised, mehhaniseeritud ja automatiseeritud. 1983. aastal toodeti maailmas soodat umbes 30 miljonit tonni. Soodatööstuse ajaloos on prantsuse n. Lublanc, belglane E. Solvay ja Hiina houdebang on andnud silmapaistva panuse.
Enne sooda kunstlikku sünteesi leiti iidsetel aegadel, et mõne merevetika poolt pärast kuivatamist põletatud tuhk sisaldas leelist. Pärast leotamist ja kuuma veega filtreerimist võis pesemiseks saada pruuni leeliselahuse. Suur kogus looduslikku leelist pärineb mineraalidest, peamiselt maa-alusest või aluselise veega järvest. Settekihis olev looduslik leelismaak on kõrgeima kvaliteediga ja laialt levinud. 18. sajandi lõpus leiutati Prantsusmaal esmakordselt sooda kunstliku sünteesi meetod. Lublanc kasutas mirabiliiti, lubjakivi ja kivisütt redutseerimiseks ja karboniseerimiseks kõrgel temperatuuril, et saada peamiselt Na2CO3 sisaldavat toorprodukti musta tuhka. Pärast leostumist, aurustamist, rafineerimist, ümberkristallimist ja kuivatamist saadi raske sooda, mille puhtus oli umbes 97 protsenti. 1861. aastal leiutas Belgia Ernestolvy ainuüksi sooda ja sai patendi. Kuna tehniliste saladuste kaitset pole laialdaselt rakendatud, tegi see 1920. aastatel läbimurde Ameerika Ühendriikidest. Eelkõige avaldas kuulus Hiina keemiaekspert houdebang 1932. aastal raamatu "soodatootmine", mida hoitakse saladuses 70 aastat. Solvay meetod avaldati maailmas. Houdebang asutas aastatel 1939–1942 ka leeliste valmistamise protsessi ja rajas Sichuanis katsetehase. 1952. aastal rajati Daliani keemiatehases ühine leeliste valmistamise töökoda. Jaapanis Asahi nitraadi tütarettevõtte poolt kasutusele võetud Na-meetod on sisuliselt vesinikkarbonaat- ja ammoniaakleelise kompromissmeetod. Sooda ja ammooniumkloriidi suhet saab soovi korral reguleerida.
1783. aastal pakkus Prantsuse Teaduste Akadeemia sooda valmistamise meetodi eest 1200 frangi suurust tasu. 1789. aastal lõi Prantsusmaal Orleansi hertsogi feodaali arst Lubran edukalt sooda valmistamise meetodi. Aastal 1791 sai ta patendi ja rajas soodatehase, mille päevane toodang on 250–300 kg. Lubrani soodaprotsessis kasutatakse lisaks lauasoolale kontsentreeritud väävelhapet, sütt ja lubjakivi. Tootmisprotsess on järgmine:
① 1. samm: kasutage lauasoola naatriumsulfaadiks muundamiseks kontsentreeritud väävelhapet:
② 2. samm: kuumutage ahjus koos naatriumsulfaati, süsi ja lubjakivi. Naatriumsulfaat reageerib ahjus puusöega, moodustades naatriumsulfiidi ja süsinikmonooksiidi:
③ Etapp 3: naatriumsulfiid reageerib lubjakiviga, et saada naatriumkarbonaat ja kaltsiumsulfiid:
Lubrani leeliste tootmismeetod on loonud ajaloolise pretsedendi ja andnud inimkonnale silmapaistva panuse, kuid sellel on ka palju puudusi. Näiteks põhitootmisprotsess viiakse läbi tahkes faasis, kontsentreeritud väävelhappega toorainena on raske pidevalt toota, seadmed on tugevalt korrodeerunud, toote kvaliteet on ebapuhas, kaltsiumsulfiid ei lahustu vees kergesti. , sadestunud räbu visatakse ära, toorainet ei kasutata täielikult ära, hind on kõrge ning tekivad HCl, CO ja muud gaasid, mille tulemuseks on keskkonnareostus. Nende puuduste tõttu valmistas Belgia Solvay 1861. aastal naatriumkarbonaadi ja naatriumkarbonaadi soolast, lubjakivist ja ammoniaagist Kaltsiumkloriid, see on ammoniaagi leeliseline meetod. Reaktsioonietapid on järgmised:
Reaktsiooni käigus tekkinud CO2 ja NH3 saab taaskasutada toorainena.
Reaktsiooni koguvalem on CaC03pluss 2NaCl ===NaCl2pluss Na2CO3
Kuigi see sooda valmistamise meetod on lihtsam ja keskkonnasõbralikum kui Lubrani sooda valmistamise meetod, realiseerib pidevat tootmist, parandab oluliselt soola kasutusmäära ja on odav, on sellel madal tooraine kasutusmäär ja see toodab palju -madala kasutusväärtusega tooted CaCl2 puudused kummitavad siiani ja välisriikidel on selle patendi üle väga range kontroll. Hiina on olnud pikka aega piiratud asjakohase tehnoloogia puudumise tõttu.
Lõpuks leiutas houdebang 1943. aastal kombineeritud sooda valmistamise meetodi, tuntud ka kui houdebangi sooda valmistamise meetod, mida kasutatakse tööstuses sooda valmistamiseks. See purustas tolleaegse välisriikide tehnilise blokaadi ja parandas sooda valmistamise efektiivsust veelgi. Sellest on saanud maailmas laialdaselt kasutatav sooda valmistamise meetod. Spetsiifiline protsess on järgmine: lisage CO2 küllastunud ammoniaagisoolavette (ammoniaak ja naatriumkloriid on küllastunud lahused), et tekitada järgmine reaktsioon
Reaktsiooni keemiline võrrand on järgmine:
Reaktsioonis sisalduv naatriumvesinikkarbonaat sadestub selle vähese lahustuvuse tõttu, mida saab edasi kaltsineerida ja lagundada naatriumkarbonaadiks, veeks ja süsinikdioksiidiks, millest süsihappegaas võib taaskasutamiseks uuesti reaktsiooni siseneda. Arvestades lauasoola madalat kasutusmäära, sooda valmistamise kõrget hinda, jäätmevedelikest ja jääkidest põhjustatud keskkonnareostust ning töötlemise keerukust, töötas hr houdebang 1943. aastal pärast tuhandeid katseid edukalt välja kombineeritud sooda valmistamise meetodi. See uus protsess on ammoniaagitehase ja leelisetehase ehitamine aadressil -- ühiseks tootmiseks. Ammoniaagi tehas annab leelistaimede jaoks vajalikku ammoniaaki ja süsinikdioksiidi. Ammooniumkloriid emalahuses kristalliseeritakse lauasoola lisamisega keemilise toote või väetisena. Soolalahust saab taaskasutada. "Kombinatsioon" niinimetatud "kombineeritud leelise valmistamise meetodis" tähendab, et meetod ühendab sünteetilise ammoniaagi tööstuse ja leelise valmistamise tööstuse, kasutab ammoniaagi tootmisel kõrvalsaadust CO2, välistab lubjakivi lagunemise kasutamise. tootmist ja lihtsustab tootmisseadmeid. Lisaks väldib kombineeritud seebikiviprotsess ka kaltsiumkloriidi tootmist, mis ei ole ammoniaagi seebikivi protsessis väga kasulik kõrvalsaadus. Selle asemel kasutatakse selle taaskasutamiseks ammooniumkloriidi, mida saab kasutada väetisena, mis parandab soola kasutusmäära, lühendab tootmisprotsessi, vähendab keskkonnareostust, vähendab sooda maksumust ja soodustab soola kasutamise edenemist. tööstus maailmas.
Houghi sooda valmistamise protsessi silmapaistev omadus on muuta protsess pidevaks, et laiendada ulatust; Teiseks ei alusta see meetod tahke ammooniumvesinikkarbonaadiga, vaid kasutab soolvett ammoniaagi absorbeerimiseks ja seejärel karbonaadi pidevaks tootmiseks. Kuna see meetod ei vaja vahesoola abiainena, saab kulusid vähendada. 1952. aastal rajas Hiina Daliani keemiatehases leeliste kombineeritud tootmiseks 10 t/D katsetehase, mida täiustati 1957. aastal. Primaarse soola lisamise, sekundaarse ammoniaagi absorptsiooni ja primaarse karboniseerimise protsessi voog määrati katsetega ning seadmete valik ja tegevusindeksid kinnitati. 1964. aastal valmis ja võeti Daliani keemiatööstuse ettevõttes kasutusele suuremahuline kombineeritud soodatehas.
Imporditud soola kõrge hinna tõttu peab Jaapan otsima uusi meetodeid soola kasutusmäära parandamiseks. 1950. aastal asutas Asahi nitraadi tütarettevõte Mushani keemiatehases 30t/D kombineeritud soodatehase. 1959. aasta märtsis alustas ettevõte Chiba keemiatehases uue kombineeritud soodatehase rajamist, mille igapäevane toodang on 300 tonni sooda ja ammooniumkloriidi, mida nimetatakse vahelduvvoolumeetodiks. 1970. aastatel oli ammooniumkloriidi tootmine Jaapanis ülepakutud. Lisaks ammoniaagi leelise tootmise jätkamisele pani Asahi salpeetriga aluse uue Asahi protsessi, mida tuntakse ka NA protsessina. Xinxu protsessi omadus on see, et ammooniumkloriidi väljundit saab reguleerida. Turul olevat üleliigset ammooniumkloriidi saab ammoniaagi taastamiseks otse lubjapiimaga destilleerida. Seetõttu kulub auru ja lubi vähem kui ammoniaagi leelisprotsessis. Jäätmevedeliku kogust vähendatakse peaaegu 1/3-ni ammoniaagi leeliselise protsessi omast. Kaltsiumkloriidi kontsentratsiooni jäätmevedelikus saab suurendada 2,5 korda ja toorsoola kasutusmäär võib ulatuda üle 95 protsendi. Xinxu protsess on samuti teinud suuri parandusi karboniseerimise, kristallimise ja muude protsesside ning seadmete struktuuri osas.
Seni on naatriumkarbonaadi areng üldiselt kujunenud. Hiljem tegid inimesed töötlemisel mõningaid väiksemaid täiustusi vastavalt erinevatele kasutusrõhkudele, et pakkuda seda erinevatel puhkudel kasutamiseks.