Natrio karbonatas, dar žinomas kaip soda, priskiriamas druskai, o ne šarmams. Tarptautinėje prekyboje jis taip pat vadinamas soda arba soda. Tai svarbi neorganinė cheminė žaliava, daugiausia naudojama plokščio stiklo, stiklo gaminių ir keramikos glazūros gamyboje. Jis taip pat plačiai naudojamas buitiniam plovimui, rūgščių neutralizavimui ir maisto perdirbimui.
Natrio karbonato vystymosi istorija turėtų prasidėti nuo pirmosios sodos pramonės. Sodos pelenų pramonė prasidėjo XVIII amžiaus pabaigoje. Atsiradus pramonės poreikiams ir keičiantis žaliavoms Soda Gamybai, sparčiai tobulėjo kalcinuotos karbonato (Na2CO3) gamybos technologija, o gamybos įranga dažniausiai būna stambi, mechanizuota ir automatizuota. 1983 m. pasaulinė sodos pelenų gamyba buvo apie 30 mln. Sodos pramonės istorijoje prancūzų n. lublanc, belgas E. Solvay ir Kinijos houdebang prisidėjo išskirtinai.
Prieš dirbtinę sodos pelenų sintezę senovėje buvo nustatyta, kad pelenai, kuriuos po džiovinimo sudegino kai kurie jūros dumbliai, turėjo šarmų. Išmirkius ir nufiltravus karštu vandeniu, galima gauti rudą šarmo tirpalą plovimui. Didelis kiekis natūralių šarmų gaunamas iš mineralų, daugiausia palaidotų po žeme arba šarminio vandens ežere. Natūrali šarminė rūda nuosėdiniame sluoksnyje yra aukščiausios rūšies ir yra plačiai paplitusi. XVIII amžiaus pabaigoje Prancūzijoje pirmą kartą buvo išrastas dirbtinės sodos pelenų sintezės metodas. Lublanc naudojo mirabilitą, kalkakmenį ir anglį, kad redukuotų ir karbonizuotų aukštoje temperatūroje, kad gautų neapdorotus juoduosius pelenus, kurių daugiausia yra Na2CO3. Po išplovimo, išgarinimo, rafinavimo, perkristalizavimo ir džiovinimo buvo gauti sunkūs sodos pelenai, kurių grynumas apie 97 proc. 1861 m. Belgijos Ernestolvijus išrado vien tik sodos pelenus ir gavo patentą. Kadangi techninių paslapčių apsauga nebuvo plačiai taikoma, 1920-aisiais ji padarė proveržį iš JAV. Visų pirma, houdebangas, garsus Kinijos chemijos ekspertas, 1932 m. išleido knygą „Sodos pelenų gamyba“, kuri bus laikoma paslaptyje 70 metų. Solvay metodas buvo paskelbtas pasaulyje. Houdebangas taip pat sukūrė namų šarmų gamybos procesą 1939–1942 m. ir įkūrė bandomąją gamyklą Sičuane. 1952 m. Daliano chemijos gamykloje buvo įkurtas bendras šarmų gamybos cechas. Na metodas, kurį pristatė Asahi nitratų dukterinė įmonė Japonijoje, iš esmės yra kompromisinis bikarbonato šarmo ir amoniako šarmo metodas. Sodos ir amonio chlorido santykį galima reguliuoti savo nuožiūra.
1783 m. Prancūzijos mokslų akademija pasiūlė 1200 frankų atlygį už natrio karbonato gamybos būdą. 1789 m. Prancūzijos Orleano kunigaikščio feodalo gydytojas Lubranas sėkmingai sukūrė sodos gamybos būdą. 1791 m. jis gavo patentą ir įkūrė sodos gamyklą, kurios paros našumas yra 250–300 kg. Be valgomosios druskos, Lubran sodos procese naudojamos žaliavos yra koncentruota sieros rūgštis, medžio anglis ir kalkakmenis. Gamybos procesas yra toks:
① 1 veiksmas: naudokite koncentruotą sieros rūgštį, kad valgomąją druską paverstumėte natrio sulfatu:
② 2 veiksmas: kartu pašildykite natrio sulfatą, anglį ir kalkakmenį krosnyje. Natrio sulfatas reaguoja su medžio anglimi krosnyje, sudarydamas natrio sulfidą ir anglies monoksidą:
③ 3 veiksmas: natrio sulfidas reaguoja su kalkakmeniu, kad susidarytų natrio karbonatas ir kalcio sulfidas:
Lubrano šarmų gamybos metodas sukūrė istorinį precedentą ir padarė išskirtinį indėlį į žmoniją, tačiau jis taip pat turi daug trūkumų. Pavyzdžiui, pagrindinis gamybos procesas vykdomas kietoje fazėje, sunku nuolat gaminti naudojant koncentruotą sieros rūgštį kaip žaliavą, įranga stipriai aprūdyta, produkto kokybė nešvari, kalcio sulfidas sunkiai tirpsta vandenyje. , nusodintas šlakas išmetamas, žaliavos nevisiškai panaudojamos, kaina didelė, susidaro HCl, CO ir kitos dujos, todėl teršiama aplinka. Susirūpinęs dėl šių trūkumų, 1861 m. belgų Solvay pagamino natrio karbonatą ir natrio karbonatą iš druskos, kalkakmenio ir amoniako Kalcio chlorido, tai yra amoniako šarminis metodas. Reakcijos etapai yra tokie:
Reakcijos metu susidaręs CO2 ir NH3 gali būti pakartotinai panaudoti kaip žaliavos.
Bendra reakcijos formulė yra CaC03plius 2NaCl ===NaCl2plius Na2CO3
Nors šis sodos gamybos būdas yra paprastesnis ir ekologiškesnis nei Lubran sodos gamybos būdas, jis realizuoja nepertraukiamą gamybą, labai pagerina druskos panaudojimo greitį ir yra pigus, jis turi mažą žaliavų panaudojimo lygį ir gamina daug -mažos naudojimo vertės produktai CaCl2 trūkumai vis dar persekioja žmones, o užsienio šalys labai griežtai kontroliuoja šį patentą. Kinija ilgą laiką buvo apribota dėl atitinkamų technologijų trūkumo.
Galiausiai 1943 m. houdebangas išrado kombinuotą sodos gamybos metodą, dar žinomą kaip houdebang sodos gamybos metodas, kuris pramonėje naudojamas sodos pelenams gaminti. Sulaužė tuometinę užsienio šalių techninę blokadą, dar labiau pagerino sodos gamybos efektyvumą. Tai tapo plačiai naudojamu sodos gamybos būdu pasaulyje. Specifinis procesas yra toks: įpilkite CO2 į prisotintą amoniako druskos vandenį (amoniakas ir natrio chloridas yra sotieji tirpalai), kad gautumėte šią reakciją
Reakcijos cheminė lygtis turi būti tokia:
Reakcijoje esantis natrio bikarbonatas nusodinamas dėl mažo tirpumo, kuris gali būti toliau deginamas ir suskaidomas į natrio karbonatą, vandenį ir anglies dioksidą, iš kurių anglies dioksidas vėl gali patekti į reakciją pakartotiniam naudojimui. Atsižvelgdamas į mažą valgomosios druskos panaudojimo rodiklį, dideles soda gamybos sąnaudas, aplinkos taršą, kurią sukelia atliekų skystis ir likučiai, ir sudėtingą apdorojimą, ponas houdebangas 1943 m. po tūkstančių bandymų sėkmingai sukūrė kombinuotą sodos gamybos metodą. Šis naujas procesas yra amoniako ir šarmų gamyklos statyba -- bendrai gamybai. Amoniako augalas tiekia amoniaką ir anglies dioksidą, reikalingą šarminiam augalui. Amonio chloridas motininiame tirpale kristalizuojamas pridedant valgomosios druskos kaip cheminį produktą arba trąšas. Druskos tirpalą galima perdirbti. „Derinys“ taikant vadinamąjį „kombinuotą šarmų gamybos metodą“ reiškia, kad šis metodas sujungia sintetinio amoniako pramonę ir šarmų gamybos pramonę, gaminant amoniaką naudojamas šalutinis produktas CO2, pašalinamas kalkakmenio skilimo naudojimas. gamybą, ir supaprastina gamybos įrangą. Be to, naudojant kombinuotą kaustinės sodos procesą išvengiama kalcio chlorido, kuris nėra labai naudingas šalutinis produktas amoniako kaustinės sodos procese, gamybos. Vietoj to, jai atgauti naudojamas amonio chloridas, kuris gali būti naudojamas kaip trąšos, o tai pagerina druskos panaudojimo greitį, sutrumpina gamybos procesą, mažina aplinkos taršą, mažina kalcinuotos kalcinuotos kalcinos kaštus ir skatina pramonė pasaulyje.
Išskirtinis Hough's Soda gamybos proceso bruožas yra tai, kad procesas būtų nenutrūkstamas, kad būtų išplėsta skalė; Antra, šis metodas pradedamas ne nuo kieto amonio bikarbonato, o naudojamas druskos sūrymas, kad pirmiausia sugertų amoniaką, o paskui – karbonatą, kad būtų galima nuolat gaminti. Kadangi šiam metodui nereikia tarpinės druskos kaip pagalbinės medžiagos, kaina gali būti sumažinta. 1952 m. Kinija Daliano chemijos gamykloje įkūrė 10 t/D bandomąją kombinuotą šarmų gamybos kombinuotą gamyklą, kuri buvo patobulinta 1957 m. Pirminio druskos įpylimo, antrinio amoniako absorbcijos ir pirminio karbonizavimo proceso eiga buvo nustatyta eksperimentais, įrangos parinkimas ir buvo patvirtinti veiklos indeksai. 1964 m. Daliano chemijos pramonės įmonėje buvo baigtas ir pradėtas eksploatuoti didelio masto kombinuota soda gamykla.
Dėl didelės importuojamos druskos kainos Japonija turi ieškoti naujų būdų, kaip pagerinti druskos panaudojimą. 1950 m. Asahi nitrato dukterinė įmonė Mushano chemijos gamykloje įkūrė 30 t / D kombinuotą sodos gamyklą. 1959 m. kovą ji pradėjo steigti naują kombinuotą sodos gamyklą Čibos chemijos gamykloje, kurios paros našumas yra 300 t kalcinuotos sodos ir amonio chlorido, pavadintas AC metodu. Aštuntajame dešimtmetyje amonio chlorido gamyba Japonijoje buvo perteklinė. Asahi salietra ne tik atnaujino kai kurių amoniako šarmų gamybą, bet ir sukūrė naują Asahi procesą, dar žinomą kaip NA procesas. Xinxu proceso ypatybė yra ta, kad galima reguliuoti amonio chlorido išeigą. Amonio chlorido perteklius rinkoje gali būti tiesiogiai distiliuojamas su kalkių pienu, kad būtų atgautas amoniakas. Todėl garų ir kalkių sąnaudos yra mažesnės nei amoniako šarminio proceso. Skysčių atliekų kiekis sumažinamas iki beveik 1/3 amoniako šarminio proceso. Kalcio chlorido koncentracija atliekų skystyje gali būti padidinta 2,5 karto, o žaliavinės druskos panaudojimas gali siekti daugiau nei 95 procentus. Xinxu procesas taip pat labai pagerino karbonizaciją, kristalizaciją ir kitus procesus bei įrangos struktūrą.
Iki šiol natrio karbonato vystymasis apskritai susiformavo. Vėliau žmonės šiek tiek patobulino apdorojimą, atsižvelgdami į skirtingą naudojimą, kad būtų galima naudoti įvairiomis progomis.