Sodyum karbonatsoda külü olarak da bilinen , alkali değil tuz olarak sınıflandırılır. Uluslararası ticarette soda veya soda külü olarak da adlandırılır. Ağırlıklı olarak düz cam, cam ürünleri ve seramik sır üretiminde kullanılan önemli bir inorganik kimyasal hammaddedir. Ayrıca evsel yıkama, asit nötralizasyonu ve gıda işlemede yaygın olarak kullanılmaktadır.
Sodyum karbonatın gelişim tarihi, ilk soda endüstrisinden başlamalıdır. Soda külü endüstrisi 18. yüzyılın sonunda başladı. Endüstrinin ihtiyaçları ve Soda Yapımı için hammadde değişimi ile soda külü (Na2CO3) üretim teknolojisi hızla gelişti ve üretim ekipmanı büyük ölçekli, mekanize ve otomatik olma eğilimindedir. 1983 yılında dünya soda külü üretimi yaklaşık 30 milyon tondu. Soda külü endüstrisi tarihinde, Fransızca n. lublanc, Belçikalı E. Solvay ve Çinli houdebang olağanüstü katkılarda bulundular.
Soda külünün yapay sentezinden önce, eski zamanlarda bazı deniz yosunlarının kuruduktan sonra yaktığı külün alkali içerdiği bulunmuştur. Sıcak su ile ıslatma ve süzme işleminden sonra yıkama için kahverengi alkali çözelti elde edilebilir. Büyük miktarda doğal alkali, esas olarak yeraltında veya alkali su gölünde gömülü olan minerallerden gelir. Sedimanter tabakadaki doğal alkali cevher en yüksek dereceye sahiptir ve yaygın olarak dağılmıştır. 18. yüzyılın sonunda, soda külünün yapay sentezi yöntemi ilk olarak Fransa'da icat edildi. Lublanc, esas olarak Na2CO3 içeren ham bir siyah kül ürünü elde etmek için yüksek sıcaklıkta indirgemek ve karbonatlamak için mirabilit, kireçtaşı ve kömürü kullandı. Süzme, buharlaştırma, rafine etme, yeniden kristalleştirme ve kurutmadan sonra, saflığı yaklaşık yüzde 97 olan ağır bir soda külü elde edildi. 1861'de Belçikalı Ernestolvy soda külünü tek başına icat etti ve bir patent aldı. Teknik sırların korunması yaygın olarak uygulanmadığı için 1920'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nden bir atılım yaptı. Özellikle ünlü bir Çinli kimya uzmanı olan houdebang, 70 yıl boyunca gizli tutulacak olan "soda külü üretimi" kitabını 1932'de yayınladı. Solvay yöntemi dünyada yayınlandı. Houdebang ayrıca 1939'dan 1942'ye kadar ev alkali yapım süreci kurdu ve Sichuan'da bir pilot tesis kurdu. 1952 yılında Dalian Kimya Fabrikası'nda ortak bir alkali üretim atölyesi kuruldu. Asahi nitrat yan kuruluşu tarafından Japonya'da tanıtılan Na yöntemi, esasen bikarbonat alkali ve amonyak alkalinin bir uzlaşma yöntemidir. Soda külünün amonyum klorüre oranı isteğe göre ayarlanabilir.
1783'te Fransız Bilimler Akademisi, soda külü üretme yöntemi için 1200 frank ödül verdi. 1789'da, Fransa'nın feodal lordu Orleans Dükü'nün refakatçi doktoru Lubran, soda yapmak için başarılı bir yöntem yarattı. 1791'de bir patent aldı ve günlük üretimi 250~300kg olan bir soda fabrikası kurdu. Sofra tuzuna ek olarak, Lubran soda işleminde kullanılan hammaddeler arasında konsantre sülfürik asit, odun kömürü ve kireçtaşı bulunur. Üretim süreci aşağıdaki gibidir:
① Adım 1: sofra tuzunu sodyum sülfata dönüştürmek için konsantre sülfürik asit kullanın:
② Adım 2: Sodyum sülfat, kömür ve kireç taşını fırında birlikte ısıtın. Sodyum sülfat, fırında kömürle reaksiyona girerek sodyum sülfür ve karbon monoksit oluşturur:
③ Adım 3: Sodyum sülfür kireçtaşı ile reaksiyona girerek sodyum karbonat ve kalsiyum sülfür üretir:
Lubran alkali üretim yöntemi, tarihi bir emsal oluşturmuş ve insanlığa olağanüstü katkılar sağlamıştır, ancak aynı zamanda birçok eksikliği de vardır. Örneğin, ana üretim süreci katı fazda gerçekleştirilir, hammadde olarak konsantre sülfürik asit ile sürekli olarak üretmek zordur, ekipman ciddi şekilde aşınmıştır, ürün kalitesi saf değildir, kalsiyum sülfür suda kolayca çözünmez , çöken cüruf atılır, hammaddeler tam olarak kullanılmaz, maliyet yüksektir ve HCI, CO ve diğer gazlar üretilir, bu da çevre kirliliğine neden olur. Bu eksikliklerden rahatsız olan Belçikalı Solvay, 1861'de tuz, kireçtaşı ve amonyak Kalsiyum klorürden sodyum karbonat ve sodyum karbonat yaptı, bu amonyak alkali yöntemidir. Reaksiyon adımları aşağıdaki gibidir:
Reaksiyondan üretilen CO2 ve NH3, hammadde olarak yeniden kullanılabilir.
Toplam reaksiyon formülü CaC03artı 2NaCl ===NaCl2artı Na2CO3
Bu soda yapım yöntemi, Lubran soda yapım yönteminden daha basit ve çevre dostu olmasına, sürekli üretim gerçekleştirmesine, tuzun kullanım oranını büyük ölçüde iyileştirmesine ve düşük maliyetli olmasına rağmen, düşük hammadde kullanım oranına sahiptir ve çok sayıda soda üretir. -kullanım değeri düşük ürünler CaCl2'nin eksiklikleri hala insanları rahatsız ediyor ve yabancı ülkeler bu patent üzerinde çok sıkı kontrole sahip. Çin, ilgili teknolojinin eksikliği nedeniyle uzun süredir kısıtlandı.
Son olarak, houdebang 1943'te endüstride soda külü yapmak için kullanılan houdebang soda yapım yöntemi olarak da bilinen birleşik Soda Yapımı Yöntemini icat etti. O dönemde yabancı ülkelerin teknik ablukasını kırdı ve soda yapımının verimliliğini daha da artırdı. Dünyada yaygın olarak kullanılan bir soda yapım yöntemi haline gelmiştir. Spesifik işlem aşağıdaki gibidir: aşağıdaki reaksiyonu oluşturmak için doymuş amonyak tuzlu suya (amonyak ve sodyum klorür doymuş çözeltilerdir) CO2 ekleyin
Reaksiyon kimyasal denklemi şöyle olacaktır:
Reaksiyondaki sodyum bikarbonat, daha fazla kalsine edilebilen ve sodyum karbonat, su ve karbon dioksite ayrışabilen düşük çözünürlüğü nedeniyle çökeltilir ve karbon dioksit yeniden kullanım için reaksiyona girebilir. Soda tuzunun düşük kullanım oranı, Soda Yapımının yüksek maliyeti, atık sıvı ve kalıntılardan kaynaklanan çevre kirliliği ve arıtmanın zorluğu göz önüne alındığında, Bay houdebang, 1943 yılında binlerce testten sonra kombine Soda Yapımı Yöntemini başarıyla geliştirdi. Bu yeni süreç, ortak üretim için --'da bir amonyak tesisi ve bir alkali tesisi kurmaktır. Amonyak bitkisi, alkali bitkisinin ihtiyaç duyduğu amonyak ve karbondioksiti sağlar. Ana likördeki amonyum klorür, kimyasal ürün veya gübre olarak sofra tuzu eklenerek kristalleştirilir. Tuz çözeltisi geri dönüştürülebilir. "Birleşik alkali yapma yöntemi" olarak adlandırılan "kombinasyon", yöntemin sentetik amonyak endüstrisi ile alkali yapma endüstrisini bir araya getirdiği, amonyak üretimi sırasında yan ürün CO2'den yararlandığı, kireçtaşı ayrışmasının kullanımını ortadan kaldırdığı anlamına gelir. üretim ve üretim ekipmanını basitleştirir. Ek olarak, kombine kostik soda prosesi, amonyak kostik soda prosesinde pek kullanışlı olmayan yan ürün olan kalsiyum klorür üretimini de önler. Bunun yerine, gübre olarak kullanılabilen amonyum klorür, tuzun kullanım oranını iyileştiren, üretim sürecini kısaltan, çevre kirliliğini azaltan, soda külü maliyetini azaltan ve ilerlemeyi teşvik eden onu geri kazanmak için kullanılır. dünyada sanayi.
Hough's Soda yapım sürecinin öne çıkan özelliği, ölçeği genişletmek için süreci sürekli hale getirmesidir; İkinci olarak, bu yöntem katı amonyum bikarbonat ile başlamaz, ancak önce amonyağı emmek için tuzlu su ve ardından sürekli üretim için karbonat kullanır. Bu yöntem yardımcı madde olarak ara tuza ihtiyaç duymadığından maliyet düşürülebilir. 1952'de Çin, Dalian Kimya Fabrikası'nda kombine alkali üretimi için 1957'de geliştirilmiş 10t/D pilot tesisi kurdu. Birincil tuz ilavesi, ikincil amonyak absorpsiyonu ve birincil karbonasyonun proses akışı deneyler yoluyla belirlendi ve ekipman seçimi ve operasyon endeksleri onaylandı. 1964 yılında Dalian Kimya Sanayi A.Ş.'de büyük ölçekli kombine soda tesisi tamamlanarak işletmeye alınmıştır.
İthal tuzun yüksek fiyatı nedeniyle Japonya, tuzun kullanım oranını iyileştirmek için yeni yöntemler aramak zorundadır. 1950 yılında Asahi Nitrat yan kuruluşu Mushan kimya tesisinde 30t/D kombine soda tesisi kurdu. Mart 1959'da Chiba kimya fabrikasında AC yöntemi olarak adlandırılan günlük 300 ton soda külü ve amonyum klorür üretimi ile yeni bir kombine soda tesisi kurmaya başladı. 1970'lerde, Japonya'da amonyum klorür üretimi aşırı arz edildi. Asahi güherçile, bazı amonyak alkali üretimine devam etmenin yanı sıra, NA süreci olarak da bilinen yeni Asahi sürecini kurdu. Xinxu işleminin özelliği, amonyum klorür çıkışının ayarlanabilmesidir. Piyasadaki fazla amonyum klorür, amonyağın geri kazanılması için doğrudan kireç sütü ile damıtılabilir. Bu nedenle, buhar ve kireç tüketimi, amonyak alkali prosesinden daha azdır. Atık sıvı miktarı, amonyak alkali prosesinin yaklaşık 1/3'üne düşürülür. Atık sıvıdaki kalsiyum klorür konsantrasyonu 2,5 kat arttırılabilir ve ham tuzun kullanım oranı yüzde 95'in üzerine çıkabilir. Xinxu süreci ayrıca karbonizasyon, kristalizasyon ve diğer süreçler ve ekipman yapısında büyük gelişmeler kaydetti.
Şimdiye kadar, sodyum karbonatın gelişimi genel olarak şekillendi. Daha sonra, insanlar farklı durumlarda kullanılmasını sağlamak için farklı kullanım vurgularına göre işlemede bazı küçük iyileştirmeler yaptılar.