Fabricarea și analiza sodei caustice

Cap 1 GENERALITATI

1.1 Evolutia procedeelor de obtinere a produselor sodice.

In tara noastra datorita rezervelor practice inepuizabile de sare si calcar de calitate superioara,s-a dezvoltat o puternica industrie a produselor sodice si clorosodice.

Productia de soda calcinata este localizata in doua mari unitati industriale:Ocna Mures si Govora.

Productia de clor cuprinde unitati mari la Turda,Borzesti,Ramnicu-Valcea si Braila.

Hidroxidul de sodium se obtine prin mai multe procedee:

-procedeul var-soda ,cunoscu sub numele de procedeul caustificarii carbonatului de sodiu

-obtinerea hidroxidului de sodiu din solutiile rezultate la electroliza solutiilor apoase de clorura de sodiu in celule cu catod de mercur.

Astfel,din vechime se cunosc zacaminte de soda in N-E Chinei,in Arabia,in India,in Siberia si in unele locuri care contin soda ca:locul Vodi Natrum din Egipt,locul Mogadi din Africa si altele.

Soda obtinuta din aceste resurse naturale sau prin arderea plantelor continea foarte multe impuritati si avea continut redus de carbonat de sodiu (pana la circa 40% Na2CO3 in cenusa)

Datorita pozitiei geografice a acestor zacaminte soda se extragea cu greu si se transport cu mari dificultati.Din aceste cauze soda obtinuta in acest fel era de calitate inferioara si mai ales foarte scumpa.

1.1.1 Reactiile chimice care stau la baza procesului de obtinere a sodei caustice

Reactia care are loc in timpul procesului de caustificare este urmatoarea:

Na2CO3+CaO+H2O=2NaOH+CaCO3

Soda caustica se mai putea obtine din soda calcinata si prin procedeul cu ferit de sodiu.

In acest scop se topeste carbonatul de sodiu Na2CO3 impreuna cu oxidul de fier Fe2CO3 si se obtine feritul Na2O‡ Fe2O3

Na2CO3+ Fe2O3= Na2O+ Fe2O3+CO2

Prin descompunere feritului de sodiu cu apa se obtine o solutie diluata de soda caustica numita lesie.

Na2O‡ Fe2O3+4H2O=2 NaOH+2Fe(OH)3

Lesia caustica se decanteaza si apoi se concentreaza.

Hidroxidul feric Fe(OH)3 se deshidrateaza obtinandu-se oxidul de fier Fe2O3 care se reintroduce in circuit :

2Fe(OH)3= Fe2O3+3 H2O

Un procedeu de obtinere a sodei caustice care s-a dezvoltat mult in ultimul timp este procedeul electrochimic cu care se obtine soda caustica de mare puritate si clor.

Datorita puritatii ei soda caustica electrolitica cu care se obtine soda caustica electrolitica a limitat dezvoltarea procedeului de caustificare.

Totusi ,in ramurile industriale unde se cere o calitate prea pura,de exemplu in industrie petrolului,a sapunului,a celulozei,se intrebuinteaza soda caustica obtinuta prin caustificare.

O data cu dezvoltarea industriei sodei calcinata,s-a dezvoltat si fabricarea unor produse chimice la care se utilizeaza soda ca materie prima.

Astfel ,de produse sodice,ca silicatul sunt intrebuintate in diferite scopuri in industrie si au contribuit la dezvoltarea productiei de soda calcinata.

1.1.2 Materii prime

Materiile prime folosite in industria sodei si a clorului sunt clorura de sodiu si calcarul.Clorura de sodium constituie sursa de sodium,iar carbonatul de calciu,sursa de dioxid de carbon.

Clorura de sodiu este raspandita in natura sub forma de zacamant(sare gema) apartinand tuturor formatiilor geologice si sub forma de solutii (saramura).

Clorura de sodiu se cristalizeaza in cuburi si uneori in cuburi cu fete octoedrice sau dodecaedrice.NaCl are densitatea de 2100-2300 Kg/m³ si punctual de topire 801ºC.Clorura cristalelor pure variaza de la incolor la alb.Sarea gema este adesea colorata in albastru ,dar isi pierde culoarea prin incalzire la 250ºC.

Se cunosc doua metode de obtinere a clorurii de sodiu:extragerea sari geme in exploatari miniere si extragerea prin sonde.Exploatarea sari geme in mine consta masivele subterane.

Salina este impartita in mai multe nivele de exploatare in functie de forma stratului de sare se disting saline cu camere,saline cu pilieri sau abotaje.

Metoda de exploatare a sari prin sonde s-a extins destul de repede ca urmare a avantajelor de care dispune fata de exploatarea miniera.

Se folosesc diferite metode de introducere a apei in puturi,pentru dizolvarea sari si pentru scoaterea saramurii.

Perfectionari ulterioare au imbunatatit motoda de extragere prin introducerea de aer odata cu apa.Aerul formeaza o perna in partea superioara a stratului ceea ce duce la protejarea boltii si la obtinerea unei cavitati cu diametru mare pe orizontala.

Protectia boltii se poate realize si cu ajutorul produselor petroliere introduce printr-un al treilea tub concentric.

Sarea continuta de apele marilor constituie o alta sursa de obtinere a clorurii de sodiu.

Problema indepartarii impuritatilor a facut ca sarea marina sa nu fie in procesele electrolitice.