Содержание
- Большую часть синтетической соды получают аммиачным методом Сольве из поваренной соли и известняка.
- Комбинированный метод, распространённый в Китае, вместо отхода хлорида кальция даёт хлорид аммония — удобрение.
- В ряде стран соду получают из природного минерала троны.
- Тяжёлую соду делают из лёгкой: через моногидрат с последующей кальцинацией.
Кальцинированная сода — один из старейших продуктов химической промышленности. Способ производства влияет на себестоимость, побочные продукты и иногда на примеси в готовой соде. Покупателю полезно понимать, откуда берётся продукт.
Метод Сольве (аммиачный)
Метод, разработанный Эрнестом Сольве в 1860-х годах, до сих пор остаётся основным способом получения синтетической соды. Сырьё — поваренная соль, известняк и аммиак, который почти полностью возвращается в цикл.
- 01
Очистка рассола
Из раствора поваренной соли удаляют соли кальция и магния.
- 02
Аммонизация
Рассол насыщают аммиаком.
- 03
Карбонизация
Через аммонизированный рассол пропускают углекислый газ; в осадок выпадает гидрокарбонат натрия NaHCO₃.
- 04
Фильтрация
Кристаллы гидрокарбоната отделяют от раствора хлорида аммония.
- 05
Кальцинация
Гидрокарбонат прокаливают: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂. Углекислый газ возвращают на карбонизацию.
- 06
Регенерация аммиака
Раствор хлорида аммония обрабатывают известковым молоком, аммиак возвращают в цикл; отход — раствор хлорида кальция.
Углекислый газ и известь для процесса получают обжигом известняка: CaCO₃ → CaO + CO₂. Поэтому содовые заводы обычно строят рядом с месторождениями соли и известняка.
Комбинированный метод
В комбинированном методе (его разработал китайский химик Хоу Дэбан) аммиак не регенерируют известью: из раствора выделяют хлорид аммония NH₄Cl, который используют как азотное удобрение. Отхода хлорида кальция нет, а выход полезной продукции выше. Метод широко применяется в Китае — крупнейшем производителе соды в мире.
Природная сода
Соду можно получать из минерала троны (Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O) и содовых рассолов. Руду растворяют, очищают и кальцинируют. Крупнейшие месторождения троны находятся в США; природную соду добывают также в Турции, Китае и ряде других стран. Себестоимость такого производства обычно ниже, а отходов меньше.
Сравнение способов
| Метод Сольве | Комбинированный | Природная сода | |
|---|---|---|---|
| Сырьё | соль, известняк, аммиак | соль, аммиак, CO₂ | трона, содовые рассолы |
| Побочный продукт | хлорид кальция (отход) | хлорид аммония (удобрение) | минимум |
| Где распространён | Европа, Россия, многие страны | Китай | США, Турция, Китай |
| Особенность | отработанная технология | два товарных продукта | низкая себестоимость |
Как получают тяжёлую соду
Все способы сначала дают лёгкую соду. Чтобы получить тяжёлую (плотную), лёгкую соду увлажняют до образования моногидрата Na₂CO₃·H₂O, а затем снова прокаливают. Частицы становятся крупнее и плотнее: насыпная плотность растёт примерно с 0,5–0,6 до 0,9–1,1 т/м³.
Сода в Китае и в Цинхае
Китай производит больше кальцинированной соды, чем любая другая страна, и использует все три способа. В провинции Цинхай содовые производства опираются на соль солёных озёр Цайдамской котловины и местный известняк.
Способ производства указывают в документах производителя. Для покупателя главное — фактические показатели партии по TDS и COA: содержание Na₂CO₃, хлориды, железо, нерастворимый остаток.
Частые вопросы
Из чего делают кальцинированную соду?
Синтетическую соду — из поваренной соли и известняка (метод Сольве) или из соли, аммиака и углекислого газа (комбинированный метод). Природную — из минерала троны.
Почему соду называют кальцинированной?
Потому что на последней стадии гидрокарбонат натрия прокаливают — кальцинируют, получая безводный карбонат натрия.
Влияет ли способ производства на качество?
Способ может влиять на отдельные примеси, но качество определяется фактическими показателями партии. Сравнивайте соду по TDS и COA.
Чем тяжёлая сода отличается по производству?
Её получают из лёгкой соды через моногидрат и повторную кальцинацию, поэтому она плотнее и обычно дороже.