Карбонат натрію, також відомий як кальцинована сода, класифікується як сіль, а не луг. Його ще називають кальцинованої содою або кальцинованої содою в міжнародній торгівлі. Це важлива неорганічна хімічна сировина, в основному використовується у виробництві плоского скла, скляних виробів і керамічної глазурі. Також він широко використовується в побутовому митті, нейтралізації кислот і переробці харчових продуктів.
Історія розробки карбонату натрію повинна починатися з першої содової промисловості. Промисловість кальцинованої соди почалася в кінці 18 століття. З урахуванням потреб промисловості і зміни сировини для содового виробництва технологія виробництва кальцинованої соди (Na2CO3) швидко розвивалася, а виробниче обладнання має тенденцію бути масштабним, механізованим і автоматизованим. У 1983 році світовий випуск кальцинованої соди становив близько 30мт. В історії промисловості кальцинованої соди видатний внесок зробили французький н. люблан, бельгієць Е. Сольвей і китайський худебанг.
До штучного синтезу кальцинованої соди в давнину було виявлено, що зола, спалена деякими водоростями після висихання, містила луг. Після замочування і фільтрації гарячою водою можна було отримати розчин лугу коричневого кольору для промивання. Велика кількість природної лугу надходить з мінеральних речовин, в основному похованих підземних або лужних вод озера. Природна лужна руда в осадовому шарі має вищу марку і широко поширена. В кінці 18 століття метод штучного синтезу кальцинованої соди вперше був винайдений у Франції. Любланц використовував мірабіліт, вапняк і вугілля для зниження і карбонат при високій температурі для отримання сирого продукту чорної золи, в основному містить Na2CO3. Після вимивання, випаровування, рафінування, перекристалізації та сушіння була отримана важка кальцинована сода чистотою близько 97%. У 1861 році ернестольви Бельгії винайшли тільки кальциновану соду і отримали патент. Оскільки охорона технічної таємниці не отримала широкого застосування, вона зробила прорив з США в 1920-х роках. Зокрема, відомий китайський хімік-експерт Худебанг в 1932 році видав книгу «виробництво кальцинованої соди», яка буде триматися в таємниці протягом 70 років. Метод Сольвея був опублікований в світі. Худебанг також встановив процес виробництва hous alkali з 1939 по 1942 рік і заснував пілотний завод в Сичуані. У 1952 році на Даляньському хімічному заводі був створений спільний цех з виробництва лугів. Метод Na, введений дочірньою компанією Asahi nitrate в Японії, по суті, є компромісним методом бікарбонатної лугу і аміачної лугу. Співвідношення кальцинованої соди до хлориду амонію можна регулювати за бажанням.
У 1783 році Французька академія наук запропонувала винагороду в розмірі 1200 франків за спосіб отримання кальцинованої соди. У 1789 році Любран, черговий лікар феодала герцога Орлеанського, Франція, успішно створив метод виготовлення соди. У 1791 році він отримав патент і заснував содовий завод з добовим виходом 250 ~ 300 кг. Крім кухонної солі, до сировини, що використовується в любранському содовому процесі, відносяться концентрована сірчана кислота, деревне вугілля і вапняк. Процес виробництва виглядає наступним чином:
(1) Крок 1: використовуйте концентровану сірчану кислоту для перетворення кухонної солі в сульфат натрію:
(2) Крок 2: нагріти сульфат натрію, деревне вугілля і вапняк разом у печі. Сульфат натрію вступає в реакцію з деревним вугіллям в печі з утворенням сульфіду натрію і чадного газу:
(3) Крок 3: сульфід натрію реагує з вапняком, утворюючи карбонат натрію і сульфід кальцію:
Любранський метод виробництва лугів створив історичний прецедент і зробив видатний внесок у людство, але він також має багато недоліків. Наприклад, основний виробничий процес здійснюється в твердій фазі, його важко безперервно виробляти концентрованою сірчаною кислотою в якості сировини, обладнання сильно роз'їдається, якість продукції нечисте, сульфід кальцію не легко розчиняється у воді, осаджений шлак викидається, сировина не утилізується в повному обсязі, вартість висока, і утворюється HCI, CO та інші гази, що призводить до забруднення навколишнього середовища. Стурбований цими недоліками, в 1861 році бельгійський Сольвей виготовляв карбонат натрію і карбонат натрію з солі, вапняку і аміаку Хлорид кальцію, це аміачний лужний спосіб. Етапи реакції наступні:
CO2 і NH3, що утворюються в результаті реакції, можуть бути повторно використані в якості сировини.
Загальна формула реакції - CaC03+2NaCl ===NaCl2+Na2CO3
Хоча цей метод виготовлення соди більш простий і екологічний, ніж метод виготовлення лубранської соди, реалізує безперервне виробництво, значно покращує коефіцієнт утилізації солі і має низьку вартість, він має низький коефіцієнт використання сировини і виробляє велику кількість побічних продуктів з низькою споживчою вартістю Недоліки CaCl2 все ще переслідують людей, і зарубіжні країни мають дуже суворий контроль над цим патентом. Китай довгий час був обмежений через відсутність відповідних технологій.
Нарешті, худебанг винайшов комбінований метод виготовлення соди в 1943 році, також відомий як метод виготовлення соди худебанг, який використовується для виготовлення кальцинованої соди в промисловості. Вона розірвала технічну блокаду зарубіжних країн в той час, і ще більше підвищила ефективність виготовлення соди. Він став широко використовуваним способом виготовлення соди в світі. Специфічний процес полягає в наступному: додайте СО2 в насичену аміачну солону воду (аміак і хлорид натрію - насичені розчини) для отримання наступної реакції
Хімічне рівняння реакції має бути таким:
Бікарбонат натрію в реакції випадає в осад через його низьку розчинності, яка може бути додатково прожарена і розкладена на карбонат натрію, воду і вуглекислий газ, з яких вуглекислий газ може знову вступити в реакцію для повторного використання. З огляду на низький рівень використання кухонної солі, високу вартість содового виробництва, забруднення навколишнього середовища, викликане відходами рідини та залишків, а також труднощі в обробці, пан Худебанг успішно розробив комбінований метод виготовлення соди в 1943 році після тисяч випробувань. Цей новий процес полягає в будівництві аміачного заводу та лужного заводу на спільному виробництві. Аміак заводу забезпечує аміак і вуглекислий газ, необхідні лужним рослинам. Хлористий амоній в маточнику кристалізується шляхом додавання кухонної солі в якості хімічного продукту або добрива. Сольовий розчин можна переробляти. «Поєднання» в так званому «комбінованому способі виготовлення лугів» означає, що метод об'єднує воєдино синтетичну аміачну промисловість і лужну промисловість, використовує побічний СО2 при виробництві аміаку, виключає використання розкладання вапняку для виробництва, спрощує виробниче обладнання. Крім того, комбінований процес їдкої соди також дозволяє уникнути вироблення хлориду кальцію, який не дуже корисний побічним продуктом в процесі аміачної каустичної соди. Натомість для його відновлення використовується хлористий амоній, який можна використовувати як добриво, що покращує темпи утилізації солі, скорочує процес виробництва, зменшує забруднення навколишнього середовища, знижує витрати на кальциновану соду, сприяє прогресу промисловості у світі.
Видатна особливість процесу виготовлення соди Хафа полягає в тому, щоб зробити процес безперервним, щоб розширити масштаби; По-друге, цей спосіб не починається з твердого гідрокарбонату амонію, а використовує сольовий розсіл для поглинання спочатку аміаку, а потім карбонату для безперервного виробництва. Оскільки цей спосіб не потребує проміжної солі в якості допоміжного засобу, витрати можна знизити. У 1952 році Китай створив пілотний завод 10т / Д для комбінованого виробництва лугів на Даляньському хімічному заводі, який був вдосконалений в 1957 році. За допомогою експериментів визначався технологічний потік первинного додавання солі, вторинного поглинання аміаку і первинної карбонізації, а також були підтверджені показники відбору і експлуатації обладнання. У 1964 році в Компанії хімічної промисловості Далянь був добудований і введений в експлуатацію масштабний завод комбінованої соди.
У зв'язку з високою ціною імпортної солі Японія повинна шукати нові методи для поліпшення темпів утилізації солі. У 1950 році дочірня компанія нітрату Асахі заснувала комбінований завод соди 30т / Д на Мушанському хімічному заводі. У березні 1959 року на хімічному заводі Тіба почався новий комбінований содовий завод, з добовим виходом 300т кальцинованої соди і хлориду амонію, названого методом А.К. У 1970-х роках виробництво хлориду амонію в Японії було перенасичено. На додаток до відновлення деякого виробництва аміачної лугу, селітра Асахі встановила новий процес Асахі, також відомий як процес N.A. Характеристика процесу Сіньксу полягає в тому, що вихід хлориду амонію можна регулювати. Надлишок хлориду амонію на ринку можна безпосередньо перегнати з вапняним молоком для відновлення аміаку. Тому витрата пари і вапна менше, ніж у аміачного лужного процесу. Кількість відпрацьованої рідини зменшується майже до 1/3 від кількості аміачного лужного процесу. Концентрація хлориду кальцію у відпрацьованій рідині може бути збільшена в 2, 5 рази, а коефіцієнт утилізації сирої солі може досягати більше 95%. Процес Сіньксу також вніс великі поліпшення карбонізації, кристалізації та інших процесів і структури обладнання.
До сих пір розвиток карбонату натрію оформилося в цілому. Пізніше люди внесли деякі незначні поліпшення в обробку відповідно до різного акценту на використанні, щоб забезпечити його для використання в різних випадках.