Laboratorinis metodas
Laboratorinis natrio karbonato paruošimas:
Riubelio procesas
Jau 1791 metais senovės žmonės pradėjo naudoti druską, sieros rūgštį, anglį ir kalkakmenį kaip žaliavas natrio karbonatui gaminti, o tai vadinama Riubelio procesu.
Šis metodas turi nepakankamą žaliavų panaudojimą, prastas darbo sąlygas ir prastą produkto kokybę, todėl palaipsniui jį pakeitė Solvay procesas.
Soksleto procesas
1859 m. belgų Solvay naudojo druską, amoniako vandenį ir anglies dioksidą kaip žaliavas, kad nusodintų natrio bikarbonatą iš tirpalo kambario temperatūroje. Kaitinant, jis suskaidomas į natrio karbonatą. Žmonės šį metodą vadina Soksleto procesu, kuris naudojamas iki šiol.
Amoniakas reaguoja su vandeniu ir anglies dioksidu, kad susidarytų viena amonio bikarbonato molekulė. Tai pirmas žingsnis:
Antrasis žingsnis yra: amonio bikarbonatas reaguoja su natrio chloridu, kad susidarytų natrio bikarbonato nuosėdos ir amonio chloridas. Priežastis, kodėl natrio bikarbonatas nusėda, yra dėl mažo jo tirpumo. Po filtravimo gauname kietą natrio bikarbonatą:
Bendra šių dviejų etapų cheminė lygtis yra tokia:
3 veiksmas: kaitinkite ir suskaidykite natrio bikarbonatą, kad susidarytų vanduo, anglies dioksidas ir natrio karbonatas, o tai yra natrio karbonatas, kurio norime:
4 veiksmas: antrajame etape sumaišykite ir pašildykite šalutinį produktą – amonio chloridą ir gesintas kalkes, o gautą amoniaką galima perdirbti:
Hou šarmų gamybos būdas
1943 metais kinas Hou Debangas grįžo iš užsienio. Jis patobulino Solvay procesą, remdamasis nacionalinėmis druskos trūkumo sąlygomis žemyninėje Kinijoje, sujungdamas dvi pagrindines natrio pelenų ir sintetinio amoniako pramonės šakas ir tuo pačiu metu gamindamas natrio karbonatą ir trąšų amonio chloridą, o tai labai pagerino druskos panaudojimo greitį. . Tai yra Hou šarmų gamybos būdas.
Pirmajame etape amoniakas reaguoja su vandeniu ir anglies dioksidu, kad susidarytų viena amonio bikarbonato molekulė. Antrame etape amonio bikarbonatas reaguoja su natrio chloridu, kad susidarytų natrio bikarbonato nuosėdos ir amonio chloridas. Priežastis, kodėl natrio bikarbonatas nusėda, yra dėl mažo jo tirpumo. Po filtravimo gauname kietą natrio bikarbonatą. (Šie du etapai yra tokie patys kaip aukščiau aprašytas Soksleto šarmų gamybos metodas).
Trečiajame etape dalis susintetinto natrio bikarbonato gali būti tiesiogiai parduodama iš gamyklos, o likusi natrio bikarbonato dalis bus kaitinama ir skaidoma, kad būtų gautas natrio karbonatas, o susidaręs anglies dioksidas gali būti grąžintas į pirmąjį etapą. perdirbimas.
Pagal principą, kad NH4Cl tirpumas yra didesnis nei NaCl, bet mažesnis nei NaCl tirpumas žemoje temperatūroje, esant 278 K ~ 283 K (5 laipsniai ~ 10 laipsnių), į motininį tirpalą pridedami smulkūs druskos milteliai, kad susidarytų NH4Cl. kristalizuotis ir nusodinti vien azoto trąšoms.
Skirtumas tarp Soksleto šarminio proceso ir Hou šarminio proceso yra tas, kad NH3 yra perdirbamas per visą Soksleto proceso gamybos procesą, o CO2 yra perdirbamas per visą Hou šarminio proceso gamybos procesą, o NH4Cl yra tiesiogiai naudojamas kaip - sodos pelenų produktas - trąšos. Todėl Soksleto proceso produktas yra natrio karbonatas, o šalutinis produktas yra kalcio chloridas; o Hou šarminio proceso produktas yra natrio karbonatas, o šalutinis produktas yra amonio chloridas.
Šio metodo privalumai: Išsaugomi amoniako-sodos metodo privalumai ir pašalinami jo trūkumai, todėl valgomosios druskos panaudojimo koeficientas padidėja iki 96 %; NH4Cl gali būti naudojamas kaip azoto trąša; jis gali būti derinamas su sintetinio amoniako gamykla, kad sintetinio amoniako žaliavos CO paverstų CO2, pašalinant CO2 gamybos procesą iš CaCO3.