رماد الصودا الكثيف - الهند

حول رماد الصودا الكثيف (كربونات الصوديوم)
رماد الصودا الكثيف هو الاسم الصناعي لكربونات الصوديوم اللامائية. ديكاهيدرات كربونات الصوديوم عبارة عن مركب بلوري شفاف عديم اللون يُعرف تجاريًا باسم الصودا أو صودا الغسيل. يتم إنتاج رماد الصودا بطريقة صودا الأمونيا (عملية سولفاي) باستخدام الأمونيا وثاني أكسيد الكربون لمعالجة كلوريد الصوديوم. كما يستخدم المعدن الطبيعي «ترونا» كمصدر لكربونات الصوديوم. إنه جزء لا يتجزأ من العديد من الصناعات وعمليات التصنيع، وله مجموعة واسعة من الاستخدامات الصناعية، وهو أمر بالغ الأهمية في تصنيع الزجاج المسطح وزجاج الحاويات، وهو مكون رئيسي لإنتاج المنظفات.

عملية التصنيع التعدين توجد
كربونات الصوديوم في الطبيعة مثل الترونا، ثنائي هيدرات ثنائي كربونات الهيدروجين ثلاثي الصوديوم (Na₃HCO₃CO₃·2H₂O). يتم استخراج الترونا أيضًا من بعض البحيرات القلوية عن طريق التجريف. تعمل الينابيع المالحة الساخنة باستمرار على تجديد الملح في البحيرة بحيث لا يزيد معدل التجريف عن معدل التجديد، ويكون المصدر مستدامًا تمامًا.

عملية سولفاي
في عام 1861، طور الكيميائي الصناعي البلجيكي إرنست سولفاي طريقة لتحويل كلوريد الصوديوم إلى كربونات الصوديوم باستخدام الأمونيا. تركزت عملية سولفاي حول برج مجوف كبير. في الجزء السفلي، تم تسخين كربونات الكالسيوم (الحجر الجيري) لإطلاق ثاني أكسيد الكربون:
CaCO₃ → CaO + CO₂

في الجزء العلوي، دخل محلول مركّز من كلوريد الصوديوم والأمونيا إلى البرج.
ثناء تدفق ثاني أكسيد الكربون من خلاله، ترسبت بيكربونات الصوديوم:
NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl

تم تحويل بيكربونات الصوديوم بعد ذلك إلى كربونات الصوديوم عن طريق تسخينها، وإطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون:
2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

وفي الوقت نفسه، تم تجديد الأمونيا من المنتج الثانوي لكلوريد الأمونيوم عن طريق معالجتها ببقايا الجير (هيدروكسيد الكالسيوم) من توليد ثاني أكسيد الكربون:
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl → CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

لأن عملية سولفاي تعيد تدوير الأمونيا، تستهلك فقط المحلول الملحي والحجر الجيري وتحتوي على كلوريد الكالسيوم كمنتج النفايات الوحيد. بحلول عام 1900، تم إنتاج 90٪ من كربونات الصوديوم بواسطة عملية سولفاي.

عملية Hou
تم تطويرها بواسطة الكيميائي الصيني Hou Debang في الثلاثينيات. تم ضخ ثاني أكسيد الكربون، المنتج الثانوي السابق لإصلاح البخار، عبر محلول مشبع من كلوريد الصوديوم والأمونيا لإنتاج بيكربونات الصوديوم من خلال التفاعلات التالية:
NH₃ + CO₂ + H₂O → NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃

تم جمع بيكربونات الصوديوم على شكل راسب بسبب انخفاض قابليتها للذوبان ثم تسخينها لإنتاج كربونات الصوديوم النقية على غرار الخطوة الأخيرة من عملية سولفاي. يتم إضافة المزيد من كلوريد الصوديوم إلى المحلول المتبقي من الأمونيوم وكلوريدات الصوديوم؛ كما يتم ضخ المزيد من الأمونيا عند 30-40 درجة مئوية إلى هذا المحلول. ثم تنخفض درجة حرارة المحلول إلى أقل من 10 درجات مئوية. تكون قابلية ذوبان كلوريد الأمونيوم أعلى من تلك الخاصة بكلوريد الصوديوم عند 30 درجة مئوية وأقل عند 10 درجات مئوية. بسبب اختلاف الذوبان المعتمد على درجة الحرارة وتأثير الأيونات الشائعة، يتم ترسيب كلوريد الأمونيوم في محلول كلوريد الصوديوم.

الاسم الصيني لعملية Hou (联合制碱法) يعني «طريقة التصنيع القلوي المزدوج»: تقترن عملية Hou بعملية Haber وتوفر اقتصادًا أفضل للذرة من خلال القضاء على إنتاج كلوريد الكالسيوم نظرًا لأن الأمونيا لم تعد بحاجة إلى التجديد. يمكن بيع المنتج الثانوي لكلوريد الأمونيوم كسماد.