純堿純堿,又稱蘇打,或碳酸鈉,是壹種非常重要的化工原料。有兩種制備方法。壹種是比利時Solvi公司開發的氨堿法,又稱索氏純堿法,另壹種是我國侯先生開發的聯堿法,又稱侯純堿法。這兩個技術原理是壹樣的,使用的原料也是差不多的。
起初,nicolas leblanc法制備純堿,以鹽、硫酸、煤和石灰石為原料生產碳酸鈉,生產的碳酸鈉純度不高。索氏法和霍夫法是現代制備純堿的主要方法。使用的原料是鹽(氯化鈉)、石灰石(煆燒產生生石灰和二氧化碳)、氨和水。
二、純堿是怎麽生產的?
純堿的生產方法有很多種,現介紹如下:
1,實驗室方法
實驗室制備的碳酸鈉由氫氧化鈉和二氧化碳制成,反應方程式為:
2氫氧化鈉+二氧化碳=碳酸鈉+H2O .
2.尼古拉斯·勒布朗定律
(1)鹽被硫酸轉化為硫酸鈉:2NaCl+H2SO4(濃)= = Na2SO4+2 HCl =
(2)將硫酸鈉、木炭和石灰石在爐中共同加熱。硫酸鈉在爐內與木炭反應生成硫化鈉和壹氧化碳:Na2SO4+4C==高溫= ==Na2S+4CO↑ =然後硫化鈉與石灰石反應生成碳酸鈉和硫化鈣:Na2S+CaCO3==高溫==Na2CO3+CaS。由於產物中混有未反應的黑碳,產物為黑灰,稱為黑灰。黑灰含有40%~45%的碳酸鈉。
(3)用水浸取黑灰,溶液濃縮後結晶碳酸鈉。硫化鈣不易溶於水,沈澱成渣丟棄。
3.索格利特蘇打法
(1)氨與水和二氧化碳反應生成壹分子碳酸氫銨:NH3+H2O+CO2 = NH4CO3。
(2)碳酸氫銨與氯化鈉反應生成碳酸氫鈉和氯化銨的沈澱是由於其溶解度低。過濾得到碳酸氫鈉固體:NaCl+NH4CO3 = nahco3 ↓+NH4Cl。
(3)加熱分解碳酸氫鈉生成水、二氧化碳和碳酸鈉,也就是我們要的純堿:2NaHCO3==高溫= = Na2CO3+H2O+CO2 =
(4)將第二步的副產物氯化銨和熟石灰混合加熱,得到的氨氣可循環使用:2NH4Cl+Ca(OH)2==高溫= = 2nh3 =+2h2o+CaCl2。
4.侯氏純堿法
(1)氨與水和二氧化碳反應生成壹分子碳酸氫銨。
(2)第二步,碳酸氫銨與氯化鈉反應生成碳酸氫鈉沈澱和氯化銨。碳酸氫鈉的沈澱是由於它的低溶解度。過濾得到碳酸氫鈉固體。(這兩個步驟與上面的索氏過程相同)。
(3)合成的碳酸氫鈉壹部分可直接出廠銷售,剩余的碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可在第壹步循環使用。
索氏法和侯法的區別在於索氏法全流程回收NH3,侯氏法全流程回收CO2,NH4Cl直接作為純堿副產品-肥料使用。所以索氏法的產物是碳酸鈉,副產物是氯化鈣;侯氏工藝的產物是碳酸鈉,副產物是氯化銨。