Cara Memproduksi Natrium Hidroksida?

I. Ikhtisar Material

Natrium hidroksida atau umum dikenal sebagai kaustik soda, lye atau natrium hidroksida merupakan bahan kimia dasar yang wajib dimiliki oleh industri modern. Bentuk fisik: zat murni dapat berupa padatan kristalin putih tembus cahaya, yang sangat higroskopis. Produk industri ini sering didistribusikan dalam bentuk serpih, butiran, gumpalan, serta dalam bentuk larutan berkonsentrasi tinggi (kaustik basah). Karakteristik kimia: label utamanya adalah sifat alkali kuat dan korosif kuat. Sangat larut dalam air dengan timbulnya panas yang besar. Sangat reaktif terhadap asam (netralisasi); menghasilkan sabun pada lemak, melarutkan protein, serta bereaksi secara keras dengan banyak logam (aluminium, seng, dll.) termasuk kaca dan keramik.

Ii. Produksi Te chnology

Natrium hidroksida pada dasarnya diproduksi di seluruh dunia hampir selalu bersamaan dengan produksi klorin, dan keduanya sering disebut sebagai Industri Klor-Alkali. Proses ini didasarkan pada elektrolisis larutan garam (NaCl) jenuh di mana gas klorin (Cl2) terbentuk di anoda, serta natrium hidroksida dan gas hidrogen (H2) di katoda. Proses yang paling penting bergantung pada teknologi pemisahan kompartemen katoda, dan proses-proses tersebut mencakup:

1.Diaphragm Cell:

Prinsip: Menggunakan asbes berpori (atau diafragma termodifikasi) antara ruang anoda dan katoda. Kompartemen anoda diisi dengan air garam; air garam yang telah digunakan akan melewati diafragma menuju kompartemen katoda, menghasilkan klorin dan air garam yang dinetralisir serta melepaskan hidrogen dan NaOH. Produk dari katoda adalah campuran NaOH, NaCl, dan air. Karakteristik: Teknologi yang cukup mapan, investasi modal rendah. Namun produk larutan kaustik memiliki konsentrasi rendah (sekitar 10-12%) dan kadar garam tinggi, sehingga memerlukan proses penguapan, pengkonsentrasian, dan pemisahan garam yang berkonsumsi energi tinggi. Diafragma berbahan asbes menimbulkan risiko lingkungan dan kesehatan, sehingga secara perlahan mulai ditinggalkan atau diganti.

2. Sel Membran Pertukaran Ion:

Prinsip: Memisahkan dua kompartemen dengan membran pertukar kation yang sangat selektif. Membran ini memungkinkan migrasi ion Na (Na+) dari kompartemen anoda ke kompartemen katoda, tetapi menghambat migrasi balik OH- dan pergerakan Cl-. Larutan garam (brine) yang digunakan memiliki kemurnian tinggi dan ditambahkan ke dalam ruang anoda, sedangkan air murni (atau larutan kaustik encer) ditambahkan ke dalam ruang katoda. Produk yang dihasilkan berupa katolit (larutan NaOH) berkonsentrasi tinggi (hingga 32-35%) dan anolit (larutan garam NaCl yang telah terekstraksi) dengan kemurnian tinggi. Sifat: produk NaOH berkualitas tinggi, terkonsentrasi dan murni (kandungan garam sangat kecil). Konsumsi energi rendah: energi yang dibutuhkan untuk penguapan dan pengenceran berkurang secara signifikan. Lingkungan: tidak ada risiko pencemaran asbes; sebagian besar sistem penyegelannya bermutu tinggi sehingga kebocoran sangat minimal. Efisiensi tinggi: efisiensi arus tinggi, bekerja stabil. Status: merupakan teknologi pilihan utama dalam fasilitas klor-alkali baru dan utama di seluruh dunia saat ini.

3. Sel Merkuri

Prinsip: Merupakan tipe katoda yang menggunakan merkuri yang mengalir. Ion Na+ terlepas di katoda merkuri membentuk amalgam natrium yang dialirkan keluar dari elektroliser dan diubah menjadi NaOH konsentrasi tinggi dan H2 melalui sebuah alat pengurai (decomposer) dimasukkan air. Karakteristik: secara potensial mampu memproduksi soda api cair dengan konsentrasi dan kemurnian tinggi. Namun demikian, adanya risiko pencemaran yang tinggi akibat merkuri, yang menimbulkan ancaman serius terhadap ekosistem dan kesejahteraan manusia, menjadi kelemahan utama. Saat ini, statusnya: proses ini telah ditinggalkan secara signifikan di daratan karena bahaya lingkungan yang tidak dapat ditoleransi, dan sebagiannya beralih ke proses membran.

Iii. RINGKASAN

Membran Pertukaran Ion adalah teknologi utama terkini: karakteristik teknis-ekonomi dan lingkungan yang sangat baik telah menjamin dominasi pasarnya dalam produksi klor-alkali modern, yang saat ini memiliki produktivitas paling tinggi dan canggih. Cara utama yang harus ditempuh disebut secara tepat sebagai Manufaktur Hijau: menghilangkan polutan paling parah (seperti sel raksa), menyempurnakan proses konvensional (seperti penggantian asbes dalam diafragma), serta terus menerus menyempurnakan desain membran dan elektroliser ke tingkat efisiensi energi dan bahan yang lebih tinggi merupakan kesepakatan umum di industri.