איך מייצרים נתרן שיקוע?

I. סקירה כללית של חומר

נתרן הידרוקסיד, או המכונה בדרך כלל סודה קאוסטית, סודה קאוסטית או נתרן הידרוקסיד, הוא חומר כימי בסיסי גולמי שחובה בתעשייה המודרנית. צורה פיזית: חומר טהור עשוי להופיע בצורת מוצק גבישי לבן, שקוף, בעל היגרוסקופיות גבוהה. מוצרי התעשייה מופצים לעתים קרובות: בצורת פתיתים, גרגירים, גושים, בצורת תמיסות מרוכזות (קאוסטית עסיסית). מאפיינים כימיים: התוויות העיקריות הן בסיסיות חזקה וקורוזיביות חזקה. הוא מסיס מאוד במים עם שחרור חום גבוה. הוא פעיל עם חומצות (מנטרול); הוא מסבן שומנים, ממיס חלבונים ומגיב באלימות עם מתכות רבות (אלומיניום, אבץ וכו') כמו גם זכוכית וקרמיקה.

II. ייצור Te ת технолог

נתרן הידרוקסידי מיוצר בעיקר ברחבי העולם כמעט תמיד במקביל לייצור כלור, ושניים אלה מוזכרים לעיתים קרובות בתעשייה הכימית בשם תעשיית הכלור-אלקלי. התהליך מבוסס על אלקטרוליזה של תמיסת מלח רוויה (תמיסת NaCl), שבה נוצר גז כלור (Cl2) באנודה, וनתרן הידרוקסידי וגז מימן (H2) בקתודה. התהליכים החשובים ביותר תלויים בטכנולוגיית הפרדת תאי ה катודה, ומכילים:

1. תא דיאפרגמה:

עקרון: הוא משתמש באסבסט חדיר (או דיאפרגמה معدلת) בין מיכלי האנודה והקתודה. תאי האנודה מתמלאים במליח; המלח החרוף עובר דרך הדיאפרגמה לתא הקתודה, שם משתחררים כלור ומימן, וכן נוצרת סודה каוסטית. תוצר הקתודה הוא תערובת של סודה каוסטית, מלח ומים. מאפיינים: טכנולוגיה בת Aviv ממוצעת, הון ראשוני קטן. אך התлик הנוצר מכיל ריכוז נמוך של סודה каוסטית (בערך 10-12%) וכמות רבה של מלח, ולכן יש צורך בתהליך של אידוי, ריכוז ופירוד המלח, מה שדורש צריכה גבוהה של אנרגיה. לדיאפרגמה העשויה מאסבסט יש סיכונים סביבתיים ובריאותיים, והיא מוחלפת בהדרגה.

2. תא ממברנת שחלוף יוני:

עקרון: מפריד בין שני התאים באמצעות ממברנה לتبادل קטיונים נבחרנית במיוחד. הממברנה הזו מאפשרת את הגירת יוני נתרן (Na+) מה תא האנודה לתא הקטודה, אך מנעŧת את היגור ההפוך של OH- ואת היגור Cl-. המלחמשמש הוא מזוהמה גבוהה ומוסיפים אותו לתא האנודה, וכן מים טהורים (או סודה דילולה) לתא הקטודה. התוצרים הם אלקטרוליט קתודי בריכוז גבוה (עד 32%-35% NaOH), ואלקטרוליט אנודי (מלח נתרן מוזן) ברמת זיהום גבוהה. תכונות: מוצר NaOH באיכות גבוהה, ריכוז גבוה וזיהום גבוה (תכולת מלח נמוכה מאוד). צריכה נמוכה של אנרגיה: צריכת האנרגיה הנדרשת לאידוי ולריכוז קטנה משמעותית. סביבתי: פוסל כל חשש לזיהום באסבסט; חלק גדול מהאטימה שלו מיוצר באיכות גבוהה, ולכן הדליפות מינימליות. יעילות גבוהה: יעילות זרם גבוהה, עבודה יציבה. מעמד: הטכנולוגיה המועדפת כיום בFacilities עיקריים וחדשים לייצור כלור-אלקלי בכל העולם.

3. תאי כספית

עקרון: זהו קתודה בצורת שימוש בכספית זורמת. יוני Na+ נפרקים בקתודת הכספית ויוצרים אמטל נתרן שמתבזר מהאלקטרוליזר ומומר ל-NaOH בריכוז גבוה ו-H2 על ידי מפרק שבו מוכנס מים. מאפיינים: היה בעל פוטנציאל לייצור סודה каוסטית נוזלית בריכוז וב순ה גבוהים. עם זאת, קיומה של סכנת זיהום חמורה עם כספית, אשר מהווה איום רציני על המערכת האקולוגית ועל הבריאות האנושית, מהווה את החיסרון העיקרי. כיום, סטטוס: תהליך זה כמעט ואוֹסֵר לחלוטין בארץ עקב סכנות סביבתיות בלתי נסבלות, וחלק מהמפעלים עזבו לתהליך הממברנה.

III. סיכום

המברנה להחלפת יונים היא טכנולוגיה מתקדמת הנמצאת בשימוש נרחב: תכונותיה הטכניות-כלכליות והסביבתיות המمتازות הבטיחו לה שליטה שוקית בייצור המודרני של כלור-אלקלי, והיא productive-advanced productivity ביותר בזירה. הדרך העתידית הנקראת באופן סביר ייצור ירוק: הפסקת השימוש בתאי כספית המلوثים ביותר, שיפור תהליכי הייצור הקונבנציונליים (כגון החלפת האسبסט במברנות), והמשכה בהעדנת המברנות ועיצוב האלקטרוליזרים לרמות חדשות של יעילות אנרגטית וחומריות הן ההסכמה הרחבה בתעשייה.