Cum se produce hidroxidul de sodiu?

I. Prezentare generală a materialelor

Hidroxidul de sodiu, cunoscut și sub denumirile de sodă caustică, leșie sau hidroxid de sodiu, este un chimic bazic esențial pentru industria modernă. Forma fizică: substanța pură poate apărea sub formă de solid cristalin alb, translucid, fiind foarte higroscopică. Produsul industrial este frecvent distribuit sub formă de fulgi, granule, bucăți sau soluții concentrate (sodă caustică lichidă). Caracteristici chimice: principalele etichete sunt alcalinitatea puternică și caracterul corosiv intens. Este foarte solubil în apă, cu degajare mare de căldură. Reacționează activ cu acizii (neutralizare); saponifică grăsimile, dizolvă proteinele și reacționează violent cu numeroase metale (aluminiu, zinc etc.), precum și cu sticla și ceramica.

Ii. Producție Te tehnologie

Hidroxidul de sodiu este produs în mod esențial la nivel mondial aproape în paritate cu producția de clor, iar cei doi sunt adesea denumiți împreună Industria Clor-Alkali. Aceasta se bazează pe electroliza unei soluții saturate de sare (soluție NaCl), unde gazul clor (Cl2) se formează la anod și hidroxid de sodiu și gaz de hidrogen (H2) la catod. Cele mai importante procese depind de tehnologia de separare a compartimentului catodic și includ:

1.Celulă cu diafragmă:

Principiu: Utilizează un azbest poros (sau diafragmă modificată) între camerele anodului și catodului. Compartimentul anodului se umple cu saramură; saramura epuizată va trece prin diafragmă spre compartimentul catodului, unde clorul și saramura neutralizată eliberează hidrogen și NaOH. Produsul de la catod este o amestec de NaOH, NaCl și apă. Atributte: Tehnologie mijlocie vârstnică, investiții reduse. Totuși, licoarea caustică produsă conține o concentrație scăzută (aproximativ 10-12%) și o cantitate mare de sare, astfel că este necesară evaporarea, concentrarea și separarea sării, procese care implică un consum ridicat de energie. Diafragma realizată din azbest prezintă riscuri pentru mediu și sănătate și este înlocuită treptat.

2. Celulă cu Membrană de Schimb Ionic:

Principiu: Separă cele două compartimente, cu o membrană cationică extrem de selectivă. Această membrană permite migrația ionilor de Na (Na+) din compartimentul anodic către compartimentul catodic, dar inhibă migrația inversă a OH- și mișcarea Cl-. Saramura utilizată este de înaltă puritate și este adăugată în camera anodică, iar apă pură (sau soluție diluată de sodă caustică) este adăugată în camera catodică. Produsele sunt un catolit de înaltă concentrație (până la 32-35%) (soluție NaOH) și un anolit (saramură epuizată de NaCl) de înaltă puritate. Proprietăți: produs NaOH de înaltă calitate, concentrat și de puritate ridicată (conținut foarte scăzut de sare). Consum redus de energie: energia necesară pentru evaporare și concentrare se reduce semnificativ. Aspecte ecologice: exclude orice problemă de poluare prin azbest; o mare parte a etanșării este de calitate ridicată, astfel încât scurgerile sunt minime. Randament ridicat: eficiență electrică ridicată, funcționare stabilă. Stare: este tehnologia aleasă pentru noile instalații clor-sodă din întreaga lume în prezent.

3. Celulă cu mercur

Principiu: Este de tip catodic, utilizând mercurul în mișcare. Ionii Na+ sunt descărcați la catodul de mercur, formând un amalgame de sodiu care este evacuat din electrolizor și este transformat în NaOH de înaltă concentrație și H2 printr-un dispozitiv de descompunere în care se introduce apă. Caracteristici: avea potențialul de a produce hidroxid de sodiu lichid cu o concentrație și puritate mari. Cu toate acestea, riscul ridicat de poluare cu mercur, care prezintă amenințări serioase pentru sistemul ecologic și sănătatea umană, constituie principalul dezavantaj. În prezent, această tehnologie a fost semnificativ eliminată pe uscat din cauza pericolelor inacceptabile pentru mediu, iar o parte dintre procese au trecut la procedeul cu membrană.

Iii. Rezumat

Membrana de Schimb Ionic este tehnologia dominantă actuală: caracterul său excelent tehnico-economic și din punct de vedere al mediului a asigurat hegemonia sa pe piața în producția modernă de clor-alcali, fiind cea mai productivă-tehologie avansată, în prezent. Direcția fundamentală viitoare se numește, pe bună dreptate, Fabricație Verde: eliminarea celor mai grave poluanți (cum ar fi celulele cu mercur), perfecționarea proceselor convenționale (cum ar fi înlocuirea azbestului în diafragme) și continuarea optimizării membranelor și a designului electrolizorului la niveluri noi de eficiență energetică și materială reprezintă un consens larg în industrie.