المعرفة والمعدات اللازمة لإنتاج كربونات الصوديوم
من الكربنة إلى التعبئة والتغليف، نقدم حلولاً متكاملة لإنتاج كربونات الصوديوم. تضمن تقنية التجفيف الأساسية لدينا كفاءة الإنتاج.
مشروع 300 ألف طن سنويًا في المملكة العربية السعودية
مشروع 300 ألف طن سنويًا في تشونغتشينغ، الصين
مشروع 200 ألف طن سنويًا في منغوليا الداخلية، الصين
كربونات الصوديوم (المعروفة باسم رماد الصودا) مادة خام كيميائية أساسية مهمة، تُستخدم على نطاق واسع في صناعات الزجاج، والكيمياء، والمعادن، وصناعة الورق، والطباعة والصباغة، وغيرها. تشمل عمليات إنتاجها بشكل رئيسي عملية سولفاي (عملية صودا الأمونيا) وعملية هو القلوية (عملية القلوية المركبة).
١. عملية سولفاي (عملية صودا الأمونيا)
عملية سولفاي هي عملية ابتكرها البلجيكي سولفاي في القرن التاسع عشر. ولا تزال من أشهر طرق إنتاج رماد الصودا في العالم. يعتمد جوهرها على استخدام الأمونيا كوسيط لتمرير ثاني أكسيد الكربون إلى ماء مالح مشبع لإنتاج بيكربونات الصوديوم، ثم التكليس للحصول على كربونات الصوديوم.
1. المواد الخام
كلوريد الصوديوم والحجر الجيري والأمونيا
2. عملية التفاعل
كلوريد الصوديوم+نيو هامبشاير₃+أول أكسيد الكربون₂+H₂O=NaHCO₃↓+نيو هامبشاير₄الكلور،
كربونات الكالسيوم₃=أكسيد الكالسيوم+أول أكسيد الكربون₂↑،أكسيد الكالسيوم+H₂O=كا(أوه)₂،
2NH₄الكلور+كا（أوه）₂=2NH₃↑+كلوريد الكالسيوم₂+2H₂O
2NaHCO₃=نا₂أول أكسيد الكربون₃+أول أكسيد الكربون₂↑ +H₂O
يمكن إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون والأملاح المعدنية الناتجة عن التفاعل كمواد خام.
3. المزايا والعيوب
(1) المزايا: العملية ناضجة ومستقرة، والمواد الخام متاحة بسهولة، ونقاء المنتج مرتفع (حتى 99٪ أو أكثر).
(2) العيوب:
أ. المنتج الثانوي كلوريد الكالسيوم له استخدامات محدودة، ويلوث البيئة ويهدر موارد الكلور؛
ب. معدل استخدام كلوريد الصوديوم منخفض (حوالي 70٪ فقط)؛
ج. يتم استهلاك كمية كبيرة من الحجر الجيري والأمونيا، وتكون التكلفة مرتفعة نسبيًا.
3. المزايا والعيوب
(1) المزايا: العملية ناضجة ومستقرة، والمواد الخام متاحة بسهولة، ونقاء المنتج مرتفع (حتى 99٪ أو أكثر).
(2) العيوب:
أ. المنتج الثانوي كلوريد الكالسيوم له استخدامات محدودة، ويلوث البيئة ويهدر موارد الكلور؛
ب. معدل استخدام كلوريد الصوديوم منخفض (حوالي 70٪ فقط)؛
ج. يتم استهلاك كمية كبيرة من الحجر الجيري والأمونيا، وتكون التكلفة مرتفعة نسبيًا.
٢. عملية إنتاج القلويات لهو (عملية إنتاج القلويات المدمجة)
ابتكر الكيميائي الصيني هو ديبانغ عملية إنتاج القلويات التي ابتكرها هو في أربعينيات القرن العشرين. وهي تُعدّ تطويرًا لعملية سولفاي. وتقوم فكرتها على دمج إنتاج القلويات مع عملية الأمونيا الاصطناعية لتحقيق إعادة تدوير الأمونيا وكلوريد الصوديوم وإنتاج كلوريد الأمونيوم في آنٍ واحد.
1. المواد الخام:
كلوريد الصوديوم وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والماء.
2. يمكن تلخيص معادلة التفاعل في الخطوتين التاليتين:
كلوريد الصوديوم+نيو هامبشاير₃+أول أكسيد الكربون₂+H₂O=NaHCO₃↓+نيو هامبشاير₄الكلور،
2NaHCO₃=نا₂أول أكسيد الكربون₃+أول أكسيد الكربون₂↑ +H₂O
بناءً على مبدأ أن ذوبان كلوريد الأمونيوم أكبر من ذوبان كلوريد الصوديوم في درجة حرارة الغرفة، وأقل منه في درجات الحرارة المنخفضة، عند إضافة كلوريد الصوديوم إلى المحلول الأم (5 درجات مئوية إلى 10 درجات مئوية)، يترسب كلوريد الأمونيوم للحصول على سماد. بعد فصل كلوريد الأمونيوم، يمكن إعادة المحلول الأم (الذي يحتوي بشكل رئيسي على كلوريد الصوديوم) إلى مرحلة الأمونيا لإعادة التدوير، مما يُحسّن معدل استخدام كلوريد الصوديوم (حتى أكثر من 95%).
3. المزايا والعيوب
(1) المزايا:
أ. معدل استخدام مرتفع لمحلول كلوريد الصوديوم (أكثر من 95%)، مما يوفر الموارد؛
ب. المنتج الثانوي كلوريد الأمونيوم (نيو هامبشاير₄الكلور) هو سماد نيتروجين عالي الجودة، يحقق قلوية "one وسماد واحد"؛
ج. لا يوجد نفايات كلوريد الكالسيوم، مما يوفر حماية أفضل للبيئة؛
د. يتم دمجه مع الأمونيا الصناعية لتقليل التكاليف.
(2) العيوب: العملية معقدة نسبيًا، وتتطلب معدات وتشغيلًا عاليًا، وتتطلب جهازًا داعمًا للأمونيا الاصطناعية، وهو مناسب للإنتاج على نطاق واسع.
Ⅲ. مقارنة عمليات الإنتاج
نوع العملية | الميزات الأساسية | استغلال المواد الخام | المنتجات الثانوية | حماية البيئة | طلب |
عملية سولفاي | دورة الأمونيا، الحجر الجيري يوفر ثاني أكسيد الكربون | حوالي 70٪ ملح | كلوريد الكالسيوم (النفايات) | فقير | لا توجد مصادر قلوية طبيعية، ويتطلب إنتاج الأمونيا بشكل مستقل |
طريقة إنتاج القلويات لهو | دورة ملح الأمونيوم، الممزوجة بالأمونيا الاصطناعية | حوالي 95% ملح | كلوريد الأمونيوم (سماد النيتروجين) | جيد | الإنتاج على نطاق واسع، ودعم معدات الأمونيا الاصطناعية |
Ⅳ. رماد الصودا الثقيل
يتميز رماد الصودا الخفيف بجسيمات دقيقة وكثافة منخفضة (0.5-0.6 جم/سم³)، ويمتص الرطوبة بسهولة ويتكتل، كما أنه ضعيف السيولة، وينتج كميات كبيرة من الغبار أثناء النقل، مما قد يتسبب في خسائر وتلوث بيئي. في عمليات الإنتاج المستمر واسعة النطاق، مثل صناعة الزجاج والمعادن، من السهل أن يتسبب ذلك في انسداد المعدات وعدم انتظام التغذية.
بشكل عام، تُستخدم عملية الترطيب لإذابة رماد الصودا الخفيف بإضافة الماء، ثم إعادة بلورته لتكوين بلورات ذات جزيئات أكبر وبنية كثيفة. تُزاد الكثافة إلى 1.0-1.2 غ/سم³، ثم يُجفف ويُجفف للحصول على رماد صودا ثقيل جاف. يُحسّن سيولة رماد الصودا الثقيل بشكل ملحوظ، ويُقلل من خطر التكتل، ويُحسّن استقرار التخزين، وهو أكثر ملاءمة لخطوط الإنتاج الآلية. يُمكنه تقليل خسائر النقل ومشاكل الغبار في الإنتاج، ويلبي الاحتياجات الأساسية للتغذية المستقرة والتفاعل المنتظم في بيئات مثل أفران صهر الزجاج، ويُحسّن الكفاءة الصناعية.
الخامس. الملخص
ينبغي اختيار عملية إنتاج رماد الصودا بناءً على المواد الخام والتكلفة والطلب على المنتج ومتطلبات حماية البيئة. إذا توفرت مصادر رخيصة للأمونيا والحجر الجيري، يُفضّل اختيار عملية سولفاي؛ أما إذا كانت هناك حاجة لإنتاج مشترك لكلوريد الأمونيوم مع وجود مصدر للأمونيا، فإن عملية هو ألكالي هي الأفضل. إذا كانت هناك حاجة لرماد صودا كثيف، تُضاف خطوات الترطيب والتجفيف. في الوقت نفسه، يُراعى الالتزام بمعايير حماية البيئة، ويُعطى الأولوية للعمليات منخفضة استهلاك الطاقة والتلوث.
