炭酸ナトリウムの開発履歴-知識-陝西BLOOMTechCo.、Ltd

炭酸ナトリウム、ソーダ灰としても知られ、アルカリではなく塩として分類されます。国際貿易ではソーダまたはソーダ灰とも呼ばれます。主に板ガラス、ガラス製品、セラミック釉薬の製造に使用される重要な無機化学原料です。また、家庭用洗浄、酸中和、食品加工にも広く使用されています。

炭酸ナトリウムの開発の歴史は、最初のソーダ産業から始まるはずです。ソーダ灰産業は18世紀の終わりに始まりました。産業のニーズとソーダ製造の原料の変化に伴い、ソーダ灰（Na2CO3）の製造技術は急速に発展し、製造設備は大規模で機械化され、自動化される傾向にあります。 1983年のソーダ灰の世界生産量は約30トンでした。ソーダ灰産業の歴史の中で、フランスのn。 lublanc、Belgian E. Solvay、Chinesehoudebangは素晴らしい貢献をしてきました。

ソーダ灰を人工合成する前は、古くから海藻が乾燥させて燃やした灰にアルカリが含まれていることがわかっていました。熱湯に浸して濾過した後、洗浄のために褐色のアルカリ溶液を得ることができた。大量の天然アルカリは、主に地下またはアルカリ水湖に埋められた鉱物から発生します。堆積層の天然アルカリ鉱石は最高級で広く分布しています。 18世紀の終わりに、ソーダ灰の人工合成の方法がフランスで最初に発明されました。ルブランは、ミラビライト、石灰石、石炭を使用して還元し、高温で炭酸塩を生成して、主にNa2CO3を含む粗生成物の黒色灰を得ました。浸出、蒸発、精製、再結晶および乾燥の後、約97パーセントの純度の重いソーダ灰が得られた。 1861年、ベルギーのernestolvyはソーダ灰だけを発明し、特許を取得しました。技術的な秘密の保護は広く適用されていないため、1920年代に米国から突破口を開きました。特に、中国の有名な化学の専門家であるhoudebangは、1932年に「ソーダ灰製造」という本を出版しました。この本は70年間秘密にされます。ソルベイ法が世界に公開されました。 Houdebangはまた、1939年から1942年にかけてアルカリ製造プロセスを確立し、四川省にパイロットプラントを設立しました。 1952年、大連化学工場に合同アルカリ製造工場が設立されました。日本の硝酸朝日子会社によって導入されたNa法は、本質的に重炭酸アルカリとアンモニアアルカリの妥協法です。ソーダ灰と塩化アンモニウムの比率は自由に調整できます。

1783年、フランス科学アカデミーはソーダ灰の製造方法に対して1200フランの報酬を提供しました。 1789年、フランスのオルレアン公爵の主治医であるルブランは、ソーダの製造方法の作成に成功しました。 1791年に特許を取得し、日産250〜300kgのソーダ工場を設立。食卓塩に加えて、ルブランソーダプロセスで使用される原材料には、濃硫酸、木炭、石灰石が含まれます。製造工程は以下の通りです。

①ステップ1：濃硫酸を使用して食卓塩を硫酸ナトリウムに変換します。

②ステップ2：硫酸ナトリウム、木炭、石灰石を一緒に炉で加熱します。硫酸ナトリウムは炉内で木炭と反応して硫化ナトリウムと一酸化炭素を形成します。

③ステップ3：硫化ナトリウムは石灰石と反応して炭酸ナトリウムと硫化カルシウムを生成します。

ルブランアルカリ製造法は、歴史的な先例を作り、人類に多大な貢献をしてきましたが、多くの欠点もあります。例えば、主な製造工程は固相で行われるため、濃硫酸を原料として連続生産が困難であり、設備の腐食が激しく、製品の品質が悪く、硫化カルシウムが水に溶けにくい。、沈殿したスラグが廃棄され、原料が十分に活用されておらず、コストが高く、HCI、COなどのガスが発生し、環境汚染を引き起こしています。これらの欠点に悩まされていた1861年、ベルギーのソルベイは、塩、石灰石、アンモニアの塩化カルシウムから炭酸ナトリウムと炭酸ナトリウムを製造しました。これはアンモニアアルカリ法です。反応ステップは次のとおりです。

反応により発生するCO2やNH3は原料として再利用できます。

総反応式はCaC0です。₃プラス2NaCl===NaCl₂プラスNa2CO₃

このソーダ製造方法は、ルブランソーダ製造方法よりも簡単で環境にやさしく、連続生産を実現し、塩の利用率を大幅に向上させ、低コストでありながら、原材料の利用率が低く、多くの副産物を生産します。 -使用価値の低い製品CaCl2の欠点は依然として人々を悩ませており、外国はこの特許を非常に厳格に管理しています。中国は、関連する技術が不足しているため、長い間制限されてきました。

最後に、houdebangは、1943年に、業界でソーダ灰を製造するために使用される、houdebangソーダ製造法としても知られる複合ソーダ製造法を発明しました。当時の海外の技術封鎖を打ち破り、ソーダ製造の効率をさらに向上させました。世界で広く使われているソーダの製造方法になっています。具体的なプロセスは次のとおりです。飽和アンモニア塩水（アンモニアと塩化ナトリウムは飽和溶液）にCO2を加えて、次の反応を生成します。

反応化学式は次のようになります。

反応中の重炭酸ナトリウムは溶解度が低いために沈殿し、さらに焼成して炭酸ナトリウム、水、二酸化炭素に分解することができ、その二酸化炭素は再利用のために再び反応に入ることができます。食卓塩の利用率の低さ、ソーダ製造のコストの高さ、廃液や残留物による環境汚染、処理の難しさを考慮して、houdebang氏は、1943年に数千回のテストを経てソーダ製造法の開発に成功しました。この新しいプロセスは、共同生産のために--にアンモニアプラントとアルカリプラントを建設することです。アンモニアプラントは、アルカリプラントに必要なアンモニアと二酸化炭素を供給します。母液中の塩化アンモニウムは、化学製品または肥料として食卓塩を加えることによって結晶化されます。食塩水はリサイクルできます。いわゆる「複合アルカリ製造法」における「組み合わせ」とは、合成アンモニア産業とアルカリ製造産業を組み合わせ、アンモニア製造時に副生成物のCO2を利用し、石灰石分解の使用を排除することを意味します。生産、および生産設備を簡素化します。さらに、組み合わせた苛性ソーダプロセスは、アンモニア苛性ソーダプロセスであまり有用な副産物ではない塩化カルシウムの生成も回避します。代わりに、肥料として使用できる塩化アンモニウムを使用して回収し、塩の利用率を向上させ、製造プロセスを短縮し、環境への汚染を減らし、ソーダ灰のコストを削減し、世界の産業。

ハフのソーダ製造プロセスの際立った特徴は、スケールを拡大するためにプロセスを連続的にすることです。第二に、この方法は、固体の重炭酸アンモニウムから開始するのではなく、塩水を使用して最初にアンモニアを吸収し、次に炭酸塩を使用して連続生産します。この方法は補助剤として中間塩を必要としないため、コストを削減できます。 1952年、中国は大連化学プラントに複合アルカリ生産用の10t / Dパイロットプラントを設立し、1957年に改良されました。一次塩添加、二次アンモニア吸収、一次炭酸化のプロセスフローは、実験、および装置の選択と運用指標が確認された。 1964年に大連合同ソーダ工場が完成し、大連化学工業株式会社に操業を開始しました。

輸入塩の価格が高いため、日本は塩の利用率を改善するための新しい方法を模索しなければなりません。 1950年、硝酸朝日の子会社は、武山化学プラントに30t/Dの複合ソーダプラントを設立しました。 1959年3月、千葉化学プラントに、1日あたり300トンのソーダ灰と塩化アンモニウムを排出するAC法と名付けられた新しい複合ソーダプラントの設立を開始しました。 1970年代、日本での塩化アンモニウムの生産は供給過剰になりました。アンモニアアルカリの生産を再開することに加えて、朝日硝酸カリウムは、NAプロセスとしても知られる新しい朝日プロセスを確立しました。 Xinxuプロセスの特徴は、塩化アンモニウムの出力を調整できることです。市場に出回っている過剰な塩化アンモニウムは、石灰乳で直接蒸留してアンモニアを回収することができます。したがって、蒸気と石灰の消費量は、アンモニアアルカリプロセスの消費量よりも少なくなります。廃液の量は、アンモニアアルカリプロセスの約1/3に削減されます。廃液中の塩化カルシウム濃度は2.5倍になり、生塩の利用率は95％以上になります。 Xinxuプロセスは、炭化、結晶化、その他のプロセスおよび装置構造にも大きな改善をもたらしました。

これまでのところ、炭酸ナトリウムの開発は一般的に形になっています。その後、人々は、さまざまな場面で使用できるように、使用の重要性に応じて処理を少し改善しました。