Получение гидроксида натрия каустификацией содового раствора

В ртутном способе часть поваренной соли разлагается с образованием хлора и амальгамы натрия (раствор натрия в ртути). Натриевая амальгама, перекачивается в другую ванну, где натрий вступает в реакцию 5 с водой:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ (5)

Раствор едкого натра идет на выпаривание, а чистая ртуть снова попадает в электролизер. Образующийся водород удаляется в цеховой коллектор, а чистая 50 % каустическая сода выводится как готовый продукт. Для промышленной реализации данного метода в основном используется горизонтальные электролизеры. Недостатком этого метода является использование сильно ядовитой ртути, создающей труднорешаемые проблемы газоочистки и сброса ее отходов.

Хороший технико-экономический эффект дает сочетание обоих способов (ртутного и диафрагменного), когда твердая и обратная соль из диафрагменных электролизеров подается до насыщения аналита из ванн с ртутным катодом, благодаря чему удается использовать дешевые подземные рассолы.

Для проведения мембранного способа электролиза используют электролизеры с ионообменной мембраной (нефильтрующий полимерный материал) которая разделяет анодное и катодное пространство. Насыщенный рассол подается в анодную камеру, ионообменная мембрана предотвращает попадание его в катодное пространство. Хлор выделяется на аноде и выводится из анодной камеры с обедненным рассолом. Ионы натрия проходят через мембрану в катодную камеру, куда подается вода в количестве, необходимом для получения щелочи, заданной концентрации. Для нормальной работы электролизера требуется глубокая очистка сырого рассола с добавлением ионообменных смол. Содержание магния (Mg2+) и кальция (Са2+) в очищенном рассоле должно быть не более 0,005 г/л. Перед подачей в электролизер рассол подкисляют соляной кислотой.

К достоинствам такого электролизера относят получение чистой каустической соды без применения ртути, что исключают загрязнение окружающей среды, отсутствие водорода в хлориде, относительно низкий расход электроэнергии. /12/

Приложение 2

Технологическая схема производства едкого натра известковым способом

Цех известковой каустической соды выпускающий твердый едкий натр, имеет следующие производственные участки: каустификации, отделения и промывки шлама, концентрирования слабых щелочей (выпарки), плавки.

Каустификация

На рис. 3 приведена технологическая схема производства едкого натра в отделении каустификации. Основной особенностью этой схемы является одновременное проведение реакций гашения извести и каустификации содового раствора в одном аппарате – гасителе – каустификаторе, в котором степень каустификации достигает 75-80 %. На гашение извести в гаситель подают не воду, как обычно, а содовый раствор. Для уменьшения потерь извести предусматривается дополнительная каустификация образовавшегося в гасителе – каустификаторе шлама, содержащего непрореагировавший оксид кальция.

Жженую известь из силоса – хранилища 1 дозируют лотковым шпателем 3 в гаситель – каустификатор 6. Одновременно с известью из

напорной мешалки 4 в гаситель поступает «нормальный» соловый раствор (93-95 % от стехиометрического). Напорная мешалка 4 имеет перелив, через который избыток «нормального» содового раствора сливается в мешалку перелива 29. Суспензия, содержащая гидроксид натрия, карбонат натрия, карбонат кальция и избыточную известь, по сифонной трубе перетекает в сифонное корыто 9 с ситчатой корзиной, которая имеет отверстия размером 4 х 4 мм. Не прошедшие через отверстия кусочки извести и несгоревшего топлива периодически выгружают из корзины в отвал. Крупные негашеные куски извести, и необожженный известняк промывают у порога гасителя водой (на рис. 3 не показано), направляют в бункер недопала 8 и возвращают из него на повторный обжиг или направляют в отвал.

Из сифонного корыта 9 щелочная суспензия перетекает в приемную мешалку суспензии 28, затем проходит пескоуловитель 27 и насосом 26 подается в каустификатор первой каустификации 10 для более полного использования извести. Степень каустификации раствора на выходе из каустификатора 10 составляет около 84 %. Избыток суспензии из мешалки 28 через перелив попадает в мешалку перелива 29, смешивается с «нормальным» содовым раствором и насосом 30 перекачивается в напорный сборник 4 гасителя-каустификатора. Здесь суспензия после полуторачасового пребывания проходит пескоуловитель (на рис. 3 не показано) и центробежным насосом 25 подается в ряд параллельно работающих отстойников 12 (на схеме показан только один). Осветленный слабый щелок при температуре около 80о С, содержащий в среднем 130 г/л едкого натра, 30 г/л карбоната натрия и 11,3 г/л сульфата натрия, отбирают из переливного желоба отстойника и собирают в сборник слабых щелоков 14 и далее передают на выпарку. Шлам из отстойника 12 поступает в каустификатор 13 второй каустификации.

Для полного использования оставшейся в шламе извести вторую каустификацию проводят при большом избытке соды (более 50 %).