I–Р2 – растворы, насыщенные NaHCO3 и NaCl; P2–P1 – растворы, насыщенные NaHCO3 и NaCl; P1–IV – растворы, насыщенные NaHCO3 и NH4HCO3;

P1 – раствор, насыщенный NaHCO3, NH4HCO3 и NH4Cl; Р2 – раствор, насыщенный NaCl, NH4C1 и NaHCO3.

Рис. 1.1 – Диаграмма системы NaCl–NH4Cl–NH4HCO3–NaHCO3

Аммиак обычно регенерируют из хлорида аммония и возвращают в производство. С этой целью раствор, содержащий хлорид аммония подвергают обработке известковым молоком (уравнение 1.4). Образующийся аммиак отгоняют из раствора и направляют на абсорбцию.

Для получения известкового молока необходим оксид кальция, который получают путем обжига карбонатного сырья (мела или известняка) в известково-обжигательных печах при температуре 1100–1200 °С (уравнение 1.1). Образующийся диоксид углерода используют в отделении карбонизации, а СаО используют для получения известкового раствора (уравнение 1.2).

Поступающий сырой рассол (водный раствор хлорида натрия) подвергают предварительной очистке от примесей солей кальция и магния с помощью Na2CO3 и Са(ОН)2. В процессе очистки образуются плохо растворимые Mg(OH); и СаСО3, выпадающие в осадок:

MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2 (1.6)

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl (1.7)

Осадки Mg(OH)2 и СаСО3 удаляют, а очищенный рассол направляют дальше в производство.

2. РЕСУРСО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА

Основным сырьем для получения кальцинированной соды на Украине является хлорид натрия, карбонатсодержащее сырьё и аммиак.

В технологии карбоната натрия используют не твердый хлорид натрия, а его водные растворы, содержащие 305–310 г/л соли. Различают естественные и искусственные рассолы.

Искусственные рассолы получают путем подземного выщелачивания соли водой. В настоящее время рассол получают наиболее совершенным способом, так называемым методом гидровруба. На Украине в качестве источников хлорида натрия при подземном выщелачивании используют Артемовско-Славянское месторождение каменной соли.

Естественные рассолы обычно отличаются низким содержанием хлорида натрия, поэтому их приходится донасыщать путем дополнительного растворения твердой поваренной каменной соли. Производство соды на ОАО "Крымский содовый завод" базируется на использовании местного сырья Крыма – рассолов озера Сиваш, площадь которого составляет 2500 км".

Примерный соляной и ионный состав рассолов, применяемых на заводах Украины, приведен в таблице 1.2 [5]:

Таблица 1.2 – Состав рассолов различных месторождений

Концентрация растворов дана в так называемых нормальных делениях. Одно нормальное деление соответствует содержанию 1/20 эквивалентов вещества в 1 л раствора.

Для получения диоксида углерода и извести на содовых заводах используют СаСО3 двух модификаций: мел или известняк, причем наиболее предпочтительнее известняк.

Состав карбонатного сырья приведен в таблице 1.3 [2, 3]:

Таблица 1.3 – Химический состав карбонатного сырья используемого в содовом производстве