Исследование процесса получения сесквикарбоната натрия путем карбонизации содового раствора углекислым газом

АННОТАЦИЯ

Изучена система (Na₂CO₃-NaHCO₃-H₂O) и проведен теоретический анализ газожидкостного способа получения сесквикарбоната натрия. Проведены лабораторные исследования и определены последовательности технологических процессов.

Показаны способы получения сесквикарбоната натрия, которое включает стадии приготовления насыщенного раствора карбоната натрия, смешивание кальцинированной соды с пищевым гидрокарбонатом натрия. Показаны недостатки указанных способов, которые состоят из низкого содержания целевого продукта — сесквикарбоната натрия; высокой насыпной массы — 0,7—1 г/см³ и с использованием пищевого (очищенного) гидрокарбоната натрия.

Содовый раствор с концентрацией 115—130 н.д. готовится растворением кальцинированной соды в оборотном маточном растворе при температуре
70—95 °С.

Приготовленный содовый раствор карбонизируют при температуре 95 °С, при этом постепенно образуется гидрокарбонат натрия, который реагирует с карбонатом натрия, образуя сесквикарбонат натрия. В некоторых работах содовый раствор добавляется кристаллический гидрокарбонат натрия, который постепенно растворяется в воде и реагирует с карбонатом натрия, образуя сесквикарбонат натрия. С насыщением жидкой фазы процесс растворения гидрокарбоната натрия замедляется, и в дальнейшем процесс образования сесквикарбоната натрия прекращается. В связи с этим в продукте остается большое количество непрореагировавших гидрокарбоната и карбоната натрия, т. е. не обеспечивается полное молекулярное взаимодействие карбонатов и гидрокарбонатов натрия из-за недостаточной поверхности контакта между их кристаллами.

ABSTRACT

The system (Na₂CO₃-NaHCO₃-H₂O) is studied and a theoretical analysis of gas-liquid process for the preparation of sodium sesquicarbonate is carried out. The laboratory research is made and the sequence of technological processes is determined.

Ways to obtain sodium sesquicarbonate are shown which comprises the steps of preparing a saturated solution of sodium carbonate, intermixing of calcined soda with edible sodium bicarbonate. The drawbacks of these methods which consist of: low content of the desired product - sodium sesquicarbonate; high bulk weight — 0.7—1 g/cm³, and the use of edible (eliminate) of sodium hydrogen carbonate.

Soda liquor with a concentration of 115—130 r.l. is prepared by dissolving sodium carbonate in working mother liquor at the temperature of 70—95 °C.

Prepared carbonated soda liquor at the temperature of 95 °C while gradually sodium hydrogen carbonate is formed which reacts with sodium carbonate forming sodium sesquicarbonate. In some works soda liquor is added to crystalline sodium bicarbonate which is gradually dissolved in water and reacted with sodium carbonate to form sodium sesquicarbonate. A saturated liquid phase process slows dissolution of sodium hydrogen carbonate and further sodium sesquicarbonate formation process is terminated. In this regard, a large amount of unreacted hydrogen carbonate and sodium carbonate remains in the product, complete molecular interaction of carbonates and bicarbonates of sodium is not provided because of insufficient surface contact between their crystals.