Техніко-економічні показники і напрямки подальшого розвитку виробництва кальцинованої соди

На виробництво 1 т кальцинованої соди аміачним способом витрачається до 5 м³ розсолу зазначеної вище концентрації (або в перерахунку на 100 %-й №С1 - 1,6 т), 1,4 т вапняку, 90 кг коксу, 40 кВт-год електроенергії, 120 кг умовного палива і 75 м³ води. Втрати аміаку в системі періодично поповню­ються. У цьому зв'язку на 1 т кальцинованої соди витрачається до 2,5 кг аміаку. Собівартість кальцинованої соди доволі низька, що є однією з головних переваг аміачного способу виробництва. Однак низький ступінь використання сировини (нижче як 50 %) і забруднення довкілля відходами, зокрема розчинами кальцію хлориду, не сприяють його розповсюдженню. На 1 т соди утворюється до 9 м³ відхідних розчинів, які містять в середньому 10 % СаСl₂ і 8 % NаСІ. Ці розчини звичайно зливалися в ями біля содових заводів і утворювали так звані "білі моря", біля яких ніщо не росте. Часткове використання відходів для одержання з них товарних продуктів (NH₄СІ і СаСl₂) в цілому проблему не вирішує.

Головними напрямками вдосконалення технології соди є комбінування з виробництвами азотних добрив і створення безвідходних технологій. У першому з цих напрямків використовують концентрований СО₂, який утворюється під час очищення азото-водневої суміші; крім того, нема потреби завозити аміак з інших підприємств, оскільки він надходить з виробництва азотних добрив, а у виробництві соди відсутня регенерація NН₃, тобто розчини кальцію хлориду не утворюються. Розчини амонію хлориду в цьому випадку використовуються для одержання мінеральних добрив.

Створення безвідходних технологій передбачає насамперед заміну початкової сировини. Тут, в свою чергу, можна виділити декілька напрямків. Найважливішим серед них є застосування натрію сульфату замість натрію хлориду, при цьому процес одержання кальцинованої соди описується таким сумарним рівнянням:

Na2SO4 + 2Н2O + 2NH3 + 2СO2 ↔ 2NаНСO3 + (NH4)2SO4 + Q

(3.1)

Далі, розкладаючи натрію гідрокарбонат, одержують готовий продукт. Амонію сульфат - це мінеральне добриво. Його одержують з фільтрату випарю­ванням (або іншим способом). Усі процеси аналогічні аміачному способу виробництва соди, лише відсутні процеси розчинення кам'яної солі, очищення розсолу і регенерації аміаку, що значно спрощує технологію кальцинованої соди, причому не утворюються відхідні розчини кальцію хлориду.

Перспективним можна вважати і одержання соди з мінералу нефеліну , значні поклади якого є в Україні. Суть процесу виробництва соди з нефеліну полягає в тому, що спочатку нефелін спікають з вапняком, зв'язуючи прицьому кремнезем у кальцію силікат

 

(3.2)

 

Утворені розчинні натрію і калію алюмінати вилучають водою, а твердий залишок нерозчинного кальцію силікату спрямовують на виробництво цементу. Розчин натрію і калію алюмінатів карбонізують

(3.3)

Осад алюмінію гідроксиду відокремлюють від розчину карбонатів, прожарюють і одержують Аl₂О₃, придатний для виробництва металічного алюмінію. Розчин натрію і калію карбонатів випарюють, одержуючи суміш Na₂CO₃ і К₂СO₃, важку соду , кальциновану соду Na₂CO₃ і поташ К₂СО₃. За такої комплексної переробки сировини на виробництво 1 т соди треба витратити понад 4 т нефеліну і 7,5 т вапняку. При цьому одночасно можна одержати ще й 1 т Аl₂O₃ і 7,5 т цементу. Одним із напрямків розвитку содового виробництва є використання вже накопичених відходів. Наприклад, з відхідних розчинів можна виділити чистий кальцію хлорид. Його застосовують для висушування газів та інших речовин, для одержання металічного кальцію, барію хлориду, а також як додаток до цементу (для кращого твердіння взимку), для збагачення кам'яного вугілля, в медицині тощо. Проте весь кальцію хлорид содових заводів поки що не знайшов повного господарського застосування. Запропоновано частину розчину амонію хлориду не обробляти вапняним молоком, а виділяти з нього NH₄СІ у кристалічному вигляді і використовувати як амонійне добриво, а також під час паяння, лудження, цинкування металів, у гальванотехніці, в текстильній промисловості тощо. Розчин амонію хлориду можна також обробляти не вапняним молоком, а сумішшю Са(ОН)₂ і Mg(ОН)₂, яка одержується, якщо вапняк замінити доломітом . Тоді на 1 т соди можна ще одержати 1,7 т бішофіту , який використовується для виробництва металіч­ного магнію електролізом.

Подальший розвиток виробництва соди забезпечується також застосуванням ефективнішого обладнання. Так, наприклад, кальцинація здійснюється в печах з псевдозрідженим шаром матеріалу, для відділення кристалів натрію гідрокарбонату від розчину замість барабанних вакуум-фільтрів використовують центрифуги, застосовують ефективніші барботажні колони, а також прагнуть повністю автоматизувати увесь процес.

4 Технічні вимоги

4.1 Технічна кальцинована сода повинна бути виготовлена ​​відповідно до вимогданого стандарту за технологічним регламентом, затвердженим у встановленому порядку.
4.2 Залежно від призначення технічна кальцинована сода повиннавиготовлятися марок А і Б:
продукт марки А використовується для виробництва електровакуумного скла та інших цілей;
продукт марки Б використовується у хімічній, скляній та інших галузяхпромисловості.
4.3 За фізико-хімічними показниками технічна кальцинована сода повиннавідповідати нормам, зазначеним у таблиці.4.1

Табл.4.1— Фізико-хімічні показники технічної кальцинованої соди.

	Норма для марки и сорта
	Марка А ОКП 21 3111 0200	Марка Б ОКП 21 3111 0100
Найменування показника	Вищий	Перший	Другий	Вищий	Перший	Другий
	сорт ОКП 21 3111 0220	сорт ОКП 21 3111 0230	сорт ОКП 21 3111 0240	сорт ОКП 21 3111	сорт ОКП 21 3111 0130	сорт ОКП 21 3111
1. Зовнішній вид	Гранули білого кольору	Порошок білого кольору
2. Масова доля вуглекислого Натрію (Na2СОз), %, не менше	99,4	99,0	98,5	99,4	99,0	99,0
3. Масова доля вуглекислого Натрію (Na2CО3) в перерахунку на непрокалений продукт, %, не менше	98,7	98,2	97,0	98,9	98,2	97,5
4. Масовая доля втрат при прокалюванні (при 270-300) °С, %, не більше	0,7	0,8	1,5	0,5	0,8	1,5
5. Масовая доля хлоридів в перерахунку на NaCl, %, не более	0,2	0,5	0,8	0,4	0,5	0,8
6. Масова доля заліза в перерахунку на Бе2<Сз, %, не більше	0,003	0,005	0,008	0,003	0,003	0,008
7. Масова доля речовин, нерозчинних в воді, %, не більше	0,04	0,04	0,08	0,03	0,04	0,08
8. Масовая доля сульфатів в перерахунку на Na2SO4, %, не більше	0,04	0,05	Не нормується	0,04	0,05	Не нормується
9. Насипна густина, г/см, не менше	1,1	0,9	0,9	Не нормується
10. Гранулометричний склад:				Те ж
залишок на ситі з сіткою № 2К по ГОСТ 6613, %, не більше	Не нормується
проходження через сито з сіткою № 1, 25К по ГОСТ 6613, %		Не нормується
залишок на ситі з сіткою № 1К по ГОСТ 6613, %, не більше		То же
проходження через сито з сіткою № 01К по ГОСТ 6613, %, не більше
11.Магнітні включення розміром більше 0,25 мм	Відсутні	Не нормується	Те ж

Методи аналізу

Відбір проб

5.1.1 Точкові проби кальцинованої соди з мішків, контейнерів, вагонів і автомобілів відбирають щупом, занурюючи його на 3 / 4 робочої довжини.
Точкові проби продукту з транспортерної стрічки відбирають механічним пробовідбірником або вручну совком.
Маса точкової проби, відібраної з мішків, становить не менше 0,2 кг, з контейнера, вагона і автомобіля - не менше 1 кг з кожного люка.
Маса точкової проби технічної кальцинованої соди, що знаходиться в русі, становить не менше 0,5 кг на кожні продукти.

5.1.2 Відібрані точкові проби кальцинованої соди з'єднують в об'єднану пробу, ретельно перемішують. Квартуванням отримують середню пробу масою близько 1,5 кг для продукту марки А і 0,5 кг для продукту марки Б, поміщають її в чисту суху банку і щільно закривають.
На банку з середньою пробою продукту наклеюють етикетку із зазначенням найменування продукту, номера партії і дати відбору проби.

Про загальні вимоги

Точність аналізу контролюють за відповідним стандартним зразком не рідше одного разу на тиждень. Для цього відбирають дві наважки стандартного зразка і аналізують їх одночасно з середньою пробою. За результат контролю приймають модуль різниці між отриманим при аналізі стандартного зразка середнім арифметичним і атестованим значенням, який не повинен перевищувати значення допускаються розбіжностей, прийнятих при відповідних визначеннях при довірчій ймовірності P = 0,95.

Для проведення аналізу та приготування розчинів застосовують реактиви кваліфікації х.ч. або ч.д.а.

Допускається застосування реактивів за якістю, а також засобів вимірювань, апаратури та посуду по класу точності не нижче зазначених у цьому стандарті.
Числові значення результатів аналізу кожного показника округлюють до останньої значущої цифри норми, зазначеної для даного показника в таблиці технічних вимог; проміжні результати паралельних визначень повинні містити на одну значущу цифру більше.
Допускається застосування інших методів аналізу, що забезпечують встановлені норми допускаються розбіжностей.
При розбіжності в оцінці якості визначення проводять методами цього стандарту.