کربنات سدیم چیست؟
کربنات سدیم (Sodium carbonate) با نام تجاری سودا اش (Soda ash) ترکیبی غیرآلی با فرمول شیمیایی Na2CO3 است. کربنات سدیم به شکل کریستال یا پودر سفید یا بی رنگ با نقطه ذوب 851ºC و جرم مولکولی 105.988 گرم است. به دو دسته ی سبک و سنگین تقسیم بندی می شود. این ترکیب معدنی در صنایع غذایی، تصفیه آب و تولید مواد شیمیایی مانند شوینده ها کاربرد دارد.
مواد اولیه در فرآیند تولید سدیم کربنات به روش سولوی
مواد اولیه مورد نیاز برای تولید کربنات سدیم به روش سولوی عبارتند از: سنگ آهک (کلسیم کربنات)، نمک سدیم کلرید و آمونیاک
سنگ آهک (کلسیم هیدروکسید)
سنگ آهک (CaCO3) مصرفی در فرآیند تولید سدیم کربنات می بایست دارای خلوص حداقل 84 درصد باشد. اما از آنجا که به توجه به کیفیت معدن، خلوص سنگ آهک متفاوت می باشد، لذا میزان مصرف آن در فرآیند تولید کربنات سدیم متفاوت می باشد. میزان مصرف آن با توجه به کیفیت سنگ آهک (84 درصد تا 98 درصد) در حدود 1820- 1090 کیلوگرم به ازای تولید هر تن محصول برآورد می شود.
نمک سدیم کلرید
نمک مصرفی در این فرآیند نیز بسته به کیفیت آن در حدود 1800- 1530 کیلوگرم به ازای تولید هر تن محصول در نظر گرفته می شود.
آمونیاک
از آنجا که آمونیاک در این فرآیند مصرف نمی شود و نقش کاتالیزور را دارد، لذا در فرآیند بازیافت به چرخه باز می گردد. اما فرض می شود که آمونیاک در حدود 0/5 درصد در فرآیند مصرف شده باشد، بر این اساس با توجه به این که میزان مصرف آمونیاک در فرآیند تولید کربنات سدیم 550 کیلوگرم به ازای هر تن محصول می باشد، لذا میزان مصرف آن در حدود 2/75 کیلوگرم به ازای هر تن محصول محاسبه می گردد.
تولید شیشه
کربنات سدیم چیست؟ سدیم کربنات یک جزء حیاتی در ساخت شیشه است. این ماده به عنوان یک عامل شار برای کاهش دمای ذوب سیلیس، که جزء اصلی شیشه است، استفاده می شود. کربنات سدیم همچنین به کنترل سطح pH در طول فرآیند ساخت شیشه کمک می کند، بنابراین شفافیت و کیفیت شیشه تولید شده را بهبود می بخشد.
تولید مواد شوینده
کربنات سدیم به عنوان یک عنصر کلیدی در تولید مواد شوینده استفاده می شود. این ماده به عنوان یک نرم کننده آب عمل می کند و به کاهش سختی آب کمک می کند که باعث کارآمدتر شدن تمیز کردن لباس ها و سایر مواد می شود. علاوه بر این، سدیم کربنات با سایر مواد شوینده ترکیب می شود تا یک ماده پاک کننده لازم را تشکیل دهد که می تواند به راحتی کثیفی، چربی و لکه ها را از بین ببرد.
صنایع غذایی
کربنات سدیم گاهی اوقات به عنوان یک افزودنی غذایی، عمدتا به عنوان تنظیم کننده اسیدیته استفاده می شود. این به تنظیم سطح pH در محصولات غذایی مختلف مانند میوه ها و سبزیجات کنسرو شده، آبجو و شراب کمک می کند. علاوه بر این، کربنات سدیم همچنین برای اصلاح بافت و طعم برخی از محصولات غذایی مانند محصولات نودل، نوشابه ها و محصولات پخته شده استفاده می شود.
تولید کاغذ
کربنات سدیم نقش بسزایی در تولید کاغذ دارد. از آن برای شکستن الیاف سلولزی استفاده می شود و خمیری را می سازد که می تواند به کاغذ تبدیل شود. کربنات سدیم همچنین به کنترل سطح pH در طول تولید کاغذ کمک می کند، که کاغذی قوی تر، سفیدتر و بادوام تر به دست می دهد.
تصفیه آب
کربنات سدیم در تصفیه فاضلاب به عنوان تثبیت کننده pH استفاده می شود. این به حفظ سطح pH آب تصفیه شده کمک می کند که باعث حذف ناخالصی های مختلف و مواد مضر می شود. کربنات سدیم همچنین به حذف یون های کلسیم و منیزیم از آب کمک می کند و سختی آب را کاهش می دهد که می تواند منجر به پوسته پوسته شدن و خوردگی تجهیزات و وسایل لوله کشی شود.
تولید نساجی
کربنات سدیم نیز به عنوان یک جزء کلیدی در تولید منسوجات استفاده می شود. برای اصلاح سطح pH در طی فرآیندهای رنگرزی و چاپ منسوجات استفاده می شود که به تولید منسوجات با رنگ سریع با رنگ های زنده کمک می کند. سدیم کربنات همچنین به عنوان یک عامل کاهش وزن استفاده می شود که به حذف نشاسته و سایر مواد اندازه گیری از پارچه برای دستیابی به نفوذ بهتر رنگ کمک می کند.
متالورژی
کربنات سدیم کاربردهای مختلفی در متالورژی دارد. برای تقویت آلیاژهای آلومینیوم، حذف گوگرد و سایر ناخالصی ها از سنگ آهن قبل از ذوب، و برای تولید چندین ترکیب متالورژیکی مفید مانند کرومات سدیم که در آبکاری استفاده می شود استفاده می شود.
صنعت نفت
سدیم کربنات کاربردهای متعددی در صنعت نفت دارد. برای خنثی کردن و حذف آلاینده های اسیدی از نفت خام استفاده می شود که کیفیت آن را بهبود می بخشد و خوردگی را در خطوط لوله و پالایشگاه ها کاهش می دهد. علاوه بر این، کربنات سدیم برای تصفیه گل های حفاری، که مایعات ضروری مورد استفاده در حفاری چاه ها هستند، استفاده می شود.
کربنات سدیم به دلیل خواص منحصر به فرد خود در کاربردهای مختلف دیگری نیز استفاده می شود، از جمله:
- باتری ها: کربنات سدیم به عنوان الکترولیت در چند نوع باتری استفاده می شود
- محصولات بهداشتی و مراقبت شخصی: کربنات سدیم در خمیر دندان، دهانشویه و محصولات مراقبت از مو به عنوان متعادل کننده pH استفاده می شود.
- محصولات پاک کننده: کربنات سدیم در مواد پاک کننده مانند پودر تمیز کننده و پاک کننده اجاق گاز برای از بین بردن موثر چربی و لکه استفاده می شود.
- عکاسی: کربنات سدیم در عکاسی به عنوان یک عامل توسعه دهنده برای ایجاد تصاویر سیاه و سفید استفاده می شود.
تفاوت سدیم کربنات سبک و سنگین چیست ؟
کربنات سدیم به دو دسته سبک و سنگین تقسیم بندی می شود که هر دو شکل آن کاربردهای متفاوتی دارند. این دو ترکیب به لحاظ شیمیایی تفاوتی در ساختار مولکولی خود ندارند و از این لحاظ کاملا یکسان هستند. تنها تفاوت آن ها در چگالی و اندازه کریستال های آن ها و در واقع خواص فیزیکی شان است. نوع سبک این محصول یک پودر ریز سفید رنگ است که بوی خاصی ندارد و چگالی آن نصف فرم سنگین آن است و در حدود 77/0 گرم بر لیتر است. کربنات سدیم سبک حاوی کمتر از 0.5 درصد سدیم کلرید نیز هست. بیشترین کاربردهای کربنات سدیم سنگین به عنوان ماده جامد است، به خصوص در ساخت شیشه و کاشی و سرامیک. استفاده از سدیم کربنات سبک به طور سنتی به عنوان ماده شیمیایی در محلول مورد نیاز است. به طور کلی، حدود 50٪ از کل تولید سدیم کربنات در ساخت شیشه و مربوط به نوع سنگین آن بوده، 18٪ در ساخت سایر مواد شیمیایی و 10٪ در صابون ها و مواد شوینده و باقی آن در صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود.
