Nātrija karbonāts, kas pazīstams arī kā sodas pelni, tiek klasificēts kā sāls, nevis sārms. Starptautiskajā tirdzniecībā to sauc arī par soda vai sodas pelnu. Tā ir svarīga neorganiskā ķīmiskā izejviela, ko galvenokārt izmanto plakanā stikla, stikla izstrādājumu un keramikas glazūras ražošanā. To plaši izmanto arī sadzīves mazgāšanai, skābes neitralizēšanai un pārtikas pārstrādei.
Nātrija karbonāta attīstības vēsturei vajadzētu sākt no pirmās sodas ražošanas nozares. Sodas pelnu rūpniecība aizsākās 18. gadsimta beigās. Līdz ar rūpniecības vajadzībām un Sodas ražošanas izejvielu maiņu strauji attīstījusies sodas (Na2CO3) ražošanas tehnoloģija, un ražošanas iekārtas mēdz būt liela mēroga, mehanizētas un automatizētas. 1983. gadā pasaules sodas pelnu produkcija bija aptuveni 30 miljoni tonnu. Sodas rūpniecības vēsturē franču n. Lublanc, beļģis E. Solvay un ķīniešu houdebang ir devuši izcilu ieguldījumu.
Pirms mākslīgās sodas sintēzes senatnē tika konstatēts, ka pelni, ko pēc žāvēšanas sadedzina dažas jūraszāles, satur sārmu. Pēc mērcēšanas un filtrēšanas ar karstu ūdeni mazgāšanai varēja iegūt brūnu sārmu šķīdumu. Liels daudzums dabisko sārmu nāk no minerāliem, galvenokārt apraktiem pazemē vai sārmainā ūdens ezerā. Dabiskajai sārmu rūdai nogulumu slānī ir visaugstākā pakāpe un tā ir plaši izplatīta. 18. gadsimta beigās Francijā pirmo reizi tika izgudrota sodas pelnu mākslīgās sintēzes metode. Lublanc izmantoja mirabilītu, kaļķakmeni un ogles, lai reducētu un karbonizētu augstā temperatūrā, lai iegūtu jēlproduktu melnos pelnus, kas galvenokārt satur Na2CO3. Pēc izskalošanas, iztvaicēšanas, attīrīšanas, pārkristalizācijas un žāvēšanas tika iegūti smagi sodas pelni ar aptuveni 97 procentu tīrību. 1861. gadā Beļģijas Ernestolvijs izgudroja tikai sodas pelnus un ieguva patentu. Tā kā tehnisko noslēpumu aizsardzība nav plaši izmantota, tā 20. gadsimta 20. gados veica izrāvienu no ASV. Konkrēti, slavenais Ķīnas ķīmijas eksperts Houdebangs 1932. gadā publicēja grāmatu "Sodas pelnu ražošana", kas tiks turēta noslēpumā 70 gadus. Solvay metode tika publicēta pasaulē. Houdebang arī izveidoja mājas sārmu ražošanas procesu no 1939. līdz 1942. gadam un izveidoja izmēģinājuma rūpnīcu Sičuaņā. 1952. gadā Dalianas ķīmiskajā rūpnīcā tika izveidots kopīgs sārmu ražošanas darbnīca. Na metode, ko ieviesa Asahi nitrāta meitas uzņēmums Japānā, būtībā ir bikarbonāta sārmu un amonjaka sārmu kompromisa metode. Sodas pelnu attiecību pret amonija hlorīdu var pielāgot pēc vēlēšanās.
1783. gadā Francijas Zinātņu akadēmija piedāvāja 1200 franku atlīdzību par sodas pelnu ražošanas metodi. 1789. gadā Francijas Orleānas hercoga feodāļa dežurants Lubrāns veiksmīgi izveidoja metodi sodas pagatavošanai. 1791. gadā viņš ieguva patentu un nodibināja sodas ražotni ar ikdienas produkciju 250–300 kg. Papildus galda sālim Lubran sodas procesā izmantotās izejvielas ir koncentrēta sērskābe, kokogles un kaļķakmens. Ražošanas process ir šāds:
① 1. darbība: izmantojiet koncentrētu sērskābi, lai pārvērstu galda sāli nātrija sulfātā:
② 2. darbība: karsējiet krāsnī kopā nātrija sulfātu, kokogli un kaļķakmeni. Nātrija sulfāts krāsnī reaģē ar kokogli, veidojot nātrija sulfīdu un oglekļa monoksīdu:
③ 3. darbība: nātrija sulfīds reaģē ar kaļķakmeni, veidojot nātrija karbonātu un kalcija sulfīdu:
Lubranas sārmu ražošanas metode ir radījusi vēsturisku precedentu un devusi izcilu ieguldījumu cilvēcei, taču tai ir arī daudz trūkumu. Piemēram, galvenais ražošanas process tiek veikts cietā fāzē, ir grūti nepārtraukti ražot ar koncentrētu sērskābi kā izejvielu, iekārta ir stipri sarūsējusi, produkta kvalitāte ir netīra, kalcija sulfīds nav viegli šķīst ūdenī. , nogulsnētie izdedži tiek izmesti, izejvielas netiek pilnībā izmantotas, izmaksas ir augstas, un rodas HCI, CO un citas gāzes, kā rezultātā tiek piesārņota vide. Šo trūkumu dēļ beļģu Solvay 1861. gadā izgatavoja nātrija karbonātu un nātrija karbonātu no sāls, kaļķakmens un amonjaka Kalcija hlorīda, šī ir amonjaka sārmu metode. Reakcijas soļi ir šādi:
Reakcijā radušos CO2 un NH3 var atkārtoti izmantot kā izejvielas.
Kopējā reakcijas formula ir CaC03plus 2NaCl ===NaCl2plus Na2CO3
Lai gan šī sodas pagatavošanas metode ir vienkāršāka un videi draudzīgāka nekā Lubran sodas pagatavošanas metode, tā nodrošina nepārtrauktu ražošanu, ievērojami uzlabo sāls izmantošanas līmeni un tai ir zemas izmaksas, tai ir zems izejvielu izmantošanas līmenis un tiek ražots liels skaits -produkti ar zemu lietošanas vērtību CaCl2 trūkumi joprojām vajā cilvēkus, un ārvalstīs ir ļoti stingra kontrole pār šo patentu. Ķīna jau ilgu laiku ir bijusi ierobežota atbilstošu tehnoloģiju trūkuma dēļ.
Visbeidzot, houdebang 1943. gadā izgudroja kombinēto sodas pagatavošanas metodi, kas pazīstama arī kā houdebang sodas pagatavošanas metode, ko izmanto sodas pelnu ražošanai rūpniecībā. Tas pārtrauca ārvalstu tehnisko blokādi tajā laikā un vēl vairāk uzlaboja sodas ražošanas efektivitāti. Tā ir kļuvusi par pasaulē plaši izmantotu sodas pagatavošanas metodi. Specifiskais process ir šāds: pievienojiet CO2 piesātinātam amonjaka sālsūdenim (amonjaks un nātrija hlorīds ir piesātināti šķīdumi), lai iegūtu šādu reakciju
Reakcijas ķīmiskais vienādojums ir šāds:
Nātrija bikarbonāts reakcijā tiek nogulsnēts tā zemās šķīdības dēļ, ko var tālāk kalcinēt un sadalīt nātrija karbonātā, ūdenī un oglekļa dioksīdā, no kuriem oglekļa dioksīds var atkal iekļūt reakcijā atkārtotai izmantošanai. Ņemot vērā zemo galda sāls izmantošanas līmeni, augstās sodas ražošanas izmaksas, vides piesārņojumu, ko rada atkritumu šķidrums un atliekas, kā arī sarežģītās apstrādes, Houdebanga kungs 1943. gadā pēc tūkstošiem testu veiksmīgi izstrādāja kombinēto sodas pagatavošanas metodi. Šis jaunais process ir amonjaka rūpnīcas un sārmu rūpnīcas celtniecība -- kopīgai ražošanai. Amonjaka augs nodrošina amonjaku un oglekļa dioksīdu, kas nepieciešams sārmu augam. Amonija hlorīds mātes šķīdumā tiek kristalizēts, pievienojot galda sāli kā ķīmisku produktu vai mēslojumu. Sāls šķīdumu var pārstrādāt. "Kombinācija" tā sauktajā "kombinētajā sārmu ražošanas metodē" nozīmē, ka šī metode apvieno sintētiskā amonjaka rūpniecību un sārmu ražošanas nozari, izmanto blakusproduktu CO2 amonjaka ražošanas laikā, novērš kaļķakmens sadalīšanās izmantošanu. ražošanu un vienkāršo ražošanas iekārtas. Turklāt kombinētais kaustiskās sodas process novērš arī kalcija hlorīda veidošanos, kas nav īpaši noderīgs blakusprodukts amonjaka kaustiskās sodas procesā. Tā vietā, lai to atgūtu, tiek izmantots amonija hlorīds, ko var izmantot kā mēslojumu, kas uzlabo sāls izmantošanas ātrumu, saīsina ražošanas procesu, samazina vides piesārņojumu, samazina sodas izmaksas un veicina nozare pasaulē.
Hough's Soda ražošanas procesa izcilā iezīme ir padarīt procesu nepārtrauktu, lai paplašinātu mērogu; Otrkārt, šī metode nesākas ar cieto amonija bikarbonātu, bet izmanto sāls sālījumu, lai vispirms absorbētu amonjaku un pēc tam karbonātu nepārtrauktai ražošanai. Tā kā šai metodei nav nepieciešams starpprodukts sāls kā palīgviela, izmaksas var samazināt. 1952. gadā Ķīna Dalianas ķīmiskajā rūpnīcā izveidoja 10 t/D izmēģinājuma rūpnīcu kombinētai sārmu ražošanai, kas tika uzlabota 1957. gadā. Primārās sāls pievienošanas, sekundārās amonjaka absorbcijas un primārās karbonizācijas procesa plūsma tika noteikta eksperimentos, kā arī iekārtu izvēle un darbības indeksi tika apstiprināti. 1964. gadā Dalian Chemical Industry Company tika pabeigta un nodota ekspluatācijā liela mēroga kombinētā sodas rūpnīca.
Importētā sāls augstās cenas dēļ Japānai ir jāmeklē jaunas metodes, lai uzlabotu sāls izmantošanas līmeni. 1950. gadā Asahi nitrāta meitasuzņēmums Mušaņas ķīmiskajā rūpnīcā izveidoja 30 t/D kombinēto sodas rūpnīcu. 1959. gada martā uzņēmums Čibas ķīmiskajā rūpnīcā sāka veidot jaunu kombinēto sodas rūpnīcu ar ikdienas 300 t sodas pelnu un amonija hlorīda produkciju, ko sauc par maiņstrāvas metodi. 1970. gados amonija hlorīda ražošana Japānā bija pārprodukcija. Papildus dažu amonjaka sārmu ražošanas atsākšanai Asahi salpetrs izveidoja jauno Asahi procesu, kas pazīstams arī kā NA process. Xinxu procesa īpašība ir tāda, ka var regulēt amonija hlorīda izvadi. Tirgū esošo amonija hlorīda pārpalikumu var tieši destilēt ar kaļķa pienu, lai atgūtu amonjaku. Tāpēc tvaika un kaļķa patēriņš ir mazāks nekā amonjaka sārmu procesā. Šķidruma atkritumu daudzums tiek samazināts līdz gandrīz 1/3 no amonjaka sārmu procesā iegūtā daudzuma. Kalcija hlorīda koncentrāciju atkritumu šķidrumā var palielināt 2,5 reizes, un neapstrādāta sāls izmantošanas līmenis var sasniegt vairāk nekā 95 procentus. Xinxu process ir arī ievērojami uzlabojis karbonizāciju, kristalizāciju un citus procesus un iekārtu struktūru.
Līdz šim nātrija karbonāta attīstība ir veidojusies kopumā. Vēlāk cilvēki veica nelielus uzlabojumus apstrādē, ņemot vērā atšķirīgu uzsvaru uz lietošanu, lai nodrošinātu to izmantošanai dažādos gadījumos.