کاربردهای سدیم هیدروکسید

شکل1 کاربردهای سدیم هیدروکسید

<br/>

استفاده سرانه هیدروکسید سدیم را در جهان نشان می دهد، نسبت استفاده هر کشور به کشور دیگر متفاوت است. به عنوان مثال تولید آلومینیوم برای ایالات متحده تنها 3 % و برای محصولات شیمیایی آلی 35٪ است. این مقادیر بازتابی از تولیدات صنعتی ایالات متحده می باشد.

کاربرد گسترده هیدروکسید سدیم در اغلب صنایع را نشان می دهد. یکی از کاربردهای هیدروکسید سدیم اسکراب گاز به منظور حذف اسیدهای مخلوط در آن قبل از تزریق به محیط بازمی باشداز جمله این قبیل گازها می توان به گازهای حاصل از سوختن سوخت های فسیلی که حاوی مقدار قابل توجهی از دی اکسید گوگردهستند اشاره نمود. متدهای بسیاری جهت به دام انداختن گاز دی اکسید گوگرد وجود دارند. یکی از شناخته شده ترین این متدها که بصورت گسترده مورد استفاده قرار دارد، اسکراب گازهای مخلوط در محلول سدیم و کلسیم هیدروکسید می باشد. این متد در فرایندهای پالایشی متنوع مانند تصفیه بوکسیت (شکل 2) استفاده می شود.

<br/>

یکی دیگر از کاربردهای اصلی سدیم هیدروکسید در پروسه تولید کاغذ از چوب می باشد. این پروسه شامل متدهای متفاوتی از جمله متد "کرافت" بوده که در متد مذکور چوب را با یک محلول حاوی مخلوطی از سولفید سدیم و هیدروکسید سدیم پالایش و پاکسازی می شود;از جمله این محصولات نامطلوب می توان به لیگنین، روغنهای نامحلول و سلولز خالص برگ ها اشاره نمود. سلولز پس از خالص سازی اولیه در این متد، همچنین طی فراوریهای مراحل بعدی، به اصلی ترین محصول جهت تولید کاغذ تبدیل می گردد.

سایر کاربردهای سدیم هیدروکسید عبارتند از: تولید محصولات فعال سطحی (سورفکتانت‌ها )، صابون و سفید کننده ها. صابون و سفیدکننده ها معمولا تحت متد عبور گاز کلر از محلول هیدروکسید سدیم، که منجر به تولید یک محلول حاوی کلرات سدیم (سدیم هیپوکلریت) می گردد، تولید می شوند:

هیدروکسید سدیم در ساخت مواد شیمیایی آلی استفاده می شود. یکی از مهم ترین آنها اپوگیپروپان یا اکسید پروپیلن (epoxypropane ) می باشد که جهت تولید ترکیبات پلیورتانها استفاده می شود. پروپن تصفیه شده با کلر در آب، در هنگام اضافه نمودن محلول سدیم هیدروکسید یا کلسیم هیدروکسید منجر به تولید مخلوطی شامل کلروپروپان-2-ol و از کلروپروپان-1-ol و همچنین فرمهای متفاوت اپوگیپروپان(Epoxypropane) می شود.

تولید کارخانه ای سدیم هیدروکسید

هیدروکسید سدیم و کلر تواما تحت متد الکترولیزاسیون سدیم کلرید تولید می شوند.

ذخایر بزرگ کلرید سدیم (سنگ نمک) در اقصی نقاط جهان یافت می شوند. این ذخایر تقریبا خالص و اغلب در عمق چند صد متری سطح زمین قرار دارند. برخی از این سنگهای نمک در عمق 3000 متری و با شکافهایی 30 متری و ضخامت 500 متر (شکل 4)موجود می باشند. به گفته دانشمندان این صخره های نمکی در دوره تریاس (200میلین سال قبل)از تبخیر دریاها بوجود آمدند. به عنوان مثال این گونه صخره های نمکی در اروپا از بریتانیا تا لهستان (در امتداد چشایر، لنکشایر، استافوردشایر و کلیولند) وجود دارند. این چنین صخرهای نمکی همچنین در سراسر ایالات متحده به ویژه در لوئیزیانا و تگزاس پیدا شده اند.

اگر چه اکثر سنگ های نمک در سطح شورآبها بوجود می آیند، برخی از این سنگها دارای معدن نیز می باشند و باید از معادن مادر استخراج گردند. شکل بالا معدن سنگ نمک زیرزمینی چزایر ا نشان می دهد.

(با اخذ مجوز از انجمن نمک)

مقدار کمی از نمک استخراج شده از معدن نمک بصورت سنگ و مابقی آن بصورت محلول می باشد. استخراج نمک از معدنهای سنگ نمک بواسطه پمپاژ کنترل شده آب با فشار بالا به شکافهای سنگ نمک صورت می پذیرد. همچنین می توان از گرمای خورشیدی جهت استفاده در متد تبخیر آب دریاها و دریاچه ها برای تولید نمک خشک

استفاده نمود. نمک (کلرید سدیم)قبل از تجزیه به کلر و سدیم هیدروکسید جهت ذخیره سازی به یک سیلوی بزرگ انتقال داده می شود.

(با اخذ مجوز از انجمن نمک)

آب نمک اشباع شده، قبل از الکترولیز، خالص سازی می شود. طی این متد رسوبات کلسیم، منیزیم و دیگر کاتیونها مخرب، کربنات سدیم، هیدروکسید سدیم و مواد دیگربدست می آید. مواد جامد معلق در محلول آب نمک طی متد فیلتراسیون پالایش و حذف می شوند.

سه فرآیند الکترولیتی جهت تولید کاستیک سودا وجود دارد که غلظت کاستیک سودا تولید شده طی هر یک از فرآیندهای مذکور متفاوت است:

فرآیندهای غشایی:

کاستیک سودا از محلولی شامل کلسیم با خلوص 30درصدی و بصورت معمول بواسطه متد بخار تحت فشار

تولید می شود.

پیلهای جیوه ای:

سود سوزآور به عنوان یک محلول با خلوص 50% است. این غلظت از خلوص در اغلب بازارهای جهانی مورد تایید بوده، تولید شده و به فروش می رسد. در برخی موارد، سود سوز آور تحت متد تبخیر به خلوص 75٪ رسانیده و سپس تا دمای 750-850درجه کلوین جهت تولید هیدروکسید سدیم گرم می شود

سلولهای دیافراگمی:

<br/>

سود سوزآور از یک محلول ناخالص موسوم به "روغن سلول دیافراگمی" (DCL) با متوسط خلوص10-12٪ ، هیدروکسید سدیم و کلرید سدیم با خلوص 15%تولید میشود. به منظور نیل به خلوص 50% (که در بازارهای جهانی غلظتی پر مصرف و در نتیجه پرفروش می باشد) از واحدهای تبخیر -که بسیار بزرگتر و پیچیده تر از واحدهای مورد استفاده در فرآیندهای نوع اول موسوم به فرآیندهای غشایی هستند- در سلولهای دیافراگمی استفاده می شود. استفاده از مقادیر بالای نمک در طول این فرایند به افزایش سرعت واکنش مذکور کمک می نمایند. یکی دیگر از مزایای استفاده از نمک قابلیت استفاده مجدد آن جهت تولید آب نمک اشباع برای تغذیه سلولها می باشد.

با توجه به اینکه محصول تحت آزمایش حاوی 1% نمک می باشد که اغلب از آن بعنوان آلاینده یاد می شود و از سویی دیگر هیدروکسید سدیم بعنوان یکی از محصولات جانبی در طی این فرآیند تولید می گردد، ممکن است محصول نهایی حاوی ترکیباتی نامناسب برای برخی از اهداف خاص باشد.