सोडियम कार्बोनेटसोडा ऐश के रूप में भी जाना जाता है, नमक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्षार नहीं। अंतर्राष्ट्रीय व्यापार में इसे सोडा या सोडा ऐश भी कहते हैं। यह एक महत्वपूर्ण अकार्बनिक रासायनिक कच्चा माल है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से फ्लैट ग्लास, ग्लास उत्पादों और सिरेमिक शीशे का आवरण के उत्पादन में किया जाता है। यह घरेलू धुलाई, एसिड न्यूट्रलाइजेशन और खाद्य प्रसंस्करण में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सोडियम कार्बोनेट का विकास इतिहास पहले सोडा उद्योग से शुरू होना चाहिए। सोडा ऐश उद्योग 18वीं शताब्दी के अंत में शुरू हुआ। सोडा मेकिंग के लिए उद्योग की जरूरतों और कच्चे माल के परिवर्तन के साथ, सोडा ऐश (Na2CO3) की उत्पादन तकनीक तेजी से विकसित हुई है, और उत्पादन उपकरण बड़े पैमाने पर, मशीनीकृत और स्वचालित हो जाते हैं। 1983 में, सोडा ऐश का विश्व उत्पादन लगभग 30mt था। सोडा ऐश उद्योग के इतिहास में, फ्रेंच एन. लुब्लांक, बेल्जियम ई. सोल्वे और चीनी हौडबैंग ने उत्कृष्ट योगदान दिया है।
सोडा ऐश के कृत्रिम संश्लेषण से पहले, प्राचीन काल में यह पाया गया था कि कुछ समुद्री शैवाल द्वारा जलाए जाने के बाद राख में क्षार होता है। गर्म पानी से भिगोने और छानने के बाद, धोने के लिए भूरा क्षार घोल प्राप्त किया जा सकता है। प्राकृतिक क्षार की एक बड़ी मात्रा खनिजों से आती है, मुख्य रूप से भूमिगत या क्षारीय पानी की झील। तलछटी परत में प्राकृतिक क्षार अयस्क उच्चतम ग्रेड है और व्यापक रूप से वितरित किया जाता है। 18वीं शताब्दी के अंत में, सोडा ऐश के कृत्रिम संश्लेषण की विधि का आविष्कार सबसे पहले फ्रांस में किया गया था। ल्यूब्लैंक ने मुख्य रूप से Na2CO3 युक्त कच्चे उत्पाद की काली राख प्राप्त करने के लिए उच्च तापमान पर कम करने और कार्बोनेट करने के लिए मिराबिलिट, चूना पत्थर और कोयले का उपयोग किया। निक्षालन, वाष्पीकरण, शोधन, पुन: क्रिस्टलीकरण और सुखाने के बाद, लगभग 97 प्रतिशत की शुद्धता के साथ एक भारी सोडा ऐश प्राप्त किया गया था। 1861 में, बेल्जियम के अर्नेस्टोल्वी ने अकेले सोडा ऐश का आविष्कार किया और पेटेंट प्राप्त किया। चूंकि तकनीकी रहस्यों के संरक्षण को व्यापक रूप से लागू नहीं किया गया है, इसने 1920 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका से एक सफलता हासिल की। विशेष रूप से, एक प्रसिद्ध चीनी रासायनिक विशेषज्ञ, हौडेबैंग ने 1932 में "सोडा ऐश निर्माण" पुस्तक प्रकाशित की, जिसे 70 वर्षों तक गुप्त रखा जाएगा। दुनिया में सॉल्वे मेथड प्रकाशित हो चुकी है।. Houdebang ने 1939 से 1942 तक हाउस क्षार बनाने की प्रक्रिया भी स्थापित की, और सिचुआन में एक पायलट प्लांट की स्थापना की। 1952 में डालियान केमिकल प्लांट में एक संयुक्त क्षार बनाने की कार्यशाला स्थापित की गई थी। जापान में असाही नाइट्रेट सहायक द्वारा शुरू की गई Na विधि अनिवार्य रूप से बाइकार्बोनेट क्षार और अमोनिया क्षार की एक समझौता विधि है। सोडा ऐश और अमोनियम क्लोराइड के अनुपात को इच्छानुसार समायोजित किया जा सकता है।
1783 में, फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज ने सोडा ऐश बनाने की विधि के लिए 1200 फ़्रैंक का इनाम देने की पेशकश की। 1789 में, फ्रांस के ऑरलियन्स के सामंती लॉर्ड ड्यूक के एक परिचर चिकित्सक लुब्रान ने सोडा बनाने की एक विधि सफलतापूर्वक बनाई। 1791 में, उन्होंने एक पेटेंट प्राप्त किया और 250 ~ 300 किग्रा के दैनिक उत्पादन के साथ एक सोडा प्लांट की स्थापना की। टेबल नमक के अलावा, लुब्रान सोडा प्रक्रिया में प्रयुक्त कच्चे माल में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड, चारकोल और चूना पत्थर शामिल हैं। उत्पादन प्रक्रिया इस प्रकार है:
चरण 1: टेबल सॉल्ट को सोडियम सल्फेट में बदलने के लिए सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करें:
चरण 2: भट्ठी में सोडियम सल्फेट, चारकोल और चूना पत्थर को एक साथ गर्म करें। सोडियम सल्फेट भट्ठी में चारकोल के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम सल्फाइड और कार्बन मोनोऑक्साइड बनाता है:
चरण 3: सोडियम सल्फाइड, चूना पत्थर के साथ क्रिया करके सोडियम कार्बोनेट और कैल्शियम सल्फाइड बनाता है:
लुब्रान क्षार उत्पादन पद्धति ने एक ऐतिहासिक मिसाल कायम की है और मानव जाति के लिए उत्कृष्ट योगदान दिया है, लेकिन इसमें कई कमियां भी हैं। उदाहरण के लिए, मुख्य उत्पादन प्रक्रिया ठोस चरण में की जाती है, कच्चे माल के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ लगातार उत्पादन करना मुश्किल होता है, उपकरण गंभीर रूप से खराब हो जाता है, उत्पाद की गुणवत्ता अशुद्ध होती है, कैल्शियम सल्फाइड पानी में आसानी से घुलनशील नहीं होता है , अवक्षेपित स्लैग को त्याग दिया जाता है, कच्चे माल का पूरी तरह से उपयोग नहीं किया जाता है, लागत अधिक होती है, और एचसीआई, सीओ और अन्य गैसें उत्पन्न होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप पर्यावरण प्रदूषण होता है। इन कमियों से परेशान होकर 1861 में बेल्जियन सोल्वे ने नमक, चूना पत्थर और अमोनिया कैल्शियम क्लोराइड से सोडियम कार्बोनेट और सोडियम कार्बोनेट बनाया, यह अमोनिया क्षार विधि है। प्रतिक्रिया चरण इस प्रकार हैं:
प्रतिक्रिया से उत्पन्न CO2 और NH3 को कच्चे माल के रूप में पुन: उपयोग किया जा सकता है।
कुल प्रतिक्रिया सूत्र CaC है03प्लस 2NaCl ===NaCl2प्लस Na2CO3
हालांकि यह सोडा बनाने की विधि लुब्रान सोडा बनाने की विधि की तुलना में अधिक सरल और पर्यावरण के अनुकूल है, निरंतर उत्पादन का एहसास करती है, नमक की उपयोग दर में बहुत सुधार करती है, और इसकी लागत कम होती है, इसमें कच्चे माल की कम उपयोग दर होती है और बड़ी संख्या में उत्पादन होता है कम उपयोग मूल्य वाले उत्पाद CaCl2 की कमियां अभी भी लोगों को परेशान करती हैं, और विदेशों में इस पेटेंट पर बहुत सख्त नियंत्रण है। प्रासंगिक तकनीक की कमी के कारण चीन लंबे समय से प्रतिबंधित है।
अंत में, हौडेबैंग ने 1943 में संयुक्त सोडा बनाने की विधि का आविष्कार किया, जिसे हुडबैंग सोडा बनाने की विधि के रूप में भी जाना जाता है, जिसका उपयोग उद्योग में सोडा ऐश बनाने के लिए किया जाता है। इसने उस समय विदेशों की तकनीकी नाकाबंदी को तोड़ा, और सोडा बनाने की दक्षता में और सुधार किया। यह दुनिया में व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सोडा बनाने की विधि बन गई है। विशिष्ट प्रक्रिया इस प्रकार है: निम्नलिखित प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए संतृप्त अमोनिया नमक पानी (अमोनिया और सोडियम क्लोराइड संतृप्त समाधान हैं) में CO2 जोड़ें।
प्रतिक्रिया रासायनिक समीकरण होगा:
प्रतिक्रिया में सोडियम बाइकार्बोनेट इसकी कम घुलनशीलता के कारण अवक्षेपित होता है, जिसे आगे कैलक्लाइंड किया जा सकता है और सोडियम कार्बोनेट, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित किया जा सकता है, जिसमें से कार्बन डाइऑक्साइड पुन: उपयोग के लिए प्रतिक्रिया में प्रवेश कर सकता है। टेबल नमक की कम उपयोग दर, सोडा बनाने की उच्च लागत, अपशिष्ट तरल और अवशेषों के कारण पर्यावरण प्रदूषण और उपचार में कठिनाई को देखते हुए, श्री हौडेबैंग ने हजारों परीक्षणों के बाद 1943 में संयुक्त सोडा बनाने की विधि को सफलतापूर्वक विकसित किया। यह नई प्रक्रिया संयुक्त उत्पादन के लिए -- पर एक अमोनिया संयंत्र और एक क्षार संयंत्र बनाने की है। अमोनिया का पौधा क्षार पौधे के लिए आवश्यक अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड प्रदान करता है। मातृ शराब में अमोनियम क्लोराइड को रासायनिक उत्पाद या उर्वरक के रूप में टेबल नमक मिलाकर क्रिस्टलीकृत किया जाता है। नमक के घोल को रिसाइकिल किया जा सकता है। तथाकथित "संयुक्त क्षार बनाने की विधि" में "संयोजन" का अर्थ है कि यह विधि सिंथेटिक अमोनिया उद्योग और क्षार बनाने वाले उद्योग को एक साथ जोड़ती है, अमोनिया उत्पादन के दौरान उप-उत्पाद CO2 का उपयोग करती है, चूना पत्थर के अपघटन के उपयोग को समाप्त करती है उत्पादन, और उत्पादन उपकरण को सरल करता है। इसके अलावा, संयुक्त कास्टिक सोडा प्रक्रिया कैल्शियम क्लोराइड के उत्पादन से भी बचाती है, जो अमोनिया कास्टिक सोडा प्रक्रिया में बहुत उपयोगी उप-उत्पाद नहीं है। इसके बजाय, अमोनियम क्लोराइड, जिसे उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, इसे पुनर्प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो नमक की उपयोग दर में सुधार करता है, उत्पादन प्रक्रिया को छोटा करता है, पर्यावरण को प्रदूषण कम करता है, सोडा ऐश की लागत को कम करता है, और प्रगति को बढ़ावा देता है दुनिया में उद्योग।
होफ की सोडा बनाने की प्रक्रिया की उत्कृष्ट विशेषता प्रक्रिया को निरंतर बनाना है, ताकि पैमाने का विस्तार किया जा सके; दूसरे, यह विधि ठोस अमोनियम बाइकार्बोनेट से शुरू नहीं होती है, लेकिन निरंतर उत्पादन के लिए पहले अमोनिया और फिर कार्बोनेट को अवशोषित करने के लिए नमक की नमकीन का उपयोग करती है। चूंकि इस विधि में सहायक एजेंट के रूप में मध्यवर्ती नमक की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए लागत को कम किया जा सकता है। 1952 में, चीन ने डालियान केमिकल प्लांट में संयुक्त क्षार उत्पादन के लिए एक 10t / D पायलट प्लांट की स्थापना की, जिसे 1957 में सुधार किया गया था। प्राथमिक नमक जोड़, माध्यमिक अमोनिया अवशोषण और प्राथमिक कार्बोनेशन की प्रक्रिया प्रवाह प्रयोगों के माध्यम से निर्धारित किया गया था, और उपकरण चयन और संचालन सूचकांकों की पुष्टि की गई। 1964 में, बड़े पैमाने पर संयुक्त सोडा संयंत्र पूरा किया गया और डालियान केमिकल इंडस्ट्री कंपनी में परिचालन में लाया गया।
आयातित नमक की उच्च कीमत के कारण, जापान को नमक के उपयोग की दर में सुधार के लिए नए तरीकों की तलाश करनी चाहिए। 1950 में, असाही नाइट्रेट की सहायक कंपनी ने मुशान रासायनिक संयंत्र में 30t/D संयुक्त सोडा संयंत्र की स्थापना की। मार्च 1959 में, इसने चिबा रासायनिक संयंत्र में एक नया संयुक्त सोडा संयंत्र स्थापित करना शुरू किया, जिसमें 300 टन सोडा ऐश और अमोनियम क्लोराइड का दैनिक उत्पादन होता है, जिसे एसी विधि कहा जाता है। 1970 के दशक में, जापान में अमोनियम क्लोराइड के उत्पादन की अधिक आपूर्ति की गई थी। कुछ अमोनिया क्षार उत्पादन को फिर से शुरू करने के अलावा, असाही साल्टपेट्रे ने नई असाही प्रक्रिया की स्थापना की, जिसे एनए प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है। Xinxu प्रक्रिया की विशेषता यह है कि अमोनियम क्लोराइड के उत्पादन को समायोजित किया जा सकता है। बाजार में अतिरिक्त अमोनियम क्लोराइड अमोनिया की वसूली के लिए सीधे चूने के दूध से आसुत किया जा सकता है। इसलिए, भाप और चूने की खपत अमोनिया क्षार प्रक्रिया की तुलना में कम है। अपशिष्ट तरल की मात्रा अमोनिया क्षार प्रक्रिया के लगभग 1/3 तक कम हो जाती है। अपशिष्ट तरल में कैल्शियम क्लोराइड की एकाग्रता को 2.5 गुना बढ़ाया जा सकता है, और कच्चे नमक की उपयोगिता दर 95 प्रतिशत से अधिक तक पहुंच सकती है। Xinxu प्रक्रिया ने कार्बोनाइजेशन, क्रिस्टलीकरण और अन्य प्रक्रियाओं और उपकरण संरचना में भी काफी सुधार किया है।
अब तक, सोडियम कार्बोनेट के विकास ने सामान्य रूप से आकार लिया है। बाद में, लोगों ने उपयोग पर अलग-अलग जोर के अनुसार प्रसंस्करण में कुछ मामूली सुधार किए, ताकि इसे विभिन्न अवसरों में उपयोग के लिए उपलब्ध कराया जा सके।