सोडा ऐश डेंस - भारत

सोडा ऐश डेंस (सोडियम कार्बोनेट) के बारे में
सोडा ऐश डेंस निर्जल सोडियम कार्बोनेट का औद्योगिक नाम है। सोडियम कार्बोनेट डिकाहाइड्रेट एक रंगहीन, पारदर्शी क्रिस्टलीय यौगिक है जिसे व्यावसायिक रूप से सोडा या वाशिंग सोडा के रूप में जाना जाता है। सोडियम क्लोराइड के उपचार के लिए अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके सोडा ऐश का उत्पादन अमोनिया सोडा विधि (सोल्वे प्रक्रिया) द्वारा किया जाता है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले प्राकृतिक खनिज “ट्रोन” का उपयोग सोडियम कार्बोनेट के स्रोत के रूप में भी किया जाता है। यह कई उद्योगों और निर्माण प्रक्रियाओं का एक अभिन्न अंग है, इसके औद्योगिक उपयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, फ्लैट ग्लास और कंटेनर ग्लास के निर्माण में महत्वपूर्ण है, और डिटर्जेंट उत्पादन का एक प्रमुख घटक है।
निर्माण प्रक्रिया
खनन
सोडियम कार्बोनेट प्रकृति में ट्रोना, ट्राइसोडियम हाइड्रोजन डाइकार्बोनेट डाइहाइड्रेट (Na3HCO3CO3·2H2O) के रूप में होता है। कुछ क्षारीय झीलों से ड्रेजिंग करके ट्रोना का खनन भी किया जाता है। गर्म खारे पानी के झरने लगातार झील में नमक की भरपाई करते हैं, ताकि अगर ड्रेजिंग की दर पुनःपूर्ति दर से अधिक न हो, तो स्रोत पूरी तरह से टिकाऊ हो।

सॉल्वे प्रक्रिया
1861 में, बेल्जियम के औद्योगिक रसायनज्ञ अर्नेस्ट सोल्वे ने अमोनिया का उपयोग करके सोडियम क्लोराइड को सोडियम कार्बोनेट में बदलने की एक विधि विकसित की। सोल्वे प्रक्रिया एक बड़े खोखले टॉवर के इर्द-गिर्द केंद्रित थी। कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने के लिए नीचे कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर) को गर्म किया गया था:
CaCO3 → CaO + CO2
शीर्ष पर, सोडियम क्लोराइड और अमोनिया का एक केंद्रित घोल टॉवर में प्रवेश कर गया। जैसे ही कार्बन डाइऑक्साइड इसके माध्यम से बुदबुदाती है, सोडियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपित हो जाता है:
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
फिर सोडियम बाइकार्बोनेट को गर्म करके, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ कर सोडियम कार्बोनेट में बदल दिया गया:
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
इस बीच, अमोनिया को कार्बन डाइऑक्साइड उत्पादन से बचे हुए चूने (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड) से उपचारित करके अमोनियम क्लोराइड उपोत्पाद से पुनर्जीवित किया गया:
CaO + H2O → Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 + 2 NH4Cl → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O
क्योंकि सॉल्वे प्रक्रिया अपने अमोनिया को पुन: चक्रित करती है, यह केवल नमकीन और चूना पत्थर का सेवन करती है और इसका एकमात्र अपशिष्ट उत्पाद कैल्शियम क्लोराइड है। 1900 तक, 90% सोडियम कार्बोनेट का उत्पादन सोल्वे प्रक्रिया द्वारा किया गया था।

हौ की प्रक्रिया
इसे 1930 के दशक में चीनी रसायनज्ञ होउ देबांग ने विकसित किया था। पहले भाप सुधार करने वाले उप-उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड को सोडियम क्लोराइड और अमोनिया के संतृप्त घोल के माध्यम से पंप किया जाता था, ताकि निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से सोडियम बाइकार्बोनेट का उत्पादन किया जा सके:
NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3
NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3
सोडियम बाइकार्बोनेट को इसकी कम घुलनशीलता के कारण अवक्षेप के रूप में एकत्र किया गया और फिर सॉल्वे प्रक्रिया के अंतिम चरण के समान शुद्ध सोडियम कार्बोनेट प्राप्त करने के लिए गर्म किया गया। अमोनियम और सोडियम क्लोराइड के बचे हुए घोल में अधिक सोडियम क्लोराइड मिलाया जाता है; साथ ही इस घोल में 30-40 डिग्री सेल्सियस पर अधिक अमोनिया डाला जाता है। फिर घोल का तापमान 10 डिग्री सेल्सियस से नीचे कर दिया जाता है। अमोनियम क्लोराइड की घुलनशीलता 30 डिग्री सेल्सियस पर सोडियम क्लोराइड की तुलना में अधिक और 10 डिग्री सेल्सियस पर कम होती है। इस तापमान पर निर्भर घुलनशीलता अंतर और सामान्य आयन प्रभाव के कारण, अमोनियम क्लोराइड समाधान में अमोनियम क्लोराइड अवक्षेपित होता है।
होउ की प्रक्रिया का चीनी नाम (è” åå碱法) का अर्थ है “युग्मित विनिर्माण क्षार विधि”: होउ की प्रक्रिया हैबर प्रक्रिया के साथ जुड़ी हुई है और कैल्शियम क्लोराइड के उत्पादन को समाप्त करके बेहतर परमाणु अर्थव्यवस्था प्रदान करती है क्योंकि अमोनिया को अब पुनर्जीवित करने की आवश्यकता नहीं है। उप-उत्पाद अमोनियम क्लोराइड को उर्वरक के रूप में बेचा जा सकता है।