Физико-химические основы процесса очистки

Сырой рассол содержит примеси солей кальция и магния. Если их предварительно не удалить, то будут выпадать в осадок плохо растворимые соединения СаСО₃, Mg(OH)₂, NaCl×Na₂CO₃×MgCO₃ и (NH4)₂CO₃×MgCO₃, что приведет к засорению аппаратуры, трубопроводов и загрязнению готовой продукции – соды. Для предотвращения этого на содовых заводах сырой раствор очищают от примесей известково-содовым методом.

Содержание солей кальция и магния должна быть после очистки не более 0,05 нд. В зависимости от количества солей магния в рассоле используют одно- или двухстадийную очистку. При повышенном содержании магния, в том числе на Крымском содовом заводе, используется двухстадийная очистка, на остальных предприятиях Украины и России рассолоочистку ведут в одну стадию.

В случае двухстадийной очистки на 1-й стадии для удаления солей магния используют известковое молоко

Mg²⁺ + Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂¯ + Ca²⁺,

а затем на 2-й стадии для удаления солей кальция – соду

Са²⁺ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2Na⁺.

При одностадийной очистке осадительные реагенты смешивают и нагревают, в результате протекает реакция каустификации:

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = NaOH + CaCO₃

Образовавшийся гидроксид натрия в этом случае реагирует с солями магния по уравнению

Mg²⁺ + 2NaOH = Mg(OH)₂¯ + 2Na⁺,

а оставшаяся от реакции каустификации сода осаждает ион кальция по реакции

Са²⁺ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2Na⁺.

При очистке рассола от ионов магния известковым молоком в раствор переходят ионы кальция. Поэтому при расчете количества соды, требуемой для очистки рассола, следует учитывать не только соли кальция, содержащиеся в сыром растворе, но и вновь поступающие в результате очистки. Сульфат-ионы, присутствующие в сыром рассоле, остаются в нем в виде хорошо растворимой соли Na₂SO₄, образующейся по реакции:

CaSO₄ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + Na₂SO₄.

Присутствие сульфата натрия в дальнейшем усложняет регенерацию аммиака в отделении дистилляции, в процессе которой на стенках дистиллера отлагается гипс.