Средняя соль¶

Средняя соль — промежуточный продукт варочно-вымораживательного производства соды (метода Леблана), представляющий собой смесь хлорида натрия (NaCl) с карбонатом натрия (Na₂CO₃) и рядом примесей. Название «средняя» происходит от нейтральной, средней по кислотности реакции получаемого продукта — в отличие от «кислой» и «щелочной» солей, также образующихся на разных стадиях процесса. Средняя соль служит сырьём для получения содового шлама, из которого далее выделяют аммиак и получают кальцинированную соду.

¶Состав и свойства

Основные компоненты средней соли:

Средняя соль представляет собой кристаллическую массу серовато-белого цвета, легко растворимую в воде. Содержание Na₂CO₃ в ней существенно ниже, чем в кислой соли (до 40 %), но выше, чем в исходной поваренной соли. Продукт гигроскопичен и при длительном хранении слеживается.

¶Получение

Средняя соль образуется на стадии карбонизации в варочно-вымораживательном процессе производства соды. Общий ход процесса:

1. Смешивание. Поваренную соль растворяют и смешивают с известняком (CaCO₃) и аммиачным раствором.
2. Карбонизация. Смесь насыщают углекислым газом (CO₂) в карбонизаторах. При этом аммиак связывается в гидрокарбонат аммония, который реагирует с хлоридом натрия:

NaCl + NH₄HCO₃ → NaHCO₃ + NH₄Cl Выпадающий в осадок бикарбонат натрия (NaHCO₃) отфильтровывают — это «кислая соль», исходное сырьё для получения соды.

1. Нейтрализация. Фильтрат, содержащий NH₄Cl и избыток NH₄HCO₃, обрабатывают известью (Ca(OH)₂). При этом аммиак регенерируется и возвращается в цикл, а оставшаяся часть солей выпадает в осадок — это и есть средняя соль.
2. Обжиг. Среднюю соль прокаливают в барабанных печах при 900—1000 °C. При этом разлагаются карбонаты, и образуется так называемая «щелочная соль» — смесь Na₂CO₃ и NaOH, пригодная для дальнейшей переработки.

После обжига щелочную соль растворяют, отделяют нерастворимые остатки (шлак), а раствор выпаривают. Продуктом кристаллизации является кальцинированная сода (Na₂CO₃·10H₂O), а маточный раствор, обогащённый NH₄Cl, возвращают в цикл карбонизации.

¶Роль в производстве соды

Варочно-вымораживательный метод, в котором средняя соль является обязательным промежуточным продуктом, был разработан Эрнестом Соле и Фредериком Уандерли в 1838 году и впервые промышленно реализован Эрнестом Лебланом в 1861 году. До внедрения аммиачного метода (процесса Сольвэ, запатентованного в 1861 году) леблановский процесс оставался основным способом получения соды в мире.

В России варочно-вымораживательное производство было развито в XIX — первой половине XX века. Крупнейшие заводы работали в Луганске, Славянске, Березниках и других промышленных центрах. К настоящему времени в России и большинстве стран мира леблановский метод практически полностью вытеснен аммиачным методом Сольвэ, который экономичнее и не образует такого количества отходов (шлака и «чёрной соды»).

¶Экологические особенности

Леблановский процесс сопровождается образованием значительного количества отходов:

• Шлак — нерастворимый остаток после обжига средней соли (около 1 т на 1 т соды). Долгое время шлак складировался в отвалах, что приводило к загрязнению почв и подземных вод.
• «Чёрная сода» — побочный продукт, содержащий сульфид натрия и другие примеси, использовавшийся в кожевенном производстве.
• Соляной раствор — сточные воды, требующие очистки.

Именно экологические проблемы, а также высокая материалоёмкость послужили причиной отказа от метода Леблана в пользу аммиачного процесса Сольвэ, в котором средняя соль не образуется.

¶См. также

• Сода кальцинированная
• Метод Леблана
• Аммиачно-содовый метод
• Бикарбонат натрия

¶Примечания

Средняя соль не имеет широкого применения вне содового производства. В учебной и справочной литературе термин рассматривается преимущественно в контексте описания варочно-вымораживательного метода получения соды как исторически значимого, но ныне устаревшего промышленного процесса.

¶Источники

• Химическая энциклопедия, т. 3
• Краткая химическая энциклопедия, т. 2
• Ремизов Н. А. Технология неорганических веществ
• Фельдман Е. И. Производство соды