روش تولید هیدروکسید سدیم مایع

هیدروکسید سدیم یا سود مایع یک ماده‌ی شیمیایی بسیار پر کاربرد در صنعت است. این ماده به صورت گسترده در صنعت مصرف می‌شود. هیدروکسید سدیم دارای خاصیت قلیایی بسیار قوی، خورندگی زیاد، چربی زدایی و .. است. هر ساله مقادیر بسیار زیادی از این ماده در صنعت تولید می‌شود و مقدار بسیاری زیادی از آن نیز به سود پرک تبدیل می‌شود که یک ماده‌ی شیمیایی پر کاربرد در انواع صنایع است.

در همه‌ی روش‌هایی که هیدروکسید سدیم تولید می‌شود، سدیم کلرید یا همان نمک طعام ماده‌ی اولیه اصلی است. تجزیه‌ی نمک به روش الکترولیتی منجر به تولید یون‌های کلرین و سدیم شده و سپس، یون سدیم در سلول جیوه با آب واکنش می‌دهد. هیدروکسید سدیم به سه روش مختلف تولید می‌شود: روش سلول جیوه‌ای، روش سلول دیافراگم و روش ممبران یا غشای سلولی. که از این میان روش سلول جیوه‌ای و روش سلول دیافراگم تقریباً منسوخ شده و کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش ممبران بیش از دو روش دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش سلول جیوه‌ای :

در روش سلول جیوه‌ای که برای تولید هیدروکسید سدیم استفاده می‌شود، ابتدا آب نمک غلیظ داخل یک استوانه‌ی فولادی که طول آن پانزده متر و قطر آن یک متر است ریخته می‌شود. داخل این مخزن جیوه نقش قطب کاتد را دارد. صفحات تیتانیومی در این مخزن وجود دارند که نقش قطب آند را ایفا می‌کنند. یک جریان مستقیم بین دو قطب آند و کاتد برقرار می‌شود و گاز هیدروژن در سمت قطب آند و یون‌های سدیم در سمت قطب کاتد جمع می‌شوند. یون‌های سدیم یک نوع آمالگام با غلظت پایین را ایجاد می‌کنند که از سلول جیوه خارج شده و با آب و کلر واکنش نمی‌دهد. در نتیجه از قطب کاتد دو ماده‌ی هیدروژن و آمالگام سدیم خارج می‌شوند. در این روش به دلیل وجود ناخالصی جیوه در هیدروکسید سدیم مایع، محلول تولید شده کیفیت پایینی دارد و این روش تقریباً منسوخ شده است.

روش سلول دیافراگم :

بیش از 70 درصد از کل هیدروکسید سدیم مایع تولید شده با استفاده از این روش تولید می‌شود. در این روش از ماده‌ای به نام آزبست برای جداسازی محصولات جانبی هیدروکسید سدیم مانند کلرین که به وفور در فرآیند تولید هیدروکسید سدیم تولید می‌شود، استفاده می‌کنند. با استفاده از این روش هیدروکسید سدیم مایع با غلظت 50 درصد تولید می‌شود. در طی این فرآیند، هیدروکسید سدیم مایع ابتدا با غلطت 12 الی 14 درصد تولید شده و سپس با چند مرحله عملیات تبخیر و تغلیظ به خلوص 50 درصد می‌رسد. نمک اضافی رسوب کرده و از روش تبخیر جدا سازی می‌شود. با استفاده از روش سلول دیافراگم، هیدروکسید سدیم مایع با کیفیت بسیار پایین تولید می‌شود و دارای ناخالصی‌های بسیاری است. به همین دلیل در صنایعی مانند نساجی، تولید شوینده‌ها و صابون و صنایع آلومینیم استفاده می‌شود.

روش ممبران و یا غشای سلولی :

در روش ممبران و یا غشای سلولی ابتدا نمک در تانک انحلال حل شده و سپس محلول نمکی اشباع به دست آمده خالص سازی می‌شود. مرحله‌ی خالص سازی در دو مرحله انجام می‌شود. در مرحله‌ی دوم رزین کیلیت برای خالص سازی مجدد تزریق شده و سپس سلول الکترولیزی خورانده می‌شود. قطب آند سلول الکترولیز با آب نمک احاطه شده و قطب کاتد با هیدروکسید سدیم رقیق احاطه می‌شود. پس از اعمال یک جریان مستقیم در سلول گاز کلر در قطب آند و هیدروکسید سدیم مایع و هیدروژن در قطب کاتد تولید می‌شود. غشای به کار رفته در این فرآیند از نوعی رزین ساخته شده است و به صورت انتخابی به کاتیون‌های اجازه‌ی عبور می‌دهد در حالی که یون‌های منفی نمی‌توانند از آن عبور کنند. در قسمت کاتد آب به هیدروژن مثبت و هیدروکسید منفی (یون هیدروژن و یون هیدروکسید) تجزیه می‌شود. یون‌های منفی جذب قطب آند می‌شود ولی غشا به آن‌ها اجازه‌ی عبور نمی‌دهد، در نتیجه با یون‌های مثبت سدیم در بخش آند واکنش می‌دهند و هیدروکسید سدیم تولید می‌شود. این محلول وارد فیلتر شده تا هیدروکسید سدیم با غلظت بالاتر در حدود 30 درصد تولید شود. در این نوع فرآیند تولید هیدروکسید سدیم کلر از محلول جداسازی شده و در نهایت با تغلیظ غلظت هیدروکسید سدیم مایع به 50 درصد می‌رسد. در این فرآیند خبری از ناخالصی‌های فلزی در هیدروکسید سدیم مایع نیست و محلول تولید شده کیفیت توسط این روش بالایی دارد.