5.1.Carbonato de Sodio - Introducción PDF

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IMPORTANTE PARA EL ESTUDIO DE LA INDUSTRIA DE ESTE TIPO...

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INDUSTRIAS QUÍMICAS TEÓRICA – Unidad 1 - Clase 5.1

CARBONATO de SODIO: Introducción Prof. A. Pocetti

INTRODUCCIÓN - HISTORIA

El proceso Solvay o el proceso de amoniaco-soda es el principal proceso industrial para la producción de carbonato de sodio (ceniza de sosa, Na2CO3). El proceso fue desarrollado en su forma moderna por Ernest Solvay durante la década de 1860. La materia prima para esto está disponible en cantidades y es económica: salmuera (de fuentes interiores o del mar) y piedra caliza (de canteras). Este método sustituyó al proceso de Leblanc, un proceso anterior y éste a su vez sustituyó el método Planta de Proceso Solvay en Solvay, Nueva York; original que era a través de las cenizas de una planta aproximadamente en 1917. llamada barilla española. Durante la Edad Media, las fábricas de vidrio de Francia dependían de la soda, importada por árabes de los depósitos naturales en los lugares desérticos de Asia Menor, o de las plantas barilla en España, que consistía en soda proveniente de las cenizas de esas plantas marinas. Poco antes de la Revolución Francesa, después de que Inglaterra separara a Francia de la oferta de barilla, la Academia de Ciencias de Francia ofreció un premio de 2.400 libras por un método para preparar Soda a partir de sal. El problema fue resuelto por Nicolas Leblanc, el médico del duque de Orleans.  En el proceso de Leblanc, la sal se trata con ácido sulfúrico concentrado:

 El sulfato de sodio, calentado con piedra caliza y coque, se convirte en el carbonato:

 Que se luego se filtra del sulfuro de calcio insoluble con agua. La Revolución Francesa fue fatal para las esperanzas de Leblanc. El duque de Orleans fue guillotinado, y la hija de Leblanc cayó enferma y murió. Leblanc se suicidó y el premio nunca fue otorgado. El ácido clorhídrico producido por el proceso Leblanc fue una fuente importante de contaminación del aire, y el subproducto de sulfuro de calcio también presentó problemas de eliminación de desechos. Sin embargo, siguió siendo el principal método de producción de carbonato de sodio hasta finales de la década de 1880 hasta que fue NICOLAS LEBLANC reemplazado por el proceso Solvay. En 1861, el químico belga Ernest Solvay dirigió su atención al problema. Su solución, una torre de absorción de gas de 24 metros en la que el dióxido de carbono burbujea a través de un flujo descendente de salmuera. Esto, junto con una eficiente recuperación y reciclaje del amoníaco, resultó efectivo. Para 1864, Solvay y su hermano Alfred habían adquirido un respaldo financiero y habían construido una planta en Couillet, hoy un suburbio de la ciudad belga de Charleroi. El nuevo proceso resultó más económico (no usaba el popular ácido sulfúrico) y menos contaminante

que el método Leblanc, y su uso se extendió. A.Pocetti

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CARBONATO de SODIO: Introducción Prof. A. Pocetti

 IMPORTANTE EL PROCESO de LEBLANC y LAS LEYES AMBIENTALES  Las plantas de proceso Leblanc son muy dañinas para el medio ambiente local. El proceso de generación de torta de sal y ácido sulfúrico libera ácido clorhídrico gaseoso, y como este ácido era industrialmente inútil en el siglo XIX, simplemente era liberado a la atmósfera.  Además, se producía un residuo sólido insoluble y maloliente. Por cada 8 toneladas de carbonato de sodio, el proceso producía 5,5 toneladas de cloruro de hidrógeno residuales y 7 toneladas de sulfuro de calcio residuales. Estos residuos sólidos (conocido como galligu) no tenían ningún valor económico. Se apilaba en montones y se esparcía en los campos cercanos a las fábricas de álcali, donde liberaban sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico responsable del olor a huevo podrido.

 A causa de sus emisiones nocivas, las factorías de soda Leblanc se convirtieron en blancos de acciones legales y fueron objeto de una legislación que las regulaba.  En 1839 una demanda en contra de estas plantas decía: "el gas de estas fábricas es de tal naturaleza nociva, como a todo deterioro dentro de su influencia, y es por igual funesta para la salud y la propiedad. La hierba de los campos en sus alrededores se quemaron, los jardines no producen frutos, ni legumbres;.. muchos árboles florecientes se han convertido últimamente en palos podridos desnudos de ganado y aves de corral y de caída del pino de distancia que empaña los muebles en nuestras casas, y cuando estamos expuestos a ella, que es de frecuente ocurrencia, que se ven afectados por tos y dolores en la cabeza... todo lo cual atribuimos a las factorías de soda […]

 En 1863, el Parlamento británico aprobó la primera de varias leyes referentes a la industria de álcali: Alkali Act, la primera legislación moderna sobre la contaminación del aire. Esta ley imponía que no más del 5% del ácido clorhídrico producido por las plantas que fabrican ceniza de sosa podría ser vertido a la atmósfera. Para cumplir con la legislación, la factorías de soda hacían pasar el cloruro de hidrógeno gaseoso a través de una torre rellena con carbón vegetal, en donde era absorbido por el agua que fluye en contracorriente. Los productos químicos así generados dan como resultado una solución de ácido clorhídrico generalmente se arrojan a los cuerpos de agua cercanos, matando a los peces y demás vida acuática.  En la década de 1880, se descubrieron nuevos métodos para convertir el ácido clorhídrico residual a cloro gaseoso para la fabricación de lejía en polvo y para la recuperación del azufre de los residuos de sulfuro de calcio, pero el proceso Leblanc siguió siendo más derrochador y contaminante que el proceso Solvay.  FINAL En 1861, el químico belga Ernest Solvay desarrolló un proceso más directo para la producción de carbonato de sodio a partir de sal y piedra caliza mediante el uso de amoníaco. El único producto residual del proceso Solvay es cloruro de calcio, y por lo tanto, es más económico y menos contaminante que el método Leblanc. Desde finales de 1870, la industria de álcali que utilizaba el proceso Solvay de la Europa continental entabló una dura competencia en los mercados nacionales a la industria de álcali que utilizaba el proceso Leblanc con sede en Gran Bretaña. Además, la planta Solvay de Brunner Mond que fue abierta en 1874 en Winnington cerca de Northwich siempre fue una fuerte competencia a nivel nacional. Los productores que usaban el proceso Leblanc no pudieron competir con las que usaban el proceso Solvay, y su producción de carbonato de sodio se complementaba perfectamente con la producción de cloro a partir del cloruro de hidrógeno residual, blanqueador en polvo, etc. siendo así más rentables (los subproductos no deseados se habían convertido en los productos más apreciados). El desarrollo de métodos electrolíticos para la obtención del cloro, eliminó esa fuente de beneficios, y así hubo un descenso, sólo moderado por acuerdos entre "gentlemens" con los productores de Solvay.  En 1900, el 90% de la producción de sosa del mundo era a través del método Solvay, y en América del Norte, a través de la explotación minera de la trona, descubierta en 1938. La última planta de ceniza de sosa basada en el proceso Leblanc fue cerrada en la década de 1920.[2] Sin embargo, debido a la solubilidad del bicarbonato, el proceso Solvay no era funcional para la fabricación del carbonato de potasio, y para su fabricación el proceso Leblanc siguió en uso de manera limitada hasta mucho más tarde.

A.Pocetti

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A.Pocetti

 FUENTES Gillispie, Charles; "The Discovery of the Leblanc Process" Martin M., Mariano; "Industrial Chemical Process Analysis and Design" Reed, Peter; "Galligu: An environmental legacy of the Leblanc alkali industry, 1814-1920"

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