Soda Solvay obtencion

3. Procedimiento Solvay (obtención industrial de carbonato de sodio)

3.1. Reacciones Químicas:

Las materias primas que se deben utilizar son las siguientes: sal común y piedra caliza. El amoniaco precipita en el proceso, pero no se consume y solo se pierde una cantidad muy pequeña por lo tanto no se puede decir que sea una materia prima.
La reacción total del proceso se puede expresar de lasiguiente manera:

2 NaCl(aq) + CaCO3 (s) Na2CO3 (aq) + CaCl2 (aq) (1)

La reacción no se efectúa inmediatamente sino en una serie de pasos.
El proceso es cíclico; en una primera instancia se produce la calcinación de caliza con hulla en un horno

Φ
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g) (2)(a reacción 5)

C(s) + O2 (g) CO2 (g) (3)

Se saca la cal del horno y se apaga con agua para formar una lechada espesa

CaO(s)+ H2O(l) Ca(OH)2 (aq) (suspensión) (4)
(a reacción 8)

La sal, en forma de salmuera saturada, se trata con amoniaco y dióxido de carbono(a reacción 8)

NaCl(aq) + NH3 (g) + H2O(l) + CO2 (g) NaHCO3 (s) + NH4Cl(aq) (5)
(a reacción 6)

Calentando el carbonato de sodio a temperatura cercana a los 200 ºC, se desprende anhídrido carbónico y se forma carbonato200 ºC
2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O(l) + CO2 (g) (6)
(a reacción 5)

El filtrado de la reacción (5) contiene cloruro de amonio, algo de cloruro de sodio inalterado y el exceso de amoniaco y de dióxido de carbono. Es preciso separar de la solución todo el amoniaco lo cual se efectúa conlechada de cal de la reacción (4). Esto se conoce con el nombre de “encalado”.
2 NH4Cl(aq) + Ca(OH)2 (aq) 2 NH3 (g) + CaCl2 (aq) + 2 H2O (l) (8)
(a reacción 5)

Una propiedad favorable del bicarbonato es su poca solubilidad, que en las circunstancias que prevalecen en la torre Solvay de carbonatación es elpunto más importante para que tenga éxito el proceso Solvay. Permite la fácil separación por filtración, con lo cual se facilita la recuperación del amoniaco.

3.2. Esquema del proceso global:









4. Diagrama de Flujo del Proceso Solvay:


Es un diagrama de operaciones que indica los aparatos necesarios en una fabrica de carbonato de sodio con amoniaco.

4.1. Descripción del proceso:Absorción del amoniaco: La salmuera fuerte procedente de los pozos se satura con gas amoniaco en una torre alta de absorción. Durante amoniatación, la salmuera requiere bastante enfriamiento para que se logre el alto grado de saturación necesario a presión cercana a la atmosférica. La salmuera entra en el proceso lo mas fría posible y se utiliza primero para extraer el amoniaco remanente de los gases deescape. La salmuera desciende por la parte principal del absorbedor en dirección contraria al amoniaco ascendente. Luego se pasa la salmuera amoniacal por tinas de sedimentación. Los pozos se extraen del fondo con bomba y se añaden a las soluciones donde se destila el amoniaco.

Precipitación del bicarbonato: De las tinas de sedimentación la salmuera amoniacal pasa a través de tanques dealmacenamiento, y luego se bombea a la parte superior de una torre “Solvay” alta. Por el fondo de esta torre penetra gas del horno de cal y asciende por la solución formando burbujas. El liquido extraído del fondo de la torre se bombea a la parte superior de otra (torres en paralelo) donde se efectúa el mismo proceso con gas carbónico mas concentrado que proceden parcialmente de los calcinadores del...