Ceniza de sosa densa - India

Acerca de la ceniza de sosa densa (carbonato de sodio)
La ceniza de sosa densa es el nombre industrial del carbonato de sodio anhidro. El carbonato de sodio decahidratado es un compuesto cristalino transparente e incoloro que se conoce comercialmente como sosa o sosa para lavar. La ceniza de sosa se produce mediante el método de la sosa amoniacal (proceso Solvay) utilizando amoniaco y dióxido de carbono para tratar el cloruro de sodio. El mineral natural "Trona" también se usa como fuente de carbonato de sodio. Es una parte integral de muchas industrias y procesos de fabricación, tiene una amplia gama de usos industriales, es crucial en la fabricación de vidrio plano y vidrio para envases, y es un componente clave de la producción de detergentes.

Proceso de fabricación
Minería
El carbonato de sodio se encuentra en la naturaleza en forma de Trona, hidrogenodicarbonato trisódico dihidratado (Na₃HCO₃CO₃·2H₂O). La trona también se extrae de algunos lagos alcalinos mediante dragado. Los manantiales salinos calientes reponen continuamente la sal del lago, de modo que, siempre que la velocidad de dragado no sea superior a la tasa de reposición, la fuente es totalmente sostenible.

Proceso Solvay
En 1861, el químico industrial belga Ernest Solvay desarrolló un método para convertir el cloruro de sodio en carbonato de sodio utilizando amoniaco. El proceso Solvay se centró en torno a una gran torre hueca. En la parte inferior, se calentaba carbonato de calcio (piedra caliza) para liberar dióxido de carbono:
CaCO₃ → CaO + CO₂.

En la parte superior, una solución concentrada de cloruro de sodio y amoniaco entraba en la torre. A medida que el dióxido de carbono burbujeaba a través de él, precipitó el bicarbonato de sodio:
NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl

El bicarbonato de sodio se convirtió entonces en carbonato de sodio calentándolo, liberando agua y dióxido de carbono:
2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Mientras tanto, el amoniaco se regeneró a partir del subproducto del cloruro de amonio tratándolo con cal (calcio hidróxido) sobrante de la generación de dióxido de carbono:
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl → CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

Debido a que el proceso de Solvay recicla su amoniaco, solo consume salmuera y piedra caliza y tiene cloruro de calcio como único producto de desecho. En 1900, el 90% del carbonato de sodio se producía mediante el proceso Solvay.

El proceso de Hou
está desarrollado por el químico chino Hou Debang en la década de 1930. El dióxido de carbono del subproducto anterior del reformado con vapor se bombeó a través de una solución saturada de cloruro de sodio y amoniaco para producir bicarbonato de sodio mediante las siguientes reacciones:
NH₃ + CO₂ + H₂O → NH₄HCO₃
NH₄HCO₃ + NaCl → NH₄Cl + NaHCO₃

El bicarbonato de sodio se recogió en forma de precipitado debido a su baja solubilidad y, a continuación, se calentó para obtener carbonato de sodio puro similar al último paso del Proceso Solvay. Se añade más cloruro de sodio a la solución restante de cloruros de amonio y sodio; también se bombea más amoniaco a 30-40 °C a esta solución. Luego, la temperatura de la solución se reduce por debajo de 10 °C. La solubilidad del cloruro de amonio es mayor que la del cloruro de sodio a 30 °C e inferior a 10 °C. Debido a esta diferencia de solubilidad dependiente de la temperatura y al efecto de iones comunes, el cloruro de amonio se precipita en una solución de cloruro de sodio.

El nombre chino del proceso de Hou (联合制碱法) significa "Método alcalino de fabricación acoplada": el proceso de Hou está acoplado al proceso de Haber y ofrece una mejor economía atómica al eliminar la producción de cloruro de calcio, ya que el amoniaco ya no necesita regenerarse. El subproducto cloruro de amonio se puede vender como fertilizante.