Кіріспе

Тұздан натрий карбонатын өндірудің бұрынғы өндірістік процесі – Лебланк процесі. Бұл 19-шы ғасырда кеңінен қолданылған сода күлін (натрий карбонатын) жасаудың алғашқы өндірістік процесі және оның ойлап табушысы Николя Лебланктің есімімен аталған. Процесс екі кезеңнен тұрды: натрий хлоридінен натрий сульфатын жасау, одан кейін натрий сульфатын көмір және кальций карбонатымен реакцияға түсіріп натрий карбонатын алу. Солвей процесінің дамуынан кейін бұл процесс біртіндеп қолданудан шығарылды.

Процесс туралы егжей-тегжейлі ақпарат

Натрий хлориді бастапқыда концентрацияланған күкірт қышқылымен араластырылады және қоспа төмен қызықтырылады. Сутек хлориді газы көпіршіктеп шығып, газды сіңіру мұнаралары пайда болғанға дейін атмосфераға шығарылды. Бұл процесс біріккен масса қалғанша жалғасады. Бұл массада процестің келесі кезеңдерін ластауға жеткілікті хлорид әлі де бар. Содан кейін масса тікелей отқа ұшыратылады, ол қалған хлоридтің көбін буландырады. Келесі кезеңде қолданылатын көмірдің азот құрамы төмен болуы керек, өйткені цианид пайда болуын болдырмау қажет. Әк тас немесе борпылдақ кальций карбонаты магний мен кремнийге аз мөлшерде ие болуы керек. Зарядтың салмақ қатынасы тұз торт, кальций карбонаты және көміртек үшін 2:2:1 құрайды. Ол 1000°C температурада реверберациялық пеште қыздырылады. Кейде реверберациялық пеш айналып тұратын, сондықтан оны "револьвер" деп атаған. Сульфидтердің сульфатқа қайта тотығуын болдырмау үшін күйдіруден алынған қара күлді дереу сіңіру керек. Лебланк процесін қолданатын алғашқы британдық сода зауытын 1816 жылы Тайн өзенінің жағасындағы Уокердегі Лош, Уилсон және Белл зауытында темір қорытушылар Лош отбасы салған, бірақ тұз өндірісіне британдық тарифтер Лебланк процесінің экономикалық тиімділігіне кедергі келтірді және 1824 жылға дейін осындай операциялар шағын ауқымда жүргізілді. Тұз тарифі алынғаннан кейін британдық сода өнеркәсібі күрт өсті. Боннингтон химиялық зауыты ең ерте өндіріс болған болуы мүмкін, ал Джеймс Муспратттың Ливерпуль мен Флинтте, сондай-ақ Чарльз Теннанттың Глазгоның жанындағы химиялық зауыттары әлемдегі ең ірілердің біріне айналды. Муспратттың Ливерпульдегі зауыты Чеширдің тұз шахталарына, Сент-Хеленс көмір кен орындарына және Солтүстік Уэльс пен Дербиширдің әк тас карьерлеріне жақын орналасқан және көлік байланыстары да жақсы болған. 1852 жылға қарай Ұлыбританиядағы сода өндірісі 140 000 тоннаға, ал Францияда 45 000 тоннаға жетті. 1863 жылы британдық парламент "Сілті туралы заңды" 1863 жылғы қабылдады, ол бірнеше "Сілті туралы заңдардың" біріншісі және заманауи ауа ластануына қатысты алғашқы заң болды. Бұл заң сілті зауыттары өндіретін тұз қышқылының 5% аспауы керек екенін белгіледі. Заңнамаға сәйкес, сода зауыттары шығарылатын сутек хлориді газын көмірмен толтырылған мұнара арқылы өткізіп, оны кері бағытта ағып жатқан сумен сіңіретін болды. Химиялық зауыттар әдетте алынған тұз қышқылы ерітіндісін жақын жердегі су қоймаларына төгіп, балықтар мен басқа да су жануарларын өлтіретін. Лебланк процесі операторлар үшін өте жағымсыз жұмыс жағдайларын да тудырды. Ол бастапқыда процестерді мұқият басқаруды және операторлардың жиі араласуын қажет етті (кейде ауыр физикалық еңбекпен байланысты), бұл процестер ыстық, зиянды химиялық заттарды бөліп шығарды. Кейде реакция өнімдерін реверберациялық пештен тазалаған жұмысшылар өкпеге шаң мен аэрозольдердің енуін болдырмау үшін матадан жасалған ауыз және мұрын жапқыштарын киетін. Бұл кейінірек жақсарды, өйткені өнімнің экономикалық тиімділігі мен біркелкілігін жақсарту үшін процестер көбірек механикаландырылды. 1880 жылдарға қарай тұз қышқылын ағартқыш ұнтақ өндіру үшін хлор газына және кальций сульфиді қалдықтарындағы күкіртті қайтару үшін түрлендіру әдістері ашылды, бірақ Лебланк процесі Сольвей процесіне қарағанда әлі де ысырапты және ластаушы болып қалды. Осыған ұқсас жағдай хлор өндіру үшін оны кейіннен алмастырған электролиттік процестермен салыстырғанда да сақталады.

Ескіру

1861 жылы бельгиялық химик Эрнест Солвей аммиакты пайдалана отырып, тұз бен әктастан сода күлін өндірудің тікелей әдісін жасады. Солвей процесінің жалғыз қалдық өнімі кальций хлориді болды, сондықтан ол Лебланк әдісіне қарағанда экономикалық тұрғыдан тиімді әрі қоршаған ортаны аз ластады. 1870-ші жылдардың соңынан бастап, Еуропа құрлығындағы Солвей негізіндегі сода зауыттары өздерінің ішкі нарықтарында Лебланк негізіндегі британдық сода өнеркәсібіне күшті бәсеке көрсетті. Бұған қоса, 1874 жылы Нортвичке жақын Виннингтон қаласында ашылған Брюннер-Монд Солвей зауыты ұлттық деңгейде де қызу бәсекелестік тудырды. Лебланк өндірушілері Солвей содасымен бәсекелесе алмады, ал олардың сода өндірісі хлор, ақтандыру ұнтағы сияқты әлі де табыс әкеліп тұрған өнімдеріне қосымша ғана айналды. (Бұрын қажетсіз өнімдер табысты өнімдерге айналды). Хлор өндірудің электролиттік әдістерінің дамуы осы пайда көзін де жойды, содан кейін «джентльмендік келісімдер» арқылы ғана баяу төмендеу орын алды. 1900 жылға қарай әлемдегі сода өндірісінің 90% Солвей әдісі арқылы немесе Солтүстік Америка құрлығында 1938 жылы жаңадан ашылған трона кенінің өндірілуі арқылы жүзеге асырылды, бұл 1986 жылы Солтүстік Америкадағы соңғы Солвей зауытының жабылуына әкеп соқты. Соңғы Лебланк негізіндегі сода зауыты 1920-ші жылдардың басында жабылды.