工业碳酸钠介绍.pptxVIP

演讲人：

日期:

工业碳酸钠介绍

CATALOGUE

目录

01

概述

02

生产方法

03

物理化学性质

04

主要用途

05

安全与环保

06

市场与前景

01

概述

基本定义与化学式

化学组成与结构

物理化学特性

常见别称与分类

工业碳酸钠（Na₂CO₃）是由钠离子（Na⁺）和碳酸根离子（CO₃²⁻）组成的无机盐，分子量为105.99，常温下为白色粉末或结晶颗粒，易溶于水并呈强碱性。

俗称纯碱或苏打，按生产工艺可分为天然碱法、氨碱法和联碱法产品，根据纯度分为轻质碱（密度低）和重质碱（密度高）。

熔点为851℃，加热至1600℃分解，吸湿性强，水溶液水解显碱性，能与酸发生中和反应生成盐和二氧化碳。

历史发展背景

古代制取技术

最早可追溯至古埃及，通过燃烧含钠植物获取草碱（K₂CO₃），中国明代《天工开物》记载了从硝土提取碱的灰碱法。

工业化进程突破

1791年法国勒布朗发明人工制碱法，1861年比利时索尔维开发氨碱法实现大规模生产，1943年中国侯德榜创立联合制碱法。

现代技术演进

20世纪后期天然碱矿加工技术成熟，美国绿河碱矿开发使全球产能提升，环保法规推动干法钙化等清洁生产工艺发展。

行业地位与重要性

基础化工原料

位列三酸两碱核心化工产品，全球年产量超6000万吨，直接影响玻璃、洗涤剂、冶金等76个工业门类。

战略物资属性

国家发改委将其列入《重点工业品应急储备目录》，在应急供水处理、防化洗消等领域具有不可替代性。

经济价值指标

被纳入联合国工业发展组织（UNIDO）化工产业指数，中国纯碱产能占全球45%，是出口创汇重要大宗商品。

02

生产方法

Solvay法工艺流程

原料准备与反应

以食盐（NaCl）和石灰石（CaCO₃）为主要原料，通过氨化反应生成氯化铵和碳酸氢钠，碳酸氢钠经煅烧分解为碳酸钠。

氨回收与循环利用

反应过程中产生的氨气通过氨回收塔进行回收，实现氨的循环利用，降低生产成本并减少环境污染。

碳酸氢钠煅烧

碳酸氢钠在高温下煅烧分解为碳酸钠、二氧化碳和水，二氧化碳可回收用于前段反应，提高资源利用率。

产品纯化与结晶

煅烧后的粗碳酸钠经过溶解、过滤、结晶等步骤，最终得到高纯度的工业级碳酸钠产品。

矿石开采与纯化

天然碱矿开采

蒸发结晶

溶解与过滤

重结晶与干燥

从天然碱矿中开采出含有碳酸钠的矿石，经过破碎、筛分等预处理步骤，为后续纯化提供原料。

将矿石溶解于水，通过过滤去除不溶性杂质，得到含有碳酸钠的溶液，为后续纯化做准备。

通过蒸发浓缩碳酸钠溶液，使其达到过饱和状态，随后冷却结晶，得到初步纯化的碳酸钠晶体。

将初步结晶的碳酸钠溶解后再次结晶，进一步提高纯度，最终通过干燥得到符合工业标准的碳酸钠产品。

其他替代生产技术

电解法

双碱法

生物法

废碱液回收法

通过电解食盐溶液生成氢氧化钠和氯气，氢氧化钠再与二氧化碳反应生成碳酸钠，该方法能耗较高但产品纯度高。

利用氢氧化钠和二氧化碳反应直接生成碳酸钠，工艺简单但原料成本较高，适用于小规模生产。

利用某些微生物或藻类在特定条件下吸收二氧化碳并分泌碳酸钠，环保但技术尚不成熟，处于实验阶段。

从工业废碱液中回收碳酸钠，通过中和、蒸发、结晶等步骤实现资源再利用，具有环保和经济双重效益。

03

物理化学性质

主要物理特性

外观与形态

工业碳酸钠通常为白色粉末或结晶状固体，无臭，具有吸湿性，易溶于水，水溶液呈强碱性。

01

熔点与沸点

碳酸钠在高温下分解，其熔点约为851°C，沸点分解温度约为1600°C，分解时释放二氧化碳气体。

密度与溶解度

碳酸钠的密度约为2.54g/cm³，20°C时在水中的溶解度为22g/100mL，溶解度随温度升高而显著增加。

吸湿性与潮解性

碳酸钠具有较强的吸湿性，暴露在潮湿空气中易吸收水分并潮解，需密封保存以防结块。

02

03

04

碳酸钠与盐酸、硫酸等强酸反应生成相应的盐、水和二氧化碳，反应剧烈且放热，常用于中和酸性废水。

碳酸钠溶于水后发生水解反应，生成氢氧化钠和碳酸氢钠，使溶液呈强碱性，pH值可达11-12。

碳酸钠能与钙、镁等金属离子形成不溶性碳酸盐沉淀，广泛应用于硬水软化和工业水处理。

在高温条件下，碳酸钠会分解为氧化钠和二氧化碳，这一性质在玻璃制造和冶金工业中具有重要应用。

化学反应机理

与酸反应

水解反应

与金属离子反应

高温分解

无水碳酸钠

一水合碳酸钠

最常见工业形态，化学式为Na₂CO₃，需在干燥环境中储存，避免与酸性物质接触。

化学式为Na₂CO₃·H₂O，在32.5°C以下稳定，超过此温度会失去结晶水转变为无水物。

常见形态与稳定条件

十水合碳酸钠

化学式为Na₂CO₃·10H₂O，俗称洗涤碱，在32°C以下稳定，高于此温度会逐渐风化失去结晶水。

储存条件要求

所有形态均应储存在阴凉、干燥、通风良好的库房，相