Sản xuất Natri sulfat

Sản lượng natri sunfat của thế giới phần lớn là ở dạng đecahiđrat xấp xỉ đạt 5.5 đến 6 triện tấn hàng năm. Năm 1985, sản lượng là 4.5 triệu tấn/năm, một nửa trong đó là từ các nguồn tự nhiên và một nửa là từ công nghiệp xản xuất hóa chất. Sau năm 2000, ở mức độ bền vững cho đến năm 2006, sản xuất từ nguồn tự nhiên tăng lên 4 triệu tấn/năm, và lượng sản xuất từ công nghiệp hóa chất giảm xuống 1.5 đến 2 triệu tấn/năm, với tổng sản lượng là 5.5 đến 6 triệu tấn/năm.[13][14][15][16] Với tất cả các ứng dụng, trên thực tế, natri sunfat sản xuất trong tự nhiên và trong công nghiệp hóa chất có thể thay thế cho nhau.

Nguồn tự nhiên

2/3 sản lượng trên thế giới là nguồn khoáng vật thiên nhiên mirabilite, ví dụ như mẫu khoáng vật tìm thấy ở đáy hồ ở phía nam Saskatchewan. Năm 1990, MéxicoTây Ban Nha là nguồn cung cấp natri sunfat thiên nhiên lớn của thế giới (mỗi nước khoảng 500,000 tấn), ngoài ra còn có Nga, Hoa KỳCanada với khoảng 350,000 tấn mỗi quốc gia.[14] Nguồn tự nhiên được ước tính vào khoảng hơn 1 tỉ tấn.[13][14]

Các nhà sản xuất lớn từ 200,000 to 1,500,000 tấn/năm vào năm 2006 gồm Searles Valley Minerals (California, Mỹ), Airborne Industrial Minerals (Saskatchewan, Canada), Química del Rey (Coahuila, Mexico), Minera de Santa Marta and Criaderos Minerales Y Derivados, còn được biết là Grupo Crimidesa (Burgos, Tây Ban Nha), Minera de Santa Marta (Toledo, Tây Ban Nha), Sulquisa (Madrid, Tây Ban Nha), và ở Trung Quốc là Chengdu Sanlian Tianquan Chemical (Tứ Xuyên), Hongze Yinzhu Chemical Group (Giang Tô), Nafine Chemical Industry Group (Sơn Tây), and Sichuan Province Chuanmei Mirabilite (Tứ Xuyên), và Kuchuksulphat JSC (Altai Krai, Siberia, Nga).[13][15] Ở Saskatchewan, một trong những mỏ chính là Saskatchewan Minerals.

Muối natri sunfat khan có mặt ở nhũng nơi khô khan dưới dạng khoáng vật thenardite. Nó chuyển sang mirabilite dần dần trong không khí ẩm. Nó còn được tìm thấy ở dạng glauberite, một khoáng vật calci natri sunfat. Cả hai khoáng vật kể trên đều ít phổ biến hơn so với mirabilite.

Công nghiệp hóa chất

Khoảng 1/3 lượng natri sunfat còn lại được sản xuất là từ phụ phẩm của các quá trình khác trong công nghiệp hóa học. Phần lớn chúng về mặt hóa học là vốn có của các quá trình ban đầu, và chỉ mang tính kinh tế bên lề. Vì thế, bằng kết quả đạt được của ngành công nghiệp, lượng natri sunfat sản xuất từ phụ phẩm như này đang giảm dần.

Phần lớn natri sunfat thu được là trong quá trình sản xuất acid clohydric, từ natri chloride (muối ăn) và acid sulfuric, trong quá trình Mannheim, hay từ lưu huỳnh điôxit trong quá trình Hargreaves.[17][18] Natri sunfat thu được từ 2 quá trình trên được gọi là bánh muối.

Mannheim: 2 NaCl + H2SO4 → 2 HCl + Na2SO4Hargreaves: 4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O → 4 HCl + 2 Na2SO4

Nguồn natri sunfat sản xuất lớn thứ hai là từ quá trình mà axit sunfuric được trung hòa bởi natri hydroxide, được áp dụng quy mô lớn trong sản xuất tơ nhân tạo. Phương pháp này còn là phương pháp điều chế trong phòng thí nghiệm tiện lợi và áp dụng rộng rãi.

2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)

Trong phòng thí nghiệm nó còn được tổng hợp từ phản ứng giữa natri bicacbonatmagie sunfat.

2NaHCO3 + MgSO4 → Na2SO4 + Mg(OH)2 + 2CO2

Trước đây, natri sunfat còn là phụ phẩm của quá trình sản xuất natri đicromat, khi đó axit sunfuric được cho vào natri cromat để tạo natri đicromat hay sau đó là axit cromic. Ngoài ra natri sunfat còn được tạo ra từ các quá trình sản xuất Natri sunfat hoặc được hình thành trong sản xuất lithi cacbonat, chất tạo phức, resorcinol, axit ascorbic, chất tạo màu silica, axit nitric, và phenol.[13]

Natri sunfat dạng khối thường được tinh chế thông qua dạng đecahiđrat, vì dạng khan có khuynh hướng thu hút các hợp chất hữu cơ và các hợp chất chứa sắt. Dạng khan được điều chế dễ dàng từ dạng ngậm nước bằng cách làm nóng nhẹ.

Những nhà sản xuất natri sunfat dạng phụ phẩm chính vào khoảng 50–80 triệu tấn/năm năm 2006 gồm Elementis Chromium (công nghiệp sản xuất crom, Castle Hayne, Nam Carolina, Mỹ), Lenzing AG (200 triệu tấn/năm, công nghiệp sản xuất tơ nhân tạo, Lenzing, Áo), Addiseo (Rhodia cũ, công nghiệp sản xuất methionin, Les Roches-Roussillon, Pháp), Elementis (công nghiệp sản xuất crom, Stockton-on-Tees, Mỹ), Shikoku Chemicals (Tokushima, Nhật Bản) và Visko-R (công nghiệp sản xuất tơ nhân tạo, Nga).[13]

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Natri sulfat http://v3.espacenet.com/textdes?DB=EPODOC&IDX=GB69... http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/s5022.... http://www.sriconsulting.com/CEH/Public/Reports/77... http://galileo.rice.edu/Catalog/NewFiles/glauber.h... http://chemapps.stolaf.edu/jmol/jmol.php?model=%5B... http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cg... //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6347057 //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7264905 http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/s... http://www.eng.mie-u.ac.jp/research/activities/29/...