Producción de hidróxido de sodio anhidro

Hidróxido de sodio sólido

Sodium Hydroxide Prills

El hidróxido de sodio sólido, también conocido como sosa cáustica, se obtiene evaporando la solución de hidróxido de sodio hasta que el contenido de agua cae por debajo del 0,5 – 1,5 % en peso.

La utilización más eficiente de la energía se logra con equipos de varias etapas, como se muestra en el diagrama de flujo de una planta construida por Bertrams en Basilea, Suiza (Figura 1).

En la primera etapa, se evapora al vacío una solución al 50 % en peso en una unidad de preconcentración, utilizando el calor del vapor del concentrador principal, hasta que la concentración alcanza aproximadamente el 60 % en peso.

En la segunda etapa, se logra una concentración de aproximadamente el 99 % en peso calentando la solución con un medio de transferencia de calor de sal fundida (NaNO2 – NaNO3 – KNO3) a temperaturas superiores a 400 °C en un evaporador de película descendente.

Luego, el producto concentrado se alimenta a un evaporador instantáneo que funciona como una bomba de elevación de gas, donde el NaOH fundido se eleva mediante vacío hacia un tubo ascendente calentado, lo que provoca que el agua restante se evapore. Las burbujas de vapor elevan el NaOH fundido hasta el punto más alto del sistema, donde se bombea el vapor.

La masa fundida casi anhidra pasa a través de un tubo de bajada hasta el recipiente de almacenamiento, desde donde se bombea a la planta de acondicionamiento.

Para evitar una cristalización prematura, se deben calentar el recipiente de retención, las bombas y las tuberías.

evaporation unit
Figura 1: Unidad de Alta Concentración para soda cáustica (proceso Bertrams)
a) Bomba de vacío; b) Condensador; c) Bomba de condensado; d) Unidad de horno; e) Bomba para derretir sal; f ) Tanque de fusión de sal calentado; g) Unidad de preconcentración; h) Bomba de vacío; i) Condensador; j) concentrador de película descendente; k) evaporador flash; l) Tanque de fusión cáustica calentado; m) Bomba de fusión cáustica Conformado

Formando

Para evitar el apelmazamiento debido al monohidrato no solidificado, el enfriamiento y solidificación de la masa fundida de NaOH debe realizarse rápidamente, pasando tanto por el punto de solidificación del NaOH (322 °C) como por el del monohidrato, NaOH·H2O (62 °C).

En el mercado se encuentran disponibles varias formas de hidróxido de sodio sólido, como escamas, gránulos, bloques fundidos, tabletas, briquetas y gránulos.

Las escamas tienen un espesor de aproximadamente 1,5 mm y un diámetro de 5 a 20 mm, y su densidad aparente es de aproximadamente 0,9 kg/dm3. Suelen romperse con facilidad, lo que provoca la formación de algo de polvo durante su manipulación.

La densidad aparente de los gránulos es superior a 1 kg/dm3 y toman forma de esferas con un diámetro de 0,1 a 0,8 mm (microprills) o de 0,5 a 2,5 mm.

1. Copos

sodium hydroxide flakes

La producción de escamas implica la entrega de NaOH fundido a un recipiente que contiene un tambor parcialmente sumergido y enfriado internamente que gira. La sustancia fundida se solidifica en la superficie del tambor y luego se raspa con un cuchillo.

La lámina de NaOH resultante se rompe en escamas que luego se transportan a un silo de almacenamiento intermedio. Para evitar que se formen puentes, el material se almacena en pequeños silos y se envasa lo antes posible en sacos o bidones de acero.

2. Primos

Los gránulos se producen pulverizando NaOH fundido a aproximadamente 360 °C para crear gotas. Se utiliza un disco o canasta giratoria para crear estas gotas finamente divididas que forman esferas uniformes debido a la tensión superficial.

A medida que los gránulos caen por un eje, se sopla aire hacia arriba para enfriarlos a unos 250 °C. El producto terminado se recoge en un embudo y se transfiere a un tambor de enfriamiento, donde se enfría a aproximadamente 50 °C.

Es menos probable que los pepitas se apelmacen que las escamas, fluyen libremente y casi no contienen polvo, lo que los hace ideales para el almacenamiento y transporte en silos o contenedores.

3. Bloques fundidos

En el caso de los bloques fundidos, el NaOH fundido se vierte directamente en bidones de hierro o recipientes similares. Para evitar una mayor contaminación por hierro, los tambores se enfrían externamente con un rocío de agua que forma inmediatamente una película sólida de hidróxido de sodio en las paredes del recipiente.

4. Formas especiales

Las tabletas, píldoras o gránulos se producen mediante un proceso de gotitas, en el que se gotea NaOH fundido desde un dispositivo especial hecho de plata sobre una mesa o cinta transportadora enfriada que gira lentamente.

Este proceso produce un producto con bajo contenido de impurezas metálicas, lo que lo hace ideal para producir pequeñas cantidades con fines analíticos.

Referencia