L’idrossido di sodio solido, noto anche come soda caustica, si ottiene evaporando la soluzione di idrossido di sodio fino a quando il contenuto di acqua scende al di sotto dello 0,5-1,5% in peso.
L’utilizzo più efficiente dell’energia si ottiene con apparecchiature multistadio, come mostrato nel diagramma di flusso di un impianto costruito da Bertrams a Basilea, in Svizzera (Figura 1).
Nella prima fase, una soluzione al 50% in peso viene evaporata sotto vuoto in un’unità di pre-concentrazione, utilizzando il calore del vapore dal concentratore principale, fino a quando la concentrazione raggiunge circa il 60% in peso.
Nella seconda fase, si ottiene una concentrazione di circa il 99% in peso riscaldando la soluzione con un mezzo di trasferimento di calore a sali fusi (NaNO2 – NaNO3 – KNO3) a temperature superiori a 400 °C in un evaporatore a film cadente.
Il prodotto concentrato viene quindi immesso in un evaporatore flash che funziona come una pompa a gas, dove la NaOH fusa viene sollevata tramite vuoto in un tubo montante riscaldato, facendo evaporare l’acqua rimanente. Le bolle di vapore sollevano la NaOH fusa nel punto più alto del sistema, dove il vapore viene pompato via.
La fusione quasi anidra passa attraverso un tubo discendente nel recipiente di contenimento, da cui viene pompata all’impianto di condizionamento.
Per evitare una cristallizzazione prematura, il recipiente di contenimento, le pompe e i tubi devono essere riscaldati.
a) Pompa per vuoto; b) Condensatore; c) Pompa per condensa; d) Unità forno; e) Pompa per fusione salina; f) Serbatoio per fusione salina riscaldata; g) Unità di preconcentrazione; h) Pompa per vuoto; i) Condensatore; j) Concentratore a film cadente; k) Evaporatore flash; l) Serbatoio per fusione caustica riscaldata; m) Pompa per fusione caustica Formatura
Formatura
Per evitare la formazione di grumi dovuta al monoidrato non solidificato, il raffreddamento e la solidificazione della fusione di NaOH devono essere eseguiti rapidamente, passando attraverso sia il punto di solidificazione di NaOH (322 °C) sia quello del monoidrato, NaOH·H2O (62 °C).
Sono disponibili sul mercato varie forme di idrossido di sodio solido, come scaglie, granuli, blocchi fusi, compresse, bricchette e granuli.
Le scaglie hanno uno spessore di circa 1,5 mm e un diametro di 5-20 mm e la loro densità apparente è di circa 0,9 kg/dm3. Tendono a rompersi facilmente, con conseguente formazione di polvere durante la manipolazione.
La densità apparente dei granuli è superiore a 1 kg/dm3 e assumono la forma di sfere con un diametro di 0,1-0,8 mm (microprill) o 0,5-2,5 mm.
1. scaglie
La produzione di scaglie comporta la distribuzione di NaOH fuso in una vasca che contiene un tamburo parzialmente sommerso e raffreddato internamente che ruota. La sostanza fusa si solidifica sulla superficie del tamburo e viene quindi raschiata via da un coltello.
Il foglio di NaOH risultante viene suddiviso in scaglie, che vengono quindi trasportate in un silo di stoccaggio intermedio. Per evitare la formazione di ponti, il materiale viene immagazzinato in piccoli silos e imballato in sacchi o fusti di acciaio il prima possibile.
2. Prills
I prills vengono prodotti spruzzando NaOH fuso a circa 360 °C per creare goccioline. Un disco rotante o un cestello viene utilizzato per creare queste goccioline finemente suddivise che formano sfere uniformi grazie alla tensione superficiale.
Mentre i prills cadono lungo un pozzo, l’aria viene soffiata verso l’alto per raffreddarli a circa 250 °C. Il prodotto finito viene raccolto in un imbuto e trasferito in un tamburo di raffreddamento, dove vengono raffreddati a circa 50 °C.
I granuli hanno meno probabilità di incrostarsi rispetto ai fiocchi, sono scorrevoli e quasi privi di polvere, il che li rende ideali per lo stoccaggio e il trasporto in silos o contenitori.
3. Blocchi fusi
Nel caso dei blocchi fusi, la NaOH fusa viene versata direttamente in fusti di ferro o contenitori simili. Per evitare un’ulteriore contaminazione da ferro, i fusti vengono raffreddati esternamente con uno spruzzo di acqua che forma immediatamente una pellicola solida di idrossido di sodio sulle pareti del contenitore.
4. Forme speciali
Compresse, pillole o pellet vengono prodotti utilizzando un processo a goccia, in cui la NaOH fusa viene fatta gocciolare da uno speciale dispositivo in argento su un tavolo o un nastro trasportatore raffreddato e in lenta rotazione.
Questo processo produce un prodotto con un basso contenuto di impurità metalliche, il che lo rende ideale per la produzione di piccole quantità per scopi analitici.
Riferimento
- “Sodium Hydroxide”. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a24_345.pub2
