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Claude BRETON : Chef du Centre d’études et de recherche Solvay Carbonate France (Dombasle)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Connu depuis la plus haute Antiquité, le « natron », carbonate de sodium naturel, appelé également « soude », était extrait des cendres de roseaux qui poussaient dans le Bas-Euphrate. À une époque plus récente, les Espagnols produisaient la « soude » par incinération de la salsola ou barilia, plante cultivée sur les terrains salins d’Andalousie.
En Bretagne, la « soude » était extraite des cendres d’algues. Cette activité, qui s’est prolongée jusqu’au milieu du XIXe siècle, est à l’origine de la dénomination courante du carbonate de sodium en anglais : « soda ash ».
À partir de 1797, le procédé Leblanc a permis la fabrication industrielle du carbonate de sodium et, pendant plus d’un demi-siècle, la « soude Leblanc » n’eut pas de concurrente.
En 1863 apparut le procédé Solvay, plus économique, qui entraîna la disparition progressive du procédé Leblanc.
La production industrielle du carbonate de sodium par le procédé Solvay a contribué au formidable développement des industries qui font appel à ce produit : verrerie, détergence, métallurgie, chimie.
Pour de plus amples renseignements, le lecteur pourra consulter les références bibliographiques [1] [2] [3] [4].
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1. Procédé de fabrication
1.1 Principe du procédé Solvay
Le procédé Solvay utilise comme matières premières le sel ordinaire, NaCl, et le calcaire, CaCO3. L’ammoniac NH3 intervient dans la fabrication du carbonate de sodium, mais ne peut être considéré comme une matière première puisqu’il est totalement régénéré et recyclé.
Le procédé peut être résumé par l’équation globale :
qui ne représente toutefois pas une réaction chimique réalisable en pratique.
En partant de l’observation que, lors de la mise en contact d’une solution aqueuse saturée en NaCl et préalablement rendue basique avec du gaz carbonique (CO2), on pouvait obtenir de l’hydrogénocarbonate de sodium, le procédé de production du carbonate de soude a été développé selon les 7 étapes qui suivent.
1 – Absorption d’ammoniac
Une saumure de NaCl est saturée par de l’ammoniac NH3 [provenant de l’opération (7) décrite plus loin], afin de la rendre basique.
On forme ainsi une saumure ammoniacale :
2 – Carbonatation de la saumure ammoniacale
La saumure ammoniacale est envoyée dans l’installation de carbonatation où elle est mise en contact avec le dioxyde de carbone CO2 issu des opérations (4) et (5).
Le dioxyde de carbone et l’ammoniac, en présence d’eau, donnent de l’hydrogénocarbonate d’ammonium :
L’hydrogénocarbonate d’ammonium et le chlorure de sodium entrent ensuite en double décomposition pour donner du chlorure d’ammonium et de l’hydrogénocarbonate de sodium, traditionnellement connu sous le nom de bicarbonate de sodium :
Le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRAUNE (G.), SCHNEIDER (H.) - Kali-Chemie AG. Natriumcarbonat und Natriumhydrogenocarbonat - . Ullman Enzyclopädie, Band 17, p. 159-165.
-
(2) - RANT (Z.) - Die Erzeugung von Soda - . Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart (1968).
-
(3) - HOU (T.P.) - Manufacture of soda - . Rheinhold Publishing Corp., New York (1969).
-
(4) - MIKULIN (G.), POLJAKOV (I.K) - Die Distillation in der Sodaerzeugung - . Leningrad (1956).
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