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Il existe deux méthodes industrielles de productionsoude caustique: la caustification et l'électrolyse. La méthode de caustification se divise en méthode de caustification au carbonate de sodium et méthode de caustification aux alcalis naturels selon les matières premières utilisées ; la méthode d'électrolyse se divise en méthode d'électrolyse à diaphragme et méthode d'électrolyse à membrane échangeuse d'ions.
Procédé de caustification du carbonate de sodium : Le carbonate de sodium et la chaux sont transformés en solution de carbonate de sodium, puis les cendres en lait de chaux. La réaction de caustification est réalisée à 99-101 °C. Le liquide de caustification est clarifié, évaporé et concentré à plus de 40 %. On obtient ainsi de la soude caustique liquide. Ce liquide concentré est ensuite solidifié pour obtenir du carbonate de sodium solide. Les résidus de caustification sont lavés à l’eau, et l’eau de lavage est utilisée pour la conversion de l’alcali.
Procédé de caustification de la trona : la trona est broyée, dissoute (ou traitée avec un halogène alcalin), clarifiée, puis du lait de chaux est ajouté pour la caustification à 95-100 °C. Le liquide caustifié est clarifié, évaporé et concentré jusqu’à une concentration en NaOH d’environ 46 %. Le liquide clair est refroidi, puis les sels sont précipités et le tout est porté à ébullition pour obtenir de la soude caustique solide. La boue caustifiée est lavée à l’eau, et l’eau de lavage est utilisée pour dissoudre la trona.
Méthode d'électrolyse à membrane : après la salinisation initiale, on ajoute du carbonate de sodium, de la soude caustique et du chlorure de baryum concentré pour éliminer les impuretés telles que les ions calcium, magnésium et sulfate. On ajoute ensuite du polyacrylate de sodium ou du son caustique dans le bassin de clarification pour accélérer la précipitation, puis on procède à une filtration sur sable. L'acide chlorhydrique est ensuite ajouté pour neutraliser la saumure. Celle-ci est préchauffée puis envoyée à l'électrolyse. L'électrolyte est préchauffé, évaporé, séparé en sels, puis refroidi pour obtenir de la soude caustique liquide, qui est ensuite concentrée pour obtenir le produit fini : de la soude caustique solide. L'eau de lavage des boues salines est utilisée pour dissoudre le sel.
Méthode de filtration sur membrane échangeuse d'ions : Après transformation du sel initial en sel, la saumure est raffinée selon la méthode traditionnelle. Après une première filtration sur membrane tubulaire de carbone fritté microporeux, la saumure est raffinée une seconde fois sur résine échangeuse d'ions chélatante. Lorsque la teneur en calcium et magnésium de la saumure descend en dessous de 0,002 %, la saumure raffinée est électrolysée pour produire du chlore gazeux dans la chambre anodique. Les ions Na⁺ présents dans la saumure, dans la chambre anodique, migrent vers la chambre cathodique à travers la membrane échangeuse d'ions, où les ions OH⁻ forment de l'hydroxyde de sodium. Les ions H⁺ sont déchargés directement sur la cathode pour produire de l'hydrogène gazeux. Durant l'électrolyse, une quantité appropriée d'acide chlorhydrique de haute pureté est ajoutée à la chambre anodique pour neutraliser les ions OH⁻ libérés, et la quantité nécessaire d'eau pure est ajoutée à la chambre cathodique. La soude caustique de haute pureté générée dans la chambre cathodique a une concentration de 30 à 32 % (en masse), qui peut être utilisée directement comme produit alcalin liquide, ou peut être concentrée davantage pour produire un produit de soude caustique solide.