기술자료집 ㈜두성테크.

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1 기술자료집 ㈜두성테크

2 소다회 (Sodium Cardonate)
Na2CO3

3 요 약 소다회는 무수탄산나트륨(Na2CO3)의 일반 명칭으로 겉보기 비중의 차이에 따라서 중회, 경회로 구분되며 경회는 분말상태로서 먼지와 같은 모양으로 비산하기 쉽다. 겉보기 비중은 0.8 이하이고 16%의 물을 첨가하여 Na2CO3·10H2O가 있고 이것을 잘소다 또는 세탁소다라 하고 이것은 Na2CO3용액을 35℃ 이하에서 결정시켜 얻을 수 있다. 탄산소다 일수화물은 35℃ 이상에서 생성되며 변성소다라 하는 것은 세탁용으로 제조한 것으로서 Na2CO3·NaHCO3·2H2O와 같은 것을 말한다. 반대로 Na2CO3보다 알칼리성이 강한 것도 있으며, 예를 들면 가성화회(Na2CO3·NaOH)같은 것이다.

4 History 프랑스 혁명 전에는 해조회, 목회, 천연소다를 사용했으나 Na2CO3가 양모의 세제, 목면의 표백, 유리제조등의 사용량이 증가함으로써 수요에 충족하기 위해 1775년 프랑스 학사원은 식염으로부터 소다회를 만드는 법을 현상공모한 결과 Nicolas Le Blanc의 방법이 채택되었으나, 곧 혁명이 일어나 그곳에서는 성공하지 못했고 영국 기타 다른 나라에서 큰 발전을 하여 19세기에는 세계 알칼리 공업의 근원이 되었다 그러나 1860년 Ernest Solvay가 암모니아 소다법을 발명하여 공업적 기초를 확립하였다. 솔베이법(Ammonia Soda Process)은 르블랑법보다 우수하다는 것이 명백해지자 급속도로 발전하여 현재 세계의 소다회 대부분이 이 방법에 의하여 제조되었으며 극소수의 르블랑법 공장

5 History 이 있지만 새로 건설되는 공장에서는 암모니아 소다법을 이용하고 있다.
솔베이법에 있어서는 식염의 이용이 75%에 이르기 때문에 이것을 보관하기 위해 많은 연구가 진행되었다. 액안소다법, 이온교환수지법, 염안소다법 등이 있으나 실제로 공업화한 것은 염안소다법이었다. 솔베이법에서는 염화칼슘이 부수적으로 많이 배출되어 염화칼슘의 용도가 넓지 못할 뿐 아니라 공해문제를 야기시키기 때문에 솔베이법의 큰 결점으로 지적되어 왔다. 이와 같은 상황에서 미국은 70년 전 천연소다를 발견하게 되었다.

6 용 도 유리공업 융점 강하제, 알칼리 성분 공급 비누, 세제 지방산 중화제, 세척기능 증진의 혼합제
용 도 유리공업 융점 강하제, 알칼리 성분 공급 비누, 세제 지방산 중화제, 세척기능 증진의 혼합제 식품공업 장유제조, 버터.크림.카카오 제조시 중화제 섬유공업 원모세정공정, 제품의 정련 및 표백제 제지공업 섬유소의 연화제, pH 조정제 화학공업 중조, 규산소다, 인산소다 제조 등 기 타 화학약품의 중화제, 산업용수 연화제, 폐수처리제

7 NH4HCO3 + NaCl2 ↔ NaHCO3 + NH4Cl
제조방법 암모니아 소다법 기본공정 솔베이법은 중탄산암모늄에 소금 포화용액을 가하면 중탄산나트륨(중조)이 생성된다는 것에 핵심을 둔다. NH4HCO3 + NaCl2 ↔ NaHCO3 + NH4Cl 석회석을 배소하여 탄산가스와 생석회를 얻는 한편, 원료 소금을 용해하여 정제한 후 암모니아를 흡수하여 암모니아 함수를 제조한다. 암모니아 함수에 탄산가스를 흡수시키면 중탄산나트륨의 결정이 석출되고 이를 여과하고 건조하여 하소하면 탄산나트륨, 즉 소다회가 생성된다

8 제조방법 중조의 여과잔액은 일차로 가열하여 유리 암모니아와 탄산가스가 나머지를 석회유로 처리하고 가열하면 결합 암모니아의 전부가 회수되며, 순환 사용한다. 당초에 솔베이법의 제조상 문제가 된 것은 가격이 비싼 휘발성 암모니아의 회수였으며, 이 점의 해결에서 솔베이가 공업적으로 성공할 수 있었던 것이다. 솔베이법에서 주어지는 NaCl-NH3-CO2계는 부식성이 강하며, 연속 조작이어야 하고 공정에 영향을 미치는 점 등이 큰 난점이다. 솔베이법의 결점은 고가의 염소가 회수되지 않고 CaCl2의 형태로 폐기되는 것이며 염소를 염화암모늄의 형태로 이용하는 방법이 그 후 고안된 염안소다법이다.

9 개 량 솔베이법의 개량 염안소다법 염안소다법은 함수 중의 Na이용율을 향상시키고 폐기되는 염화칼슘중의 염소의 효율적 이용에 있으며 소다회 외에 염화암모늄을 함께 생산할 수 있는 방법이다. 염안소다법은 암모니아 소다법에 비해 암모니아 합성장치 부생CO2 회수장치 염화암모늄 분리장치 고체식염 정제장치 냉각장치가 요구되고 원염 용해 및 정제장치 석회로 암모니아 증류탑 등이 필요하지 않다.

10 개 량 액안소다법 NaCl이 액체 암모니아에 용해하는 점을 이용하여 소다회를 제조하는 방법이다. 액안소다법의 특징은 소금의 변화율이 높고 생성된 소다회 및 NH4Cl의 순도가 높다 그러나 고압작업에 따르는 장치시설의 복잡성이 결점이다 이온교환수지법 이온교환수지를 사용하여 해수에서 직접 소다회를 제조하는 방법에는 중탄산마그네슘법과 탄산수법이 있으나 해수를 이용하여 소다회를 제조하는 이온교환수지 방법은 활성화되지 못하고 연구단계에 있다.

11 천연소다 천연소다는 1947년 미국에서 처음 시작되었으며 이 원료인 트로나는 불순물이 적으며 양질의 원료로서 천연 세스킨 탄산소다로서 성분조성은 탄산소다 45% 중탄산소다 36%, 수분 15%, 황산소다 0.01%, 황산제일철 0.01%, 불용물질 3.75% 등의 성분을 함유한다. 이것을 원료로 하여 만든 천연소다는 합성소다보다 품질이 양호한 편이다.

12 천연소다 세스퀴 탄산소다법 원광석을 분쇄하여 교반, 용해시켜 정제과정을 통해 불용물질을 제거한다. 정제한 여액은 탄소처리를 하여 유기물 등을 제거 여과하여 결정화시키며 이때 온도는 40℃정도에서 행한다. 결정화된 것은 스팀관 내에서 하소 또는 회전로에서 하소하여 소다회를 얻는다. 일수화물법 원광석을 분쇄하여 비교적 낮은 온도(150~200℃)에서 하소하여 얻은 조소다회는 트로나보다 용해가 잘되어 조소다회를 물에 침출시켜 정제 여과 탄소처리한 후 증발시키면 탄산소다의 일수화물이 생성된다. 이것을 하소하면 천연소다회가 얻어진다.

13 물리적특성 분자식 : Na2CO3 CAS Number : 497 - 19 - 8 물리적 특성
외관 : 무채색 또는 흰색의 결정체 냄새 : 무취 용해도(물) : 7.1% 녹는점 : 851℃ 비중 : 2.236 분자량 :