Сода

Производство соды по методу Леблана на протяжении многих десятилетий являлось основой химической промышленности, поскольку оно тесным образом связано с производством серной и соляной кислот, сульфата натрия, каустической соды и бикарбоната натрия, хлора и хлорной извести, бертолетовой соли и ряда других продуктов, т. е. по существу почти всех важнейших неорганических продуктов. Между русской научно-технической мыслью, правильно и всесторонне оценившей значение развития содового производства и выражавшей полную уверенность в возможности его освоения, и практическим осуществлением этого производства в России с начала XIX в. и до 80-х его годов существовал огромный разрыв.

Крупное содовое производство возникло в России лишь в середине 80-х годов, значительно позже, чем в странах Западной Европы.

О необходимости развития в России производства соды писал Д. И. Менделеев. В "Обзоре Парижской всемирной выставки" [10] он подчеркивал особое техническое значение содового производства вследствие того, что оно связано с другими самостоятельными химическими производствами. Д. И. Менделеев считал, что производство соды, по крайней мере вначале, нуждается в покровительстве, которое должно заключаться не только в полной свободе добычи поваренной и глауберовой соды, но и в увеличении пошлин на заграничные химические продукты.

В 1864 г. в Сибири, близ Барнаула, М. Б. Пранг основал первый в России содовый завод, перерабатывающий по методу Леблана глауберову соль Мармышанских озер, расположенных в Кулундинской степи. Завод Пранга выпускал 400 т в год едкого натра для нужд мыловаренной промышленности Сибири и 24 т кальцинированной и кристаллической соды.

В 1864 г. на заводе были установлены ручные печи. В конце 70-х годов установлены механические печи и другое совершенное по тому времени оборудование.

На Всероссийской промышленно-художественной выставке 1882 г. М. Б. Прангу была присуждена золотая медаль с надписью: "За основание первого, до настоящего времени единственного действующего в России содового завода, а также за содействие, оказанное экспонентом к развитию в Сибири мыловаренного и др. производств" [11, с. 383- 391].

В 1853 г. инженеры Руссель и Эллиот получили патент на вращающуюся содовую печь, которая с конца 60-х годов с незначительными усовершенствованиями нашла распространение на содовых заводах европейских стран. В последующие годы этот агрегат широко использовался в других химических производствах. Применение вращающихся печей, приводимых в движение от паровой машины, означало механизацию основного звена технологического процесса. Однако наряду с вращающимися печами, выщелачивателями Чанкса, механическими чренами Телена для выпарки соды на многих заводах использовалось примитивное оборудование старых образцов и ручной труд.

В 1889-1890 гг. К. П. Ушков построил содовый завод в Елабуге (на Каме), работавший по способу Леблана на отечественном сырье Вначале он выпускал сульфат натрия, соду, едкий натр и белильную известь. Печной процесс на заводе не был механизирован.

Каустическую соду из содового щелока получали обработкой его негашеной известью при повышенной температуре. Сернистые соединения, находящиеся в щелоке, окислялись при продувке их воздухом.

Метод Леблана постепенно уступал место аммиачно-содовому процессу. С его развитием способ Леблана приобрел опасного конкурента. Первый содовый завод, работающий по новому методу, был построен в Бельгии братьями Сольве в начале 60-х годов. К середине 70-х годов аммиачно-содовый процесс был освоен в больших промышленных масштабах, но в отличие от леблановского получил распространение только для получения соды.

В России первый завод, осуществивший аммиачный способ получения соды, был основан в г. Лаишеве Казанской губернии в 1868 г. (в ряде европейских стран подобные заводы были пущены намного позже). При технической отсталости России, не производившей собственного аммиака, деятельность первого русского завода аммиачной соды заслуживает особого внимания. Директором завода был инженер И. Я. Тисе. Он, независимо от существовавшего за границей способа Сольве, разработал свой аммиачный метод получения соды и применил его на практике. Соду получали растворением сухой поваренной соли в аммиачной воде и действием на рассол углекислого газа в аппаратах периодического действия. Аммиак получали путем переработки отходов кожевенного производства.

В целях уменьшения потерь аммиака он переводился в менее летучее соединение; была усилена система поглотителей для улавливания аммиака по его выходе из аппарата.

В 1883 г. в Березниках на Урале начал работать крупный содовый завод товарищества "И. Любимов и К^о" производительностью 6 тыс. т соды (рис. 87).

87. Березниковский содовый завод (конец XIX - начало XX в.)

В 1898 г. Южно-Русским обществом для выделки и продажи соды и других химических продуктов с участием германского капитала был построен на основе аммиачной схемы Гонигмана содовый завод в г. Славянске.

В конце 1891 г. был построен Донецкий завод, одно из наиболее механизированных предприятий по выпуску соды [12, с. 142-143].

Выпуск соды в 1913 г. составлял: кальцинированной 155,5 тыс. т, каустической 51,3 тыс. т и двууглекислой 7 тыс. т. При этом около 75% приходилось на долю фирмы "Любимов и К^о". Ввод углекислой соды составил 117 т, каустической - 219 т, двууглекислой - 147 т [13, с. 623].

Федотьев Павел Павлович (1864-1934) Химик-технолог, член-корреспондент АН СССР (1933). По окончании в 1888 г. Петербургского технологического института работал химиком на заводах. С 1904 г. профессор Петербургского политехнического института. Основные труды относятся к области минеральной технологии, технической электрохимии и электрометаллургии. Впервые дал теорию промышленного получения соды по способу Сольве и наметил пути рационализации этого процесса. Дал физико-химическую теорию производства алюминия электролизом криолитно-глиноземных расплавов. В 1914- 1915 гг. детально выяснил условия получения магния электролизом расплавленного карналлита.

Разработка теоретических основ аммиачно-содового процесса принадлежит П. П. Федотьеву, впоследствии члену-корреспонденту Академии наук СССР. Исследование теории аммиачно-содового процесса с точки зрения учения о фазах, выполненное П. П. Федотьевым в качестве диссертации, заложило физико-химические основы получения соды по способу Сольве. Работа русского ученого восполнила существенный пробел в области теории аммиачного содового процесса, ставшего к тому времени одним из важнейших процессов химической технологии [14, с. 281-334].

Позднее была опубликована работа П. П. Федотьева и студента И. Колтунова "Другая форма аммиачно-содового процесса" [15, с. 405- 422]. В качестве исходной соли здесь был предусмотрен сульфат натрия.

Исследования П. П. Федотьева и его учеников, внесшие полную ясность в физико-химическую сущность аммиачно-содового процесса, не утратили своего значения до настоящего времени.