سولفات سدیم چیست؟

سولفات سدیم یکی از عمومی ترین مواد بسیاری از آب های معدنی همانند آب دریا می باشد، همچنین سولفات در ریزش های جوی وجود داشته و یکی از اصلی ترین محلول های موجود در برف و باران می باشد. بسیاری از دریاچه های شور در سرتاسر دنیا مقادیر مختلفی سولفات سدیم دارند. این ماده از نظر شیمیایی بسیار پایدار است.

این ماده به عنوان یک ماده معدنی در طبیعت یافت می شود و یا از طریق برخی از فرآیندهای صنعتی به عنوان یک محصول جانبی تولید می شود.

Sodium Sulfate در رده مواد شیمیایی غیرسمی در شرایط عادی قرار گرفته و کاربردهای صنعتی فراوانی دارد. این ماده با گرید و خلوص مختلف در صنایع مختلفی همچون شیشه سازی، دارو سازی، بافندگی، مواد اولیه شوینده کاربرد فراوان دارد.

روش استحصال سولفات سدیم از منابع معدنی

در این فرآیند از ذخایر معدنی موجود در طبیعت استفاده می شود و بر مبنای درجه خلوص ماده معدنی فرآورده های لازم بر روی آن انجام می گیرد. مواد اولیه اصلی در این فرآیند خاک حاوی سدیم سولفات می باشد. به طور کلی فرآیند استحصال سدیم سولفات از منابع معدنی شامل سه بخش انحلال، کریستالیزاسیون و خشک کردن می باشد.

خاک دارای سولفات سدیم را ابتدا با مقدار مناسبی آب به اندازه ای که بتواند مواد قابل انحلال را در خود حل نماید در مخازنی که دارای همزن هستند، مخلوط می نمایند.محلول سدیم سولفات و نمک سدیم کلرید در یک سیستم فیلتر فشاری به دو فاز جامد و مایع تفکیک می گردد. محلول صاف به دست آمده دوباره در یک سیستم فیلتر تبدیل به یک مایع زلال حاوی سدیم سولفات و نمک سدیم کلرید می گردد.

سپس این مایع وارد یک سیستم چند مرحله ای تمیز کننده و تغلیظ کننده می شود و از آنجایی که حلالیت سولفات سدیم در مجاورت نمک سدیم کلرید کاهش می یابد، کریستال های سدیم سولفات در این سیستم ایجاد می گردد.

مایع باقی مانده از این سیستم، چون دارای غلظت نسبتاً زیادی از نمک طعام می باشد، به بیرون هدایت می شود و کریستال های سولفات سدیم به دست آمده در چند ظرف متوالی ته نشین شده و سپس محلول غلیظ وارد سانتریفوژ شده و عملیات جداسازی کریستال های سولفات سدیم از محلول همراه آن انجام می شود و در ادامه به خشک کن های دوار فرستاده شده و کریستال های سولفات سدیم به همراه آب تبلور از این واحد خارج می گردد.

سپس این بلورها به داخل یک تانک ذوب فرستاده شده و با استفاده از حرارت حاصل از بخار آب، بلورها در داخل تانک ذوب شده و سولفات سدیم بدون آب را تشکیل می دهند. پودر حاصل از سانتریفوژ که مرطوب بوده و دارای حدود 4 درصد رطوبت است وارد یک خشک کن شده و توسط هوای گرم، خشک می شود و در نهایت محصول پایانی به سیلوهای ذخیره منتقل می گردد.

هر چقدر درجه خلوص سدیم سولفات از خاک اولیه بیشتر باشد هزینه کمتری برای فرآوری آن مصرف می شود و در نتیجه قیمت تمام شده آن کاهش خواهد یافت. مبنای تعیین مرغوبیت خاک های سولفات دار، میزان عیار سولفات سدیم و همچنین میزان نسبت درصد بخش قابل انحلال به بخش نامحلول می باشد.

به طور کلی خاک های بالای 30 درصد سولفات سدیم مرغوب هستند و می توانند به راحتی در فرآیند فرآوری مورد استفاده قرار گیرند و هر چقدر درصد سولفات سدیم در آن ها بیشتر باشد (ناخالصی های کمتر) مرغوب تر خواهند بود.

خاک های سولفاته دارای 25 تا 30 درصد سولفات سدیم از نظر کیفیت و عیار متوسط به شمار می روند و خاک های کمتر از 20 درصد سولفات سدیم نامرغوب بوده و فرآیند استحصال کریستال سولفات سدیم از آن ها مقرون به صرفه نمی باشد.

در فرآیندهای استحصال سولفات سدیم از منابع طبیعی، نمک سدیم کلرید به عنوان یک ناخالصی، عامل مزاحم به شمار می رود که هر چقدر محصول استخراجی معادن دارای نمک کمتری باشد، مناسب تر است. اما در برخی موارد چون تبلور سولفات سدیم در حوضچه های ته نشینی به طور کامل صورت نمی گیرد، در پساب فرآیند، همواره مقداری سولفات سدیم به هدر می رود. اما اگر خاک سولفاته 10 تا 15 درصد سدیم کلرید داشته باشد، باعث کاهش میزان اتلاف سولفات سدیم در پساب می گردد.

زیرا ناخالصی سدیم کلرید موجود در سیستم، حلالیت سولفات سدیم را پایین می آورد و باعث تبلور بیشتر سولفات سدیم در حین فرآیند می گردد. بنابراین درصد نمک سدیم کلرید به عنوان یک ناخالصی در محصول استخراجی به صورت خشک تا میزان 10 تا 15 درصد مجاز بوده و نقطه قوت خاک سولفاته از نظر کیفیت است. اما در صورتی که از این میزان بیشتر باشد، به عنوان عامل تخریب تبلور سولفات سدیم در طی فرآیند محسوب می گردد.

به دلیل وجود ذخایر عظیم سدیم سولفات در کشورهایی مثل آمریکا، کانادا، مکزیک، ایران، چین، ترکمنستان، ترکیه و همچنین عدم وجود واکنش های شیمیایی در پروسه فرآوری و در نتیجه سادگی تجهیزات و فرآیند تولید سولفات سدیم در آن ها بیشتر از طریق استحصال از منابع معدنی صورت می گیرد.