CARBONATO DE SÓDIO Ana  Pereira  Ana  Rita  Fernandes  Carla  Brito  Maria  Teixeira  Ricardo  Neto  Simão  Silva  Equipa:  T1G2    

Mestrado  Integrado  em  Engenharia  Química      

Monitora:  Diana  Pereira  Supervisor:  Professor  João  Bastos  

Índice •  Introdução  •  Importância  Económica  e  Social  

• Matérias-­‐Primas  • Usos  e  Aplicações  • Mercados  Mundiais  •  Tendências  

•  Processos  de  Produção  •  Indústria  Nacional  •  Conclusão  • Agradecimentos    

 

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Propriedades

Fórmula

Química Massa Molar

Densidade

Ponto de

fusão

Ponto de

ebulição

Na2CO3 105,989 g/mol 2,54 g/cm3 581ºC 1600ºC

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Sal  branco  que  se  encontra,  à  temperatura  ambiente,  no  estado  sólido.  

Matérias-Primas 4

Fig.1  Cristais  de  Trona  hXp://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/carbonatos/trona.html  

•  Processo  de  Leblanc  

 Ácido  Sulfúrico    Cloreto  de  Sódio    Carbonato  de  Cálcio    Carvão  

•  Processo  Solvay    Cloreto  de  Sódio    Gás  Amoníaco    Dióxido  de  Carbono    Água    Carbonato  de  Cálcio  

Processos de Produção

Processos  

Minério  de  Trona  

Monohidratação  

Sesquicarbonato  Processo  de  Leblanc  

Processo  de  Solvay  

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Fig.2  Processos  u_lizados  para  a  produção  de  Carbonato  de  Sódio  através  do  Minério  Trona    

1. Minério Trona 6

2. Processo de Leblanc

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Fig.3  Etapas  do  Processo  de  Leblanc    

Processo   resume-­‐se   em   duas  etapas:                   A   primeira   consiste   em  misturar  o  sal  marinho  com  ácido  sul fúr ico   sob   aquecimento  brando,   o   que   provoca   a  vola_lização   de   ácido   clorídrico,  restando   assim   uma   solução   de  sulfato  de  sódio.                 Este   sulfato   de   sódio   é  misturado   com   carbonato   de  cálcio   e   levado   a   calcinação   com  calcário   e   carvão,   resultando  assim  em  carbonato  de  sódio.      

3. Processo Solvay

Equação global: 2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 + CaCl2

•  1º) Purificação da salmoura de cloreto de sódio; •  2º) Contacto com o gás amoníaco ( NH3 + H2O → NH4OH); •  3º) O NH4OH é levado para colunas de carbonatação onde o

bicarbonato de sódio é precipitado através do contacto do hidróxido com o dióxido de carbono:

2NH4OH + CO2 → (NH4)2CO3 + H2O (NH4)2CO3 + H2O + CO2 → 2NH4HCO3

2NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3

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•  4º) O bicarbonato de sódio é filtrado, porém algumas quantidades permanecem na coluna. Assim, estas são limpas, utilizando uma solução de lavagem. O fluido é filtrado, para ser possível a recuperação dos cristais. Este é depois calcinado (175-225ºC) para produzir carbonato de sódio, dióxido de carbono e vapor de água:

2NaHCO3 + CaCO3 → Na2CO3 + CO2 + H20

•  O carbonato de sódio recuperado do calcinador é arrefecido,

clarificado e empacotado. Este produto é denominado de light ash.

•  A produção de dense ash é obtida através da hidratação de light ash, para a obtenção de cristais maiores de carbonato de sódio monohidratado.

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O  Carbonato  de  Sódio  denso  é  u_lizado,  principalmente,  para  a  produção  de:  •  Vidro  •  Químicos  •  Detergentes    Por  sua  vez,  o  Carbonato  de  Sódio    leve  é  u_lizado  para:  •  Purificação  da  água  •  Tratamento  da  Salmoura  •  Comida  •  Bebidas  

Figura  5  –  Usos  e  Aplicações  do  Carbonato  de  Sódio  Fonte:  hXp://www.essen_alchemicalindustry.org/chemicals/sodium-­‐

carbonate.html  

Aplicações 10

Mercados Mundiais

•  É,  aproximadamente  de,  55  milhões  de  toneladas  por  ano.    •  Dos  25  países  produtores,  a  China  e  os  Estados  Unidos  da  América  são  os  que  produzem  em  maior  quan_dade.  

 •  O  Carbonato  de  Sódio  leve  é  apenas  produzido  na  Europa.  

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Fig.6    –  Consumo  Mundial  de  carbonato  de  sódio,  2011  

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Consumo Mundial

Ásia Europa América do Norte

CEI América Central e Sul Médio Oriente e África

Oceânia

Indústria Nacional

•  Até  Junho  de  2013,  a  única  indústria  em  Portugal    era  a  Solvay.        •  Contudo,   esta   encerrou,   devido   à   redução   de   custos   na   produção   de  carbonato  de  sódio  na  Europa.  

 •  Atualmente,   o   carbonato   de   sódio   que   é   consumido   em   Portugal   é  importado.  

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Tendências •  O   consumo   tem   tendência   a   aumentar   proporcionalmente   com   a   taxa   de  crescimento  da  população  e  do  Produto  Interno  Bruto.  

•  É  esperado  que  a  procura  aumente  1.5%  a  2%  anualmente,em  países   como  a  China,  Índia,  Rússia  e  América  do  Sul.  

 

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Figura  7  –  Variação  da  Percentagem  anual  de  produção  de  Carbonato  de  Cálcio  e  PIB  desde  1990  a  2012  [Fonte:  Roskill]  

Conclusão

•   O  processo  de  Solvay  é  o  processo  mais  rentável;  

•  O  carbonato  de  sódio  u_lizado  em  Portugal,atualmente,  é  importado.    

•  Devido  à  elevada  produção,(55  milhões  de  toneladas/ano),  e  com  tendência  para   crescer,   pode   inferir-­‐se   sobre   a   relevante   importância   económica  do  carbonato  de  sódio.  

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Agradecimentos

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