天然堿是一種蒸發鹽礦物,為水合碳酸氫鈉,又叫碳酸鈉石,俗稱蘇打灰,無水芒硝,又稱鹽餅。
天然堿呈白色或灰白色,比重為2.1,硬度為2.5—3,是軟纖維狀或塊狀有玻璃光澤的半透明的礦物,易溶解于水。中國主要以內蒙古自治區的堿湖產出最多,內蒙古的查干諾爾堿礦、西藏高原和桐柏縣也有產出。
天然堿是制堿工業重要原料,用以制取純堿、氫氧化鈉、小蘇打等,也是玻璃工業原料和冶金工業制取鋁氧的輔助原料。天然堿在人造纖維、造紙、染料、塑料、肥皂、洗滌劑、無機化學制品、紡織、石油精煉、醫藥、農藥以及橡膠翻新等方面亦有廣泛應用。
制法
天然堿含有多種雜質,要加工成純凈的堿類產品,首先制成堿液,而后根據堿液組成用適當加工方法制成純堿、燒堿、碳酸氫鈉等制品。例如,可以用下面談到的索爾維制堿法,由天然堿液制得純堿。在制小蘇打(碳酸氫鈉NaHCO3)時,可用碳化法,即使燒生石灰產生的二氧化碳與天然堿液中的碳酸鈉反應:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
用天然堿制氫氧化鈉(NaOH)普遍采用苛化法。將天然堿液與過量不小于2%的石灰進行苛化反應,使碳酸鈉轉化為氫氧化鈉,形成液體燒堿:
Na2CO3+氫氧化鈣=2NaOH+CaCO3↓
所得液堿經澄清、過濾、蒸發濃縮、冷析除鹽和熔融等工序,可以制成含NaOH95%以上的固體燒堿。
主要來源
天然的礦物堿主要來自堿湖和固體堿礦。它們是最主要的天然堿資源。通常所說的天然堿,是指主要化學成分為碳酸鈉和碳酸氫鈉的一類礦物。碳酸氫三鈉(Na2CO3·NaHCO3·2H2O),是常見的典型天然堿礦物,故有時專稱它為天然堿,又叫做堿石。我們知道,碳酸鈉和碳酸氫鈉都是無機鹽,只因溶于水產生氫氧根OH-顯強堿性,才稱為堿。
礦藏
我國已發現天然堿礦產地有152處,儲量近4億噸。以內蒙古自治區的堿湖最多,西藏高原是現代鹽堿湖的集中地。地處中原的南陽盆地是古代天然堿的重要產地。桐柏縣的吳城天然堿礦和安棚天然堿,全礦碳酸鈉平均含量為41.68%,碳酸鈉儲量1769.5萬噸,是中國儲量最大的礦床;其次是內蒙古的查干諾爾堿礦。內蒙古堿湖所產的天然堿,過去是北方主要的生活用堿,在張家口市一帶經銷,稱為口堿。
應用
日常生活制作食品和洗滌常用堿,工業生產中堿是重要的基本化工原料。在沒有人工合成堿之前,使用的都是取自天然的植物堿或礦物堿。
我國農村歷來將柴草燒后的草木灰叫作小灰(生石灰稱為大灰),放在筐子中經水淋,可得灰水,其中含有碳酸鉀,俗名草堿。洗滌衣物就是利用它的強堿性。有些植物,特別是生長在鹽堿地的植物,能吸收土壤中較多的鈉離子(Na+)。用它們燒成的灰含有較多的堿(碳酸鈉)。例如,我國新疆有一種叫胡楊的樹,可用于提堿。這種堿稱為草木堿。
參考資料 >