Siarczan (VI) wapnia CaSO4 - biały pigment, gips i HCl
Produkcja z odpadowego chlorku wapnia
Odpadowy chlorek wapnia jako źródło gospodarczych możliwości, B. Borkowski, J. Król-Bogomilski, Chemik, 43 (7), 181, (1990)
Sposób wytwarzania kwasu solnego technicznego i innych chemikalii z wykorzystaniem odpadów z produkcji sody; Zgłoszenie patentowe P-280653, 19.07.1989, B. Borkowski, J. Król-Bogomilski
Siarczan (VI) wapnia CaSO4, gips i kwas solny HCl można produkować tanio i bez odpadów w reakcji H2SO4 i CaCl2 (odpadowy chlorek wapnia w metodzie Solvaya).
Streszczenie
Chlorek wapnia otrzymywany w metodzie Solvaya jako produkt uboczny może być zastosowany w przemyśle chemicznym jako wartościowy surowiec w procesie, w którym otrzymuje się siarczan (VI) wapnia CaSO4, kwas chlorowodorowy (kwas solny) lub gazowy chlorowodór HCl w bardzo prostym, jednoetapowym procesie jednostkowym.
Temperatura, w której przebiega ta reakcja chemiczna nie przekracza 100°C. Równanie tej reakcji:
CaCl2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HCl.
Chlorek wapnia ma być rozpuszczony w wodzie. Jego wodny roztwór zakwasza się kwasem solnym o stężeniu 20°Bé.
Do tego roztworu wodnego wkrapla się z zachowaniem należytej ostrożności stężony kwas siarkowy (VI) H2SO4.
Podczas reakcji roztwór należy stale mieszać i schładzać do temperatury 20°C.
Kwas solny o stężeniu 20°Bé otrzymuje się w tym samym reaktorze. I to jest pierwszy wariant produkcyjny.
Strącony siarczan (VI) wapnia CaSO4 przemywa się rozcieńczonym roztworem sody Na2CO3 i odsącza lub odwirowuje. Tak otrzymany produkt znajduje zastosowanie jako biały pigment, lub może posłużyć do otrzymania gipsu.
Ale może być i drugi wariant; możemy rozpuścić otrzymany w reakcji gazowy chlorowodór HCl w nasyconej solance.
Kwas solny można otrzymywać też w dobrze znanej reakcji soli NaCl i stężonego kwasu siarkowego (VI). Reakcja ta wymaga jednak ogrzewania do temperatury około 600°C. Gazowy HCl może być też otrzymywany w reakcji wodoru H2 z chlorem Cl2, ale temperatura, w której ta reakcja zachodzi wynosi 2400°C. W przeciwieństwie do tego reakcja z CaCl2 nie tylko nie wymaga ogrzewania, ale nawet konieczne jest chłodzenie i to bardzo wydajne.
Kwas solny techniczny otrzymany w ten sposób może zawierać niewielką ilość CaCl2, ale mimo to może mieć on wiele różnych technicznych zastosowań.
Zastosowaniem kwasu solnego technicznego zainteresowany jest przemysł chemiczny, metalurgiczny i górniczy. HCl techniczny stosowany jest w elektrowniach do regeneracji wymienników jonowych.
Siarczan wapnia produkowany przy zastosowaniu tego procesu nadaje się do wytwarzania gipsu budowlanego w o wiele większym stopniu niż ten, którego źródłem jest fosfogips.