Анализ щелоков сульфатной варки

В качестве варочного реагента для щелочных варок используют белый щелок, активными компонентами которого являются смесь гидроксида натрия NaOH и сульфида натрия Na₂S. Содержание в щелоке NaOH и Na₂S называют активной щелочью. Состав белого щелока может быть охарактеризован как термином «активная щелочь», так и термином «эффективная щелочь» NaOH + 1/2Na₂S. Кроме этих соединений, в белом щелоке присутствуют карбонат натрия Na₂CO₃, сульфат натрия Na₂SO₄, тиосульфат натрия Na₂S₂O₃. Все соли натрия, содержащиеся в белом щелоке и титруемые кислотой, называют общей щелочью. Присутствие в белом щелоке солей натрия (кроме сульфида) обусловлено неполнотой протекания реакции каустизации в каустизационном отделе и реакций восстановления при работе содорегенерационного котла.

Так как соединений натрия в белом щелоке много, для выражения количественной характеристики (концентрации) применяют единицы Na₂O или единицы NaOH. Путем пересчета через эквиваленты можно определить содержание компонентов щелока (таблица 3).

Суммарное количество активной щелочи, выраженное в единицах Na₂O и отнесенное к массе абсолютно сухой щепы, называют − расход активной щелочи на варку. Расход щелочи на варку определяется свойствами древесины и качеством получаемого волокнистого полуфабриката. Обычно расход активной щелочи составляет 14–23 % в ед. Na₂O (18–30 % ед. NaOH).

Таблица 3 − Соотношения молекулярных масс натриевых соединений

Концентрация активной щелочи в белом щелоке в производственных условиях обычно составляет 95÷ 110 г/л в ед. Na₂O.

Белый щелок готовят путем каустизации зеленого щелока, который получают растворением в воде плава – продукта сжигания и озоления отработанного (черного) щелока.

Основным компонентом зеленого щелока является карбонат натрия (Na₂CO₃) и сульфид натрия (Na₂S). Сода составляет 50÷ 60 % от общей массы всех компонентов, входящих в состав зеленого щелока. Кроме того, в зеленом щелоке также могут присутствовать в незначительном количестве гидроксид натрия, сульфит натрия и другие натриевые соли.

Карбонат натрия является малоактивным химическим соединением, поэтому необходимо его превратить в один из главных активных компонентов − гидроксид натрия. Процесс превращения Na₂CO₃ в NaOH называется процессом каустизации.

Процесс каустизации осуществляют негашеной известью (СаО) при температуре 80÷ 100 º С и непрерывном перемешивании. В результате реакции между Na₂CO₃ и СаО большая часть соды превращается в NaOH.