알칼리공업

요약 화학공업의 기본적인 원료 중 하나인 알칼리를 제조하는 산업이다. 알칼리는 산과 더불어 화학공업에 있어서 기본적인 원료로서, 공업적으로는 탄산염과 나트륨의 수산화물인 수산화나트륨이 주로 제조되고 있다.

알칼리는 산과 더불어 화학공업에 있어서 기본적인 원료로서, 공업적으로는 탄산염과 나트륨의 수산화물인 수산화나트륨이 주로 제조되고 있다. 탄산염 중에서 매우 중요한 것은 무수탄산나트륨 Na₂CO₃이며, 공업용으로 시판되는 것은 소다회(灰)라고 한다. 과거에는 소다회가 천연소다에서 공급되었으나 비누 ·양모 ·목면공업 등의 발달에 의한 대량생산의 필요성으로 1790년 르블랑법, 1866년 솔베이법(암모니아소다법)이 개발되었다. 르블랑법은 염화나트륨을 황산으로 복분해하여 염산과 함께 생성되는 황산나트륨을 석탄 및 석회석과 함께 강열하여 소다회를 얻는 방법인데 현재는 공업적으로 시행되지 않는다.

솔베이법은 염화나트륨 포화용액에 암모니아를 흡수시켜 얻어지는 암모니아 함수(鹹水)에, 석회석을 소성하여 얻어지는 이산화탄소를 탄산화탑(솔베이탑)에 흡수시켜 탄산수소나트륨의 결정을 만든 후, 이를 하소(煆燒:어떤 물질을 고온가열하여 수분이나 황 ·비소 등의 휘발성분을 없애는 것)하여 분해시켜 무수탄산나트륨(소다회)을 얻는 방법으로 이 솔베이법의 결점인 염화나트륨 원료의 이용률(약 75 %)을 높이고 폐기염소를 효율적으로 이용할 수 있는 염화암모늄소다법이 개발되어 무수탄산나트륨과 염화암모늄을 병행하여 얻고 있다. 무수탄산나트륨의 용도는 주로 유리의 원료로 사용되며, 그 밖에 탄산수소나트륨 ·물유리 ·화학조미료 ·펄프공업, 각종 탄산염의 원료 등에 사용된다.

수산화나트륨은 가성화법과 전해소다법에 의해 제조하는데, 가성화법은 탄산나트륨 용액을 석회유로 수산화하는 방법으로서 솔베이법의 개발과 함께 1940년경까지도 전해법에 의한 생산량보다 많았으나 제2차 세계대전 후 염소 수요의 증가로 점차 쇠퇴하였다. 전해소다법은 1890년 독일의 그리스하임 전자회사가 직립격막식 전해조를 처음 개발하여 격막법의 발전과 함께 그 후 수은법 및 이온교환막법이 개발되었다. 수산화나트륨의 용도는 화학공업 ·섬유공업 ·유지 ·조미료 ·펄프공업 등이다.