Кальцинированная сода является одним из важнейших продуктов химической промышленности. В наибольших количествах продукт применяется в качестве компонента шихты при производстве стекла, при выпуске мыла и других моющих средств, а также в процессах производства каустической соды и других натриевых солей (например, Na2B4O7). Карбонат натрия находит широкое применение при обезжиривании и рафинировании металлов, десульфуризации доменного чугуна и обработке бокситов в производстве алюминия. Используется соединение и при варке целлюлозы, дублении кожи и умягчении воды паровых котлов, а также для нейтрализации кислых компонентов при очистке нефтепродуктов.
Карбонат натрия используют в стекольном производстве, мыловарении и производстве синтетических моющих средств, эмалей, для получения ультрамарина. Также он применяется для умягчения воды паровых котлов и вообще устранения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na2B4O7, Na2HPO4.
В пищевой промышленности используется в качестве эмульгатора (пищевая добавка E500).
В природе сода встречается в золе некоторых морских водорослей, а также в виде следующих минералов:
нахколит NaHCO3
трона Na2CO3·NaHCO3·2H2O
натрон (сода) Na2CO3·10H2O
термонатрит Na2CO3·Н2O.
Современные содовые озёра известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Серлс в Калифорнии. Трона, имеющая промышленное значение, открыта в 1938 в составе эоценовой толщи Грин-Ривер (Вайоминг, США). Вместе с троной в этой осадочной толще обнаружено много ранее считавшихся редкими минералов, в том числе давсонит, который рассматривается как сырьё для получения соды и глинозёма. В США природная сода удовлетворяет более 40% потребности страны в этом полезном ископаемом. В нашей стране из-за отсутствия крупных месторождений сода из минералов не добывается.
На диаграмме представлена структура мирового производства кальцинированной соды по странам:
На природную соду приходится менее 1/3 суммарного мирового
производства кальцинированной соды, которое в 2003 г оценивается
в 38 млн. т (11,2 млн. - природный продукт, 26,8 млн. т - синтетический).
Суммарные мировые производственные мощности предприятий, выпускающих
кальцинированную соду, по состоянию на начало 2003 г оцениваются
примерно в 41686 тыс. т. Таким образом, их загруженность составляет
примерно 89%. Крупнейшими мировыми продуцентами кальцинированной
соды являются (%): США - 35, Китай - 31, ЕС - 16, Индия - 6,
Россия - 5.
Географическая структура суммарного мирового производства
кальцинированной соды (природной и синтетической), по оценке
Геологической службы США, характеризуется следующими данными
(тыс. т):
№ | Страна | 2000 г | 2001 г | 2002 г |
1 | Всего | 34500 | 35900 | 37100 |
2 | США | 10200 | 10300 | 10500 |
3 | Китай | 8343 | 9144 | 10189 |
4 | Россия | 2199 | 2370 | 2400 |
5 | Индия | 1500 | 1500 | 1500 |
6 | Германия | 1400 | 1400 | 1400 |
7 | Польша | 1081 | 1100 | 1100 |
8 | Франция | 1000 | 1000 | 1000 |
9 | Италия | 1000 | 1000 | 1000 |
10 | Великобритания | 1000 | 1000 | 1000 |
11 | Болгария | 800 | 800 | 800 |
12 | Япония | 669 | 680 | 690 |
13 | Украина | 500 | 650 | 678 |
14 | Турция | 620 | 640 | 600 |
15 | Румыния | 550 | 560 | 550 |
16 | Испания | 500 | 500 | 500 |
17 | Нидерланды | 400 | 400 | 400 |
18 | Республика Корея | 310 | 310 | 310 |
19 | Кения | 238 | 298 | 308 |
20 | Австралия | 300 | 300 | 300 |
21 | Канада | 300 | 300 | 300 |
22 | Мексика | 290 | 290 | 290 |
23 | Ботсвана | 191 | 251 | 270 |
24 | Пакистан | 230 | 203 | 230 |
25 | Бразилия | 200 | 200 | 200 |
26 | Австрия | 150 | 150 | 150 |
27 | Иран | 150 | 150 | 150 |
28 | Португалия | 150 | 150 | 150 |
29 | Тайвань | 140 | 140 | 140 |
30 | Египет | 50 | 50 | 50 |
31 | Босния и Герцеговина | 15 | 15 | 15 |
32 | Эфиопия | 5 | 5 | 5 |
По оценке, в 2003 г мировое производство кальцинированной
соды увеличилось по сравнению с 2002 г на 2,7% после роста на
3% в 2001 г В мире 9 стран обладают мощностями по выпуску данного
товара, превышающими 1 млн. т в год. В их число входят (перечислены
в порядке убывания объемов мощностей): США, Китай, Россия, Индия,
ФРГ, Франция, Италия, Польша и Великобритания. В Болгарии, Румынии
и на Украине также имеются мощности примерно в 1 млн. т в год,
однако ввиду неблагоприятных экономических условий в этих странах
они в последнее время были недогружены. Полагают, что недавние
приобретения предприятий крупными европейскими продуцентами или
создание с ними совместных предприятий могут в ближайшие несколько
лет изменить ситуацию к лучшему.
В настоящее время на мировом рынке кальцинированной соды определились
три доминирующие группы - "Solvay SA" (Бельгия), "American Natural
Soda Corp." - "ANSAC" (США, представляет все 6 американских продуцентов)
и Китай. В ближайшие годы эти три поставщика продолжат производство
и будут экспортировать кальцинированную соду значительному числу
покупателей во всем мире.
Масштабы групп "ANSAC" и "Solvay SA" (чей американский филиал
также является членом "ANSAC") позволяют им регулировать мировой
рынок посредством гибкого ценообразования и установления определенных
каналов поставок. "ANSAC" была образована в 1983 г Американский
экспорт, осуществляемый через "ANSAC", составляет примерно 3,5
млн. т кальцинированной соды в год. Таким образом, на продажи
"ANSAC" приходится более 80% экспорта кальцинированной соды из
страны. Группа экспортирует товар во все регионы мира, кроме
стран ЕС и Канады, куда он поставляется непосредственно американскими
продуцентами. В 1989 г "ANSAC" попыталась выйти на западноевропейский
рынок, но это ей не удалось ввиду особенностей законодательства
ЕС.
Производство соды в наши дни осуществляется четырьмя способами:
Главенство до сих пор принадлежит первому способу производства соды, хотя его удельный вес, еще недавно составлявший 100%, понемногу снижается. Преимущества аммиачного способа производства соды: относительная дешевизна, широкая распространенность и доступность извлечения необходимого сырья; незначительность температур (до 100 градусов С), при которых осуществляются основные реакции процесса; достаточная отлаженность способа производства соды; невысокая себестоимость кальцинированной соды. В XX в. в Японии этот метод был модернизирован, и предложенный в результате способ Асахи позволил экономить энергию на протяжении всего производственного цикла и снизить расход сырья.
Производство кальцинированной соды из природного сырья - отрасль сравнительно новая, возникшая в конце 1940-х гг. и ставшая в настоящее время основным конкурентом аммиачного способа производства соды за счет большей экономической выгодности и высокой экологической чистоты. Комплексная переработка нефелинов на глинозем, кальцинированную соду, поташ и цемент стала третьим по значимости способом производства соды, который был разработан в СССР и применяется только в нашей стране, позволяя экономить до 15% капиталовложений. Карбонизация гидрооксида натрия как промышленный способ производства соды получила некоторое развитие в конце 1960-х ? начале 1970-х гг., когда спрос на кальцинированную соду был высок, а каустическая сода имелась в избытке. В настоящее время этот способ производства соды потерял практическое значение.
До начала XIX века карбонат натрия получали преимущественно из золы некоторых морских водорослей и прибрежных растений.