Proses Produksi Terbaru Sodium Sianida

1. Pengantar

Natrium sianida (NaCN) adalah senyawa kimia penting yang banyak digunakan di berbagai industri, seperti pertambangan emas, pelapisan listrik, dan sintesis kimia. Proses produksi natrium sianida terus berkembang untuk meningkatkan efisiensi, mengurangi biaya, dan meningkatkan keramahan lingkungan. Artikel ini akan memperkenalkan beberapa proses produksi natrium sianida terbaru.

2. Metode Amonia - Natrium

2.1 Prinsip Proses

Dalam metode amonia-natrium, natrium logam dan kokas minyak bumi pertama-tama ditambahkan ke dalam reaktor dalam proporsi tertentu. Suhu kemudian dinaikkan hingga 650 °C, dan gas amonia dimasukkan. Saat suhu dinaikkan lebih lanjut hingga 800 °C, reaksi terjadi selama 7 jam, di mana natrium logam sepenuhnya diubah menjadi natrium sianida . Setelah itu, reaktan disaring pada suhu 650 °C untuk menghilangkan kelebihan kokas minyak bumi. Produk cair kemudian dikeluarkan dan dicetak ke dalam bentuk yang diinginkan untuk mendapatkan produk natrium sianida.

2.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Proses ini memiliki prinsip reaksi yang relatif sederhana, dan bahan baku natrium dan amonia relatif umum di industri kimia.

• Kekurangan : Kondisi reaksi suhu tinggi membutuhkan konsumsi energi yang besar. Selain itu, penggunaan natrium logam menimbulkan risiko keselamatan tertentu karena reaktivitasnya yang tinggi.

3. Metode Peleburan Sianida

3.1 Prinsip Proses

Lelehan sianida dan oksida timbal ditambahkan ke tangki ekstraksi. Rasio tipikal lelehan sianida terhadap oksida timbal adalah (500 - 700):1. Penambahan oksida timbal membantu desulfurisasi dengan membentuk endapan sulfida timbal. Cairan ekstraksi kemudian dibiarkan mengendap, dan cairan bening yang dihasilkan mengandung 80 - 90 g/L NaCN. Dalam generator, cairan ini bereaksi dengan asam sulfat pekat untuk menghasilkan gas hidrogen sianida. Setelah kondensasi untuk menghilangkan air, gas hidrogen sianida memasuki reaktor penyerapan dan bereaksi dengan alkali cair (larutan natrium hidroksida) untuk membentuk natrium sianida.

3.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Proses ini dapat secara efektif menghilangkan pengotor sulfur melalui penambahan timbal oksida, yang bermanfaat untuk meningkatkan kualitas produk akhir.

• Kekurangan : Penggunaan timbal oksida dapat menyebabkan masalah pencemaran lingkungan yang terkait dengan timbal. Selain itu, prosesnya melibatkan banyak tahapan seperti ekstraksi, reaksi, dan absorpsi, yang meningkatkan kompleksitas pengoperasian.

4. Proses Andrussow (Metode Anshig)

4.1 Prinsip Proses

Proses Andrussow menggunakan gas alam, amonia, dan udara sebagai bahan baku. Pertama, gas alam dicuci di menara pencucian air untuk menghilangkan sulfur anorganik dan sebagian sulfur organik. Setelah penyaringan, gas alam yang telah dimurnikan harus memiliki kandungan sulfur ≤1 mg/m³ dan kandungan hidrokarbon di atas C₂ harus kurang dari 2%. Amonia cair diuapkan dalam alat penguap, dan udara disaring melalui filter. Ketiga bahan baku tersebut kemudian dicampur dalam mixer dengan rasio amonia:metana:udara = 1:(1.15 - 1.17):(6.70 - 6.80). Gas campuran memasuki reaktor oksidasi dengan paduan platinum-rhodium sebagai katalis. Pada suhu 1070 - 1120 °C, reaksi terjadi untuk menghasilkan gas campuran yang mengandung 8.5% hidrogen sianida.

Gas tersebut didinginkan kemudian masuk ke menara penyerapan amonia, di mana amonia sisa diserap oleh asam sulfat. Setelah itu, didinginkan oleh air dan hidrogen sianida diserap oleh air bersuhu rendah. Gas sisa dibuang setelah dicuci oleh menara pencucian alkali. Larutan hidrogen sianida yang diserap oleh air dipertukarkan panas dan kemudian masuk ke menara desorpsi. Di bagian atas menara desorpsi, diperoleh hidrogen sianida dengan kemurnian 98%. Hidrogen sianida ini kemudian bereaksi dengan larutan alkali untuk membentuk larutan natrium sianida, yang selanjutnya diproses melalui penguapan, kristalisasi, pengeringan, dan pembentukan untuk memperoleh produk akhir natrium sianida.

4.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Di wilayah dengan sumber daya gas alam yang melimpah, biaya bahan baku relatif rendah. Prosesnya sudah relatif matang dalam aplikasi industri, dan skala produksinya bisa relatif besar.

• Kekurangan : Di daerah yang kekurangan sumber daya gas alam, yang dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kelangkaan gas alam, kebijakan, dan harga, biaya produksi dapat berfluktuasi secara signifikan. Kondisi reaksi suhu tinggi membutuhkan peralatan tahan suhu tinggi dan mengkonsumsi energi dalam jumlah besar.

5. Proses Api

5.1 Prinsip Proses

Gas alam, oksigen, dan amonia digunakan sebagai bahan baku. Ketiga gas ini disaring secara terpisah untuk menghilangkan kotoran, kemudian dimasukkan ke dalam mixer setelah distabilkan dan diukur. Sebagian oksigen digunakan sebagai oksigen utama untuk masuk ke dalam mixer, dan sebagian lainnya langsung dimasukkan ke dalam nosel untuk penyalaan. Ketiga bahan baku tersebut digabungkan dalam proporsi tertentu dan mengalami reaksi pembakaran untuk mensintesis hidrogen sianida pada suhu 1500 °C.

Gas reaksi dipadamkan dengan menyemprotkan air dan kemudian didinginkan dalam pendingin. Kemudian memasuki menara penyerapan amonia, di mana amonia sisa dalam gas reaksi diserap oleh 15% - 20% asam sulfat, dan amonium sulfat dapat dipulihkan. Gas reaksi yang mengandung hidrogen sianida didinginkan oleh air dan kemudian diserap oleh air bersuhu rendah untuk membentuk larutan hidrogen sianida 1.5%. Larutan ini disuling dalam menara distilasi untuk memperoleh hidrogen sianida dengan kandungan 98% - 99%. Akhirnya, diserap oleh larutan alkali, dan setelah penguapan, kristalisasi, pengeringan, dan pembentukan, diperoleh produk natrium sianida.

5.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Proses ini dapat menghasilkan hidrogen sianida dengan kemurnian yang relatif tinggi. Pemulihan amonium sulfat sebagai produk sampingan dapat memberikan manfaat ekonomi tertentu.

• Kekurangan : Reaksi pembakaran suhu tinggi membutuhkan masukan energi yang besar. Proses ini juga melibatkan operasi kompleks seperti pencampuran gas, pembakaran, pendinginan, dan penyerapan, yang membutuhkan kontrol proses tingkat tinggi.

6. Metode Pirolisis Minyak Ringan

6.1 Prinsip Proses

Minyak ringan dan amonia dicampur dalam atomizer dalam proporsi tertentu dan dipanaskan terlebih dahulu hingga 280 °C. Campuran tersebut kemudian memasuki tanur busur listrik untuk reaksi pirolisis. Kokas minyak bumi digunakan sebagai pembawa, dan nitrogen digunakan sebagai gas pelindung untuk mencegah oksidasi dalam lingkungan tertutup. Pada suhu 1450 °C, terjadi reaksi untuk menghasilkan gas hidrogen sianida. Gas tersebut kemudian dihilangkan debunya, didinginkan, dan diproses lebih lanjut melalui langkah-langkah seperti penghilangan amonia, pencucian air, penyerapan, dan distilasi untuk mendapatkan hidrogen sianida murni. Akhirnya, hidrogen sianida bereaksi dengan larutan alkali (natrium hidroksida) untuk membentuk natrium sianida.

6.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Teknologi prosesnya relatif matang. Dapat menggunakan minyak ringan, bahan baku yang relatif umum di industri petrokimia.

• Kekurangan : Terdapat kesulitan dalam desulfurisasi dan penghilangan pengotor hidrogen sianida. Produk ini memiliki konsumsi energi yang tinggi, dan pengolahan "tiga limbah" (gas buang, air limbah, dan residu limbah) sulit dilakukan. Biaya produksinya relatif tinggi.

7. Akrilonitril Berdasarkan Metode Produk

7.1 Prinsip Proses

Dalam proses produksi akrilonitril melalui amoksidasi propilena, gas hidrogen sianida diproduksi sebagai produk sampingan (jumlahnya setara dengan 4% - 10% dari produksi akrilonitril). Gas yang mengandung hidrogen sianida diserap oleh larutan alkali. Setelah penguapan, konsentrasi, pemisahan, dan pengeringan, diperoleh produk natrium sianida.

7.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keuntungan : Ini adalah proses pemanfaatan produk sampingan, yang dapat memanfaatkan sumber daya secara maksimal dan mengurangi biaya produksi hingga batas tertentu.

• Kekurangan : Produksi natrium sianida dibatasi oleh skala produksi akrilonitril. Kualitas produk sampingan hidrogen sianida dapat dipengaruhi oleh proses produksi utama akrilonitril, yang memerlukan kontrol dan pemurnian yang ketat.

8. Metode Amoksidasi Metanol

8.1 Prinsip Proses

Udara melewati filter dan pemanas awal, lalu memasuki tungku reaksi. Amonia cair diuapkan dan metanol diuapkan. Keduanya memasuki pemanas awal pencampuran, lalu bereaksi dengan udara di tungku reaksi. Di bawah aksi katalis yang sebagian besar terdiri dari oksida Fe-Mo, reaksi menghasilkan hidrogen sianida. Gas hidrogen sianida memasuki menara de-amonia untuk menghilangkan amonia, lalu memperoleh hidrogen sianida. Terakhir, gas tersebut diserap oleh larutan alkali untuk menyiapkan natrium sianida.

8.2 Keuntungan dan Kerugian

• Keunggulan : Penggunaan metanol dan amonia sebagai bahan baku relatif umum, dan katalis dapat didaur ulang dan digunakan kembali sampai batas tertentu. Proses dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan produksi.

• Kelemahan : Katalis sensitif terhadap kondisi reaksi, dan perubahan kecil pada suhu, tekanan, dan rasio bahan baku dapat memengaruhi aktivitas dan selektivitas katalis, sehingga memengaruhi hasil dan kualitas produk.

9. Kesimpulan

Setiap proses produksi natrium sianida memiliki karakteristiknya sendiri. Pemilihan proses produksi bergantung pada berbagai faktor seperti ketersediaan bahan baku, biaya, persyaratan lingkungan, dan skala produksi. Dengan terus berkembangnya teknologi, proses produksi baru mungkin akan muncul di masa mendatang, yang bertujuan untuk lebih meningkatkan efisiensi dan kinerja lingkungan dari produksi natrium sianida. Karena permintaan natrium sianida di berbagai industri terus meningkat, optimalisasi dan inovasi proses produksi akan memainkan peran penting dalam memenuhi kebutuhan pasar sekaligus memastikan pembangunan berkelanjutan.