Salzsäure

Salzsäure ist eine ätzende, starke Mineralsäure mit vielen industriellen Verwendungen. Sie wird durch die Verbindung von Chlorwasserstoff und Wasser gebildet. Salzsäure ist natürlicherweise im Magensaft enthalten und wird von den Parietalzellen der Magenschleimhaut abgesondert. In der Industrie wird Salzsäure unter anderem zur Herstellung von Düngemitteln, Reinigungsmitteln und Farbstoffen verwendet. Sie wird auch in der Öl- und Gasindustrie verwendet.

Interessante Fakten zur Salzsäure

Alchemisten kannten Salzsäure bereits im ersten Jahrhundert.
Maria Prophetissa wird ihre Entdeckung im 1. Jahrhundert zugeschrieben
Im 15. Jahrhundert gelang es Basilius Valentinus, durch Reaktion von Halit (Steinsalz) mit Eisenvitriol Salzsäure herzustellen.
Im 17. Jahrhundert gelang es Johann Rudolph Glauber, sie aus Kochsalz und Schwefelsäure herzustellen.
Lavoisier nannte Salzsäure acide muriatique (lateinisch muria = Salzsäure).
Salzhaltige Quellen werden auch heute noch als muriatische Quellen bezeichnet.
Salzsäure hat ein breites Anwendungsspektrum, das von industriellen Anwendungen bis hin zur Reinigung im Haushalt reicht.
Sie ist eine starke Säure, die sehr ätzend sein kann und daher mit Vorsicht verwendet werden muss.
Trotz ihrer gefährlichen Eigenschaften ist Salzsäure ein wichtiger Bestandteil unseres täglichen Lebens.

Vorkommen von Salzsäure

In der Natur kommt Salzsäure in vulkanischen Gasen und in verdünnter Lösung in Kraterseen vor. In freier Form kommt sie im Magensaft von Wirbeltieren vor (0,1 bis 0,5 Massenprozent). Die Vorkommen an Salzsäuresalzen sind nahezu unerschöpflich, sowohl als Steinsalz als auch gelöst im Meerwasser.

Verwendungszwecke von Salzsäure

Salzsäure hat viele Verwendungszwecke, unter anderem:

Industrielle Anwendungen: Beizen von Stahl, Säuern von Ölquellen, Reinigen von Bleifarben auf Gebäuden
Haushaltsreinigung: Reinigung von Toilettenschüsseln, Reinigung von Ziegelmörtel
Laboranwendungen: pH-Einstellung, Herstellung von Metallchloriden
Lebensmittelindustrie: Käseproduktion, Konservenherstellung
Instandhaltung von Schwimmbädern: pH-Einstellung

Gewinnung und Herstellung von Salzsäure

Salzsäure wird im Labor aus konzentrierter Schwefelsäure und Kochsalz (daher der Name) hergestellt: Die Schwefelsäure verdrängt den Chlorwasserstoff aus ihrem Salz, obwohl der Chlorwasserstoff die stärkere Säure ist. Dies ist möglich, weil Chlorwasserstoff gasförmig ist und sich in Schwefelsäure praktisch nicht löst. Infolgedessen verschwindet die Chlorwasserstoffsäure ständig aus dem Gleichgewicht. Das entstehende Sulfat ist Natriumhydrogensulfat, ein saures Salz.

Zur Herstellung von Salzsäure in großem Maßstab wird konzentrierte Schwefelsäure mit Salz (Natriumchlorid) und Wasser gemischt. Diese Mischung wird dann in einen Reaktor geleitet, wo sie auf 400 bis 500 Grad Celsius erhitzt wird. Das heiße Gemisch wird dann durch eine Reihe von Kühltürmen geleitet, wo es auf 100 bis 150 Grad Celsius abgekühlt wird. Das abgekühlte Gemisch wird dann in einen Absorptionsturm geleitet, wo die Salzsäure in Wasser absorbiert wird.

Verwendung der Salzsäure

Beizen von Stahl

Salzsäure wird zum Beizen von Kohlenstoff-, legierten und nichtrostenden Stählen verwendet. Stahlbeizen ist das Verfahren, bei dem Eisenoxide und Zunder von der Stahloberfläche durch Umwandlung der Oxide in lösliche Verbindungen umgewandelt werden. Das Beizen ist für Stahlerzeugnisse erforderlich, die weiterverarbeitet werden, z. B. für die Herstellung von Drähten, Beschichtung von Blechen und Bändern und Zinnwalzprodukten. Salzsäure wird hauptsächlich verwendet für kontinuierliche Beizverfahren verwendet, bei denen warmgewalzter Bandstahl im Gegenstrom durch eine Säurelösung geleitet wird. Neben dem Beizen von Stahl wird Salzsäure auch zum Ätzen von Aluminium, zum Vorfixieren von Metallen für das Galvanisieren und Löten sowie zur Metallreinigung verwendet.

Ansäuern von Ölquellen

Salzsäure wird zur Entfernung von Rost, Kesselstein und unerwünschten Karbonatablagerungen in Ölbohrlöchern verwendet, um den Zufluss von Rohöl oder Gas zum Bohrloch zu fördern. Diese Verwendung wird als "Stimulation" bezeichnet. Die Ansäuerung erfolgt im Allgemeinen in Karbonat- oder Kalksteinformationen durch Stimulierung. Eine saure Lösung wird in die Formation injiziert, die einen Teil des Gesteins auflöst und eine große Porenstruktur in der Formation schafft, wodurch sich ihre effektive Durchlässigkeit erreicht wird, die den Ölfluss erhöht.

Lebensmittel

In der Lebensmittelindustrie wird Salzsäure bei der Verarbeitung einer Vielzahl von Produkten eingesetzt. Eine wichtige Verwendung von Salzsäure wird in der Lebensmittelindustrie vor allem zur Herstellung von Maissirupen wie High Fructose Corn Sirup (HFCS). Ein Großteil der in der HFCS-Industrie verbrauchten Salzsäure wird zur Regeneration der Ionenaustauscherharze verwendet. Salzsäure kann auch verwendet werden, um Maisstärke mit Säure zu modifizieren Maisstärke umzuwandeln und zur Einstellung des pH-Werts von Zwischenprodukten, Endprodukten und Abwässern. Die größte Verwendung von HFCS ist die Herstellung von Erfrischungsgetränken, auf die 70-75 % der Nachfrage entfallen.

Andere Verwendungszwecke für Lebensmittel

Salzsäure wird auch in anderen Bereichen der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt, z. B. bei der Herstellung von hydrolysiertem Pflanzeneiweiß und Sojasauce. Sie wird zur Ansäuerung von zerkleinerten Knochen für die Herstellung von Gelatine und als Säuerungsmittel für Produkte wie Soßen, Gemüsesäfte und Konserven verwendet. Salzsäure wird auch bei der Herstellung von künstlichen Süßungsmitteln und bei der Produktion von Lysin, Cholinchlorid (beide werden hauptsächlich als Futtermittelzusatzstoffe verwendet) und Zitronensäure verwendet.

Herstellung von Calciumchlorid

Bei der Neutralisierung von Salzsäure mit Kalkstein (CaCO3) entsteht Calciumchlorid. Die größte Verwendung für Kalziumchlorid ist die Enteisung von Straßen, wobei die Produktion von den Wetterbedingungen abhängt. Andere Verwendungen sind die Staubbekämpfung, die industrielle Verarbeitung, die Ölrückgewinnung, die Betonbehandlung und das Aufschütten von Reifen. Kalzium Chlorid wird auch in Ölgewinnungsprodukten wie Bohrschlämmen und Abdichtungsflüssigkeiten verwendet.

Verarbeitung von Erzen

Salzsäure wird in vielen Bergbaubetrieben zur Erzaufbereitung, -gewinnung, -trennung und Wasseraufbereitung verwendet, Reinigung und Wasseraufbereitung eingesetzt. Erhebliche Mengen werden bei der Gewinnung von Molybdän und Gold eingesetzt. Salzsäure wird verwendet, um hochwertiges Scheelitkonzentrat (CaWO4) und rohes NatriumWolframat in Wolframsäure um zu gewinnen, das wiederum zur Herstellung von Wolframmetall und Chemikalien verwendet werden kann. Salzsäure wird auch bei der Uran- und Zirkoniumverarbeitung, beim Lösungsbergbau von Boraterzen und als pH-Regulator bei der Schaumflotation von Kalierzen und bei der Gewinnung seltener Erden aus Bastnasit eingesetzt.

Andere Verwendungen

Wässrige Salzsäure wird in einer Vielzahl verschiedener Anwendungen eingesetzt, darunter die Rückgewinnung von Halbedelmetallen aus gebrauchten Katalysatoren, als Katalysator in der Synthese, bei der Regeneration von Katalysatoren, der pH Kontrolle, Regeneration von Ionenaustauscherharzen, die in der Abwasseraufbereitung und bei Stromversorgern verwendet werden, Neutralisierung von alkalischen Produkten oder Abfallstoffen und bei der Ansäuerung von Sole zur Herstellung von von Chlor und Natronlauge. Salzsäure wird auch in vielen anderen Produktionsverfahren für organische Chemikalien verwendet. Sie kann verwendet werden bei der Herstellung von p-Phenylendiamin, Polycarbonatharzen, Bisphenol A und Polyvinylchloridharzen, und Ethanol (aus Ethylen).