CARBONATO DE SODIO (LEVE E DENSO) - Esquema de Fabricação

O processo SOLVAY ao amoníaco utiliza como matérias primas o sal ordinário, NaCl, e o calcário, CaCO₃. O amoníaco, NH₃, intervém na fabricação do carbonato de sódio, mas não pode ser considerado como matéria-prima, uma vez que é regenerado e reciclado.

O processo pode ser resumido pela equação global:

Mas que não representa em todo o caso uma reacção química realizável na prática.

Efectivamente, a produção de carbonato de sódio, segundo o processo SOLVAY, abrange oito operações sucessivas

Preparação de uma salmoura depurada e saturada em cloreto de sódio  (NaCl + H₂O).

Absorção do amoníaco - a salmoura é saturada em amoníaco (NH₃), recuperado originando assim uma salmoura amoniacal (NaCl + NH₄OH).

Carbonatação da salmoura amoniacal - a salmoura amoniacal é trazida ao contacto com o dióxido de carbono (CO₂), proveniente da calcinação do calcário.
O dióxido de carbono e o amoníaco, em  solução aquosa, originam o bicarbonato de amónio:

NH₄OH + CO₂ ® (NH₄)HCO₃

O bicarbonato de amónio e o cloreto de sódio entram então em decomposição, para formarem o cloreto de amónio e o bicarbonato de sódio:

(NH₄)HCO₃ + NaCl ® NH4Cl + NaHCO₃

O bicarbonato de sódio, sendo pouco solúvel neste meio, é finalmente obtido no estado sólido.

Filtração - o bicarbonato de sódio é separado da solução (águas mães) por filtração.

Calcinação - o bicarbonato de sódio (NaHCO₃), aquecido num secador, decompõe‑se em carbonato de sódio (soda leve), água e dióxido de carbono:

2 NaHCO₃ ® Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

O dióxido de carbono que se liberta é reenviado para a instalação de carbonatação.

Calcinação do calcário - o calcário é decomposto num forno de cal, dando o dióxido de carbono e cal viva (CaO), de acordo com a equação:

CaCO₃ ® CaO + CO₂

    sendo o dióxido de carbono enviado à instalação de carbonatação.

Hidratação da cal - a cal viva produzida na operação anterior é hidratada e diluída em excesso de água:

CaO + H₂O ® Ca(OH)₂

Regeneração do amoníaco - faz‑se reagir o cloreto de amónio em solução, proveniente das aguas mães de filtração, com o leite de cal. Esta reacção produz amoníaco e cloreto de cálcio:

2 NH₄Cl + Ca(OH)₂ ® 2 NH₃ + CaCl₂ + 2 H₂O

O amoníaco é recuperado por destilação e reenviado para o absorvedor.

Densificação - a soda densa é obtida por recristalização da soda leve em carbonato de sódio monohidratado (Na₂CO₃.H₂O) e secagem posterior.