Tổng quát

Theo phương pháp này, NaCl sau khi làm sạch các tạp chất được hòa tan bão hòa bằng dung dịch NH3 đặc rồi cacbonat hóa dung dịch này bằng CO2 (tạo ra từ quá trình nhiệt phân CaCO3) cho tới khi tạo kết tinh natri bicacbonat (NaHCO3) tách khỏi dung dịch, lọc rửa kết tinh và nhiệt phân NaHCO3 sẽ thu được sôđa. Toàn bộ quá trình chủ yếu dựa vào phản ứng hóa học:

NaCl + NH4HCO3 ⇄ {\displaystyle \rightleftarrows } NaHCO3 + NH4Cl

Đây là một phản ứng thuận nghịch và các chất tham gia lẫn sản phẩm đều tan trong nước, tuy nhiên NaHCO3 ít tan hơn ba chất còn lại, nên có thể lọc tách và nhiệt phân NaHCO3 để tạo thành Na2CO3.[2]

Quá trình cụ thể

Quá trình Solvay là một ví dụ về quy trình tuần hoàn trong ngành công nghiệp hóa học (xanh lục = chất phản ứng, đen = chất trung gian, màu đỏ = sản phẩm)

1. Hòa tan bão hòa NaCl trong dung dịch NH3 đặc.
2. Nung CaCO3 ở 950 - 1100 °C rồi dẫn khí thoát ra vào dung dịch bão hòa của NaCl trong NH3, thực tế trong công nghiệp người ta sử dụng các phản ứng này[1]:CaCO3 → CaO + CO2NaCl + NH3 + CO2 + H2O  ⇄ {\displaystyle \rightleftarrows } NaHCO3 + NH4Cl
3. Tách NaHCO3 khỏi dung dịch nhờ tính tan. Nung NaHCO3 ở nhiệt độ 450 - 500 °C thu được sôđa: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Quá trình nhiệt phân NaHCO3 đã giải phóng một nửa lượng CO2 đã sử dụng, khí này tiếp tục được đưa vào quá trình sản xuất. Còn sản phẩm phụ khác là NH4Cl được chế hóa với vôi tôi (Ca(OH)2) để thu lại khí NH3 và sau đó khí này cũng được đưa trở lại quá trình:

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

Các khí CO2, NH3 bay lên được tuần hoàn trở lại, chất thải chính của quá trình là CaCl2 và một số chất không phản ứng khác[3]. NH3 được tuần hoàn trong quá trình sản xuất, vì vậy phương pháp này còn gọi là phương pháp tuần hoàn amonia.