Il mio processo consiste nel trasformare direttamente il sale marino (cloruro di sodio) in bicarbonato di sodio per mezzo di bicarbonato d'ammonio. Quest'ultimo può essere preparato con qualsiasi metodo:
- Sia trasformando, con il calore e con il carbonato di calcio, i differenti sali ammoniacali, secchi o in soluzione, in carbonati che sono saturati in seguito con acido carbonico secco, oppure umido, disciolto o in stato di vapore.
- Sia facendo arrivare simultaneamente in un recipiente chiuso i gas ammoniacale e carbonico (quest'ultimo in eccesso), secchi o mescolati con vapore acqueo, in modo da farli combinare tra loro.
- Sia facendo passare una corrente d'acido carbonico in una soluzione di carbonato di ammonio neutro preparato per via umida, come abbiamo detto sopra, oppure facendo arrivare il carbonato d'ammonio neutro sotto forma di vapore nell'acido carbonico in eccesso. Sia anche saturando di acido carbonico una soluzione d'idrato d'ammonio. Ecco il modo in cui opero di preferenza: In una soluzione concentrata di sale marino contenuta in un recipiente chiuso, faccio arrivare una corrente di gas ammoniacale nella proporzione di una parte in peso di quest'ultimo per tre parti e mezzo di sale marino in soluzione. Si può giudicare quando tale quantità è stata assorbita seguendo l'aumento di volume della soluzione. Io saturo poi di acido carbonico questa doppia soluzione in un qualunque apparecchio gorgogliatore. Il sale marino precipita allora allo stato di bicarbonato di sodio e l'ammoniaca rimane in soluzione sotto forma di cloridrato. Questo bicarbonato di sodio precipitato e in seguito separato dalla soluzione per decantazione, poi messo a sgocciolare, lavato con acqua chiara, e infine pressato per ritirarne tutta l'acqua interposta. Si può allora essiccarlo per parlo in commercio in quello stato, o convertirlo in carbonato neutro per calcinazione in una storta leggermente riscaldata. Il gas carbonico che si svolge in questo caso è riutilizzato per una nuova operazione. Per quanto riguarda la soluzione di cloridrato di ammonio, essa serve a formare di nuovo dell'idrato di ammonio mescolandola con la calce; questo idrato di ammonio si converte di nuovo in cloridrato e via di seguito, così che subirebbe le stesse trasformazioni indefinitamente se, durante le manipolazioni, non se ne perdesse una piccola quantità che si è obbligati a reintegrare. E evidente che invece del gas ammoniacale si può introdurre nella soluzione di sale marino l'ammoniaca liquida (alcali volatile), o uno qualunque dei carbonati di questa base; oppure porre il sale marino solido in una soluzione d'idrato d'ammonio o di carbonato: le altre operazioni rimangono sempre le stesse. Io produco l'acido carbonico necessario per queste operazioni calcinando il carbonato di calcio in una storta o in un forno a calce ordinario. Nell'ultimo caso, si ottiene l'acido carbonico in miscela con azoto e un pò di ossido di carbonio e si deve estrarre questo miscuglio per mezzo di un estrattore. Regolando il fuoco o il tiraggio secondo la quantità di gas da produrre e, soprattutto, disponendo di un apparecchio gorgogliatore metodico ampiamente dimensionato, si può fare a meno di un gasometro. La calce fabbricata in questo modo è adoperata per la produzione di gas ammoniacali come e stato detto sopra. Per quanto riguarda le acque di lavaggio del bicarbonato di sodio, esse vengono aggiunte a quella che serve a sciogliere il sale marino. Mi riservo il diritto di trattare il mio residuo liquido di cloruro di calcio con solfato di sodio, allo scopo di trame il cloruro di sodio necessario per questa fabbricazione e per la fabbricazione del solfato di calcio usato nel commercio.
Bruxelles, 15 Aprile 1861.                                                            f. E. Solvay
 

                       Il processo nella sua realtà industriale
Il carbonato di calcio ottenuto dalle cave di S.Carlo (CaCO₃) viene scaldato nei "Forni a calce" e decomponendosi secondo la reazione 1, libera anidride carbonica (CO₂):
1) CaCO₃ Ò CaO+ CO₂
L’anidride carbonica (CO₂) così ottenuta, viene fatta gorgogliare in una soluzione cloruro di sodio (NaCl ottenuto per estrazione a Ponteginori), acqua (H₂0) ed ammoniaca (NH₃) detta «salamoia ammoniacale». In questa reazione (2) si separa il bicarbonato di sodio (NaHCO₃), mentre il cloruro di ammonio (NH₄Cl) resta disciolto in acqua:
2) NaCl+NH₃ + CO₂ +H2O Ò NaHCO₃ + NH₄Cl
A questo punto il bicarbonato viene separato, lavato e poi scaldato a 100 °C, ottenendo il carbonato di sodio (Na₂CO₃ in polvere bianca). Dalla reazione 3 si liberano acqua (H₂O) ed anidride carbonica (CO₂) che, viene recuperata nel processo:
3) 2NaHCO₃ Ò Na₂CO₃ + H₂0 + CO₂
Il ciclo permette di recuperare interamente anche l’ammoniaca rimasta sotto forma di cloruro di ammonio (NH₄ Cl dalla reazione 2) che viene distillato utilizzando la reazione 4, dove l’ossido di calcio reagendo con l’acqua (H₂O), da l’idrossido di calcio Ca(OH)₂ che reagendo a sua volta con il cloruro di ammonio (NH₄ Cl) secondo la reazione 5, libera di nuovo l’ammoniaca gassosa (NH₃):
4) CaO + H₂0 Ò Ca(OH)₂
5) Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl Ò CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂0
In sintesi nel processo Solvay la salamoia (il cloruro di sodio NaCl) ed il calcare (carbonato di calcio CaCO₃) costituiscono le materie prime di consumo, dato che l’ammoniaca viene recuperata e riciclata. L’unico prodotto di scarto è il cloruro di calcio (CaCl₂).

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