在人工合成純堿之前,古代就發現某些海藻晾曬后,燒成的灰燼中含有堿類,用熱水浸取、濾清后可得褐色堿液用于洗滌。大量的天然堿來自礦物,以地下埋藏或堿水湖為主。以沉積層存在的天然堿礦品位好,分布甚廣。早發明人工合成純堿方法是18世紀末,法國路布蘭用芒硝加石灰石和煤在高溫下還原并進行碳酸化,得到以含Na2CO3為主的粗制品——黑灰,經過浸取、蒸發、精制、再結晶、烘干,獲得純度約為97%的重質純堿。1861年,比利時歐內斯特·索爾維獨自發明了純堿。由于技術秘密保護一直未能大范圍應用,20世紀20年代才從美國突破,尤其是中國的侯德榜于1932年出版了《純堿制造》一書,將保密70年,索爾維法公布于世。侯德榜還于1939-1942創建了侯氏制堿法,并在四川建立了中試車間。1952年在大連化工廠設立了聯合制堿車間。日本旭硝子公司推出的NA法,實質上是聯堿和氨堿的折中法??呻S意調節純堿與氯化銨的比例。
碳酸鈉,是一種無機化合物,化學式為Na2CO3,分子量105.99 ,又叫純堿,但分類屬于鹽,不屬于堿。國際貿易中又名蘇打或堿灰。它是一種重要的無機化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生產。還廣泛用于生活洗滌、酸類中和以及食品加工等。
性狀碳酸鈉常溫下為白色無氣味的粉末或顆粒。有吸水性,露置空氣中逐漸吸收 1mol/L水分(約=15%)。其水合物有Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。溶解性碳酸鈉易溶于水和甘油。20℃時每一百克水能溶解20克碳酸鈉,35.4℃時溶解度大,100克水中可溶解49.7克碳酸鈉,微溶于無水乙醇,難溶于。
侯氏制堿法1943年中國人侯德榜留學海外歸來,他結合中國內地缺鹽的國情 ,對索爾維法進行改進,將純堿和合成氨兩大工業聯合,同時生產碳酸鈉和化肥氯化銨,大大地提高了利用率,是為侯氏制堿法:步,氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,第二步碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨,碳酸氫鈉之所以沉淀是因為它的溶解度較小。經過濾得到碳酸氫鈉固體。(這兩步和上面的索氏制堿法相同)。侯氏制堿法生產流程第三步,合成的碳酸氫鈉部分可以直接出廠銷售,其余的碳酸氫鈉會被加熱分解,生成碳酸鈉,生成的二氧化碳可以重新回到步循環利用。根據NH4Cl溶解度比NaCl大,而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理,在 278K~283K(5 ℃~10 ℃) 時,向母液中加入細粉,而使NH4Cl單獨結晶析出供做氮肥。索氏制堿法和侯氏制堿法所不同的,是索氏法在整個制取過程中NH3是循環使用的,而侯氏法在整個制取過程中,CO2被循環利用,NH4Cl直接作為純堿的副產品——肥料。所以,索氏法的產品是碳酸鈉,副產品氯化鈣;而侯氏法的產品是碳酸鈉,副產品氯化銨。此法優點:保留了氨堿法的優點,消除了它的缺點,使的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣CO 轉化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序。