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索尔维法：从盐水制纯碱

跟随氨碱法循环的五个阶段：盐水精制、氨化、碳化、NaHCO₃ 过滤以及煅烧成 Na₂CO₃——氨被循环利用。

目标

追踪 NaCl、NH₃ 和 CO₂ 在工厂中的物质流，解释 NaHCO₃ 为何选择性沉淀，并说明氨循环回路的作用。

用流程图而非湿法玻璃仪器来学习：浓盐水、氨和二氧化碳（来自石灰石煅烧）、碳化塔、过滤设备和煅烧窑。

从左向右读流程：精制盐水、氨化、碳化、过滤、煅烧。每个塔是一个阶段，移动的粒子示意物料流过。
调节流速滑块：流量越大，每段接触时间越短——实际工厂中每个塔的尺寸都设计为使反应接近完全。
追踪化学反应：NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃↓ + NH₄Cl，然后加热 2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O。
识别循环：从 NH₄Cl 中（用石灰）释放的氨返回氨化塔，煅烧产生的部分 CO₂ 回到碳化工段。

氨提高盐水的碱度，使 CO₂ 以碳酸氢根形式被吸收；NaHCO₃ 是其中溶解度最小的盐，因而结晶析出并被过滤。煅烧（约200 °C）将其转化为 Na₂CO₃。净投入是食盐和石灰石——氨作为可循环载体——CaCl₂ 是主要副产物。

欧内斯特·索尔维于1861年获得氨碱法专利并于1863年投产，取代了昂贵且污染严重的吕布兰法。诀窍在于——碳化前先用氨饱和盐水，使 NaHCO₃ 沉淀而 NH₄Cl 留在溶液中——使玻璃和肥皂工业获得廉价纯碱，该工艺至今仍供应全球大部分合成 Na₂CO₃。