Sodium carbonate is either found naturally or is manufactured from sodium chloride (common salt).
炭酸ナトリウムの用途
炭酸ナトリウム（ソーダ灰）は、重・軽の2種類が使用されています。 まず軽質が得られ、一部が重質に変換されます。 軽質炭酸ナトリウムは0.5%未満の塩化ナトリウムを含んでいます。 重炭酸ナトリウムは軽炭酸ナトリウムを水和して一水和物（Na2CO3・H2O）にし、それを脱水して結晶の大きさと密度を高めた製品で、
この2つのグレードは異なる用途を持っています。
重炭酸ナトリウムの主な用途は、固体として、特にガラスを作る際に、シリカ（砂）の溶融でフラックスとして使用されます。
軽炭酸ナトリウムの用途は、伝統的に溶液中の化学物質が必要とされる場所である。
図1 重・軽炭酸ナトリウムの用途
全体では、炭酸ナトリウムの総生産量の約50％はガラスの製造に、18％は他の化学物質の製造に、10％は石鹸や洗剤に使用されています。
炭酸ナトリウムの年間生産量
中国は世界最大の炭酸ナトリウムの生産国で、世界の生産量の46%、米国は23%を占めています。 (IHS Markit, 2015)
| 世界 | 52百万トン1、2 |
| 中国 | 25百万トン3 |
| アメリカ | 1200万トン1 |
| 欧州 | 1100万トン |
| ロシア | 0.71百万トン4 |
データ元：
1.2018 Elements of the Business of Chemistry, American Chemistry Council.
2. このうち、採掘量は14.7トンである。 大半は米国（1170万トン）とトルコ（200万トン）で採掘されている。 残りは塩化ナトリウムと炭酸カルシウムから作られる
3.IHS Markit, 2015
4.Federal State Statistics Service: ロシア連邦 2011
炭酸ナトリウムの製造
炭酸ナトリウムの主な供給源は2つある。
a) 塩と炭酸カルシウムから（アンモニアソーダ（ソルベイ）プロセス経由）
b) 炭酸ナトリウムと炭酸水素塩鉱石（トロナとナホコライト）から
(a) 塩化ナトリウムと炭酸カルシウムから
全体の反応は、炭酸カルシウムと塩化ナトリウム間のものとみなすことができます。
しかし、炭酸カルシウムは不溶性で塩の溶液と反応させることができない。 その代わりに、生成物は一連の 7 つの段階によって得られます。
このプロセスは、アンモニアソーダ法またはソルベイ法として知られており、186I 年に特許を取得したベルギーの工業化学者にちなんで命名されました。
図2 ソルベイプロセスの各段階
(1) 塩水のアンモニア化
濃縮塩水にアンモニアガスを吸収させて塩化ナトリウムとアンモニアを含む溶液とする。 Na+(aq), Cl-(aq), NH4+(aq), OH-(aq) イオンと NH3(aq) が存在する。
(2) 酸化カルシウムと二酸化炭素の生成
キルンには石灰石とコークスを質量比で 13:1 で混合したものが投入される。
燃焼熱によりキルンの温度が上がり、石灰石は分解する。
約40％の炭酸ガスを含むガスは、ライムダストを取り除き炭化塔（ソルベイ）へ送られる。 残留物の酸化カルシウムはアンモニア回収に使用される（下記ステップ7参照）。
(3) ソルベイタワー
この段階はプロセスの中で重要な段階である。 (1)のアンモニア塩水はソルベータワーを通過し、(2)と(5)の二酸化炭素はソルベータワーに送られる。 ソルベイタワーは背が高く、キノコ型のバッフルが設置されており、液流を減速・分断して二酸化炭素を効率よく吸収できるようになっている。 溶解した二酸化炭素は、溶解したアンモニアと反応して炭酸水素アンモニウムを生成します：
この溶液にはNa+（aq）、Cl-（aq）、NH4+（aq）およびHCO3-（aq）イオンが含まれるようになりました。 これらのイオンの異なる組み合わせでできる4つの物質のうち、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)は最も溶けにくい物質です。 これは冷却された塔の下部に固体として沈殿する。 (4)固体炭酸水素ナトリウムの分離
懸濁液をろ過して固体炭酸水素ナトリウムを塩化アンモニウム溶液から分離し、これを(7)の段階で使用する。
(5) 炭酸ナトリウムの生成
炭酸水素ナトリウムは回転式オーブンで450Kで加熱され、炭酸ナトリウム、水および二酸化炭素に分解される。
(6) 水酸化カルシウムの生成
最後の2つの段階、(6)と(7)は、塩化アンモニウム（第3段階で製造）からアンモニアを再生することに関するものである。 (2)の生石灰を過剰の水で消石灰化する。
(7) アンモニアの再生
この水酸化カルシウムの懸濁液を(4)から残った塩化アンモニウム溶液と混合し加熱する。
アンモニウムをこのようにして回収し、再度 (1) に送り込む。 塩化カルシウムは全工程の唯一の副産物である。
全体的なプロセスはエレガントなものである。 理論的には、原料は石灰石と食塩水だけである。
(b) トロナとナホコライトの鉱石から
ソルベイプロセスはアメリカでは使われていない。 その代わり、業界では2つの鉱石を使用しており、これが世界の生産量の約30％を占めている。 ひとつはワイオミング州に大量に存在するトロナである。 トロナは式：
この鉱石は固体として採掘され、加熱して二酸化炭素を追い出し、炭酸ナトリウムを得る：
もう1つはナコライトで、水素炭酸ナトリウムのことである。 加熱すると炭酸ソーダを生成する。