アルカリの工業的生産

海水から合成したり、塩水を電気分解したり、地下から掘り出して精製も。アルカリ剤のいろいろな作り方をご紹介します。

世界初の製法「ルブラン法」

炭酸ソーダを大量生産する初めての技術で、1783年にフランス人化学者ニコラ・ルブランが考案しました。食塩（海水）と硫化カルシウムを反応させて炭酸ソーダを合成するという方法です。これによって石鹸の工業的生産が本格的に始まりました。ソルベー法が普及する19世紀の中頃まで盛んに用いられることになります。

19世紀のメジャーな製法
「アンモニアソーダ法（ソルベー法）」

1861年、ベルギー人化学者エルネスト・ソルベーによって発見された炭酸ソーダ製造法です。原材料は石灰石、アンモニア、食塩、水。

ソルベー法はルブラン法より純度の高い炭酸ソーダが得られるのが特長です。廃棄物や使用エネルギーも少なく、副材料のアンモニアと二酸化炭素を回収して再利用するのでコストも安く済みます。欠点は、原料となる食塩のかなりの部分がムダになってしまうこと。ナトリウム分は最高で72％、副産物としてできる塩素分はすべて廃棄となってしまいます。

現在は、需要の高い塩素を同時に生産できる電解法が主流を占めており、ソルベー法は衰退に向かっています。

日本が洗練させたハイテク製法「電解法」

塩水を電気分解して、苛性ソーダと塩素と水素を作る方法で、原料は塩水と純水。「イオン交換膜法」「隔膜法」「水銀法」の３種類がありますが、日本では1999年10月現在、すべてイオン交換膜法に転換ずみです。

具体的な製造法は、まず不純物を極限まで取りのぞいた飽和食塩水を、ある種のイオンだけが通りぬけることができるイオン交換膜というシートで２つに区切った電解槽の片方に入れます。もう片方の電解槽には純水を入れます。そして食塩水には陽極（プラス）の電極を、純水のほうには負極（マイナス）の電極を差し込んで直流の電気を流すと、プラスの側には塩素ガス、マイナスの側には苛性ソーダ水溶液と水素ガスが生成されます。これによって「塩素ガス」「液体塩素」「液状苛性ソーダ」「水素ガス」の４つの製品が得られるのです。ちなみに苛性ソーダの国内生産は、すべてこの電解法で行われています。

自然の恵みをそのまま利用
「トロナ鉱石からの精製」

アフリカや北アメリカ、モンゴルなどにある鉱脈から鉱石を掘り出し、それを精製する方法です。良質な鉱石だと、そのまま焼くだけで95～98％という高純度の炭酸ソーダが得られます。