Eletrólise de membrana vs. tecnologia de mercúrio

"O método de membrana é a técnica mais promissora e de crescimento mais rápido para a produção de cloro e álcalis, que sem dúvida substituirá as outras técnicas (diafragma e mercúrio) ao longo do tempo"

A tecnologia moderna de membrana é melhor que o mercúrio porque:

• impede que o mercúrio entre no ambiente natural,
• é mais econômico (menor consumo de energia),
• a instalação da membrana não requer tanta manutenção quanto a de mercúrio.

O método da membrana substitui o método do mercúrio

O processo de mercúrio tem sido amplamente utilizado na Europa por mais de 100 anos. O início do desenvolvimento da tecnologia de membrana, ou membranas de troca iônica para ser exato, remonta à década de 1970. O processo de membrana em larga escala começou a ser usado para a produção de hidróxido de sódio em 1987. Desde então, a popularidade da eletrólise de membrana aumentou lentamente, graças à qual mais e mais plantas químicas transformaram o mercúrio em sistemas de membrana. A conversão da tecnologia de mercúrio para tecnologia de membrana, no entanto, ocorreu muito lentamente na Europa, principalmente devido aos altos custos de modernização. Ainda em 2001, 55 %das capacidades de produção de cloro-alcalino instaladas em nosso continente usavam tecnologia de mercúrio, e apenas 20 %delas eram feitas de tecnologia de membrana. Somente as mudanças introduzidas nas regulamentações legais forçaram os produtores a se afastarem da tecnologia de mercúrio. De acordo com as disposições da Diretiva de Emissões Industriais, em vigor desde 2013, 2017 foi o último ano em que o método do mercúrio na produção de cloroalcalinos, incluindo hidróxido de sódio (leia sobre fornecedores de hidróxido de sódio ), pôde ser usado em países da UE.

As principais razões para a retirada completa da eletrólise de mercúrio da UE são:

• requisitos legais,
• razões econômicas – altos custos de produção,
• aumento da demanda por soda cáustica,
• más condições técnicas da instalação.

A razão mais importante para mudar a planta de mercúrio para um sistema de membrana são os custos e as condições de desgaste e manutenção dos sistemas de produção, bem como a condição do meio ambiente e da saúde humana. No caso da PCC Rokita, a conformidade com os novos padrões legais começou em 2010, quando a primeira planta de eletrólise de membrana foi comissionada em Brzeg Dolny. A segunda parte foi lançada em 2015 com o fechamento final da planta usando o método de mercúrio.

O que é eletrólise de membrana?

Na produção de hidróxido de sódio pelo método de membrana, ambos os eletrodos (ânodo de titânio e cátodo de aço ou níquel) separam a membrana que conduz os íons hidratados. No espaço do ânodo, os íons cloreto da salmoura são oxidados para cloro gasoso , enquanto os íons sódio migram através da membrana para o espaço do cátodo através do qual o hidróxido de sódio flui. A água é adicionada ao ciclo do católito, que é usada no processo de produção para produzir íons hidroxila e gás hidrogênio. Os ânions hidroxila e cátions de sódio são formados dessa maneira. Normalmente, essa solução é recirculada antes de ser descarregada do eletrolisador com o objetivo de um concentrado entre 32-35%. Uma concentração de 50%é possível pela evaporação de uma solução de hidróxido de sódio usando vapor.

A vantagem da eletrólise de membrana sobre a tecnologia de mercúrio

A obtenção de hidróxido de sódio usando eletrólise de membrana tem muitos benefícios em comparação ao método de mercúrio. Estes são, entre outros:

• operação com uma tensão de fixação mais baixa em comparação com as células de mercúrio,
• menor consumo de energia elétrica e de energia na forma de vapor,
• a possibilidade de alterar a carga atual diariamente, o que lhe permite aproveitar ao máximo a tarifa noturna mais barata,
• minimizando o risco de contaminação ambiental.

O método do mercúrio é seguro?

Neste método, o mercúrio é o material do cátodo. Ele participa do processo de eletrólise no qual a soda cáustica é formada. Infelizmente, seu uso é muito perigoso porque o mercúrio:

• atua destrutivamente no corpo humano – acumula-se nos rins e danifica-os, destrói as membranas biológicas e conecta-se com as proteínas do corpo, interrompendo os processos bioquímicos; o envenenamento por mercúrio pode levar à morte, devido a insuficiência respiratória ou circulatória ou mucosite,
• causa contaminação ambiental – durante a produção de hidróxido de sódio, há perdas de mercúrio que entram na água, no ar, no solo, nos resíduos e no próprio produto.

É pelas razões acima mencionadas que o uso do método de mercúrio na produção de soda cáustica tem se tornado cada vez menos popular para eletrólise de membrana em todo o mundo. A tecnologia de membrana é um método de obtenção de hidróxido de sódio de alta qualidade com relação aos aspectos ecológicos e econômicos.