Electrólisis de membrana versus tecnología de mercurio

"El método de membrana es la técnica más prometedora y de más rápido crecimiento para la producción de cloro y álcali, que sin duda reemplazará a las otras técnicas (diafragma y mercurio) con el tiempo"

La tecnología de membrana moderna es mejor que el mercurio porque:

• Evita que el mercurio entre al medio ambiente natural,
• es más económico (menor consumo energético),
• La instalación de membrana no requiere tanto mantenimiento como el mercurio.

El método de membrana reemplaza al método de mercurio

El proceso de mercurio se utiliza ampliamente en Europa desde hace más de 100 años. El comienzo del desarrollo de la tecnología de membranas, o más exactamente de las membranas de intercambio iónico, se remonta a la década de 1970. El proceso de membranas a gran escala comenzó a utilizarse para la producción de hidróxido de sodio en 1987. Desde entonces, la popularidad de la electrólisis de membrana ha aumentado lentamente, gracias a lo cual cada vez más plantas químicas han transformado el mercurio en sistemas de membrana. Sin embargo, la conversión de la tecnología de mercurio a la tecnología de membranas se ha producido muy lentamente en Europa, principalmente debido a los altos costos de modernización. Tan solo en 2001, el 55 %de las instalaciones de producción de cloro-álcali instaladas en nuestro continente utilizaban tecnología de mercurio, y solo el 20 %de ellas eran de tecnología de membrana. Solo los cambios introducidos en las regulaciones legales han obligado a los productores a alejarse de la tecnología de mercurio. De acuerdo con las disposiciones de la Directiva sobre emisiones industriales, vigente desde 2013, 2017 fue el último año en el que se pudo utilizar el método de mercurio en la producción de cloroalcalinos, incluido el hidróxido de sodio (lea sobre los proveedores de hidróxido de sodio ), en los países de la UE.

Las principales razones de la retirada completa de la electrólisis de mercurio de la UE son:

• requisitos legales,
• razones económicas: altos costos de producción,
• aumento de la demanda de lejía sódica,
• Mal estado técnico de la instalación.

La razón más importante para cambiar la planta de mercurio a un sistema de membranas son los costos y las condiciones de desgaste y mantenimiento de los sistemas de producción, así como las condiciones del medio ambiente y la salud humana. En el caso de PCC Rokita, el cumplimiento de las nuevas normas legales comenzó en 2010, cuando se puso en funcionamiento la primera planta de electrólisis de membrana en Brzeg Dolny. La segunda parte se puso en marcha en 2015 con el cierre definitivo de la planta que utilizaba el método de mercurio.

¿Qué es la electrólisis de membrana?

En la producción de hidróxido de sodio por el método de membrana, ambos electrodos (ánodo de titanio y cátodo de acero o níquel) separan la membrana que conduce los iones hidratados. En el espacio del ánodo, los iones de cloruro de la salmuera se oxidan a cloro gaseoso , mientras que los iones de sodio migran a través de la membrana al espacio del cátodo a través del cual fluye el hidróxido de sodio. Se agrega agua al ciclo del catolito, que se utiliza en el proceso de producción para producir iones hidroxilo y gas hidrógeno. Los aniones hidroxilo y los cationes sodio se forman de esta manera. Por lo general, esta solución se recircula antes de descargarla del electrolizador con el objetivo de obtener una concentración de entre 32-35%. Una concentración del 50%es posible mediante la evaporación de una solución de hidróxido de sodio utilizando vapor.

La ventaja de la electrólisis de membrana sobre la tecnología de mercurio

La obtención de hidróxido de sodio mediante electrólisis de membrana presenta numerosas ventajas en comparación con el método del mercurio. Entre ellas se encuentran las siguientes:

• Funcionamiento a una tensión de sujeción más baja en comparación con las celdas de mercurio,
• menor consumo de energía eléctrica y energía en forma de vapor,
• la posibilidad de cambiar la carga actual diariamente, lo que le permite aprovechar al máximo la tarifa nocturna más económica,
• minimizando el riesgo de contaminación ambiental.

¿Es seguro el método del mercurio?

En este método, el mercurio es el material del cátodo. Participa en el proceso de electrólisis en el que se forma la lejía de sosa cáustica . Lamentablemente, su uso es muy peligroso porque el mercurio:

• actúa de forma destructiva sobre el cuerpo humano : se acumula en los riñones y los daña, destruye las membranas biológicas y se conecta con las proteínas del cuerpo, alterando los procesos bioquímicos; el envenenamiento por mercurio puede provocar la muerte, debido a insuficiencia respiratoria o circulatoria o mucositis,
• Provoca contaminación ambiental : durante la producción de hidróxido de sodio se producen pérdidas de mercurio que ingresan al agua, al aire, al suelo, a los residuos y al propio producto.

Por las razones antes mencionadas, el uso del método de mercurio en la producción de lejía sódica se ha vuelto cada vez menos popular en todo el mundo para la electrólisis de membrana. La tecnología de membrana es un método para obtener hidróxido de sodio de alta calidad en lo que respecta a los aspectos ecológicos y económicos.