Elettrolisi di membrana contro tecnologia al mercurio

"Il metodo a membrana è la tecnica più promettente e in più rapida crescita per la produzione di cloro e alcali, che senza dubbio sostituirà le altre tecniche (diaframma e mercurio) nel tempo" La moderna tecnologia a membrana è migliore del mercurio perché:

• impedisce al mercurio di entrare nell’ambiente naturale,
• è più economico (minor consumo di energia),
• L’installazione della membrana non richiede la stessa manutenzione del mercurio.

Il metodo della membrana sostituisce il metodo del mercurio

Il processo al mercurio è stato ampiamente utilizzato in Europa da oltre 100 anni. L’inizio dello sviluppo della membrana, o per l’esattezza delle membrane a scambio ionico, risale agli anni ’70. Il processo a membrana su larga scala ha iniziato ad essere utilizzato per la produzione di idrossido di sodio nel 1987. Da allora, la popolarità dell’elettrolisi a membrana è lentamente aumentata, grazie alla quale sempre più impianti chimici hanno trasformato il mercurio in sistemi a membrana. La conversione dalla tecnologia al mercurio alla tecnologia a membrana, tuttavia, è avvenuta molto lentamente in Europa, principalmente a causa degli alti costi di modernizzazione. Recentemente, nel 2001, il 55 %delle capacità di produzione di cloro-alcaline installate nel nostro continente utilizzava la tecnologia al mercurio e solo il 20 %di esse era realizzato con tecnologia a membrana. Solo le modifiche introdotte nelle normative legali hanno costretto i produttori ad abbandonare la tecnologia del mercurio. In conformità con le disposizioni della Direttiva sulle emissioni industriali, in vigore dal 2013, il 2017 è stato l’ultimo anno in cui il metodo del mercurio nella produzione di cloroalcaline, compreso l’idrossido di sodio (leggi i fornitori di idrossido di sodio ) , ha potuto essere utilizzato nei paesi dell’UE. I motivi principali del ritiro completo dell’elettrolisi del mercurio dall’UE sono:

• requisiti legali,
• ragioni economiche – costi di produzione elevati,
• aumento della domanda di soda lisciva,
• cattive condizioni tecniche dell’impianto.

Il motivo più importante per il trasporto di mercurio in un sistema a membrana sono i costi e le condizioni di usura e manutenzione dei sistemi di produzione, nonché le condizioni dell’ambiente e della salute umana. Nel caso di PCC Rokita, la conformità ai nuovi standard legali è iniziata nel 2010, quando è stato avviato il primo impianto di elettrolisi a membrana a Brzeg Dolny. La seconda parte è stata avviata nel 2015 con la chiusura definitiva dell’impianto con il metodo del mercurio.

Cos’è l’elettrolisi della membrana?

Nella produzione di idrossido di sodio con il metodo a membrana, entrambi gli elettrodi (anodo in titanio e catodo in acciaio o nichel) separano la membrana che conduce gli ioni idrati. Nello spazio anodico gli ioni cloruro della salamoia vengono ossidati un cloro gassoso , mentre gli ioni sodio migrano attraverso la membrana verso lo spazio catodico through the quale scorre l’idrossido di sodio. L’acqua viene aggiunta al ciclo del catolita, che viene utilizzata nel processo di produzione per produrre ioni idrossile e idrogeno gassoso. Gli anioni idrossilici ei cationi di sodio si sono formati in questo modo. Tipicamente questa soluzione viene rimessa in circolo prima di essere scaricata dall’elettrolizzatore con l’obiettivo di un concentrato compreso tra il 32 e il 35%. È possibile una concentrazione del 50%mediante evaporazione di una soluzione di idrossido di sodio utilizzando vapore.

Il vantaggio dell’elettrolisi a membrana rispetto alla tecnologia al mercurio

L’ottenimento dell’idrossido di sodio mediante l’elettrolisi della membrana ha molti vantaggi rispetto al metodo del mercurio. Questi sono, tra gli altri:

• funzionamento a una tensione di serraggio inferiore rispetto alle celle a mercurio,
• minor consumo di energia elettrica ed energia sotto forma di vapore,
• la possibilità di modificare il carico corrente su base giornaliera, che consente di sfruttare appieno la tariffa notturna più economica,
• minimizzando il rischio di contaminazione ambientale.

Il metodo al mercurio è sicuro?

In questo metodo, il mercurio è il materiale del catodo. Prende parte al processo di elettrolisi in cui si forma la soda caustica . Purtroppo il suo utilizzo è molto pericoloso perché il mercurio:

• agisce in modo distruttivo sul corpo umano : si accumula nei reni e li danneggia, distrugge le membrane biologiche e si connette con le proteine del corpo, interrompendo i processi biochimici; l’avvelenamento da mercurio può portare alla morte, a causa di insufficienza respiratoria o circolatoria o mucosite,
• provoca contaminazione ambientale : durante la produzione di idrossido di sodio, si trova perdite di mercurio che entrano nell’acqua, nell’aria, nel suolo, nei rifiuti e nel prodotto stesso.

È per i motivi sopra menzionati che l’uso del metodo del mercurio nella produzione di soda lisciva è diventato sempre meno popolare per l’elettrolisi di membrana in tutto il mondo. La tecnologia a membrana è un metodo per ottenere idrossido di sodio di alta qualità per quanto riguarda gli aspetti ecologici ed economici.