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 nel tempo le altre tecniche (diaframma e mercurio)"

La moderna tecnologia a membrana è migliore del mercurio perché:

• impedisce al mercurio di entrare nell’ambiente naturale,
• è più economico (consuma meno 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 ampiamente utilizzato in Europa da oltre 100 anni. L’inizio dello sviluppo della tecnologia a membrana, o membrane a scambio ionico per essere precisi, risale agli anni ’70. Il processo a membrana su larga scala ha iniziato a 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 della tecnologia al mercurio alla tecnologia a membrana, tuttavia, è avvenuta molto lentamente in Europa, principalmente a causa degli elevati costi di modernizzazione. Ancora nel 2001, il 55 %delle capacità di produzione di cloro-alcalino installate nel nostro continente utilizzava la tecnologia al mercurio e solo il 20 %di esse era costituito da tecnologia a membrana. Solo le modifiche introdotte nelle normative legali hanno costretto i produttori ad abbandonare la tecnologia al 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 cloroalcalini, tra cui l’idrossido di sodio (leggi sui fornitori di idrossido di sodio ), poteva essere utilizzato nei paesi dell’UE.

Le ragioni principali del ritiro completo dell’elettrolisi del mercurio dall’UE sono:

• requisiti legali,
• motivi economici – elevati costi di produzione,
• aumento della domanda di soda caustica,
• cattive condizioni tecniche dell’impianto.

Il motivo più importante per la conversione dell’impianto a 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 commissionato il primo impianto di elettrolisi a membrana a Brzeg Dolny. La seconda parte è stata avviata nel 2015 con la chiusura definitiva dell’impianto utilizzando il metodo del mercurio.

Che cos’è l’elettrolisi a 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 dell’anodo gli ioni cloruro della salamoia vengono ossidati in cloro gassoso , mentre gli ioni sodio migrano attraverso la membrana nello spazio del catodo attraverso il quale scorre l’idrossido di sodio. L’acqua viene aggiunta al ciclo del catolita, che viene utilizzata nel processo di produzione per produrre ioni idrossilici e idrogeno gassoso. Gli anioni idrossilici e i cationi sodio si formano in questo modo. In genere, questa soluzione viene ricircolata prima di essere scaricata dall’elettrolizzatore con l’obiettivo di una concentrazione compresa tra il 32 e il 35%. Una concentrazione del 50%è possibile tramite evaporazione di una soluzione di idrossido di sodio utilizzando vapore.

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

L’ottenimento di idrossido di sodio tramite elettrolisi a membrana presenta numerosi vantaggi rispetto al metodo del mercurio. Tra questi, vi sono:

• funzionamento a una tensione di serraggio inferiore rispetto alle celle al mercurio,
• minor consumo di energia elettrica e di energia sotto forma di vapore,
• la possibilità di modificare quotidianamente il carico corrente, il che consente di sfruttare appieno la tariffa notturna più economica,
• riducendo al minimo il rischio di contaminazione ambientale.

Il metodo del mercurio è sicuro?

In questo metodo, il mercurio è il materiale catodico. Partecipa al processo di elettrolisi in cui si forma la soda caustica . Sfortunatamente 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 collega alle proteine ​​del corpo, interrompendo i processi biochimici; l’avvelenamento da mercurio può portare alla morte, per insufficienza respiratoria o circolatoria o mucosite,
• provoca contaminazione ambientale : durante la produzione di idrossido di sodio si verificano perdite di mercurio che penetrano nell’acqua, nell’aria, nel terreno, nei rifiuti e nel prodotto stesso.

È per i motivi sopra menzionati che l’uso del metodo del mercurio nella produzione di soda caustica è diventato sempre meno popolare per l’elettrolisi a 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.