Universidad Nacional de Ingeniería
2. Introducción.
Con el avance de la ciencia y la creación de nuevas tecnologías, la demanda de sustancias químicas utilizables en los distintos procesos ha aumentado considerablemente. Tomando en cuenta que en algunos procesos, la pureza de estas sustancias marca un n!asis en cuanta a la e!iciencia del producto e incluso en la vida "til de la maquinaria utilizada, la humanidad ha debido de idear mtodos para obtener dichas sustancias de la manera m#s e!iciente y con la mayor pureza posible. Uno de estos procesos es la electrolisis, que consiste en la inducción de electricidad a una solución que con ayuda de electrodos, rompa los iones de la disolución para obtener los componentes de la solución de manera independiente. Nosotros, como estudiantes de Ingeniería $uímica, estudiaremos lo re!erente a la electrolisis del NaCl% NaCl% su manera manera de ope operac ración ión,, los proced procedimie imiento ntoss preced precedent entes es y proced procedent entes es de la electrolisis, productos y el impacto ambiental que produce este mtodo.
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería 3. Marco teórico. 3.1 Materia prima e insumos.
(artiendo de materias primas tan b#sicas como la sal com"n y la energía elctrica, y mediante un proceso de electrólisis, se obtienen una serie de productos !undamentales para la industria) cloro, sosa c#ustica, hidrógeno, hipoclorito sódico y #cido clorhídrico. *a sal llega y se mezcla con salmuera en el interior de un saturador, luego, sigue una serie de tratamientos antes de entrar en la sala de electrólisis. *as principales tecnologías aplicadas en la !abricación de estos productos son la electrólisis en celdas de mercurio, dia!ragma y membrana, utilizando principalmente cloruro de sodio +NaCl como materia prima. Iniciada la producción en -/0, actualmente cuenta con una capacidad de producción anual pró1ima a 2,3.-04 toneladas de cloro. &l consumo energtico necesario para tal capacidad de producción es de -0 567h. *a distribución geogr#!ica de los procesos cloro8#lcali por diversas partes del mundo di!iere de una manera apreciable con respecto a la capacidad de !abricación de cloro. &l a9o :00- era la siguiente) •
&uropa ;ccidental, donde predomina el proceso de celda de mercurio) 3<=,+ <4= en :003
•
&stados Unidos, donde predomina el proceso de celda de dia!ragma) 43=
•
>apón, donde predomina el proceso de celda de membrana) ? /0 =
Medios de producción de cloro en Europa occidental (2005) [SFC, 2005]
&l sector del cloro8#lcali en &uropa se ha desarrollado con el tiempo y es geogr#!icamente disperso. *a coproducción de cloro y de hidró1ido de sodio en cantidades pr#cticamente iguales es inevitable. @mbos productos se utilizan para usos !inales muy di!erentes con unas din#micas de mercado diversi!icadas y, sólo en contadas ocasiones, la demanda de ambos coincide.
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería 3.2 Descripción del proceso tecnológico.
*a electrolisis del Cloruro de 'odio +NaCl, tiene una !uerte presencia en la producción de cloro, sosa c#ustica, hidrógeno, hipoclorito sódico y #cido clorhídrico, para lo cual se utilizan celdas electrolíticas en donde se da un intercambio iónico que permite que se separen los componentes de la salmuera, en los productos deseados. &l proceso de producción de cloro y sosa, se puede dividir en las siguientes etapas) (reparación y puri!icación de salmuera. (roceso de electrolización. (uri!icación de los productos obtenidos.
• • •
3.2.1
Preparación y Purificación de salmuera.
&l procedimiento de puri!icación de las salmueras consiste en un sistema primario en procesos de mercurio y de dia!ragma, y en un sistema secundario suplementario en el proceso de membrana +tecnologías utilizadas en el proceso de electrolización. &sa operación es necesaria para evitar los componentes indeseables +aniones de sul!atos, cationes de Ca, 5g, Aa y metales y susceptibles de tener in!luencia sobre la electrólisis disminuyendo la e!icacia de la corriente y la vida de los electrodos, dia!ragmas y membranas, puesto que la disolución de cloruro sódico no es pura.
Purifcación para proceso por celdas de mercurio y de diaragma.
Precipitación:
*a etapa inicial de la puri!icación utiliza carbonato de sodio e hidró1ido de sodio para precipitar los iones calcio y magnesio en !orma de carbonato de calcio +CaC;2 y de hidró1ido de magnesio +5g+;B:. &s posible que metales +hierro, titanio, molibdeno, níquel, cromo, vanadio, tungsteno precipiten tambin durante la operación en !orma de hidró1ido. &l mtodo cl#sico para evitar los metales, consiste en especi!icar su e1clusión dentro de las condiciones de compra y de transporte especi!icadas para la sal. &l sul!ato sódico se controla a9adiendo cloruro de calcio +CaCl: o sales de bario para eliminar los aniones sul!atos por precipitación del sul!ato de calcio +Ca';< o del sul!ato de bario +Aa';<. *a precipitación del sul!ato de bario puede hacerse al mismo tiempo que la del carbonato de calcio y del hidró1ido de magnesio, mientras que la precipitación del sul!ato de calcio e1ige un recipiente distinto.
Filtración:
'e elimina las impurezas resultantes de la precipitación mediante sedimentación, !iltración o una combinación de ambas. @ntes de estar eliminada, se concentra los barros de !iltración hasta una proporción de sólidos de 0= a 0= en peso dentro de !iltros o centri!ugadoras. *as substancias nocivas y los límites en celdas de mercurio son) • • •
Calcio +Ca D -0 mg7Eg 5agnesio +5g D - mg7Eg 'ul!atos +';<:8 D -0 g7Eg
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Purifcación para el proceso de Membrana. (ara conservar el alto grado de e!icacia de la membrana de intercambio iónico, la salmuera en la entrada tiene que estar puri!icada a un grado m#s alto que en los procesos tradicionales con mercurio o dia!ragma. *a etapa de precipitación sola no es su!iciente para reducir las cantidades de calcio y magnesio. Bay que prever una etapa de depuración de agua en una segunda puri!icación. *a Figura 2 situada en el Anexo, muestra un diagrama de equipos de un sistema de puri!icación de salmuera utilizado en el proceso de celdas de membrana. *a puri!icación secundaria de la salmuera consiste en una etapa de bi!iltración y luego de una depuración de la salmuera en una unidad de intercambio iónico)
*a !iltración secundaria utiliza generalmente !iltros especiales para reducir notablemente la cantidad de materia en suspensión y proteger la resina de intercambio iónico.
&l tratamiento por resinas de quelación de intercambio iónico tiene como obFeto llevar a nivel de ppb +Gg7Eg, la proporción de los metales alcalinotrreos. *as especi!icaciones para los metales, el ión sul!ato +';<:8 y otras impurezas pueden variar seg"n la densidad de corriente deseada. 'iendo m#s rigurosas cuanto mayor sea la densidad de corriente.
*a resina se regenera periódicamente con soluciones de #cido clorhídrico e hidró1ido sódico de una alta pureza. &n general una de las columnas con resina de intercambio iónico est# en servicio mientras la otra se regenera.
&l tratamiento secundario de la salmuera e1ige una columna de quelación pero en algunos casos la !iltración no es necesaria. *as condiciones de e1plotación y la calidad de la materia prima de la electrólisis determinan el tiempo de vida de la celda de membrana. 'eg"n la calidad de la salmuera se determina la compleFidad de la unidad de tratamiento de la salmuera. 3.2.2
Proceso de electrolización.
&n el proceso de electrólisis se produce la separación de la salmuera y se obtiene cloro gaseoso, hidrógeno y soda c#ustica. &l generador es una celda electrolítica que contiene dos electrodos) el #nodo +H y el c#todo +8. &n esta se introduce una solución de cloruro sódico, que se obtiene simplemente disolviendo sal en agua. *os iones que se hallan presentes son) (rocedentes de la sal, el ión cloruro +Cl8 y el ión sodio) +NaH) NaCl
↔
NaH H Cl8
(rocedentes del agua, el hidrogenión +BH y el ión hidro1ilo +;B8) B:;
↔
BH H ;B8
@ continuación se hace pasar una corriente continua a travs de los electrodos. &n estas condiciones) &lectrólisis del Cloruro de 'odio
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&n el electrodo positivo +#nodo, los iones cloruro ceden un electrón y se trans!orman en cloro, quedando en el agua, el sodio +NaH restante) 2 Cl-
↔
Cl2 + 2 e-
&n el electrodo negativo +c#todo, el ión hidrógeno +BH capta un electrón y se trans!orma en hidrógeno +B:) : BH H : e8 B: ↔
&n el agua quedan los iones hidro1ilo +;B8 restantes. *os iones sodio +NaH e hidro1ilo +;B 8 restantes se unen para !ormar hidró1ido sódico +Na;B, que queda en solución Funto con el resto de la salmuera no utilizada en el proceso de electrólisis. NaH H ;B8
↔
Na;B
&n presencia de hidró1ido sódico +Na;B, el cloro +Cl: !ormado en el #nodo no puede e1traerse de la clula ya que reacciona inmediatamente para !ormar hipoclorito sódico +Na;Cl y cloruro sódico +NaCl) Cl2 + 2 NaOH
↔
NaOCl + NaCl + H 2O
inalmente, se obtiene una mezcla de)
Bipoclorito sódico de baFa concentración, apro1imadamente al 0,=.
Una concentración residual de cloro en equilibrio.
Una concentración residual de hidró1ido sódico en equilibrio.
'almuera residual no utilizada en el proceso de electrólisis.
&stas reacciones químicas que ocurren durante el proceso, pueden darse en los tres di!erentes tipos de celdas electrolíticas utilizadas en la obtención de estos productos, las cuales son)
3.2.3
Celdas de mercurio. Celdas de dia!ragma. Celdas de membrana. Purificación de los productos obtenidos.
&n esta etapa se dan los distintos tratamientos de los productos !inales seg"n el tipo de tecnología utilizada. (ara las celdas de mercurio el cloro h"medo abandona la celda a 0JC. (ara su utilización posterior se procede a su secado. &l cloro seco y sin impurezas se envía en su mayor parte +/3= a la planta de cloruro de vinilo. &l 3= restante se utiliza para la !abricación de hipoclorito sódico.
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Universidad Nacional de Ingeniería *a sosa c#ustica +Na;B obtenida se en!ría a 43JC. (rimeramente pasa por un !iltro de carbón activo para retener el mercurio que haya podido arrastrar, y en una segunda etapa de re!rigeración se en!ría a <0JC para enviarla a los depósitos de almacenamiento. &l hidrógeno producido tiene una riqueza del //,//=, pero est# saturado de mercurio y puede llevar algo de Na;B. &s preciso puri!icarlo, mediante un proceso de re!rigeración y lavado. &l -00= del hidrógeno producido se desmercuriza, y posteriormente un 3= del mismo es utilizado como combustible en el propio compleFo y el -3= restante, se envía a los clientes. 3.3 Tecnología tilizada.
Celdas de Mercurio. *a electrólisis con celdas de amalgama de mercurio !ue el primer mtodo empleado para producir cloro a escala industrial. 'e emplea un c#todo de mercurio y un #nodo de titanio recubierto de platino u ó1ido de platino. &l c#todo est# depositado en el !ondo de la celda de electrólisis y el #nodo sobre ste, a poca distancia. *a celda se alimenta con cloruro de sodio y, con la di!erencia de potencial adecuada, se produce la electrólisis) Knodo) : Cl8
→
C#todo) NaH H - e8 H Bg
Cl: H :e8 →
Na+Bg
@ continuación se procede a la descomposición de la amalgama de sodio +0,3= en peso de sodio !ormada para recuperar el mercurio. *a base sobre la que est# la amalgama est# ligeramente inclinada y de esta !orma va saliendo de la celda y se pasa a un descomponedor relleno con gra!ito en donde se a9ade agua a contracorriente, producindose la reacción) :Na+Bg H :B:;
→
:Bg H :Na;B H B :
@l pasar por el descomponedor, se recupera el mercurio para su reutilización en el circuito. Legulando la cantidad de agua que alimenta el reactor es posible obtener directamente la sosa a su concentración de comercialización, 30= en peso. 'us condiciones generales son)
5todo de puri!icación de la salmuera) eliminación de los metales alcalinotrreos por precipitación en !orma de hidró1idos por adición de hidró1ido sódico, sosa c#ustica.
Concentración de salmuera de entrada a :3= en peso.
Temperatura de electrólisis) 0 JC. &n algunos casos, la salmuera se calienta usando el calor liberado en el reactor.
*a salmuera se acidi!ica para evitar la descomposición del cloro a hipoclorito sódico.
Concentración de la salmuera de salida) -/= en peso.
Concentración de la disolución acuosa de Na;B obtenida) 30= en peso.
&l mercurio del reactor se recicla a la celda.
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*as características generales del sistema electroquímico son)
Celdas con el !ondo de acero ligeramente inclinado para que el mercurio se desplace a lo largo de su longitud.
M'@ +Knodo Mimensionalmente &stable e1pandidos depositados sobre titanio de 20 20 cm como #nodos.
Cada celda est# dotada de :30 #nodos.
Mensidad de corriente entre .000 y -<.000 @ O m8: y voltaFe de celda de <,< voltios.
Esue!a del proceso de "a#ricación de cloro $ sosa utili%ando celdas de !ercurio&
&l principal problema de esta tecnología est# relacionado con las implicaciones medioambientales del mercurio. *a legislación e1ige que su contenido en las aguas de vertido a colectores p"blicos sea in!erior a 0,03 ppm. &ste hecho Funto con la mayor e!iciencia energtica de las celdas de membrana est# !avoreciendo la sustitución de las celdas de mercurio por estas "ltimas.
Celdas de Diaragma. &ste mtodo se emplea principalmente en Canad# y &stados Unidos. 'e alimenta el sistema continuamente con salmuera que circula desde el #nodo hasta el c#todo. *as reacciones que se producen son las siguientes' Knodo) : Cl8
→
C#todo) :B:; H : e8
Cl: H : e8 →
B: H :;B8
&n la "igura se esquematiza una celda de dia!ragma. *os compartimentos anódico y catódico se encuentren separados por un dia!ragma basado en amianto mezclado con diversos polímeros para meForar su e!icacia e incrementar su vida media +2 a < a9os. &l amianto est# en contacto directo con el c#todo. *a salmuera se alimenta por el compartimiento anódico en una concentración de 20=. &n el #nodo se produce cloro, y parte de la salmuera migra hacia el c#todo por di!usión puesto que el dia!ragma es poroso.
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Universidad Nacional de Ingeniería &n el c#todo la reducción del agua produce hidrógeno e iones hidro1ilo que Funto con los iones sodio contenidos en la salmuera dan lugar a la sosa c#ustica. Tanto el hidrógeno como la disolución de sosa contaminada con cloruro sódico salen por el parte interior del c#todo.
Esue!a del "unciona!iento de una celda de dia"rag!a& ndustria clorososa&
&l #nodo es un M'@ +Knodo Mimensionalmente &stable mientras que el c#todo es una tela met#lica de acero ino1idable recubierta con ciertos catalizadores como níquel e1pandido para minimizar el sobre voltaFe de desprendimiento de hidrógeno. *os inconvenientes de este tipo de celdas est#n relacionados con el uso de un dia!ragma de amianto)
No es una barrera selectiva de iones. Con el ión sodio, migra el ión cloruro hacia el catolito. (or tanto, la sosa c#ustica est# contaminada con cloruro sódico +-= al 30= en la sosa.
*a concentración m#1ima de sosa obtenible en el c#todo es de -:= en peso para evitar su migración al anolito lo que originaría una prdida de la e!icacia de la corriente tanto respecto a la sosa como al cloro. 'u presencia en el anolito !avorecería la o1idación del agua a o1ígeno que contaminaría al cloro.
*a limitación de la concentración de sosa al -:= en peso e1ige eliminar por evaporación apro1imadamente el 0= del agua para obtener la concentración de comercialización, 30= en peso, incrementando de esta manera el consumo energtico del proceso.
*a resistencia elctrica del dia!ragma es alta lo que obliga a trabaFar a densidades de corriente de -.300 8 :.000 @ O m8:, y es un material cancerígeno.
Celdas de Membrana. 'e introduFeron en el mercado a partir de -/40. *as reacciones redo1 son las mismas que en las de dia!ragma. *a di!erencia !undamental y crucial con stas es que en las celdas de membrana, es el material que separa el anolito del catolito, es una membrana de intercambio catiónico &lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería per!luorada, selectiva a los iones sodio. (or lo tanto, el catolito no est# constituido por la salmuera que di!unde del anolito, sino por una disolución acuosa diluida de hidró1ido sódico que se alimenta independientemente. 'e obtiene así una disolución de sosa c#ustica pr#cticamente e1enta de iones cloruro.
Esue!a del "unciona!iento de una celda de !e!#rana& ndustria clorososa&
*a salmuera se alimenta por el compartimiento anódico a una concentración del :3= en peso y a una temperatura de 0 P /3 JC. *a membrana de intercambio catiónico es del tipo bicapa, y est# dise9ada para impedir el paso de iones cloruro del anolito al catolito, así como de los iones hidro1ilo del catolito al anolito. (or tanto, la pureza del cloro es superior a la obtenida en celdas de dia!ragma.
Acido débil: –COOH. Acido fuerte: –SO3H Esquema de una membrana bicapa usada en la industria cloro-sosa.
(or regla general, el espesor de la capa de #cido dbil est# comprendido entre 3 y 20 micras. @ medida que aumenta)
@umenta la resistencia elctrica de la membrana.
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Misminuye el contenido de cloruro sódico +el anolito en el catolito, en la disolución de hidró1ido sódico. &s decir, aumenta la pureza del hidró1ido sódico.
&ntonces para una concentración de 22 = en peso de hidró1ido de sódico, la energía necesaria para concentrarla hasta el 30= es del orden del -:= de la necesaria en celdas de dia!ragma. *os #nodos son M'@ y el c#todo de acero ino1idable recubierto con catalizadores para disminuir el sobrevoltaFe de desprendimiento de hidrógeno. *a celda opera a densidades de corriente entre :.300 y <.000 @ O m8:. *a vida media de los #nodos y de las membranas es de tres a cinco a9os dependiendo de la pureza de la salmuera y de las condiciones de operación. &l principal inconveniente de las celdas de membrana es que la salmuera precisa de un procedimiento de puri!icación e1haustivo para evitar una dr#stica disminución de la vida de los #nodos y las membranas. &l procedimiento de puri!icación incluye adem#s de la precipitación de los metales alcalinotrreos en !orma de hidró1idos, el paso de la salmuera a travs de resinas de intercambio aniónico. 3.! "alidad del producto.
&l Cloro producido en la celda de mercurio es muy puro y puede ser usado en algunos casos directamente, sin una puri!icación adicional. &l Cloro producido en las celdas de membrana o dia!ragma contiene apro1imadamente := de ;1ígeno +dependiendo del pB del anolito el cual deber# ser removido. *a soda c#ustica obtenida en las celdas de mercurio es la m#s pura, seguida en pureza por la soda obtenida en las celdas de membrana. *a principal desventaFa de la soda c#ustica obtenida en celdas de dia!ragma es la alta concentración de Cloruros y Cloratos de 'odio, lo que la hace inutilizable para algunas aplicaciones. No sólo la calidad del producto es uno de los !actores importantes a analizar puesto que se cuentan con tres alternativas para que el proceso de la electrolisis se lleve a cabo. (ara poder elegir una de ellas tambin, se deben tomar en cuenta tanto el costo de instalación como el operativo, todo esto para el momento de decidir la instalación de una nueva planta. Costo de nstalación&
*a inversión de capital es di!erente para los tres procesos. *as celdas de mercurio son m#s compleFas y m#s caras que las celdas de membrana y dia!ragma. No obstante, esta desventaFa es compensada por la alta densidad de corriente que utilizan) a -0 Q@7m: que, comparados con los 2 P Q@7m: necesarios para el proceso a membrana o los : P :,3 Q@7m : para los procesos a dia!ragma. (or lo tanto, la super!icie de la celda de mercurio necesita ser del tama9o de -72 a -7< que los otros procesos para una misma producción.
"eldas#
&n los procesos a dia!ragma, el circuito de la salmuera es el m#s simple de los 2 pues no requiere precipitación de sul!atos o decloración. &l sistema para puri!icación de salmuera para las celdas de membrana es el m#s compleFo pues es necesaria una ultrapuri!icación mediante una columna de intercambio iónico.
$almuera#
"oncentración del %idró&ido)
*as celdas de dia!ragma requieren evaporadores multietapas para la concentración del Bidró1ido y la separación del Cloruro de
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería 'odio. &l material de estos equipos debe ser especial debido a la alta corrosividad de la solución de Bidró1ido de 'odio que contiene tambin Cloruros y Cloratos de 'odio. &l evaporador que se utiliza en los procesos a membrana puede ser construido con acero ino1idable y son mucho m#s peque9os debido a que el Bidró1ido ingresa m#s concentrado que en las celdas de dia!ragma. &l proceso con celdas de mercurio produce solución de Bidró1ido al 30= directamente, por lo que no requiere de un evaporador. Manipulación de la materia prima '"loruro de $odio(# *as
plantas con celdas de mercurio o membrana requieren de un sistema para el almacenamiento y la manipulación de la sal.
Mercurio# &l
mercurio es un elemento caro y, por otra parte, el equipamiento que se requiere para prevenir la emisión de mercurio al medioambiente y removerlo de los productos, tambin tiene un alto costo. Comparación de costos de instalación
100
Concentración de soda
Control de contaminación
80 60
Suministro de energía
Celdas y rocesamiento del gas
40 20 !uri"icación de s almuera 0
'i se considera como el -00= el capital necesario para la instalación de una planta con celdas de dia!ragma, el capital necesario para una planta con celdas de mercurio ser# apro1imadamente del /08/3= y de apro1imadamente 0= para una planta con celdas de membrana, lo cual puede 1. Costo de Operación. observarse en el gr#!ico.
*os costos !iFos de operación, personal, impuestos, seguros, reparaciones y mantenimiento son similares en los tres procesos. &n cuanto a los costos variables, la di!erencia entre los tres procesos radica en el consumo de energía +electricidad y vapor. 'i - Ton de vapor se convierte a su equivalente de energía elctrica) - Ton vapor R <00E67hr, puede hacerse una comparación en la que se determina el costo relativo de energía +=. Teniendo el m#s alto consumo el proceso por celdas de dia!ragma con un -00=, el de mercurio con un /:= y el de membrana con un 43=, mostr#ndolo en el siguiente gr#!ico)
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
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Comparación del consumo de energía 100 80
&aor
60
'lectricidad
40 20 0 #ia"ragma
$ercurio
$em%rana
*as ventaFas y desventaFas de cada uno de los tres procesos pueden ser resumidas en la siguiente tabla)
PROC!O
"#$%&%!
D'%FR%(M %
Uso de asbestos +dia!ragma.
AaFo consumo de electricidad.
@lto consumo de vapor y costosos evaporadores multietapas para la concentración.
AaFa pureza de productos.
'e obtiene el Bidró1ido al 30= directamente.
@lta pureza de productos.
MRC)R'O
No requiere gran puri!icación de la salmuera.
D!"#$%&%!
Tratamiento de puri!icación simple para la salmuera. No consume vapor.
Uso de mercurio.
@lto costo de operación de las celdas. @lto costo de protección del medioambiente. @lta puri!icación de la salmuera +requiere columna de intercambio iónico.
MM*R%# %
AaFo consumo de energía.
AaFa inversión de capital.
@lta pureza del hidró1ido.
@lto contenido de ;1ígeno en la corriente de Cloro +:=.
@lto costo de las membranas.
!. Impacto ambiental.
@lgunos de los insumos que se utilizan y contaminantes que se producen en la industria de cloro8#lcali son comunes a todos los procesos. *os insumos son principalmente la sal y el agua &lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería que se utilizan como material de alimentación% los #cidos y precipitantes químicos que se emplean para eliminar las impurezas en la salmuera que se consume o en el cloro o la sosa c#ustica que se obtienen% agentes re!rigerantes para licuar y puri!icar el cloro gaseoso que se produce. &l proceso de cloro8#lcalis necesita ingentes cantidades de electricidad, y la energía elctrica es uno de sus insumos m#s importantes. *os principales contaminantes que son comunes a los tres procesos electrolíticos son las emisiones de cloro gaseoso a la atmós!era, o1idantes libres a las aguas, #cidos usados, agentes re!rigerantes y las impurezas eliminadas de la sal o salmuera consumida. &l contaminante m#s problem#tico que produce sta industria es el mercurio, que es especí!ico de la tecnología basada en la pila de mercurio. Mebido a las características del proceso, el mercurio puede liberarse a la atmós!era, a las aguas, en !orma de residuos o en los propios productos. &n -//, las emisiones totales +sin contar los residuos del sector europeo de cloro8#lcali ascendieron a /,3 toneladas, con valores de entre 0,: y 2 g de Bg por tonelada de capacidad de cloro a nivel de !#brica. @ctualmente, las pilas de mercurio que se utilizan en la producción de cloro en la U& contienen unas -:.000 toneladas de mercurio. Cuando las !#bricas se trans!ormen o se cierren, este mercurio podría liberarse al medio ambiente mundial. &n estos momentos, no hay ninguna política o norma europea que indique qu hacer con esta inmensa cantidad de mercurio puro. &l principal problema de la tecnología de dia!ragma es el amianto, tanto la posible e1posición de los empleados al mismo, como su emisión al medio ambiente. *a contaminación histórica de la tierra y de las vías !luviales por el mercurio procedentes de las instalaciones que !abrican cloro8#lcali con procesos de mercurio y dia!ragma constituye un grave problema medioambiental en algunos lugares. &sta contaminación se debe a la precipitación atmos!rica del mercurio y el vertido histórico de lodos de gra!ito, al uso de #nodos de gra!ito y a otros residuos que generan las !#bricas. &l proceso de la pila de membrana tiene ventaFas ecológicas intrínsecas en comparación con los dos procesos m#s antiguos, ya que no utiliza ni mercurio ni amianto, y es el m#s e!iciente desde el punto de vista energtico.
%lternati+as para disminuir su impacto: *as meFores tcnicas disponibles en las instalaciones con pila de membrana son, por eFemplo manipular apropiadamente las membranas y Funtas usadas y reducir al mínimo los vertidos de clorato y bromato a las aguas mediante)
Condiciones #cidas en el anolito +pB -8: para reducir al mínimo la !ormación de clorato +Cl;28 y bromato +Ar;28.
Mestrucción del clorato en el circuito de salmuera para eliminarlo antes de purgar.
'nstalaciones de celdas de mercurio y de diaragma: 'e considera que la meFor tcnica disponible para las instalaciones de pila de mercurio y de dia!ragma es su trans!ormación a la tecnología de pila de membrana.
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
Universidad Nacional de Ingeniería Murante la vida "til que reste a estas instalaciones, deber#n adoptarse todas las medidas posibles para proteger el medio ambiente en su conFunto. (ara instalaciones de celdas de mercurio, deber#n adoptarse medidas para reducir al mínimo las emisiones contaminantes, actuales y !uturas que puedan generarse y durante las operaciones de manipulación, almacenamiento, tratamiento y eliminación de los residuos contaminados, de manera que el tratamiento de estas no ocasione un gran impacto ambiental y a!ecte la salud humana durante y despus del proceso de cierre. Me igual manera para celdas de dia!ragma.
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&lectrólisis del Cloruro de 'odio
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+. ,ne&os
igura -. Miagrama de bloques de la obtención de cloro, sosa caustica e hidrogeno, por medio del proceso de electrolisis de celdas de mercurio y membrana.
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
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igura :. Miagrama de equipos de la obtención de cloro, sosa caustica e hidrogeno, por medio del proceso de electrolisis de celdas de membrana.
igura 2. Senerador de cloro, por medio del proceso de electrolisis de celdas de membrana.
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
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En esta ta#la se !uestran datos i!portantes re"erentes a los tres distintos tipos de celda !encionadas en el docu!ento&
&lectrólisis del Cloruro de 'odio
