Tecnologias de Produção
O processo industrial de produção de cloro e álcalis por eletrolise pode ocorrer com o uso de três tecnologias: célula de diafragma, célula de mercúrio e célula de membrana. Os produtos obtidos são o cloro (Cl2), a soda cáustica (NaOH) ou a potassa cáustica (KOH) e o hidrogênio (H2).
A obtenção dos produtos ocorre nos eletrodos (anodo e catodo) pela passagem de uma corrente eletrica de alta intensidade através de salmoura tratada (solução de sal – cloreto de sódio – NaCl) que circula em uma cuba chamada célula eletrolítica.
Quando a matéria prima utilizada é o cloreto de potassio (KCl) se obtém a potassa cáustica ao invés da soda cáustica.
A seguir uma breve descrição das tecnologias:
Hidrogênio – O hidrogênio é recuperado e utilizado como combustível ou no processo para fabricação de ácido clorídrico (HCl).
O cloro é produzido pela passagem de uma corrente elétrica através de uma solução de salmoura (sal comum dissolvido em água). Este processo é chamado de eletrólise. Os subprodutos gerados são a soda cáustica (hidróxido de sódio ou NaOH) e o hidrogênio (H 2 ). Para cada tonelada de cloro, são produzidas 1,1 toneladas de soda cáustica e 0,03% toneladas de hidrogênio. São três as tecnologias de produção de cloro: células de diafragma, células de membrana e células de mercúrio.
No Brasil, a tecnologia mais utilizada pelo setor de cloro e soda é a de diafragma, que corresponde a 63% da capacidade instalada, sendo 9% diafragma sem asbestos e 54% com crisotila. Em seguida vem a tecnologia de membrana (23%) e a de mercúrio (14%).
Diafragma
Neste processo, a célula é dividada em dois compartimentos: o anódico e o catódico. Eles são separados por uma tela metálica perfurada, impregnada a vácuo, com amianto crisotila. Esse diafragma em instalações mais recentes pode ser de resina polimérica em substituição ao amianto crisotila.
A salmoura entra no compartimento anódico e flui através do diafragma para o compartimento catódico. O cloro é produzido no compartimento anódico. Os ions de sódio passam para o compartimento catódico. A soda cáustica e o hidrogênio são produzidos neste compartimento. A soda cáustica produzida sai da célula com alta concentração de sal que é posteriormente removido por filtragem.
Membrana
Neste processo, os compartimentos anódico e catódico são separados por membrana (perfluorsulfônica ou perfluorcaboxílica), que permite a passagem de cations pelo qual somente passam ions de sódio e água. O cloro é produzido no compartimento do anodo, a soda cáustica e o hidrogênio são produzidos no compartimento do catodo.
Mercúrio
Neste processo, o mercúrio flui no fundo da célula, que atua como um catodo, que torna possível a obtenção dos produtos. A produção ocorre em dois compartimentos distintos: a célula eletrolítica e o decompositor:
Na célula eletrolítica ocorre a eletrólise do sal (NaCl ou KCl), obtendo-se o cloro no anôdo e amálgama de mercúrio e sódio ou potássio no catôdo. Esta amálgama flui para o decompositor.
No decompositor, que é um vaso hermético e parte integrante do sistema eletrolítico, ocorre a reação do amalgama com a água, obtendo-se a soda cáustica ou a potassa cáustica e o hidrogênio. O mercúrio volta ao primeiro compartimento, em circuito fechado.