El papel de De Nora en el proceso cloro-álcali

El proceso cloro-álcali es un proceso industrial para la electrólisis del cloruro de sodio o salmuera (NaCl) con el fin de producir cloro gaseoso y solución de hidróxido de sodio (sosa cáustica o NaOH). Originalmente, el hidróxido de sodio se producía mediante la reacción entre la cal apagada y el carbonato de sodio. En 1892, se descubrió la electrólisis de la salmuera como método para fabricar tanto hidróxido de sodio como cloro. Este método se ha utilizado desde entonces y, en la década de 1960, la electrólisis se convirtió en la técnica predominante para fabricar estos dos importantes productos químicos.

El cloro fue descubierto por primera vez en 1774 por el químico alemán Scheele y fue identificado como elemento en 1810 por un científico inglés llamado Davy. La sosa cáustica, o hidróxido de sodio, ha sido un importante producto químico industrial desde 1853. En el proceso de electrólisis del cloruro de sodio, para producir tanto cloro gaseoso como una solución de hidróxido de sodio, se introduce cloruro de sodio en el ánodo de una célula electroquímica, donde los iones cloruro se oxidan, perdiendo electrones para convertirse en cloro gaseoso (1):

2Cl− → Cl2 + 2e- (1).

En el cátodo, el agua se reduce mediante los electrones proporcionados por el cátodo a gas hidrógeno, liberando iones hidroxilo en la solución (2):

2Na+ + 2H2O + 2e- --> H2 + 2NaOH

La reacción química global se muestra a continuación (3):

2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH (3).

Existen tres procesos electrolíticos, cada uno de los cuales utiliza métodos diferentes para mantener el cloro producido en el ánodo separado de la sosa cáustica producida en el cátodo. En orden cronológico, estas celdas incluyen las celdas de diafragma, las celdas de cátodo de mercurio o «amalgama» y las celdas de membrana.

Por estas razones, las pilas de cátodo de mercurio comenzaron a competir con las pilas de diafragma. Las pilas de mercurio producen una sosa cáustica mucho más pura y concentrada que, en la mayoría de los casos, puede utilizarse sin necesidad de un tratamiento adicional. Sin embargo, el mercurio tiene graves consecuencias ecológicas, por lo que esta tecnología ha sido prohibida recientemente y, en la actualidad, son muy pocas las plantas que siguen utilizando esta tecnología.

La tecnología de membrana se desarrolló para superar los retos medioambientales que planteaban tanto las pilas de diafragma como las de mercurio. En este caso, se utiliza una membrana —un separador sintético de intercambio catiónico— para separar el anolito del catolito, al tiempo que permite que los iones de sodio migren del ánodo al cátodo, formando así la solución de NaOH. Además de la sostenibilidad, las ventajas de las celdas de membrana son: 1. la concentración pura y relativamente alta de la solución de hidróxido de sodio producida, y 2. un menor consumo de electricidad que el de las celdas de diafragma o de mercurio.

Hoy en día, la tecnología de membranas es la única tecnología que se utiliza en las nuevas instalaciones. Desde la década de 1970, De Nora ha sido pionera y ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la tecnología de membranas, primero mediante el desarrollo y la comercialización de su propio electrolizador y, más recientemente, colaborando con thyssenkrupp Nucera en el desarrollo de las tecnologías de celdas de membrana más innovadoras actualmente en el mercado (BM Generation 6 y e-BiTAC v7). Al mismo tiempo, De Nora desarrolló sus propias formulaciones de recubrimiento para ánodos y cátodos, que ahora son la referencia en el sector y son capaces de soportar las altas densidades de corriente de diseño de los electrolizadores de membrana modernos, proporcionando:

• un rendimiento superior en términos de ahorro de tensión (consumo específico de energía),

• calidad del gas y de la sosa cáustica,

• y longevidad.

La producción y fabricación de cloro (como elemento puro) y sosa cáustica es un sector con una larga trayectoria. Estas sustancias se utilizan en una gran variedad de sectores, entre los que se incluyen, entre otros, la construcción, los plásticos y los textiles, el papel y la limpieza y desinfección. Nuestras raíces en la industria del cloro, la sosa cáustica y la potasa se remontan a la creación de las primeras celdas de diafragma comerciales en la década de 1920, las primeras celdas de mercurio en la década de 1940 y el desarrollo de la primera celda de membrana en la década de 1970.

Con más de 400 000 m² de electrodos recubiertos producidos anualmente, De Nora, además de ser un diseñador contrastado y cualificado, es un fabricante y proveedor global de cátodos y ánodos activados para la industria del cloro y la sosa cáustica. Gracias a su presencia mundial, con instalaciones en Europa, Asia, Sudamérica y Norteamérica, De Nora también puede prestar servicios en tiempo real independientemente de la ubicación de nuestros clientes.