Como Produzir Hidróxido de Sódio?

I. Visão Geral do Material

Hidróxido de sódio, também comumente referido como soda cáustica, lye ou hidróxido de sódio, é um produto químico básico essencial para a indústria moderna. Forma física: a substância pura pode apresentar-se na forma de sólido cristalino branco e translúcido, sendo altamente higroscópica. Os produtos destinados à indústria são frequentemente distribuídos na forma de flocos, grãos, pedaços ou ainda em forma de soluções concentradas (soda cáustica líquida). Características químicas: os principais rótulos são forte alcalinidade e alta corrosividade. É altamente solúvel em água, com grande liberação de calor. Reage ativamente com ácidos (neutralização), saponifica gorduras, dissolve proteínas e reage violentamente com diversos metais (alumínio, zinco, etc.), bem como com vidro e cerâmica.

II. Produção - Não chnology

O hidróxido de sódio é produzido basicamente em todo o mundo quase sempre em conjunto com a produção de cloro e os dois são frequentemente referidos como a indústria Cloro-Alcalina. Isso se baseia na eletrólise de uma solução saturada de salmoura (solução de NaCl), onde o gás cloro (Cl 2 ) se forma no ânodo e hidróxido de sódio e gás hidrogênio (H 2 ) se formam no cátodo. Os processos mais importantes dependem da tecnologia de separação da câmara catódica e incluem:

1.Célula de Diafragma:

Princípio: Utiliza um diafragma poroso de amianto (ou diafragma modificado) entre as câmaras do ânodo e do cátodo. O compartimento do ânodo é preenchido com salmoura; a salmoura esgotada passará através do diafragma para o compartimento do cátodo, onde o cloro e a salmoura neutralizada liberam hidrogênio e NaOH. O produto do cátodo é uma mistura de NaOH, NaCl e água. Atributos: Tecnologia de meia-idade fashionável, baixo investimento inicial. Porém, a soda cáustica produzida possui baixa concentração (aproximadamente 10-12%) e grande quantidade de sal, sendo necessária a evaporação, concentração e separação do sal, o que implica alto consumo energético. O diafragma feito de amianto apresenta riscos ambientais e à saúde, e está sendo gradualmente substituído ou melhorado.

2. Célula de Membrana de Troca Iônica:

Princípio: Separa os dois compartimentos, com uma membrana altamente seletiva de troca catiônica. Esta membrana permite a migração dos íons Na (Na+), provenientes do compartimento do ânodo, em direção ao compartimento do cátodo, mas inibe a migração reversa de OH- e o movimento de Cl-. O salmoura utilizada é de alta pureza e é adicionada à câmara do ânodo, enquanto água pura (ou soda cáustica diluída) é adicionada à câmara do cátodo. Os produtos obtidos são um católito (solução de NaOH) de alta concentração (até 32-35%) e um anólito (salmoura esgotada de NaCl) de alta pureza. Propriedades: produto NaOH de alta qualidade, altamente concentrado e puro (conteúdo salino muito baixo). Baixo consumo de energia: redução significativa da energia necessária para evaporação e concentração. Ambiental: elimina qualquer preocupação com poluição por amianto; boa parte de seu selamento é de alta qualidade, resultando em poucas vazamentos. Alta eficiência: elevada eficiência de corrente, operação estável. Status: é a tecnologia preferida nas instalações modernas e principais de cloro-álcali em todo o mundo atualmente.

3. Célula de Mercúrio

Princípio: É do tipo cátodo utilizando mercúrio em fluxo. Os íons Na+ são descarregados no cátodo de mercúrio, formando uma amálgama de sódio que sai do eletrolisador e é convertida em NaOH de alta concentração e H2 por um decompositor no qual água é introduzida. Características: potencialmente capaz de fabricar soda cáustica líquida com alta concentração e pureza. No entanto, a presença de alto risco de poluição com mercúrio, o qual representa sérias ameaças ao sistema ecológico e ao bem-estar humano, constitui a principal desvantagem. Atualmente, status: este processo foi significativamente eliminado no país devido aos intoleráveis riscos ambientais, e parte foi convertida ao processo com membrana.

Iii. Resumo

A membrana de troca iônica é a tecnologia mais avançada e dominante: suas excelentes características técnico-econômicas e ambientais garantiram sua hegemonia no mercado moderno de fabricação cloro-alcalina, sendo a mais produtiva e avançada em termos de produtividade, atualmente. O caminho fundamental a seguir é chamado, de forma apropriada, de Fabricação Verde: aposentar os poluentes mais graves (como as células de mercúrio), aprimorar processos convencionais (como a substituição do amianto nos diafragmas) e continuar aperfeiçoando as membranas e o design dos eletrolisadores até novos níveis de eficiência energética e de materiais são os pontos de amplo consenso na indústria.