Cómo reducir las emisiones de mercurio de las industrias. El ácido sulfúrico es el producto químico más utilizado en el mundo. Es un reactivo importante empleado en muchas industrias y se utiliza en la fabricación de prácticamente todo. Desde papel, productos farmacéuticos y cosméticos hasta baterías, detergentes y fertilizantes. Por lo tanto, es un problema mundial. Porque el ácido sulfúrico a menudo contiene una de las sustancias más tóxicas: el mercurio.

“Hasta ahora, no ha habido ningún método viable para purificar el ácido sulfúrico terminado. Con una reducción tan radical del contenido de mercurio, estamos muy por debajo de los valores límite actuales. Este ácido sulfúrico puro de alta calidad tiene una gran demanda en aplicaciones industriales. Y es importante para reducir el impacto sobre el medio ambiente”. Esto lo dice el líder de investigación Björn Wickman, profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.

El ácido sulfúrico se produce a partir del azufre de la industria del petróleo. O se obtiene como subproducto en las fundiciones de la industria minera. En este último caso, el mercurio, que está naturalmente presente en el mineral, puede terminar en el producto terminado. También las corrientes recicladas en las fundiciones pueden contener mercurio.

Emisiones tóxicas que afectan a toda la vida en la Tierra

La dispersión de mercurio es un problema mundial, ya que la sustancia es volátil y puede dispersarse por el aire en grandes áreas. Este metal pesado tóxico luego se decanta en arroyos y lagos cuando llueve. Se almacena en el suelo, el agua y los organismos vivos (es bioacumulable), afectando a toda la cadena alimentaria. Puede dañar el cerebro y el sistema nervioso central de humanos y animales.

Según un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA)), las emisiones de mercurio a la atmósfera aumentaron aproximadamente un 20 % entre 2010 y 2015. En 2015, se emitieron al aire unas 2200 toneladas de mercurio como resultado de actividades humanas. Tales como la fabricación de cemento, la extracción de oro a pequeña escala, quema de carbón, producción de metales y otras industrias manufactureras.

Además, se estima que 1.800 toneladas de mercurio terminaron en el suelo y el agua ese mismo año. Según el informe, las concentraciones de mercurio en la atmósfera pueden haber aumentado en un 450 % en el último siglo.

“Todas y cada una de las formas en que podemos reducir las emisiones de mercurio son buenas. Porque el mercurio que se emite se acumula en el medio ambiente y continúa representando una amenaza para la salud durante miles de años”, dice Wickman.

Captura el metal mediante electroquímica.

Hace cinco años, su equipo de investigación en Chalmers presentó un método pionero para eliminar el mercurio del agua mediante procesos electroquímicos. El método se basa en un electrodo de metal que absorbe el metal tóxico y forma una aleación. Luego, el mercurio se puede eliminar de manera segura y el electrodo se puede reutilizar.

Los investigadores han llevado esta tecnología un paso más allá. Y, en un nuevo estudio, han demostrado cómo se puede eliminar el mercurio del ácido sulfúrico concentrado. Los experimentos con ácido sulfúrico se realizaron en colaboración con la empresa de minería y refinación de metales Boliden y la empresa Atium, un spin-off de la Chalmers School of Entrepreneurship

El objetivo de la investigación era lograr una metodología eficaz y rentable de eliminar de mercurio, del agua y de otros productos químicos. Los investigadores ahora esperan poder avanzar con sus socios y desarrollar un tipo de reactor a través del cual el ácido sulfúrico pueda fluir y purificarse al mismo tiempo. Cómo reducir las emisiones de mercurio de las industrias.

Potencial para reducir costes e impacto ambiental

Hoy en día, el mercurio se elimina principalmente en una etapa anterior. Se quita de los concentrados y las corrientes recicladas en la fundición antes de que se produzca el ácido sulfúrico. Este es un proceso normalizado, pero deja trazas de mercurio en los productos finales.

“La purificación del ácido sulfúrico también evita emisiones adicionales de mercurio, al tiempo que permite que la industria opere de manera más rentable y produzca un producto no tóxico de alta pureza. El siguiente paso será ampliar el método a un proceso piloto que esté más cerca de los volúmenes del mundo real de miles de toneladas”, dice Vera Roth, estudiante de doctorado en Chalmers y primera autora del artículo.

Esperando valores límite más bajos

Según la base de datos Statista, el volumen del mercado mundial de ácido sulfúrico asciende a unos 260 millones de toneladas al año. Para 2029, se espera que esta cifra aumente a 314 millones de toneladas. Cuanto menor sea el contenido de mercurio del ácido sulfúrico, más valioso es.

El ácido sulfúrico para fines comerciales se considera de calidad aceptable cuando su contenido de mercurio es inferior a 0,30 miligramos por kilogramo. Si el contenido es inferior a 0,08 miligramos por kilogramo, se considera que el ácido sulfúrico tiene una alta pureza. Con el nuevo método, los investigadores han reducido el nivel de mercurio a 0,02 miligramos por kilogramo de ácido sulfúrico en su estudio piloto.

“Los valores límite de la cantidad de ácido sulfúrico de mercurio que puede contener se basan en la tecnología disponible en la actualidad. Con el nuevo método para purificar ácido sulfúrico, esperamos que la legislación sobre los valores límite se endurezca en una perspectiva global donde los niveles de mercurio son generalmente mucho más altos”, dice Wickman. Cómo reducir las emisiones de mercurio de las industrias.

Referencia: artículo publicado recientemente en la revista ACS ES&T Engineering.