O ácido sulfúrico é um componente chave em muitos processos químicos industriais, desde a fabricação de fertilizantes até o processamento de águas residuais e a síntese química.
A maior parte do enxofre do mundo é encontrada no solo, a partir de minerais como a pirita (sulfeto de ferro) e outros compostos de sulfeto ou dissulfeto. No entanto, em vez da extração direta da terra, mais de 80% do enxofre usado industrialmente é um produto residual, removido durante o refinamento de combustíveis fósseis para evitar emissões de dióxido de enxofre.
Com a tendência de fontes de energia limpas e renováveis pairando sobre a indústria de combustíveis fósseis, existe um futuro para o ácido sulfúrico como o conhecemos?
Mais de 85% do enxofre que usamos é convertido em ácido sulfúrico, um ácido amplamente utilizado na indústria química no processamento e produção de centenas de compostos diferentes. É um ácido mineral altamente corrosivo com a fórmula molecular H2SO4, também conhecido como 'óleo de vitríolo'.
É um líquido viscoso incolor a levemente amarelo, solúvel em água em todas as concentrações. Às vezes, você pode achar que é marrom escuro, pois muitas vezes é tingido durante os processos de produção industrial para alertar as pessoas sobre sua natureza perigosa. O ácido sulfúrico é um ácido diprótico e pode apresentar propriedades diferentes dependendo de sua concentração. Sendo um ácido forte, o ácido sulfúrico é corrosivo para metais, pedras, pele, olhos, carne e outros materiais. Também pode carbonizar madeira (mas não causará incêndio). Estes efeitos podem ser atribuídos principalmente à sua forte natureza ácida e, se concentrada, às suas fortes propriedades desidratantes e oxidantes.
O ácido sulfúrico pode ser encontrado em várias situações - é um componente da chuva ácida e do ácido da bateria, e pode até se formar quando alguns produtos de limpeza de banheiro se misturam com água. O ácido sulfúrico é mais frequentemente usado na produção de fertilizantes fosfatados. Também encontra usos na fabricação de explosivos, outros ácidos, corantes, cola, conservantes de madeira e baterias de automóveis. Também é usado na purificação de petróleo, decapagem de metal, fundição de cobre, galvanoplastia, metalurgia e produção de rayon e filme.
Com a crescente crise das mudanças climáticas e o impulso para substituir os combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, a indústria como a conhecemos precisará mudar. A indústria se adaptou às demandas de petróleo e gás tentando reduzir o desperdício e maximizar a eficiência, incluindo o reaproveitamento de subprodutos e impurezas, como o enxofre, que de outra forma causariam danos ambientais.
O enxofre geralmente está presente em combustíveis fósseis em cerca de 1-3% em peso, o que representa 80% dos mais de 80 milhões de toneladas de fornecimento global anual de enxofre. A mudança para a energia renovável é iminente, no entanto, e com ela uma revisão de processos químicos cruciais e uma perda de reagentes-chave, como o ácido sulfúrico, nas escalas que temos atualmente. Prevê-se que a demanda superará a oferta de enxofre em qualquer lugar de 40 a 130% até 2040, dependendo da extensão da infraestrutura de energia renovável.
Uma das soluções mais óbvias é extrair enxofre dos amplos depósitos minerais de sulfeto e sulfato na superfície da Terra, como era a principal fonte de enxofre em meados do século XX. No entanto, a mineração em seu estado atual também traz grandes custos para o meio ambiente e para as pessoas, devido à exposição de material particulado e metais pesados que devem ser evitados.
A redução da quantidade total de enxofre necessária em toda a indústria pode ser alcançada por meio de práticas de reciclagem mais cuidadosas e é uma opção potencial para conter a demanda. A reciclagem de resíduos de fertilizantes ajudaria muito a reduzir a quantidade de rocha fosfática bruta que precisa ser tratada com ácido para criar um novo fertilizante. Além disso, a reciclagem de subprodutos de sais de sulfato provocada por processos químicos de ácido sulfúrico pode ajudar a recuperar porções significativas de enxofre. No entanto, o produto mais viável desse processo de reciclagem é o gás tóxico de sulfeto de hidrogênio, portanto, mais pesquisas são necessárias para aprofundar essa ideia.
A substituição do ácido sulfúrico por alternativas pode ser possível em alguns aspectos. O ácido nítrico tem sido sugerido como um ácido capaz de processar rochas em um nível semelhante ao ácido sulfúrico, porém o efluente produzido especificamente na extração de fosfato para fertilizante é radioativo. O ácido sulfúrico também é usado em baterias de íons de lítio, portanto, uma melhor infraestrutura de reciclagem de baterias ou encontrar formas alternativas de armazenamento de energia pode ajudar muito.
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Fontes:
