ברום הוא חלק חיוני מחיינו. בכל מקום שאנו מסתכלים, ובכל מקום אליו אנו הולכים, יש משהו שמכיל ברום, מופק ממנו, או מסתמך על ברום בתהליך הייצור.
ברום משמש במגוון רחב של תעשיות, בינהן טקסטיל, תרופות, קידוחי נפט וגז, מזון ומשקאות, ריהוט, מכשירי חשמל ביתיים, אלקטרוניקה, בנייה וטיפול וחיטוי מים של בריכות שחיה, ספא, מפעלי נייר ומערכות קירור. נגזרות ברום יכולים לשמש גם במפעלי ייצור חשמל, אחסון אנרגיה, וכרייה עירונית (Urban Mining)
מהרגע שאנו מתעוררים ועד שאנחנו נרדמים, הברום נמצא שם כדי לשפר את חיינו על ידי הגנה על האוכל שלנו, הפחתת סיכוני שריפה בבית ובעבודה וחיטוי המים שלנו. הברום חיוני גם בייצור בקבוקי שתייה קלה, בגדים סינתטיים, צמיגים, תרופות, קוסמטיקה, ובעוד תהליכי ייצור רבים אחרים.
מה זה ברום?
הלוגן צנוע זה, אשר תופס את המיקום ה-35 בטבלה המחזורית, הוא נוזל חום כהה מעשן עם ריח אופייני המזכיר אקונומיקה, והוא חיוני לתעשיות רבות.
הברום התגלה על ידי סטודנט צרפתי לרוקחות, אנטואן-ז'רום באלארד, בשנת 1826 וקיבל את שמו מהמילה היוונית "bromos" שפירושה סירחון. כשהוא מומס במים, הריח שלו לא מורגש כמו זה של כלור. בשל אופיו הריאקטיבי, הברום דורש אמצעי זהירות מיוחדים במהלך הטיפול וההובלה.
ICL: היצרנית הגדולה בעולם של ברום ומוצרים מבוססי ברום
כיצרנית הברום המובילה בעולם, ICL סיפקה חלק גדול מתוך כמעט 1,000,000 הטונות של הברום שהיה בשימוש בשנת 2021.
ייצור הברום של ICL מתבצע בים המלח, אחד המקורות העשירים ביותר של ברום ואשלג מרוכזים על פני כדור הארץ. כאן, ריכוז הברום הוא מדהים, 4500-5000 חלקים למיליון (ppm), בהשוואה לעשרות חלקיקים למיליון במי ים תיכון
במפעל סדום, תמלחות ים המלח עוברות אידוי סולארי. בתמלחות שנותרות לאחר שיקוע נתרן-כלוריד, קרנליט, מגנזיום-כלוריד וסידן-כלוריד, קיים ריכוז ברום גבוה עד 12,000 ppm. לאחר מכן, מי ים המלח המרוכזים מגיבים עם גז כלור בנוכחות קיטור מחומם על מנת לייצר את נוזל הברום הטהור.
ניתן להפיק ברום גם ממי ים, שבהם הוא קיים בריכוזים קטנים בהרבה, וכן ממלחות תת-קרקעיות.
משלוח הברום מתבצע במיכלים ייעודיים המורכבים על המכולות – איזו-טאנקים של ברום ISO-Tanks. לצורך כך, ICL מחזיקה צי של מיכלי ISO-TANK במטרה למנוע תגובה נוספת עם נירוסטה, כל כלי מצופה בשכבה של עופרת אינרטית.
בבסיס העסקי של ICL ישנם 3 מינרלים עיקריים – ברום, פוספט ואשלג. אלו הם חומרי המוצא של רוב המוצרים במורד הזרם שלנו והם חלק משרשרת ערך משולבת לחלוטין אשר פותחה עסקית במשך עשרות שנים.
שוק הברום
שוק הברום העולמי בשנת 2021 היה שווה 3.2 מיליארד דולר. הוא צפוי להגיע ל-4.2 מיליארד דולר עד 2027 עם קצב צמיחה שנתי ממוצע (CAGR) של 4.5%. השוק מורכב מ-30% חומצה הידרוברומית (HBr), 30% תרכובות אורגנו-ברום, 20% נוזלי ברום ו-20% תרכובות שונות אחרות, כאשר ישראל, ירדן ארה"ב וסין הן היצרניות העיקריות.
השימוש העיקרי בברום הוא בתחום נוזלי קידוח שהם תמלחת צלולה(clear brine fluids) ואחריו תחום מעכבי בעירה. סין הייתה צרכנית הברום הגדולה בעולם.
השימוש בברום מגוון ומתפרס על פני היבטים רבים של התעשייה וחיי היומיום שלנו. ניתן להשתמש בברום כברום אלמנטרי נוזלי (Br2) ובנגזרות של ברום כמו נתרן ברומיד (NaBr), אבץ ברומיד (ZnBr2) וסידן ברומיד (CaBr2) וחומרים אורגנים מוברמים. חומרים אלו גם משמשים כמקור ברום עבור מגוון תהליכי ייצור של חומרים נוספים.
בואו נעמיק קצת יותר בחלק מהיישומים האלה.
חיפוש וקידוח נפט וגז
חלקו הארי של השימוש בברום הוא בתעשיות חיפוש הנפט והגז והפקתם, שם הוא משמש כתמיסה רוויה מאוד של מלחי ברומיד הנקראת תמלחת נוזלית צלולה או CBFs.
מכיוון שנגזרות נפט גולמי הן עדיין המקורות העיקריים לאנרגיה ולכלכלה, קידוחי נפט וגז נותרים קריטיים לתפקוד העולם המתועש. זה יהיה כך עד שכמויות בנות-קיימא של אנרגיה מתחדשת יכנסו לזרם התעשייתי.
CBFs אלו המסופקים על ידי ICL לחברות שירות, בסופו של דבר משמשים את השחקנים הגדולים בשוק הנפט. ה-CBF משונעים במכליות ייעודיות המשרתות את פעילות הנפט והגז באתר. המוצרים של ICL משמשים בפעילות נפט וגז בים וגם ביבשה.
ICL היא מובילה עולמית בייצור נוזלי השלמה, ה-CBFs שלנו משמשים לשיפור הבטיחות, היעילות והפרודוקטיביות של תהליך השאיבה והקידוח. בגלל ריכוזי המלחים הגבוהים שלהם ביחס לסביבתם, CBFs מפעילים לחץ חיצוני או הידרוסטטי כדי לייצב את הבאר במהלך החיפוש, לקרר את המקדחה במהלך הקידוח, ולסייע בהסרת פסולת הקידוח.
CBFs משמשים גם כדי לייצב את קירות הבאר לאחר השלמת הקידוח ומכאן שמם החלופי – נוזלי השלמה. שוק נוזלי התמלחת הצלולה עמד על מיליארד דולר ב-2019 וצפוי להגיע ל-1.3 מיליארד דולר עד 2027.
מעכבי בעירה מבוססי ברום
ברום נמצא בשימוש נרחב במעכבי בעירה ו-ICL מספקת ברום ונגזרות ברום למוצרים מצילי חיים אלו.
חשבו על בגדים מבדים סינתטיים, רכיבים אלקטרוניים, מחשבים, טלוויזיות וטאבלטים, טלפונים סלולריים, שקעים, מכוניות, מטוסים, הספה או הכורסא שלכם, מכשירי חשמל ביתיים כגון מקררים ומכונות כביסה, חומרי בניין, והמזגן. כולם מכילים מעכבי בעירה.
מעכבי בעירה פועלים על ידי הגדלת משך הזמן בין בעירת עשן לבין הצתה של להבה בפועל ובכך מעכבים את תחילת השריפה ומאפשרים את כיבויה, או מאפשרים לאנשים להימלט בזמן.
מעכבי בעירה אלו המבוססים על חומרים מכילי ברום המשחררים אטומי ברום פעילים כאשר הם מחוממים. אטומי ברום אלו מפריעים לתהליך ההצתה ומעכבים אותו. בדרך זו, מעכבי בעירה מצילים חיים ומונעים הרס של נכסים יקרי ערך.
שוק מעכבי בעירה העולמי עומד על כ-7.2 מיליארד דולר בשנת 2022 והוא צפוי לגדול בקצב צמיחה שנתי ממוצע של 5.1%, מה שמסמן את מעכבי הבעירה כמרכיב יקר ערך בתיק המוצרים של ICL.
ברום כביוציד
הברום של ICL משמש בביוצידים כדי לחסל אצות, פטריות, חיידקים, שמרים ווירוסים הנישאים במים. ביוצידים משמשים במגוון יישומים, כולל טיפול במים, תברואה, ייצור טקסטיל, נייר ועיסה, בריאות, מוצרי צריכה, חקלאות ושימור מזון. הפעילות הביוצידאלית מתרחשת הודות להיווצרות חומצה היפוברומית כאשר הביוצידים מומסים במים.
ברום בשפכים ותברואה
חיידקים מצטברים במהלך תהליכים תעשייתיים ויכולים להשפיע על יעילותם. ביוצידים מבוססי ברום מסייעים לשמור על יעילות זו ולמנוע היווצרות של ביופילם, מעין רירית המתפתחת בצינורות ובציוד שהופכת את השימוש בחומרי חיטוי קונבנציונליים לפחות יעילים.
מים בתהליכים תעשייתיים במגדלי קולחים וקירור זקוקים לביוצידים כדי למנוע הצטברות חיידקים כדי שניתן יהיה למחזר אותם. מערכות קירור בתחנות כוח עלולות להיות בסכנה מהתפתחות אצות וחיידקים במערכות שלהן ותלויות בפתרונות ברום כדי להישאר בטוחות ויעילות.
שורשי הביטוי "מריח כמו מבשלת בירה" מגיעים מתהליך הטיפול בשפכי המבשלות שהיו מסריחים מאוד ללא השימוש בביוצידים מבוססי ברום. מתקנים גדולים של נייר ועיסה משתמשים בברום לטיפול במי ההתהליך והקולחין בצורה חסכונית ועם טביעת רגל סביבתית נמוכה יותר.
הביוצידים מבוססי הברום שלנו משמשים לעתים קרובות בשילוב עם חומצה זרחתית ופוספטים של ICL במתקנים אלה כדי לנטרל מזהמים ולשמירה על pH.
ספא, ג'קוזי, מזרקות ובריכות שחייה
נחמדים ככל שיהיו, מתקנים אלה רגישים לפריחת אצות וחיידקים ונשענים במידה רבה על חיטוי כדי להפחית את העומס הביולוגי במים. כלור נמצא בשימוש נפוץ, אך יכול לגרום לגירוי בעור. בנוסף הוא יכול לגרום לפירוק ולהרס משטחי פלדה. ליישומים אלו לברום יתרונות משמעותיים על פני שימוש בכלור. הוא נשאר במים ואינו מתנדף כמו כלור, כך ששחיינים לא שואפים את הגז. כמו כן, לברום יש את היתרון שהוא יציב במים חמים ולכן מתאים באופן אידיאלי לספא וג'קוזי. וכבונוס, הברום הוא הרבה יותר ידידותי לאנשים עם עור רגיש.
בקרת פליטות כספית
ברום עוזר להפחית את זיהום האוויר בתחנות כוח. כספית מגיעה לאטמוספירה במהלך תהליך שריפת הפחם, וכשכ-40% מהאנרגיה העולמית עדיין מגיעה מפחם, כמות ניכרת של כספית עלולה להשתחרר לאטמוספירה.
למרבה הצער, כספית זו חודרת לשרשרת המזון באמצעות מי הים אשר בתורם נספגים בפלנקטון, ודגים ובסופו של דבר נאכלים על ידי האדם. אמנת מינמטה של האו"ם משנת 2013 התחייבה להפחית את פליטת הכספית.
למרבה המזל, ניתן להפחית את פליטות הכספית הללו על ידי שימוש במגוון מוצרים מבוססי ברום של ICL – משפחת מוצרי Merquel . מוצרים אלו מגיבים עם כספית בגזי הפליטה בארובה, ולמעשה הופכים את הכספית הנדיפה לחומר יוני שניתן להסירו במורד הזרם. יחידות "scrubber" אלה יכולות להסיר ביעילות 90% מהכספית מפליטת תחנות הכוח.
ברום בצמיגי רכב ואטמי גומי
כאשר ברום מגיב עם גומי הוא יוצר גומי ברומובוטיל. צורת גומי זו אטומה מאוד לאוויר ומהווה מחסום מצוין הן לאוויר והן לגזים ונוזלים אחרים, ומכאן השימוש בה בייצור צמיגי רכב.
גומי ברומובוטיל משולב בגומי רגיל בתהליך הוולקניזציה (גיפור). גומי ברומובוטיל מונח בשכבות לתוך הצמיג כדי להכיל את האוויר בתוך הצמיג שלא ידלוף החוצה.
אותה טכנולוגיה משמשת בייצור סוגרי בקבוקונים פרמצבטיים מגומי ברומובוטיל, בהם נדרש מחסום אטום לשמירת הסטריליות, אך עדיין גמיש דיו לצורך כניסה לצוואר הבקבוק במהלך המילוי ולעמידות בהחדרות מחט חוזרות.
ברום בפלסטיקה
לברום תפקיד חשוב מאוד בתעשיית הפלסטיק. כאשר הוא מיושם כאפוקסי פולימרי, הוא מעכב בעירה כמעט אוניברסלי ב-PET (בקבוקי סודה), ABS (חלקי רכב), ובדים סינתטיים (פוליאסטר ופוליפרופילן).
נדלג קדימה בזמן אל המאה ה-21 והביקוש לאנרגיות מתחדשות.
אחסון אנרגיה מבוסס ברום
אנרגיות מתחדשות הן מקור בר קיימא לאנרגיה עם השפעה סביבתית נמוכה מאוד ואספקה כמעט אינסופית. החיסרון הוא ביכולת האגירה של אנרגיה זו. השמש לא זורחת בלילה והרוח לא תמיד נושבת. גאות ושפל גורמים להפרעות באספקת האנרגיה.
כדי לנצל באופן מלא את המשאבים הללו, יש לאחסן את האנרגיה במערכת קומפקטית באתר עם השפעה סביבתית נמוכה במחיר סביר. עד כה, הפתרון המקובל לאחסון האנרגיה היה סוללת הליתיום-יון הידועה בשם Li-Ion. לאחרונה פותחו סוללות חדשניות יותר לשימושים רבים המבוססות על יוני ברום בתמיסה.
השפע, המחיר, הכימיה והביצועים של הברום הופכים אותו לטכנולוגיה מועדפת לאגירת אנרגיה. יחידת המחקר והפיתוח של ICL עובדת על פיתוח סוללות זולות יותר, בעלות אורך חיים ארוך יותר וקיבולת גבוהה יותר.
אולי יעניין אותך גם:
מה הוא אשלג (פוטאש) ? אופן הייצור והשימוש בו בחקלאות מתקדמת
מהו פוספט, איך הוא נוצר ולמה הוא משמש ?
ברום נמצא בכל מקום
כפי שאתם יכולים לראות, הברום משפיע על חיינו מהרגע שאנו מתעוררים ועד לרגע שאנו הולכים לישון. זה במיטות שלנו, מצעים, קוסמטיקה, תרופות, מכוניות, וסוללות. הוא משמש בכיסאות משרדיים ובייצור נייר משרדי. הוא משמש במגדלי הקירור בתעשייה ובמערכות ה-HVAC שלנו בעבודה.
ICL היא יצרנית עולמית של חומרי ביניים אורגניים ואנאורגניים ותרכובות מבוססות ברום. עם מורשת שראשיתה לפני 100 שנה, ICL שמרה על מיקוד בלתי מעורער בחדשנות, בשאיפה להשיג את הסטנדרטים הגבוהים ביותר בכל ההיבטים של הפעילות העסקית שלנו והמשך המחקר והפיתוח של תרכובות מבוססות ברום כדי לגלות שימושים חדשים ומרגשים למה שהיה ידוע פעם כאלמנט ה"סירחון".
