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Caratterizzazione chimica, petrografica e mineralogica di fanghi di lavaggio di cava, con particolare riguardo alle problematiche ambientali

Informazioni tesi

  Autore: Filippo Tallarini
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2012-13
  Università: Università degli Studi di Milano - Bicocca
  Facoltà: Scienze Geologiche e Geotecnologiche
  Corso: Scienze della Terra
  Relatore: Alessandro Cavallo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 111

I limi di lavaggio dell’industria estrattiva rappresentano, da sempre, uno spinoso problema nel processo di lavorazione e selezione degli aggregati.
Dal punto di vista burocratico le normative che regolano la classificazione e il riutilizzo di questo materiale non favoriscono i moderni, e più sicuri, processi per la chiarificazione delle acque; si è quindi voluto caratterizzare i limi di lavaggio sia dal punto di vista mineralogico, petrografico e chimico integrando così pregressi studi geotecnici. Lo scopo principale di questo studio è quello di analizzare sotto ogni aspetto i limi e capire le relative problematiche ambientali che i processi di chiarificazione forzata delle acque di torbida potrebbero far sorgere. In funzione delle caratteristiche chimiche e mineralogiche, verranno indicati i settori industriali più promettenti per un loro eventuale riutilizzo.
I campioni presi in esame sono stati prelevati da diversi Ambiti Territoriali Estrattivi provenienti da un’area estesa per circa 100 km2 che si estende da Nord-Est Milano a Sud-Est di Bergamo.
Lo studio mineralogico e petrografico è stato eseguito principalmente tramite XRD (diffrattometria a raggi-X su polveri); tramite questa tecnica ed opportuni trattamenti chimici (glicolazione) e termici, si è potuto notare la composizione mineralogica di questi limi e la sostanziale mancanza di minerali delle argille. Le componenti mineralogiche principali sono quarzo e dolomite, con una netta prevalenza di quarzo nei campioni di limo derivati da tout-venant proveniente da A.T.E. della zona limitrofa a Milano, e una prevalenza di dolomite nei limi lavorati presso gli A.T.E. della zona Bergamasca. I limi contengono inoltre, seppur in minima parte, altri minerali quali calcite, plagioclasio albitico, muscovite, anfiboli (tremolite-actinolite ed orneblenda) e in alcuni casi serpentino e clorite. Il contenuto percentuale delle varie frazioni mineralogiche è stato ottenuto mediante il metodo Rietveld; questa tecnica ha evidenziato come il contenuto di anfiboli presenti fosse molto basso o quasi trascurabile; tuttavia per sicurezza si è ritenuto opportuno analizzare i limi anche con SEM-EDS (microscopia elettronica a scansione associata alla microanalisi in dispersione di energia) per determinare l’esatto abito cristallino degli anfiboli (asbestiforme/non asbestiforme) ed eliminare ogni dubbio circa la presenza di “amianti”.
Le analisi chimiche svolte per controllare i residui della sostanza acrilammide sono state eseguite da un laboratorio esterno mediante tecnica EPA 8032 A 1996; lo scopo di questa prova è di quantificare il contenuto residuo di questa sostanza e di verificare che i quantitativi di tale sostanza fossero in linea con le linee guida europee e americane (EPA). Da questa prova è emerso che tale sostanza è in linea con tutte le normative per prove eseguite a T=0 gg. e non risulta più essere rilevabile nelle prove eseguite a T=14 e T=28 gg. Ciò è dato dal fatto che tale sostanza è fortemente fotosensibile e la degenerazione di questa risulta essere molto veloce.
Inoltre le analisi chimiche hanno evidenziato come, nonostante l’aggiunta di flocculanti, i fanghi non presentino livelli di metalli pesanti e/o benzeni.
I risultati di questo studio hanno evidenziato come questi limi non presentino particolari problematiche ambientali, e non siano quindi da considerarsi rifiuti, come stabilito dal D.L. 161/2012. Si è inoltre evidenziato come questi non abbiano, sia dal punto di vista chimico che dal punto di vista mineralogico e petrografico, sostanze o minerali potenzialmente dannosi per l’ambiente e per la salute umana.
Si è evidenziato dalle analisi mineralogiche e petrografiche come questi limi, non siano dal punto di vista industriale riutilizzabili all’interno di industrie quali quella del cemento e dei laterizi poiché i livelli produttivi sono troppo bassi e i costi di trasposto troppo elevati; questi limi possono in parte essere impiegati, miscelati con terra di coltura, per il ripristino ambientale degli ambiti estrattivi o per riempimenti; studi precedenti hanno anche evidenziato la possibilità di impiego di questi limi come sottofondo e copertura di discariche.

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3 1 - INTRODUZIONE I limi di lavaggio costituiscono da sempre un importante problema nella gestione di un impianto di selezione e lavorazione in cave di aggregati. La pulizia e la selezione delle differenti classi granulometriche, necessarie per la produzione di conglomerati cementizi o bituminosi, necessita di grandi quantitativi di acqua, la cui conseguenza è il risultato di grosse quantità di torbida, caratterizzata dalla sospensione di particelle limoso-argillose, che deve successivamente essere smaltita o recuperata correttamente. Le principali modalità per la chiariflocculazione delle acque di torbida avvengono attraverso l’utilizzo di vasche di decantazione o mediante l’impiego di filtropresse. Le vasche di decantazione, ampiamente utilizzate in passato, sono ampi bacini in cui le acque di torbida vengono immesse e lasciate decantare naturalmente. La torbida, proveniente dal lavaggio degli inerti, viene immessa nel bacino di decantazione tramite un apposito sistema di scolo, dove la frazione più fine si aggrega in flocculi che decadono per gravità mentre lo strato di acqua ormai depurata, visibile in superficie, viene fatta confluire al di fuori della vasca di decantazione in un bacino di raccolta. Questo sistema di chiariflocculazione delle acque di torbida presenta numerose problematiche ma anche benefici; durante tutto il processo non vengono aggiunti polimeri anionici, ossia composti chimici, necessari a velocizzare la flocculazione. Dal punto di vista legislativo, ciò è un vantaggio poiché i fanghi non vengono classificati come “Rifiuti Speciali” (D.L n°152 3 aprile 2006 comma 183). Le problematiche connesse ai bacini di decantazione sono molteplici e di varia natura: esse sono prevalentemente connesse al cubaggio di materiale da deidratare, alle difficoltà inerenti lo svuotamento e la pulizia della vasca

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Parole chiave

depurazione
acque
fanghi
lavaggio
limi
flocculanti
torbida
filtropresse
decantazione
poliacrilammide

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