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Inertizzazione di fanghi industriali a metalli pesanti in matrici a silicati ed ossidi: prove sperimentali

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Anteprima della tesi: Inertizzazione di fanghi industriali a metalli pesanti in matrici a silicati ed ossidi: prove sperimentali, Pagina 8
1.   INERTIZZAZIONE E RICICLO DI RIFIUTI TOSSICI A METALLI PESANTI                                                                                                                                     6
 
1.3 SCOPO ED APPROCCI DEL LAVORO 
 
Scopo principale del presente lavoro è quello di valutare la possibile inertizzazione di fanghi 
contenenti metalli pesanti, principalmente Pb e Cr, derivanti dal processo di cromatura di 
un’industria galvanica, attraverso matrici a silicati ed ossidi (matrici ceramiche). Lo studio è rivolto 
anche ad un’analisi della cinetica di cristallizzazione (esperimenti Vr), al fine di valutare la velocità 
delle reazioni coinvolte, che si traduce nella stima dell’economicità del processo. L’incorporazione 
selettiva degli elementi tossico-nocivi nelle strutture cristalline di fasi stabili nei processi ceramici, 
può inoltre aprire la via al loro riciclo nel settore dei refrattari ceramici, come materie prime 
secondarie. 
 
La necessità di trovare delle fasi mineralogiche i cui reticoli cristallini possano costituire una 
“trappola” per questi elementi tossici, ha portato alla scelta delle strutture tipo feldspato e  spinello, 
per incorporare rispettivamente Pb-Ba e Cr-Sn-Fe. La decisione di utilizzare le strutture di questi 
minerali come reticoli “ospite” è stata presa nell’ambito della tesi di Laurea di Mastrovito (2001), 
sulla petrologia dei sistemi PbO-Al
2
O
3
-SiO
2 
(PAS) e PbO-MgO-Al
2
O
3
-SiO
2
-Cr
2
O
3 
(PMASCr).  
Pb e Cr, che derivano da rifiuti tossici di processi metallurgici, mostrano comportamenti chimici 
molto diversi e non possono essere immobilizzati entrambi nella stessa fase; il Cr è un elemento 
refrattario ospitato generalmente in minerali di alta temperatura, ben compatibile con la struttura 
dello spinello e con una bassissima solubilità nei liquidi silicatici, mentre il Pb è un bassofondente 
che entra facilmente a far parte del liquido, ed ha un raggio ionico (1.24Å) adatto ad essere ospitato 
dalla struttura del feldspato. 
 
Partendo dal lavoro svolto da Mastrovito (2001), con gli esperimenti Bi e Fp condotti nel sistema 
PAS, si è cercato di risolvere alcuni problemi riscontrati dall’Autore, riguardanti prevalentemente la 
granulometria molto fine, la scarsa reattività della polvere di allumina utilizzata e la conseguente 
scarsa cristallizzazione dei prodotti di sintesi. 
 
Dato che gli esperimenti condotti da Mastrovito (2001) sono delle simulazioni fatte con miscele 
teoriche a partire da ossidi, non sono comprensivi della complessità che caratterizza i fanghi reali, 
ma avendo stabilito che le strutture tipo feldspato e spinello sono le più adeguate per questo tipo 
d’inertizzazione e riciclaggio, si è cercato di applicare tali risultati ad una situazione reale. 
L’esperimento Mos2 prevede, infatti, l’utilizzo di fanghi industriali a metalli pesanti, come 
composizione di partenza, insieme ad una opportuna miscela di ossidi contenenti MgO-Al
2
O
3
-SiO
2
, 
che permetta di raggiungere la cristallizzazione di un feldspato di Pb e Ba, e di uno spinello che 
accolga Cr
3+
, Fe
3+
 e Sn in soluzione solida. 
 
Il settore dei ceramici refrattari è quello in cui sarebbero destinati i prodotti di sintesi qualora le 
dimensioni dei cristalli permettano una separazione meccanica delle diverse fasi che ospitano i 
metalli pesanti. 
 
L’approccio seguito è di tipo sperimentale. I diversi esperimenti possono essere distinti in base a 
due criteri di massima: il tipo di strumentazione utilizzata per la sintesi (fornace elettrica o camera 
calda) e il tipo di materiale utilizzato per la preparazione dei campioni (ossidi reagenti o fanghi 
reali). I campioni afferenti ai sistemi chimici di riferimento PAS e PMASCr (Bi, Fp, Pb, Vr) 
utilizzano come componenti di partenza, ossidi reagenti, sia in polvere che in soluzione acquosa, 
mentre il campione Mos2 si discosta da questa impostazione sperimentale in quanto costituito da 
materiali di scarto reali (fanghi industriali).  
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Informazioni tesi

  Autore: Giorgio Sonzogni
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze Geologiche
  Relatore: Marilena Moroni
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 98

FAQ

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Parole chiave

ceramica
cromo
diffrattometria
fanghi
feldspati
inertizzazione
metalli pesanti
minerali
piombo
raggi x
sem
silicati
soluzione solida
spinelli

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