Ingegneria delle materie prime

Formattazione del testo

M = P + RA + R = M A = Pm p r considerando l'alimentazione in generale A (dato già dal residuo) Se pongo e ottengo quindi è una retta passante per l'origine con coeff angolare. Durante il transitorio C non è costante perciò ho punti diversi che via via vanno ad allinearsi, quando C diventa costante finché C non è costante l'impianto non lavora correttamente.

Separazione di fase Il circuito chiuso lavora anche come separatore di fase, facendo in modo di separare la fase solida dall'acqua (es. depurazione di aria o trattamento fanghi), introduco un idrociclone per tale compito: Faccio in modo che d sia il più piccolo possibile, al limite lo faccio tendere a 0, in tal modo riesco praticamente a separare la fase solida da quella liquida.

Sfangatrici a tamburo in controcorrente Il tamburo viene messo in rotazione, da una parte entra l'acqua in controcorrente rispetto al materiale, dalla stessa parte di ingresso dell'acqua.

fuoriesce il materiale pulito a fine lavorazione. Internamente il tamburo è rivestito con un materiale a forma di spirale che favorisce il movimento del materiale all'interno del tamburo. Per trattare i fanghi si utilizza: 1) Sedimentatori 2) Idrociclone 3) Pressa Metodi di separazione e concentrazione Separazione per mezzi densi Il materiale viene messo in un contenitore di fluido, che può essere di varia natura siccome la densità gioca un ruolo fondamentale. Deve essere comunque rispettata materiale con affonda (sink = sedimentare) nel caso di particelle costituite da un unico elemento, viene preso materiale con galleggia (float = galleggiare) leggermente maggiore di nella pratica industriale invece si ha materiale che non è mai del tutto liberato, è importante tenere conto del grado di liberazione. Il mezzo, a livello industriale, viene preparato con sospensioni finissime (le sospensioni sono: ). Vengono utilizzate granulometrie molto fini in maniera tale chenon viene considerato, mentre ciò che galleggia viene raccolto e inserito nel secondo recipiente. Si ripete il processo fino a quando non si ottiene una separazione completa delle particelle in base alla loro densità.

Alimenta il secondo serbatoio, ciò che galleggia costituisce la classe densimetrica.

Nuova sezione 1 Pagina 9

Trattamento fanghi

Le macchine utilizzate sono simili a quelle già viste (coni di ricircolo ecc...) ma trattate come separatori di fini.

Sedimentatore circolare - primo step

È simile al cono classificatore e anche il principio di funzionamento è molto simile. Alimentazione assiale dal basso, nel sedimentatore è come se avessimo la dimensione tendente a 0. L'acqua chiarificata esce per sfioro dalla parte alta. Quindi il principio di funzionamento si basa su una velocità limite che crea precipitati sul fondo mentre l'acqua chiarificata (che è come se fosse un materiale di dimensione 0) esce dall'alto. A volte invece che a forma di tronco di cono sono rettangolari come nell'immagine sotto. L'acqua chiarificata anche qui esce come effluente che si è liberato dal solido che si è sedimentato sul fondo.

Le pale raschiatrici prendono i sedimenti e li portano all'esterno. Riassumendo: acqua in ingresso con dentro materiale fine (proviene dal lavaggio di altre macchine e deve essere riutilizzata). Questa entra nel sedimentatore, si chiarifica perché si libera del materiale solido. Trattamenti successivi: Usciti dal sedimentatore, i fanghi possono andare a: Idrociclone o centrifuga. Idrociclone: Dall'idrociclone (che lavora in acqua, con effluente liquido) esce l'acqua chiarificata dalla parte alta e sedimenta il materiale nella parte bassa. Gli idrocicloni anche qui hanno un'efficienza tanto più elevata quanto più piccolo è il loro diametro quindi è meglio farli lavorare in parallelo. Grazie alla loro efficienza esce dell'acqua sufficientemente chiarificata per poter essere riutilizzata dall'impianto. Centrifuga: Ha una velocità angolare maggiore di quella critica. Nella sezione 5 si ha l'espulsione della fase solida.nella sezione 3 l'espulsione della fase liquida Presstura-fase finaleleggera A valle dell'idrociclone si può avere o un trattamento con geotubi, o una filtro pressa oppure una nastro pressa. Filtrazione con geotubi Caso particolare per applicazione di maggiore pregio, ad esempio nel trattamento di acqua più pregiata. Nuove tecniche di filtrazione con geotube, tubi realizzati con tessuto sintetico con bassa permeabilità, trattiene il fango e fa uscire l'acqua. Queste tecniche sono utilizzate per la depurazione dell'acqua. Filtro pressa ottenuta da pozzi. Il fango entra dentro ad una serie di piastre che sono eliminate da un tubo centrale. Le piastre sono costituite da un telaio e una membrana su cui si raccoglie il fango. Chiudendo le diverse piastre che vengono compresse e il fango risale e va ad aderire alle membrane. Così facendo l'acqua viene allontanata dal fango stesso. Quando ho finito il ciclo di pressatura apro la macchina e ottengo

La "torta" cioè una fase solida che si è liberata da una buona parte di acqua.

La seconda tipologia di pressa è la nostra pressa. Il doppio nastro è compresso da una serie di cilindri che esercitano una pressione su di esso. Il nastro è tale per cui la membrana trattiene una fase solida e fa passare soltanto acqua che verrà raccolta. A questo punto il fango ha un contenuto d'acqua abbastanza basso da essere considerato asciutto (30-35% di acqua).

Oggi anche nella ceramica si cerca di mantenere un approccio di economia circolare: riuso: quando si smantellano le piastrelle quelle intatte possono essere riutilizzate (demolizione selettiva), riprocesso: i rifiuti vengono rimandati in fabbrica per essere riciclati e per produrre nuove materie prime frantumandolo ecc...

Processo ceramici

I principali processi ceramici sono:

• Preproduzione (estrazione e produzione dei materiali)
• Produzione

Distribuzione • Uso (quindi anche riuso e manutenzione) • Riciclaggio e dismissione finale Impianto completo 1) Silos delle materie prime (ce ne sono diverse: argille, sabbia silicea ecc...) e in ogni silos una determinata materia prima 2) Nastro trasportatore che porta la giusta quantità per il mix che si vuole ottenere, all'interno del "silo materie prime dosate" dove si ha già la miscela. Ogni stabilimento ha la sua personale ricetta per la ceramica. 8) alimenta il mulino 9) Mulino 5-6-7) servono per l'immissione del defloculante, ossia un addensante. Defloculare vuol dire l'addensamento naturale da più flocchi più particelle si uniscono in modo non gradito in fiocchi molto grandi. Per evitare si mettono questi defloculanti. Infatti avendo un materiale fine, se va a floculare crea dei problemi dal punto di vista di densità, viscosità ecc... quindi il defloculante evita l'aggregamento in fiocchi della

10) Collettore di scarico della barbottina: la barbottina è tutta il mix di defloculante, materie prime ed acqua. È una crema che riguarda tutto quello che è stato macinato molto finemente al di sotto dei 10 micron in modo omogeneo. Sospensione estremamente omogenea.

11) Setaccio sghiaiatore: intercetta qualche elemento che eventualmente è rimasto grossolano.

14) Serbatoio per acqua con cui alimentiamo il mulino. Il tutto va all'interno dell'atomizzatore.

Pre-produzione: l'estrazione avviene in cava poi vi è il trasporto delle materie prime usate negli impasti. Questa parte già ha diversi impatti:

• Impatti nella gestione della cava
• Impatti generati dall'attività di trasporto
• Impatti legati al trasporto (es sabbie e particolato sollevati)

Per limitare questi impatti è necessario rivalutare l'utilizzo di scarti e utilizzare mezzi di trasporto per nave e treno.

Selezione materie prime. Le materie

prime, che possono essere le seguenti:

• Argille
• Feldspati: famiglia di rocce (eruttive) principalmente silicati di alluminio come alubit o allumina sinterizzata
• Sabbie quarzose-silicatiche-feldspatiche

Le argille hanno proprietà plastiche tali che il materiale può essere deformato senza che vi sia una deformazione irreversibile; anzi questa deformazione può scomparire non appena scompare la causa che l'ha provocata. Questa proprietà è fondamentale in cottura. Inoltre, dopo la cottura, anche se si ottiene un materiale fragile, esso presenta comunque una rottura non così facile. Le argille sono principalmente le caolinite e le argille rosse. Al loro interno si può trovare quarzo, fosfato, ecc... Stoccaggio materie prime-emissione polveri: A monte dei silos vi è uno stoccaggio in capannoni delle materie prime.

• In questi capannoni vi può essere l'impianto emissione di polveri

• Per limitare i danni provocati da queste polveri è necessario avere un impianto di captazione polveri e un sistema di ricircolo dell'aria

Nuova sezione 1 Pagina 10

• Le polveri sono a base silicatica a causa della presenza della silice sono estremamente pericolose per la salute umana. Sono inalabili e la silice è abrasiva nei polmoni e provoca seri danni

• È necessario un circuito di ricircolo delle acque come quello dell'aria

Macinazione a umido

La macinazione in ceramica avviene a umido con un quantitativo significativo. Infatti è necessario un serbatoio d'acqua e un sistema di quantificazione dell'acqua che viene inserita con percentuali molto precise. L'acqua modifica le proprietà della ceramica. Generalmente è contenuta tra il 30% e il 40%. L'acqua viene inserita con un quantitativo ideale e poi la

Barbottina esce dal mulino viene tenuta in delle vasche. Dentro le vasche è importantissimo il ruolo dell'agitazione per evitare che vi sia sedimentazione della fase solida all'interno della miscela.