Lezioni, Valorizzazione delle risorse primarie e secondarie M

8. FILIERE DI RIFIUTO DA RACCOLTA DIFFERENZIATA

composizione dei rifiuti urbani

La (RU) è la seguente:

Rifiuti urbani (CER 20) Vetro

Organico sfalci 7%

potature Metalli

35% 3% Plastica

10%

Carta e cartone

22%

Residuo secco Legno

(non riciclabile) 3%

20%

Una prima distinzione può essere fatta fra:

Frazione secca residuo secco riciclabile

che a sua volta può essere suddivisa in (vetro,

à

residuo secco indifferenziato,

metalli, plastica, …) e non completamente

riciclabile;

Frazione umida scarti alimentari

che a sua volta può essere suddiviso in (bucce della

à

(organica) frutta, gusci delle uova, fondi di caffè, …) che sono inviati all’impianto

sfalci e potature,

di trattamento dell’organico e per la formazione di

compost di qualità.

vantaggi enormi:

Il riciclo di tutti questi materiali implica dei

Risparmio di materia prima;

Risparmio di energia;

Vantaggio economico;

Vantaggio ambientale;

Mancato utilizzo di suolo per le discariche.

Il riciclo della carta (22% dei RU)

Nel corso della storia la carta è stata realizzata partendo da differenti “materie prime”, quali cotone,

carta

paglia di grano, paglia di canna, bambù, legno, stracci di lino, canapa e papiro: oggi la

primaria pasta di legno carta da macero.

è realizzata da due sorgenti, la e la

Il reperimento di tali materie prime ha un impatto ambientale devastante: basti pensare che ogni

anno nel mondo è abbattuta una superficie ricoperta di alberi pari al Nord Italia.

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carta secondaria

La produzione di (carta riciclata), rispetto alla carta primaria, necessita di:

Nessun albero;

Un minore quantitativo di energia elettrica (kWh);

Un maggior quantitativo di acqua.

La qualità della carta secondaria non è sicuramente la stessa della carta primaria. Inoltre la carta,

primaria o secondaria, non è riciclabile all’infinito poiché a ogni trattamento le fibre vegetali si

accorciano (le fibre vegetali troppo corte sono scartate durante il trattamento).

processo di estrazione delle fibre vegetali Pulping,

Il è detto che può essere di tipo chimico o

meccanico.

pulping chimico

Nel la pasta di legno (che deriva dal tronco degli alberi e dai residui di segheria) è

fatta essiccare e compattare in un digestore a elevata pressione (Pulper) con un’appropriata

lignina

soluzione chimica che dissolve la (“collante” che lega le fibre del legno).

In questo modo si ottengono fibre vegetali più lunghe e quindi la carta risulta di migliore qualità.

pulping meccanico lignina

Nel non è utilizzata una soluzione chimica per fare dissolvere la dalla

pasta di legno: questa è pressata contro una smerigliatrice che separa fisicamente le fibre vegetali,

che conseguentemente saranno più corte e daranno vita a una carta di minore qualità. miscela

A questo punto le fibre vegetali sono state separate: come base per la produzione si ha una

di fibre di cellulosa (fibre vegetali) e acqua, polpa.

chiamata

fasi del processo di fabbricazione della carta primaria

Le sono:

Lavaggio mulino

1. la polpa è pompata all’interno di un con eventuali additivi chimici per

à realizzare una sbiancatura, ossia la rimozione del colore associato alla lignina

residua, con il fine di ottenere una carta bianca;

Vagliatura vibrovaglio

2. la polpa è pompata su un per permettere all’acqua e alle fibre più

à corte di defluire mentre le fibre più lunghe sono trattenute in “fogli”;

“Rullatura”

3. i “fogli” sono fatti passare in una serie di rulli riscaldati che eliminano

à l’umidità residua;

Calandratura

4. i “fogli” sono levigati e infine arrotolati in bobine.

à

fasi del processo di riciclo della carta

Le sono:

Selezione

1. la carta che proviene dalla RD viene selezionata per separare:

à - Carta da giornale;

- Carta più leggera;

- Cartoni.

I vari materiali sono successivamente pressati in balle e inviati ai rispettivi

impianti di trattamento;

Pulping Pulper

2. triturazione della carta nel con acqua calda per ottenere una polpa;

à

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Vagliatura “fango di cartiera”;

3. come prima. Si ottiene in questa fase il cosiddetto

à

Lavaggio e de-inchiostrazione centrifughe separatori

4. la polpa attraversa una serie di e

à magnetici con il fine di eliminare le impurità come colla,

argilla, plastica, metalli.

La de-inchiostrazione avviene utilizzando detergenti

speciali o tensioattivi.

Eventuale miscelazione con materia prima vergine;

5. “Rullatura”

6. come prima;

à

Calandratura

7. come prima.

à

Trattamento dei reflui e dei fanghi depuratore

8. nel o nell’inceneritore per la

à termovalorizzazione;

Come detto in precedenza la carta non può essere riciclata all’infinito poiché a ogni trattamento le

fibre vegetali si accorciano: una fibra vegetale può essere utilizzata dalle cinque alle sette volte

prima che diventi troppo corta e quindi inutilizzabile.

Tetrapak realizzava imballaggi di carta e cartone difficilmente riciclabili: oggi, grazie alla

Tetrapak

sensibilizzazione di molte grandi aziende, realizza gli stessi imballaggi interamente in

carta (con poche parti in allumino facilmente separabili) con il fine di facilitare il processo di

riciclo.

Il riciclo del legno (3% dei RU) tre grandi categorie:

Gli imballaggi di legno sono suddivisi in

Imballaggi ortofrutticoli;

1. Imballaggi industriali;

2. Pallet.

3.

Gli imballaggi di legno che non più utilizzati sono ridotti di volume attraverso operazioni di

pressatura triturazione

e in modo da poter essere inviati agevolmente ai rispettivi impianti di

trattamento.

Il rifiuto “legno” pressato e triturato può essere utilizzato nel processo di pulping o può essere

valorizzato dal punto di vista energetico: il legno è riciclabile integralmente.

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Il riciclo dei metalli (3% dei RU)

metalli ferrosi e non ferrosi

I hanno oggi molteplici impieghi: scatolette, lattine, bombolette, …

Il metallo raccolto in modo differenziato viene avviato in appositi centri di selezione e stoccaggio

acciaio alluminio.

dove vengono separati e

Il riciclo dell’acciaio

fasi del processo di riciclo dell’acciaio

Le sono:

Lavaggio;

1. Pressatura in balle;

2. Invio in acciaieria

3. dove il metallo è fuso per iniziare un nuovo ciclo di vita.

à

Per quanto riguarda i rifiuti urbani, l’acciaio è presente soprattutto:

Nella banda stagnata, latta;

nota come

Nella banda cromata;

Nel lamierino o banda nera.

prodotti ottenuti dal riciclo dell’acciaio

I sono semilavorati utilizzabili in vari campi di

applicazione:

Parti in acciaio di veicoli;

Elettrodomestici;

Rotaie;

Tondino per l’edilizia;

Travi per ponti;

…

Il riciclo dell’alluminio

L’alluminio è un materiale leggero e argenteo, scoperto nella seconda metà dell’800: è estratto

bauxite, allumina

dalla prima come (ossido di alluminio – Al O ) e poi come vero e proprio

2 3

alluminio. Baux)

La bauxite prende il nome del paese (Les dove per la prima volta è stata estratta.

L’alluminio è una materia prima praticamente inesauribile in quanto si può ricavare:

Dai grandi giacimenti di bauxite;

Dai trattamenti di riciclo che si possono ripetere infinite volte (oggi circa il 40%

dell’alluminio in circolazione proviene da riciclo).

L’alluminio è utilizzato in molteplici applicazioni quali imballaggi, edilizia, meccanica, trasporti, …

È particolarmente utilizzato nel settore dei trasporti ferroviari, aeronautici, navali e automobilistici

grazie al suo elevato rapporto resistenza-peso e l’alleggerimento che esso comporta nella

costruzione dei componenti meccanici.

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La bauxite varia la sua composizione chimica in relazione al territorio in cui si trova.

fasi del processo di estrazione della bauxite

Le sono:

Campionamento;

1. Estrazione;

2. Lavaggio;

3. Vagliatura;

4. Macinazione.

5.

Il 90% della produzione mondiale di bauxite proviene da cave a cielo aperto mentre il restante 10%

da estrazioni in sotterranea: alcuni tipi di bauxite richiedono l’utilizzo di esplosivi per la loro

estrazione.

Quando fu scoperta la bauxite non esisteva un processo e quindi la tecnologia necessaria per

estrarre l’alluminio.

processo di estrazione dell’allumina dalla bauxite Karl Bayer.

Il fu brevettato da

fasi del processo

Le sono:

Pressatura e macinazione della bauxite;

1. Digestione recipiente a pressione

2. inserimento della bauxite in un dove subisce un

à lavaggio con una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) a 175 °C;

Filtraggio

3. dove si ha la separazione fra fanghi rossastri, che presentano molti problemi di

à smaltimento, e il sodio tetraidrossi alluminato III ( Na[Al(OH) ] );

4

Precipitazione

4. si ha un raffreddamento che permette all’idrossido di alluminio (Al(OH) )

à 3

di precipitare sotto forma di solido bianco e vaporoso;

Aggiunta di acqua;

5. Calcinazione forno rotante

6. l’idrossido di alluminio viene inserito in un e scaldato a circa

à 1050 °C, temperatura alla quale inizia la decomposizione chimica in

allumina (Al O ), con conseguente rilascio di vapor d’acqua;

2 3

Processo Hall-Hèroult

7. l’allumina viene fusa per ottenere alluminio.

à

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processo Hall-Hèroult

Il è l’unico processo industriale utilizzato per la produzione di alluminio

primario.

L’alluminio è prodotto in una cella elettrolitica in cui l’elettrolitica è costituito da un bagno di

criolite e allumina.

L’alluminio fuso è prodotto al catodo, che è costituito da una vasca in acciaio rivestita di materiale

refrattario all’