(Relazione presentata all Università di Parma, Incontri A.T.I.V., presso il Centro Congressi S. Elisabetta, Campus universitario)
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- Michele Marconi
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1 L. Ramon Sasil S.p.A. I nuovi trattamenti ed i nuovi prodotti le sabbie a bassissimo contenuto di ossido ferrico destinate al settore del vetro bianco di qualità ed al cristallo: caratteristiche degli impianti e dei prodotti (Relazione presentata all Università di Parma, Incontri A.T.I.V., presso il Centro Congressi S. Elisabetta, Campus universitario) Le società della Gruppo Minerali S.p.A., particolarmente negli ultimi 10 anni, hanno investito nella ricerca di nuove tecnologie di trattamento finalizzate alla realizzazione sia di prototipi che di macchine ed impianti industriali. - Nel 1990, dopo due anni di prove di laboratorio, è stato realizzato presso la Sasil un impianto di lisciviazione acida in continuo che attualmente è utilizzato per produrre quarzo, feldspato e sabbia feldspatica destinati al settore del vetro di alta qualità e di gres porcellanato superbianco. Questo impianto consente di ridurre il tenore in ossido ferrico dei minerali trattati, fino a valori dell ordine delle 80 ppm. La tecnologia adottata è pulita nel senso che non vi sono emissioni di reflui in quanto il ciclo è completamente chiuso con la produzione, quale sotto prodotto, di fanghi di gesso filtropressato inertizzato. Il funzionamento del sistema è schematizzato nel seguente disegno, mentre le diapositive sono relative all impianto ed al sistema di controllo.
2 SABBIA FILTRO A NASTRO III LAVAGGIO G 70 NaOH H II LAVAGGIO F I LAVAGGIO E H 0 H 0 R Q P O 2 1 SABBIA L IS C IV IA T A ACQUE MADRI B A D C Ca(OH) H 0 L* N L* H SO SOLUZIONE - Nel 1992 la Sipi ha messo in funzione presso i tre stabilimenti di Piombino, Viarigi e Sarcedo un sistema di separazione gravimetrica con tavole ad aria per l eliminazione degli altofondenti dalle loppe granulate d altoforno, riducendo a qualche ppm la concentrazione di minerali pesanti presenti nella produzione destinata al mercato vetrario, produzione commercializzata con il nome di Vitrite. In tal modo si è aperta la possibilità di utilizzare questo interessante prodotto anche nel settore del vetro piano. - Nel 1995 la Minerali Industriali ha introdotto una nuova ed innovativa tecnologia di macinazione fine a secco che ha permesso di dimezzare il consumo energetico e ridurre del 30% i costi di produzione. Si tratta di una macinazione ad alta compressione (fino a 4000 bar) con rulli controrotanti, coclea di precompressione e sistema di depressurizzazione del materiale alimentato, che consente di raggiungere, in circuito chiuso con un adeguato impianto di ventilazione, finezze dell ordine dei 30 microns. Rispetto alla macinazione tradizionale su mulini tubolari, questa nuova tecnologia presenta i seguenti vantaggi: ridotto consumo energetico; minori costi di usura e di manutenzione; assenza di vibrazioni e bassa rumorosità; flessibilità e programmazione produttiva; rapidità nei cambi di produzione.
3 Il principio di funzionamento è rilevabile nello schema seguente e le diapositive sono relative alla macchina base. VALVOLA STELLARE TRAMOGGIA DI CARICO USCITA MATERIALE DEFERRIZZATO ASPIRAZIONE LETTO POROSO GRIGLIA METALLICA CAMPO MAGNETICO GAUSS ARIA DI FLUIDIFICAZIONE INGRESSO MATERIALE GREZZO ARIA DI TRASPORTO - Nel 1998 la Sasil ha realizzato un prototipo di separatore magnetico ad induzione a letto fluido (SEMP) che attualmente viene utilizzato per la produzione di ventilati sotto i 100 micron destinati al mercato dei colorifici (fritte e smalti). L innovativo sistema di separazione con griglia immersa in un letto fluido e soggetto ad una campo magnetico di Gauss consente di deferrizzare materiali fini che contengono minerali debolmente magnetici. In funzione del tipo di inquinanti ferrosi presenti nel materiale da trattare è possibile ottenere riduzioni del tenore in ferro fino a 5 volte il valore iniziale. La differenza sostanziale rispetto ai filtri magnetici tradizionali che separano solo particelle metalliche è proprio nella possibilità di separare anche i minerali ferrosi debolmente magnetici. Si tratta di una macchina a funzionamento ciclico programmabile che consente produzioni sull ordine di 1 ton/ora. Lo schema seguente sintetizza il principio di funzionamento.
4 A VENTO ALIMENTATORE DOSATORE RICICLO PRODOTTO FINITO PRODOTTO MACINATO COCLEA DI COMPRESSIONE TENUTA LATERALE IN DEPRESSIONE PISTONE IDRAULICO RULLI DI MACINAZIONE Nel 1999 la Minerali Industriali ha realizzato presso lo stabilimento di Cacciano un impianto di micronizzazione in grado di produrre materiali con finezze micrometriche e residui sull ordine dell 1% sopra i 5 microns. Per la macinazione ultrafine a partire da materiale sotto i 45 microns, si utilizza un mulino verticale a microsfere con azione combinata pressione-attrizione. Tale unità di micronizzazione è particolarmente indicata per il trattamento di materiali abrasivi e con durezza MOHS superiore a 6. Con questo impianto la Minerali Industriali ha ampliato la gamma delle produzioni per coprire anche settori diversi quali le cariche per gomme, plastiche, siliconi, vernici, colle.. Le diapositive illustrano l installazione presente a Cacciano. - Nel corso del 2000 la Sasil sta portando avanti in collaborazione con l Università di Genova, una ricerca finalizzata al recupero del ferro dalle acque madri di lisciviazione; ciò permetterà il riutilizzo integrale della soluzione acida utilizzata in tale processo senza alcuna penalizzazione della qualità della sabbia trattata (Progetto RAM). Questa ricerca che ha già dato dei risultati incoraggianti e sulla quale relazionerà il Prof. Capannelli, direttore del Dipartimento di Chimica dell Università di Genova, comporterà entro l anno, la realizzazione di un impianto pilota presso la Sasil, mediante l utilizzo di un sistema ad osmosi inversa che sarà oggetto di brevetto. I risultati concreti di questa ricerca permetteranno di depurare completamente le acque madri di riciclo utilizzate in lisciviazione, dal ferro presente nella soluzione che, nel processo attuale, in parte viene riciclato limitando, quindi, l efficienza del trattamento, specialmente nelle produzioni di materiali a bassissimo contenuto di ossido ferrico.
5 L obiettivo finale, una volta realizzato l impianto industriale RAM, è quello di poter ridurre a ppm il contenuto in ossido ferrico del quarzo lisciviato in modo di avere accesso, con tali produzioni, ai mercati della cristalleria di alta gamma e del vetro per ottica. I nuovi prodotti destinati al vetro bianco di alta qualità che la Sasil è in grado di commercializzare, sfruttando al meglio le tecnologie a sua disposizione, sono essenzialmente tre: sabbia feldspatica tipo 10/01 quarzo tipo 80 ppm quarzo tipo 120 ppm Le specifiche tecniche sono raggruppate nella seguente tabella: Analisi chimica Sabbia 10/01 Quarzo 80 ppm Quarzo120 ppm SiO2 97,6 99,7 99,7 Al2O3 1,2 0,10 0,10 Fe2O3 0,011 0,008 0,012 TiO2 0,02 0,005 0,005 CaO 0,10 0,03 0,03 MgO 0,05 0,01 0,01 K2O 0,90 0,02 0,02 Na2O 0,10 0,02 0,02 P.F. (1100 C) 0,10 0,05 0,05 Analisi granulometrica c l a s s e mm + 0, ,8 0, ,6 0, ,4 0, ,2 0, , CONCLUSIONI La disponibilità di sabbie italiane per la produzione di vetri bianchi di elevata qualità rappresenta una valida alternativa ai materiali fino ad oggi utilizzati. La presenza, sulla sabbia 10/01, di una frazione feldspatica in quantità tale da consentire, da un lato, l eliminazione dalla miscela vetrificabile dei normali afferitori di allumina e, dall altro, la riduzione dei fondenti, mantenendo inalterate le caratteristiche chimiche,
6 fisiche e di lavorabilità del vetro ottenuto costituisce un altro motivo di estremo interesse per il settore vetrario. Il contenuto di ferro attualmente raggiungibile ( ppm), consente l impiego di questi prodotti sulla maggior parte dei vetri bianchi di alta qualità (illuminazione, profumeria, casalingo, oggettistica, ecc.); l ulteriore riduzione della concentrazione di Fe su livelli di ppm, peraltro già raggiunti in prove pilota, aprirà nuovi spazi anche nei settori più esigenti (cristallo, vetri per ottica, ecc.), attualmente coperti esclusivamente dalle sabbie silicee d importazione.
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